例如用于机器人手术系统的手术器械的关节运动机构的制作方法

本公开涉及手术器械，并且更具体来说，涉及用于例如机器人手术系统中使用的手术器械的关节运动机构。

背景技术：

机器人手术系统越来越多地用于各种不同的手术程序。一些机器人手术系统包含支撑机器人臂的控制台。一个或多个不同的手术器械可以被配置成用于与机器人手术系统一起使用，并且可选择性地安装到机器人臂。机器人臂向安装的手术器械提供一个或多个输入，以使得能够操作安装的手术器械。

由机器人手术系统的机器人臂提供的输入的数目、类型和配置限制配置成用于与机器人手术系统一起使用的手术器械的设计。也就是说，在设计用于可兼容地安装在机器人手术系统的机器人臂上并与机器人臂一起使用的手术器械时，应考虑确定如何利用由机器人臂提供的可用输入来实现手术器械的所要功能性。

技术实现要素：

如本文中所使用，术语“远侧”是指所描述的更远离外科医生的部分，而术语“近侧”是指所描述的更接近外科医生的部分。如本文中利用的术语“约”、“大体上”等意图解释制造、材料、环境、使用和/或测量公差和变化。进一步地，在一致性程度上，本文描述的任何方面都可以与本文描述的任何或所有其它方面结合使用。

根据本公开的方面，提供了一种用于手术器械的关节运动组件，其包括第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件，所述第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件布置成使得第一和第三近侧齿轮组件以及第二和第四近侧齿轮组件成对角线彼此相对。关节运动组件还包括第一、第二、第三和第四远侧齿轮组件，该第一、第二、第三和第四远侧齿轮组件联接至相应的第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件，并且布置为使得第一和第三远侧齿轮组件以及第二和第四远侧齿轮组件成对角线彼此相对。第一和第二远侧齿轮组件相对于第三和第四远侧齿轮组件相对地配置。第一联接齿轮联接第一近侧齿轮组件和第三近侧齿轮组件，使得对第一近侧齿轮组件的输入引起从第一近侧齿轮组件和第三近侧齿轮组件到第一远侧齿轮组件和第三远侧齿轮组件的类似输出，这继而提供由于第一和第三远侧齿轮组件的相对配置引起的相对输出。第二联接齿轮联接第二和第四近侧齿轮组件，使得对第二近侧齿轮组件的输入引起从第二和第四近侧齿轮组件到第二和第四远侧齿轮组件的类似输出，这继而提供由于第二和第四远侧齿轮组件的相对配置引起的相对输出。

在本公开的一个方面，第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件中的每个包括限定输出的齿轮轴，以及围绕该齿轮轴接合的正齿轮。在这样的方面中，第一联接齿轮设置成与第一和第三近侧齿轮组件的正齿轮啮合接合，并且第二联接齿轮设置成与第二和第四近侧齿轮组件的正齿轮啮合接合。

在本公开的另一方面，第一齿轮组将第一和第三近侧齿轮组件与第一联接齿轮可操作地联接。第一齿轮组配置成相对于第一近侧齿轮组件的输入放大或衰减第一和第三近侧齿轮组件的输出。另外地或可替代地，第二齿轮组将第二和第四近侧齿轮组件与第二联接齿轮可操作地联接。第二齿轮组配置成相对于第二近侧齿轮组件的输入放大或衰减第二和第四近侧齿轮组件的输出。

在本公开的又一个方面，第一、第二、第三和第四远侧齿轮组件中的每一个包括导螺杆和可操作地接合在导螺杆周围的套环，使得导螺杆的旋转平移套环以提供输出。

在本公开的另一方面，第一和第二导螺杆组件的导螺杆限定第一螺距，并且第三和第四导螺杆组件的导螺杆限定与第一螺距相对的第二螺距，从而限定了第一和第三远侧齿轮组件的相对配置以及第二和第四远侧齿轮组件的相对配置。

在本公开的又一个方面，关节运动组件还包括近侧基座组件、中间基座组件和远侧基座组件。在这样的方面中，第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件在近侧和中间基座组件之间延伸，并且第一、第二、第三和第四远侧齿轮组件在中间和远侧基座组件之间延伸。

在本公开的另一方面，所述关节运动组件还包括联接至相应的第一、第二、第三和第四远侧齿轮组件的输出的第一、第二、第三和第四关节运动缆线。

根据本公开提供的手术器械包括：壳体；从壳体向远侧延伸并且包括关节运动部分的轴；从轴向远侧延伸的末端执行器组件；以及布置在壳体内的关节运动组件。关节运动组件配置成通过延伸穿过轴的第一、第二、第三和第四关节运动缆线使末端执行器组件相对于壳体进行关节运动。关节运动组件可以包括以上详细描述的或本文另外详细描述的任何关节运动组件的方面和特征，并且被配置为使得第一、第二、第三和第四远侧齿轮组件的输出分别耦合到第一、第二、第三和第四关节运动缆线。在各方面，所述末端执行器组件包括第一和第二钳口构件。至少第一钳口构件可相对于第二钳口构件从间隔开的位置移动到接近位置以夹持其间的组织。

根据本公开提供的机器人手术系统包括手术机器人，该手术机器人包括被配置为提供第一和第二旋转输出的机器人臂。机器人手术系统还包括可释放地安装在机器人臂上的手术器械，该手术器械包括关节运动组件，并且可以包括以上或本文另外详述的手术器械的任何方面和特征。关节运动组件被配置成接收来自机器人臂的第一和第二旋转输出，并提供耦合到关节运动缆线的输出，以选择性地使末端执行器组件做关节运动。

根据本公开的方面提供的另一种关节运动组件包括第一、第二、第三和第四导螺杆组件，每个导螺杆组件包括导螺杆和可操作地接合在导螺杆周围的套环，使得导螺杆的旋转使套环绕着导螺杆平移。关节运动组件还包括分别可操作地联接到第一、第二、第三和第四导螺杆组件的套环的第一、第二、第三和第四关节运动缆线，以使得这些套环之一围绕相应的导螺杆的向近侧运动张紧相应的关节运动缆线，并且使得套环之一围绕相应的导螺杆的向远侧运动使相应的关节运动缆线不张紧。第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件分别联接到第一、第二、第三和第四导螺杆组件的导螺杆。第一联接齿轮将第一近侧齿轮组件和第三近侧齿轮组件彼此联接，以维持第一和第三关节运动缆线上的预张力。第二联接齿轮将第二近侧齿轮组件和第四近侧齿轮组件彼此联接，以维持第二和第四关节运动缆线上的预张力。

在本公开的一方面，第一和第三导螺杆组件的导螺杆相对于彼此限定相反的螺距，并且第二和第四导螺杆组件的导螺杆相对于彼此限定相反的螺距。

在本公开的另一方面，第一联接齿轮联接第一近侧齿轮组件和第三近侧齿轮组件，以使得第一和第三导螺杆组件的导螺杆沿相似的方向旋转，并且在各方面，使得第一和第二导螺杆组件的套环在相反的方向上移动。第二联接齿轮联接第二近侧齿轮组件和第四近侧齿轮组件，使得第二和第四导螺杆组件的导螺杆沿相似的方向旋转，并且在各方面，使得第二和第四导螺杆组件的套环在相反的方向上移动。

在本公开的又一个方面，关节运动组件还包括近侧基座组件、中间基座组件和远侧基座组件。第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件在近侧和中间基座组件之间延伸，并且第一、第二、第三和第四远侧齿轮组件在中间和远侧基座组件之间延伸。

在本公开的又一个方面，第一、第二、第三和第四近侧齿轮组件中的每一个包括：齿轮轴，其限定被配置为驱动相应的导螺杆的旋转的输出；以及正齿轮，其围绕齿轮轴接合。在这样的方面中，第一联接齿轮设置成与第一和第三近侧齿轮组件的正齿轮啮合接合，并且第二联接齿轮设置成与第二和第四近侧齿轮组件的正齿轮啮合接合。

在本公开的又一个方面，第一齿轮组将第一和第三近侧齿轮组件与第一联接齿轮可操作地联接，并且配置成相对于第一近侧齿轮组件的输入放大或衰减从第一和第三近侧齿轮组件到相应的导螺杆的输出。第二齿轮组将第二和第四近侧齿轮组件与第二联接齿轮可操作地联接，并且配置成相对于第二近侧齿轮组件的输入放大或衰减从第二和第四近侧齿轮组件到相应的导螺杆的输出。

根据本公开的方面，还提供了一种包括根据上述方面中的任一个的关节运动组件的手术器械以及包括该手术器械的机器人手术系统。

根据本公开的方面提供的用于手术器械的另一关节运动组件包括第一基座组件、第二基座组件、第一导螺杆组件、第一关节运动缆线和第一固定螺钉。第一导螺杆组件在第一和第二基座组件之间延伸，并且包括第一导螺杆和可操作地接合在第一导螺杆周围的第一套环，使得第一导螺杆的旋转使第一套环绕第一导螺杆平移。第一导螺杆限定了近侧输入端和远侧基座端。近侧输入端可旋转地容纳在第一基座组件内，而远侧基座端可旋转地容纳在第二基座组件内。第一关节运动缆线可操作地联接到第一套环，使得第一套环围绕第一导螺杆的向近侧运动使第一关节运动缆线张紧，并且使得第一套环围绕第一导螺杆的向远侧运动使第一关节运动缆线不张紧。所述第一固定螺钉螺纹接合在所述第二基座组件内并且可操作地联接到所述第一导螺杆的远侧基座端，使得所述第一固定螺钉相对于所述第二基座组件的近侧旋转驱动向近侧推动所述第一导螺杆，从而向近侧推动第一套环以增加第一关节运动缆线上的张力。

在本公开的一个方面，第二基座组件包括至少一个第一衬套，其接收第一导螺杆的远侧基座端。在这样的方面中，第一固定螺钉的近侧旋转驱动促使第一固定螺钉与第一衬套接触，从而向近侧推动第一导螺杆。

在本公开的另一方面，第一固定螺钉可操作地接合在设置在第二基座组件内的第一内螺纹螺母内。

在本公开的另一方面，所述关节运动组件包括在所述第一基座组件和所述第二基座组件之间延伸的第二导螺杆组件，第二关节运动缆线和第二固定螺钉。第二导螺杆组件包括第二导螺杆和围绕第二导螺杆可操作地接合的第二套环，使得第二导螺杆的旋转使第二套环绕第二导螺杆平移。第二导螺杆限定近侧输入端和远侧基座端。近侧输入端可旋转地容纳在第二基座组件内，而远侧基座端可旋转地容纳在第二基座组件内。第二关节运动缆线可操作地联接到第二套环，使得第二套环围绕第二导螺杆的向近侧运动使第二关节运动缆线张紧，并且使得第二套环围绕第二导螺杆的向远侧运动使第二关节运动缆线不张紧。所述第二固定螺钉螺纹接合在所述第二基座组件内并且可操作地联接到所述第二导螺杆的远侧基座端，使得所述第二固定螺钉相对于所述第二基座组件的近侧旋转驱动向近侧推动所述第二导螺杆，从而向近侧推动第二套环以增加第二关节运动缆线上的张力。

在本公开的另一方面，所述关节运动组件还包括可操作地联接到第一导螺杆组件的近侧输入端的第一近侧齿轮组件。第一近侧齿轮组件配置成驱动第一导螺杆的旋转，从而沿第一导螺杆平移第一套环以张紧或不张紧第一关节运动缆线。

在本公开的又一方面，所述关节运动组件还包括第三基座组件。在这样的方面，第一近侧齿轮组件在第一和第三基座组件之间延伸。

在本公开的另一方面，第一近侧齿轮组件包括第一齿轮轴，该第一齿轮轴包括被配置为接收输入的输入端和被配置为根据在输入端接收的输入来驱动第一导螺杆的旋转的输出端。

在本公开的另一方面，第一近侧齿轮组件包括第一齿轮组，该第一齿轮组配置成相对于第一近侧齿轮组件的输入放大或衰减从第一近侧齿轮组件到第一导螺杆组件的输出。

根据本公开的方面，还提供了一种包括根据上述方面中的任一个的关节运动组件的另一种手术器械以及包括该手术器械的机器人手术系统。在各方面中，手术器械的末端执行器组件包括第一钳口构件和第二钳口构件。至少第一钳口构件可相对于第二钳口构件从间隔开的位置移动到接近位置以夹持其间的组织。

附图说明

下文中参考图式描述本公开的各种方面和特征，其中相似的编号在若干视图中的每一个中指定相同或对应元件。

图1a为配置成用于安装在机器人手术系统的机器人臂上的根据本公开提供的手术器械的关节运动组件、轴和末端执行器组件的透视图；

图1b为被配置成可释放地接纳图1a的手术器械的示范性机器人手术系统的示意性说明；

图2是图1a的手术器械的关节运动组件的后透视图，其中移除了部分；

图3是图1a的手术器械的关节运动组件的分解透视图；

图4是图2的关节运动组件的近侧部分的侧透视图；

图5为沿着图1a的截面线“5-5”截取的纵向横截面图；

图6为沿着图2的截面线“6-6”截取的横向横截面图；

图7为沿着图2的截面线“7-7”截取的横向横截面图；

图8是图2的关节运动组件的顶部正透视图，其中去除了部分，以示出了第一方式的其致动；

图9是图2的关节运动组件的顶部正透视图，其中去除了部分，以示出了第二方式的其致动；

图10和11是图2的关节运动组件的侧透视图，其中去除了部分，示出了图1a的手术器械的关节运动组件的预张紧和组装；

图12为配置成用于安装在机器人手术系统的机器人臂上的根据本公开提供的另一手术器械的正透视图；

图13是图12的手术器械的近侧部分的后透视图；

图14是图12的手术器械的一部分的侧透视图，其中去除了一半的外壳以示出其中的内部部件；

图15为沿着图12的截面线“15-15”截取的横向横截面图；

图16是图15中指示为“16”的细节区域的放大视图；

图17是根据本公开提供的另一种关节运动组件的侧透视图，其中去除了部分，该关节运动组件配置成与用于安装在机器人手术系统的机器人臂上的手术器械一起使用；和

图18是图17的关节运动组件的后透视图。

具体实施方式

参考图1a，根据本公开提供的手术器械10一般地包含壳体(未示出；与手术器械500的壳体502(图12-16)相似)、从壳体向远侧延伸的轴30、从轴30向远侧延伸的末端执行器组件40，以及安置于壳体内且与末端执行器组件40可操作地相关联的齿轮箱组件100。器械10在本文中被详述为配置成用于与例如机器人手术系统1000(图1b)的机器人手术系统一起使用的关节运动电手术钳。然而，下面详述的根据本公开提供的器械10的方面和特征同样可适用于与其它合适的手术器械和/或其它合适的手术系统一起使用。

器械10的轴30包括近侧节段32、远侧节段34以及分别设置在近侧节段32和远侧节段34之间的关节运动区段36。关节运动区段36包含一个或多个关节运动组件37，例如连杆、接合部等。多个关节运动缆线38(也参看图3)，例如四(4)个关节运动缆线或其它合适的致动器延伸穿过关节运动区段36。更具体来说，关节运动缆线38在其远端处可操作地联接到轴30的远侧节段34，且从轴30的远侧节段34向近侧延伸，穿过轴30的关节运动区段36和轴30的近侧节段32到壳体中，其中关节运动缆线38与齿轮箱组件100的关节运动子组件200可操作地联接，以使得相对于近侧节段32和壳体例如绕至少两个关节运动轴线(例如，偏转和俯仰关节运动)选择性地使远侧节段34(且因此末端执行器组件40)做关节运动。关节运动缆线38被布置为限定大致正方形的配置，尽管也可以考虑其他合适的配置。

关于末端执行器组件40相对于轴30的近侧节段32的关节运动，关节运动缆线38的驱动是成对实现的。更具体地，为了使末端执行器组件40俯仰，相对于彼此以类似方式致动上关节运动缆线38对，同时以类似方式但是相对于上关节运动缆线38对相反的方式致动下关节运动缆线38对(也参见图3)。关于偏转关节运动，相对于彼此以类似方式致动右侧关节运动缆线38对，而以类似方式但相对于右侧关节运动缆线38对相反的方式致动左侧关节运动缆线38对(也参见图3)。

继续参考图1a，末端执行器组件40分别包含第一钳口构件42和第二钳口构件44。每一钳口构件42、44分别包含近侧凸缘部分43a、45a和远侧主体部分43b、45b。远侧主体部分43b、45b分别限定对置的组织接触表面46、48。近侧凸缘部分43a、45a绕枢轴50可枢转地彼此联接，且经由凸轮槽组件52可操作地彼此联接，所述凸轮槽组件包含可滑动地接纳在分别限定于钳口构件42、44中的至少一个的近侧凸缘部分43a、45a内的凸轮槽内的凸轮销，以使得钳口构件42相对于钳口构件44和轴30的远侧节段34在间隔开的位置(例如末端执行器组件40的打开位置)与接近位置(例如末端执行器组件40的闭合位置)之间枢转，以用于抓持组织接触表面46、48之间的组织。作为此单侧配置的替代方案，可提供两侧配置，借此两钳口构件42、44都可相对于彼此和轴30的远侧节段34枢转。

在实施例中，纵向延伸的刀槽49(仅说明钳口构件44的刀槽49；钳口构件42的刀槽类似地配置)被限定分别穿过钳口构件42、44的组织接触表面46、48。在这样的实施例中，提供刀组件(未显示)以使得能够切割分别在钳口构件42、44的组织接触表面46、48之间夹持的组织，所述刀组件包含从壳体延伸穿过轴30到末端执行器组件40的刀管，和在末端执行器组件40内安置于钳口构件42、44之间的刀片(未示出)。刀管在其近端可操作地连接至齿轮箱组件100的刀驱动子组件(未示出)，以使能够选择性地致动，进而使刀片在钳口构件42、44之间往复运动以切割被抓持在组织接触表面46、48之间的组织。

仍然参考图1a，驱动杆484可操作地联接至末端执行器组件40的凸轮槽组件52，例如与其凸轮销接合，使得驱动杆484的纵向致动使钳口构件42相对于钳口构件44在间隔位置和接近位置之间枢转。更具体地，推动驱动杆484使钳口构件42相对于钳口构件44朝近侧枢转至接近位置，而推动驱动杆484使钳口构件42相对于钳口构件44朝远侧枢转至间隔位置。但是，还考虑了其他合适的机构和/或构造，以响应于驱动杆484的选择性致动而使钳口构件42相对于钳口构件44在间隔位置和接近位置之间枢转。驱动杆484从末端执行器组件40向近侧延伸穿过轴30并进入壳体，其中驱动杆484与齿轮箱组件100的钳口驱动子组件(未示出)可操作地联接，以能够选择性地致动末端执行器组件40以在其间抓持组织，并在适当的钳口闭合力范围内施加闭合力。

钳口构件42、44的组织接触表面46、48分别至少部分地由导电材料形成，且可被激励到不同的电位以使得电能能够穿过其间夹持的组织传导，但组织接触表面46、48可替代地被配置成提供穿过其间夹持的组织的任何合适的能量，例如，热、微波、光、超声波、超声等以进行基于能量的组织治疗。器械10限定穿过壳体和轴30到末端执行器组件40的导电路径(未示出)，所述导电路径可以包含引线、触点和/或导电组件，以使得能够分别将钳口构件42、44的组织接触表面46、48电连接到例如电外科手术发生器的能量源(未示出)，以用于将能量提供到组织接触表面46、48来治疗(例如，密封)组织接触表面46、48之间夹持的组织。

齿轮箱组件100设置在壳体内，并且如上所述包括关节运动子组件200、刀驱动子组件(未示出)和钳口驱动子组件(未示出)。关节运动子组件200如下详述分别可操作地联接在提供至齿轮箱组件100的第一和第二旋转输入端与关节运动缆线38之间，从而使得在接收到适当的输入到第一和/或第二旋转输入端中之后关节运动子组件200操纵关节运动缆线38以沿期望的方向关节运动末端执行器组件40，例如以俯仰和/或偏转末端执行器组件40。

刀驱动子组件可操作地联接在提供至齿轮箱组件100的第三旋转输入端之间，使得在接收到适当的输入到第三旋转输入端中之后，刀驱动子组件操纵刀管以使刀片在钳口构件42、44之间往复运动，以切割被组织接触表面46、48之间夹住的组织。

钳口驱动子组件可操作地连接在提供至齿轮箱组件100的第四旋转输入端和驱动杆484之间，从而在接收到第四旋转输入端的适当输入后，钳口驱动子组件使钳口构件42、44在间隔位置和接近位置之间枢转，以在它们之间抓持组织并在适当的闭合力范围内施加闭合力。

当器械10安装在机器人手术系统1000(图1b)上时，齿轮箱组件100被配置为与机器人手术系统1000(图1b)可操作地接口，以使齿轮箱组件100能够进行机器人操作以提供上述详细功能，例如通过旋转输入至齿轮箱组件100。然而，还考虑齿轮箱组件100被配置成与任何其它合适的手术系统介接，例如手动手术手柄、动力手术手柄等。出于本文中的目的，一般地描述机器人手术系统1000(图1b)。

转向图1b，机器人手术系统1000被配置成用于根据本公开使用。省略与本公开的理解无密切关系的机器人手术系统1000的方面和特征，以免在不必要的细节上混淆本公开的方面和特征。

机器人手术系统1000一般地包含多个机器人臂1002、1003；控制装置1004；以及与控制装置1004联接的操作控制台1005。操作控制台1005可以包含可以被特定设定成显示三维图像的显示装置1006；和手动输入装置1007、1008，例如外科医生的人员借助于所述手动输入装置可能够以第一操作模式遥控机器人臂1002、1003。机器人手术系统1000可以被配置成用于以微创方式治疗躺在患者床台1012上的患者1013。机器人手术系统1000可以进一步包含特定联接到控制装置1004的数据库1014，例如来自患者1013和/或解剖图谱的术前数据存储在所述数据库中。

机器人臂1002、1003中的每一个可以包含通过接合部连接的多个部件，和可以是(例如)手术工具“st”的安装装置。手术工具“st”中的一个或多个可以是器械10(图1a)，从而因此在机器人手术系统1000上提供此功能性。

机器人臂1002、1003可以由连接到控制装置1004的例如电机的电动驱动器驱动。例如计算机的控制装置1004可以被配置成以某种方式特定借助于计算机程序来激活电机，使得机器人臂1002、1003，且因此其安装的手术工具“st”根据分别来自手动输入装置1007、1008的对应输入执行所要移动和/或功能。控制装置1004还可以以某种方式被配置，使得其调节机器人臂1002、1003和/或电机的移动。

参考图2-7，示出了齿轮箱组件100的关节运动子组件200，其一般地包括近侧基座组件210，中间基座组件220，远侧基座组件230，四个近侧齿轮组件240、250、260、270，两个联接齿轮280、290，四个远端齿轮组件被配置为导螺杆组件340、350、360、370(尽管也可以考虑其他合适的远端齿轮组件)，以及四个导向销380。作为联接齿轮280、290的替代或补充，可以利用皮带来提供联接。同样地，在不脱离本公开的前提下，可以使用皮带代替直接啮合的齿轮来代替或补充本文详述的其他齿轮部件。此外，在实施例中，可以提供多个齿轮(和/或皮带)代替单个齿轮(和/或皮带)以提供期望的放大或衰减效果。

近侧、中间和远侧基座组件210、220、230中的每一个分别包括基板212、222、232，其限定了四个孔214、224、234，所述四个孔以大致正方形的配置布置。衬套216、226、236分别接合在近侧、中间和远侧基座组件210、220、230中的每一个的孔214、224、234内。

每个近侧齿轮组件240、250、260、270包括齿轮轴242，该齿轮轴242在其近端限定了输入244。然而，仅需要两个输入244，并且实际上，仅使用了两个，如下所述。因此，在一些实施例中，仅近侧齿轮组件中的两个，例如近侧齿轮组件240、250包括输入244，而另两个近侧齿轮组件，例如近侧齿轮组件260、270，不包括输入244。每个近侧齿轮组件240、250、260、270还包括在其远端的输出246。正齿轮248安装在每个近侧齿轮组件240、250、260、270的相应齿轮轴242上。近齿轮组件240、250、260、270布置成限定大体正方形的构造，使得每个近侧齿轮组件240、250、260、270的正齿轮248包括两个相邻的正齿轮248，例如，垂直相邻的正齿轮248和水平相邻的正齿轮248，以及对角线相对的正齿轮248。一对对角线相对的正齿轮248例如近侧齿轮组件240、260的正齿轮248相对于另一对对角线相对的正齿轮248例如近侧齿轮组件250、270的正齿轮248纵向偏移。更具体地，与近侧齿轮组件250、270的正齿轮248相比，近侧齿轮组件240、260的正齿轮248更向远侧布置。

所利用的输入244(或提供的输入244，其中仅提供两个)，例如近侧齿轮组件240、250的输入244，向近侧延伸到相应的衬套216中，该衬套216设置在近侧基座组件210的基板212的孔214内。以这种方式，两个输入244被定位在关节运动子组件200的近端处，以例如从机器人手术系统1000(图1b)接收用于关节运动的两个旋转输入。每个近侧齿轮组件240、250、260、270的输出246向远侧延伸到相应的衬套226中，该衬套设置在中间基座组件220的基板222的孔224中。如下所述，这使得每个近侧齿轮组件240、250、260、270的输出246能够分别向相应的导螺杆组件340、350、360、370提供旋转输出。

继续参考图2-7，两个联接齿轮280、290可操作地联接每个对角线相对的正齿轮对248中的正齿轮248。更具体地，较远侧的联接齿轮280被布置成与近侧齿轮组件240、260的较远侧布置的正齿轮248啮合接合，而较近侧的联接齿轮290被布置成与近侧齿轮组件250、270的较近侧布置的正齿轮248啮合结合。

由于上面详述的配置，例如，提供给近侧齿轮组件240的输入244的旋转输入沿第一方向旋转近侧齿轮组件240的输出246和正齿轮248，继而在相反的第二方向上旋转联接齿轮280，其又使近侧齿轮组件260的正齿轮248和输出246沿第一方向旋转。此外，作为另一实例，提供给近侧齿轮组件250的输入244的旋转输入沿第一方向旋转近侧齿轮组件250的输出246和正齿轮248，继而在相反的第二方向上旋转联接齿轮290，其又使近侧齿轮组件270的正齿轮248和输出246沿第一方向旋转。因此，仅需要两个旋转输入来在每个近侧齿轮组件240、250、260、270的输出246处提供旋转输出：一个到近侧齿轮组件240或近侧齿轮组件260的输入244，另一个到近侧齿轮组件250或近侧齿轮组件270的输入244。如上所述，因此仅需要提供两个输入244，例如，近侧齿轮组件240的输入244和近侧齿轮组件250的输入244。

每个导螺杆组件340、350、360、370包括导螺杆342，导螺杆342限定近侧输入端343和远侧基座端345。每个导螺杆组件340、350、360、370还包括套环346，套环346可操作地螺纹接合在相应的导螺杆342周围，使得导螺杆342的旋转沿其纵向平移相应的套环346。每个导螺杆组件340、350、360、370的导螺杆342的近侧输入端343向近侧延伸到设置在中间基座组件220的基板222的孔224内的对应的衬套226中，其中近侧输入端343为可操作地与对应的近侧齿轮组件240、250、260、270的输出246耦合，使得输出246的旋转实现导螺杆342的相应旋转。每个导螺杆组件340、350、360、370的导螺杆342的远侧基座端345向远侧延伸到相应的衬套236中并且可旋转地安置在其中，该衬套设置在远侧基座组件230的基板232的孔234内。

仍然参考图2-7，与近侧齿轮组件240、250、260、270相似，导螺杆组件340、350、360、370被布置成限定大致正方形的配置，使得每个导螺杆组件340、350、360、370的导螺杆342包括两个相邻的导螺杆342，例如，垂直相邻的导螺杆342和水平相邻的导螺杆342，以及对角相对的导螺杆342。每对对角相对的导螺杆342的导螺杆342限定相反的螺距方向。例如，导螺杆组件340的导螺杆342可以限定右旋螺距，而导螺杆组件360的对角相对的导螺杆342限定左旋螺距。类似地，导螺杆组件350的导螺杆342可以限定右旋螺距，而导螺杆组件370的对角相对的导螺杆342限定左旋螺距。

如上所述，每个套环346可操作地螺纹接合在相应的导螺杆342周围，使得导螺杆342的旋转沿其纵向平移相应的套环346。每个套环346包括套圈348，其被配置为例如经由卷曲的钩槽接合或其他合适的接合(机械紧固、粘合、焊接等)接合一根关节运动缆线38(参见图3)的近侧部分。因此，套环346的远侧平移通过在远侧方向上推动相应的关节运动缆线38来放松相应的关节运动缆线38，而套环346的近侧平移通过在近侧方向上拉动相应的关节运动缆线38来张紧相应的关节运动缆线38。

四个导向销380分别接合在中间和远侧基座组件320、330之间并在它们之间延伸，并且以大致正方形的配置布置。每个导向销380延伸穿过相应的导螺杆组件340、350、360、370的套环346的套筒349。导向销380引导套环346沿着导螺杆342平移，并阻止套环346相对于导螺杆342旋转。

转到图8，结合图3，为了使末端执行器组件40(图1)俯仰，导螺杆组件340、350的套环346以类似的方式平移，从而以类似的方式致动上对关节运动缆线38(图3)，同时导螺杆组件360、370的套环346彼此类似地平移但与导螺杆组件340、350的套环346相反，使得下对关节运动缆线对38(图3)以类似的方式相对于彼此致动，但相对于上对关节运动缆线38以相反的方式致动。参考图9，结合图3，对于使末端执行器组件40(图1)的偏航关节运动，导螺杆组件340、370的套环346以类似的方式平移，从而以类似的方式致动右对关节运动缆线38(图3)，同时导螺杆组件350、360的套环346彼此类似地平移但与导螺杆组件340、370的套环346相反，使得左对关节运动缆线对38(图3)以类似的方式相对于彼此致动，但相对于右对关节运动缆线38以相反的方式致动。

大体上参考图2-9，如上所说明，对角相对的成对的套环346的套环346总是相对于彼此在相反的方向上运动以实现关节运动，而不管是否需要俯仰和/或偏航关节运动，并且不管关节运动的方向如何，例如上俯仰、下俯仰、左偏航、右偏航或其组合。还如上面详述的，提供至近侧齿轮组件240或近侧齿轮组件260的输入244的旋转输入提供在两个近侧齿轮组件240和近侧齿轮组件260的输出246处的类似的旋转输出，这是由于经由联接齿轮280的联接，并且因此导螺杆组件340、360分别从近侧齿轮组件240、260接收相似的输入。然而，由于导螺杆组件340、360的导螺杆342的螺距彼此相反，因此提供给它们的相似输入实现了其套环346的相反移动。同样，提供至近侧齿轮组件250或近侧齿轮组件270的输入244的旋转输入提供在两个输出端246的类似的旋转输出，这是由于经由联接齿轮290的它们的联接，并且因此导螺杆组件350、370接收分别来自近侧齿轮组件250、270的类似输入，进而实现其套环346的相反平移。因此，通过控制两个旋转输入的方向(一个到近侧齿轮组件240或近侧齿轮组件260的输入244，另一个到近侧齿轮组件250或近侧齿轮组件270的输入244)，可以在任何合适的方向上实现俯仰和/或偏航关节运动。

现在转向图10和11，预张紧的关节运动缆线38(图3)有助于末端执行器组件40(图1)的精确关节运动并且将末端执行器组件40(图1)保持到位(无论是关节运动的还是对齐的)。为了预张紧关节运动缆线38(图3)，在将联接齿轮280、290插入每对对角相对的正齿轮248的正齿轮248之间接合之前，第一对对角相对的套环346例如导螺杆组件340、360的套环346以类似的方式被向近侧拉动，以将相应的关节运动缆线38(图3)张紧至预张紧阈值。可以使用适当的夹具(未示出),手动地、自动地或半自动地平移套环346。可以利用合适的力感测机构(未示出)，确定关节运动缆线38(图3)上的张力，使得关节运动缆线38(图3)被预张紧至预张紧阈值。

一旦达到预力阈值，就将联接齿轮280与近侧齿轮组件240、260的正齿轮248啮合接合。通过以这种方式插入联接齿轮280，从而联接近侧齿轮组件240、260，由于导螺杆组件340、360在相反的方向上作用并且从而防止彼此不张紧的事实，与导螺杆组件340、360相关联的关节运动缆线38(图3)保持在预张紧状态。

参考图2-7，类似于联接齿轮290和近侧齿轮组件250、270，第二对对角相对的套环346，例如导螺杆组件350、370的套环346，以与张紧相应的关节运动缆线38(图3)至预张力阈值相似的方式向近侧拉动。一旦达到预张紧阈值，就将联接齿轮290插入与近侧齿轮组件250、270的正齿轮248啮合接合，从而将相应的关节运动缆线38(图3)保持在预张紧状态。

参照图12-16，示出了根据本公开提供的另一种手术器械，其总体上由附图标记500标识。手术器械500与手术器械10(图1)相似，因此，下面仅详细描述它们之间的区别，而相似之处被概括地描述或完全省略。

手术器械500大体上包含壳体502、从壳体502向远侧延伸的轴503，和从轴503向远侧延伸的末端执行器组件504，以及安置于壳体502内且与末端执行器组件504可操作地相关联的齿轮箱组件510。

手术器械500的齿轮箱组件510设置在壳体502内，并且包括关节运动子组件520、刀驱动子组件(未明确标识)和钳口驱动子组件(未明确标识)。关节运动子组件520类似于手术器械10(图1-11)的关节运动子组件200，如上详述，除了以下明确矛盾的部分。更具体地，关节运动子组件520在实现预张紧的配置和方式上不同。

相对于关节运动子组件520，每个导螺杆组件540的导螺杆542的远侧基座端545向远侧延伸到相应的衬套536中并且可旋转地安置在其中，该衬套设置在远侧基座组件530的基板532的孔534内。远侧基座组件530限定了内螺纹螺母538，该内螺纹螺母538设置在每个孔534中，该孔向远侧邻近其衬套536。固定螺钉550螺纹接合在每个内螺纹螺母538内。为了本文的目的，“固定螺钉”包括任何可调节的固定结构，包括例如带螺纹的固定螺钉(如所示)、锁定销等。固定螺钉550因此可以被向近侧旋转驱动以邻接衬套536和向近侧推动衬套536，这继而向近侧推动导螺杆542。导螺杆542的向近侧推动使套环546向近侧移动，从而向近侧拉动相关的关节运动缆线(未示出；参见关节运动缆线38(图3))以张紧关节运动缆线。因此，通过旋转驱动固定螺钉550，可以将关节运动缆线张紧到预张紧的阈值。

限定在壳体502内的进入孔560使得能够例如经由合适的驱动器工具(未示出)接近固定螺钉550，以旋转地驱动固定螺钉550，并因此在关节运动缆线(未示出；参见关节运动缆线38(图3))上建立适当的预张紧。因此，相对于器械500，在完成组装之后完成对关节运动缆线的预张紧，尽管也可以考虑其他配置。

图17和18示出了另一个例如配置用于手术器械10(图1)的齿轮箱组件600。齿轮箱组件600包括关节运动子组件700、刀驱动子组件(未示出)和钳口驱动子组件(未示出)。关节运动子组件700类似于手术器械10(图1-11)的关节运动子组件200，如上详述，除了以下明确矛盾的部分。更具体地，关节运动子组件700在近侧齿轮组件740、750、760、770的配置上不同。也就是说，与关节运动子组件200(图2-7)包括直接联接在输入244和相应的联接齿轮280、290之间的正齿轮248不同，关节运动子组件700的近侧齿轮组件740、750包括设置在输入744与联接齿轮780、790之间的齿轮组741、751。

齿轮组741包括第一齿轮743，其接合至近侧齿轮组件740的输入744。第一齿轮743被布置成与不同尺寸的第二齿轮745啮合接合，使得提供给输入744的旋转输入使第一齿轮743旋转以继而使第二齿轮745旋转。联接齿轮780相对于第二齿轮745固定，并且布置成与近侧齿轮组件740、760的第三齿轮747、767(尺寸与联接齿轮780不同)啮合接合，使得第二齿轮745的旋转使得第三齿轮747、767旋转。第三齿轮747、767与相应的导螺杆组件840、860的导螺杆842啮合。因此，近侧齿轮组件740、760与以上关于手术器械10(图1-11)所详述的类似地操作，除了基于提供到输入744的旋转输入放大或衰减了传递给导螺杆组件840、860的转矩和/或运动。转矩和/或运动的特定放大或衰减基于齿轮743、745、747、767的传动比。

齿轮组751类似于齿轮组741并且包括接合至近侧齿轮组件750的输入744的第一齿轮753。第一齿轮753设置成与不同尺寸的第二齿轮755啮合接合，第二齿轮755又相对于联接齿轮790固定。联接齿轮790设置成与近侧齿轮组件750、770的第三齿轮757、777(尺寸与联接齿轮790不同)啮合接合，使得第二齿轮755的旋转使第三齿轮757、777旋转。第三齿轮757、777与相应的导螺杆组件850、870的导螺杆852接合。因此，近侧齿轮组件750、770同样提供了传递到导螺杆组件850、870的扭矩和/或运动的放大或衰减。

应理解，可以对本文公开的实施例做出各种修改。因此，以上描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为各种实施例的例证。本领域技术人员将设想出在所附权利要求书的范围和精神内的其它修改。