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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201480043370.1 (22)申请日 2014.07.11 102013012802.1 2013.08.01 DE A61B 34/37(2016.01) (71)申请人 库卡罗伯特有限公司 地址 德国奥格斯堡 (72)发明人 S布鲁德尼克 (74)专利代理机构 隆天知识产权代理有限公司 72003 代理人 黄艳 (54) 发明名称 外科手术器械 (57) 摘要 一种根据本发明的外科手术器械具有预紧的 牵拉工具对， 该牵拉工具对包括第一牵拉工具回 行段(1 ； 1， 1)和反向的第二牵拉工具回行段 (2 ； 2， 2 )， 用于。
2、通过主动装置 (A， A ； A ) 使手术器械、 特别是末端执行器 (3.1 ； 3.1 ； 3.1 ) 的自由度被反向地致动， 其中， 第一牵拉 工具回行段具有比第二牵拉工具回行段更大的牵 拉刚度 (c1)。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2016.02.01 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2014/001908 2014.07.11 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2015/014445 DE 2015.02.05 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 C。
3、N 105431105 A 2016.03.23 CN 105431105 A 1.一种外科手术器械， 具有预紧的牵拉工具对， 所述牵拉工具对具有第一牵拉工具回 行段(1； 1 ， 1 )和反向的第二牵拉工具回行段(2； 2 ， 2 )， 用于通过主动装置(A， A ； A )使 所述器械、 特别是末端执行器(3.1； 3.1 ； 3.1 )的自由度被反向地致动， 其特征在于， 所述 第一牵拉工具回行段具有比所述第二牵拉工具回行段更大的牵拉刚度(c1)。 2.根据前述权利要求所述的外科手术器械， 其特征在于， 设有至少一个另外的预紧的 牵拉工具对， 其具有另外的第一牵拉工具回行段(1 )和反向。
4、的另外的第二牵拉工具回行段 (2 )， 用于通过另外的主动装置(A )使所述器械的另外的自由度被反向地致动， 其中， 所述 另外的第一牵拉工具回行段具有比所述另外的第二牵拉工具回行段更大的牵拉刚度(c1)。 3.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 至少一个牵拉工具 对的第一牵拉工具回行段的牵拉刚度比该牵拉工具对的第二牵拉工具回行段的牵拉刚度 大至少10， 特别是至少25， 优选至少50。 4.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 至少一个牵拉工具 对的第一牵拉工具回行段的材料具有比该牵拉工具对的第二牵拉工具回行段的材料更大 的牵拉刚度。 5.根据前。
5、述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 至少一个牵拉工具 对的第一牵拉工具回行段基于几何形状、 特别是横截面积具有比该牵拉工具对的第二牵拉 工具回行段更大的牵拉刚度。 6.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 至少一个牵拉工具 对的第一牵拉工具回行段和/或第二牵拉工具回行段包括具有一种牵拉刚度的一部分和具 有另一种牵拉刚度的另一部分。 7.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 至少一个牵拉工具 对的第一牵拉工具回行段被设计用于使位于主工作方向的自由度致动， 特别是用于闭合或 剪切。 8.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特。
6、征在于， 至少一个牵拉工具 对的第一牵拉工具回行段和第二牵拉工具回行段在从动侧、 特别是在末端执行器侧彼此连 接(1 ， 2 ； 1 ， 2 )， 或者相互独立地固定在从动装置上， 特别是固定在末端执行器从动装置 上， 和/或至少一个牵拉工具对的第一牵拉工具回行段和第二牵拉工具回行段在主动侧 (1 ， 2 ； 1 ， 2 )彼此连接或相互独立地固定(1， 2)在所述主动装置上。 9.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 设有特别是可调整 的预紧件(V1 ， V2 ； V1 ， V2 )， 用于共同或单独地对至少一个牵拉工具对的第一牵拉工具 回行段和第二牵拉工具回行段进行预。
7、紧。 10.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 设有包括至少一个 致动器的致动装置， 所述致动器与所述牵拉工具对的主动装置能够有效连接， 特别是被有 效连接。 11.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 设有器械杆(4.2)， 在所述器械杆中设有至少一个牵拉工具对， 并且所述器械杆被设置通过自然或微创的身体 开口的导入。 12.根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械， 其特征在于， 设有用于连接机器 人的接口。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 105431105 A 2 13.一种外科机器人， 具有根据前述权利要求中任一项所述的外科手。
8、术器械。 14.一种用于设计根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械的方法， 其特征在 于， 将至少一个预紧的牵拉工具对的第一牵拉工具回行段的牵拉刚度设计为大于该牵拉工 具对的第二牵拉工具回行段的牵拉刚度。 15.一种用于远离身体地使根据前述权利要求中任一项所述的外科手术器械致动的方 法， 其特征在于， 在至少一个预紧的牵拉工具对的第一牵拉工具回行段中由于所述牵拉工 具对的主动装置的致动所引起的牵拉预紧力的增长大于在所述牵拉工具对的第二牵拉工 具回行段中的反向牵拉预紧力的降低。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 105431105 A 3 外科手术器械 技术领域 0001 本发明涉及。
9、一种特别是机器人引导的外科手术器械， 一种具有这种手术器械的外 科手术机器人， 以及一种用于设计和远离身体地致动这种手术器械的方法。 背景技术 0002 特别是在受机器人支持的微创外科手术中 ， 经常通过反向的牵拉工具对 (Zugmittelpaare)使手术器械致动。 0003 例如与主动轮相联接的血管夹钳的钳颚可以通过两个缠绕该主动轮的引线的反 向致动而旋转， 以使血管夹钳闭合或张开。 0004 为了防止引线松弛以及在主动轮上滑移， 需要对引线进行预紧。 但是这种预紧使 得引线和支承件承受载荷， 并且限制了钳颚所能施加的最大的力， 在此， 为了简洁起见， 也 将反平行的力偶(即转矩)通称为。
10、力。 发明内容 0005 本发明的一个目的在于提出一种经过改进的、 特别是机器人引导的外科手术器 械， 或者说改进这种外科手术器械的运行。 0006 本发明的这一目的通过一种具有权利要求1所述特征的外科手术器械或一种具有 如权利要求14、 15所述特征的方法来实现。 权利要求13要求保护一种具有相应器械的外科 手术机器人。 优选的扩展方案由从属权利要求给出。 0007 根据本发明的一个方面， 外科手术器械具有一个或多个被预紧的牵拉工具对， 该 牵拉工具对分别具有第一牵拉工具回行段和反向的第二牵拉工具回行段， 用于通过主动装 置(Eintriebsanordnung)使手术器械的自由度相反地致动。
11、。 0008 牵拉工具特别可以被构造为绳索状或缆绳状的， 或者是带状或者说皮带状的， 特 别是平面状的、 楔形的和/或肋条带状的或皮带状的。 在一种实施方式中， 牵拉工具可以包 括合成材料和/或金属， 特别是由合成材料和/或金属构成。 0009 在此， 牵拉工具回行段特别是指在主动装置的主动节肢和从动装置、 特别是末端 执行器从动装置的从动节肢之间的牵拉工具的(自由)部分。 0010 在一种实施方式中， 牵拉工具关于牵拉工具的纵轴线被特定于轴向地、 持久地或 可松脱地、 特别是摩擦配合、 材料配合或形状配合地固定在主动节肢和从动节肢上。 据此， 牵拉工具或其位于主动节肢和从动节肢上的固定部之间。
12、的部分在本发明中就代表牵拉工 具回行段。 在另一种实施方式中， 牵拉工具分别至少局部摩擦配合地缠绕主动节肢和从动 节肢。 据此， 牵拉工具的在通过主动节肢和从动节肢或者说在主动节肢和从动节肢上的卷 起或放开之间的部分在本发明中分别代表牵拉工具回行段。 就此而言， 本发明意义下的牵 拉工具回行段同样也代表(固定的)牵拉工具的固定区域或者(卷起或放开的)牵拉工具的 变化区域。 在一种实施方式中， 一侧开放的牵拉工具摩擦配合地至少局部缠绕主动节肢， 在 此， 其两个端部分别固定在相对置的从动节肢上。 据此， 牵拉工具的在通过主动节肢或者说 说 明 书 1/7 页 4 CN 105431105 A 4。
13、 在主动节肢上的卷起或放开和在从动节肢上的固定之间的部分分别代表本发明意义下的 牵拉工具回行段。 相反在另一种实施方式中， 一侧开放的牵拉工具摩擦配合地至少局部缠 绕从动节肢， 在此， 其两个端部分别固定在相对置的主动节肢上。 据此， 牵拉工具的在通过 从动节肢或者说在从动节肢上的卷起或放开和在主动节肢上的固定之间的部分分别代表 本发明意义下的牵拉工具回行段。 0011 相应地， 在一种实施方式中， 一个或多个牵拉工具对的第一牵拉工具回行段和第 二牵拉工具回行段分别在从动侧、 特别是在末端执行器侧和/或在主动侧彼此连接， 或者相 互独立地固定在主动节肢和/或从动节肢上。 相应地， 一个或多个牵。
14、拉工具对可以封闭或环 形地、 半开放或单侧地连接， 或者由两个单独的牵拉工具构成。 0012 在一种实施方式中， 第一牵拉工具回行段和第二牵拉工具回行段通过同一主动节 肢致动和/或通过同一从动节肢致动。 例如， 牵拉工具可以缠绕主动轮或固定在跷板的两个 侧边上。 第一牵拉工具回行段和第二牵拉工具回行段同样也可以通过单独的主动节肢致动 和/或通过单独的从动节肢致动， 在此， 在一种扩展方案中， 优选主动装置的单独的主动节 肢或从动装置的单独的从动节肢特别是被机械地、 液压地、 气动地和/或控制技术地实现反 向同步。 例如， 两个反向同步的线性执行元件可以反向地牵拉或推送第一牵拉工具回行段 和第二。
15、牵拉工具回行段， 或者两个牵拉工具端部可以反向地调整机械装置(例如平行四边 形机械装置)的两个联接件。 在一种实施方式中， 在主动装置和从动装置之间可以设置一个 或多个引导节肢和/或联接节肢、 特别是皮带轮， 用于引导或联接牵拉工具回行段。 0013 通过牵拉工具对被反向致动的自由度特别可以是手术器械的末端执行器的运动 自由度， 尤其是平移自由度或转动自由度， 例如手术刀、 钩子或者夹子、 剪刀、 钳子等的钳颚 的转动。 相应地， 从动装置可以是末端执行器从动装置， 并且一个多个从动节肢可以与由单 一组件或多个组件构成的末端执行器联接， 特别是固定地连接。 自由度同样也可以是铰接 式器械杆等的。
16、关节自由度。 相应地， 从动装置可以是器械杆从动装置， 并将一个或多个从动 节肢与铰接式器械杆相联接。 在一种实施方式中， 自由度是末端执行器相对于器械杆的枢 转自由度， 末端执行器可运动或铰接地安装在该器械杆上， 或者自由度是一器械杆部分相 对于另一器械杆部分的枢转自由度， 末端执行器可运动或铰接地安装在该另一器械杆部分 上。 0014 在一种实施方式中， 为了使器械、 特别是末端执行器的两个或多个自由度反向地 致动， 设有多个反向的牵拉工具对， 下面为简洁起见， 特别是借助牵拉工具对进一步说明本 发明。 0015 在后面将要详细说明的图1示出了主动节肢A上的主动力FA和反作用力矩MR之间的。
17、 静态平衡， 该反作用力矩由于末端执行器3.1的设计而作用于从动节肢3上。 0016 主动节肢和从动节肢通过牵拉工具对与第一牵拉工具回行段1和反向的第二牵拉 工具回行段2联接， 这些牵拉工具回行段分别通过预紧件来预紧， 以使其在非致动状态下具 有牵拉预紧力或预紧切向力(Vorspannschnittkraft)FV。 0017 由于主动力FA或反作用力矩MR的原因， 在被拉动的第一牵拉工具回行段1中的牵拉 预紧力或切向力F1将增大一弹性分量(lc1)， 该弹性分量由该牵拉工具回行段的附加伸 长l和牵拉刚度c1来确定： 0018 F1FV+lc1 (1)。 说 明 书 2/7 页 5 CN 10。
18、5431105 A 5 0019 相应地， 在松弛的第二牵拉工具回行段2中的牵拉预紧力或切向力F2会减少一弹 性分量(lc2)， 该弹性分量由该牵拉工具回行段的反向缩短l和牵拉刚度c2来确定： 0020 F2FV-lc2 (2)。 0021 反作用力矩MR则由根据这两个切削力F1、 F2和杠杆臂r的静态力矩平衡得出： 0022 MR(F1-F2)r (3)， 0023 并与公式(1)、 (2)相结合等到： 0024 MR(c1/c2+1)(c2l)r (4) 0025 在松弛的第二牵拉工具回行段2中， 当消失的牵拉预紧力或切削力F20时， 得出 最大反作用力矩MR,max并由此得到可由末端执行。
19、器施加在周围环境上的最大的力或可传递 的最大主动力FA,max： 0026 FVlc2 (5) 0027 代入(4)中， 得到 0028 MR,max(c1/c2+1)FVr (7) 0029 由上可知， 在牵拉工具对被相同预紧的情况下， 如果增大第一牵拉工具回行段和 第二牵拉工具回行段的牵拉刚度的比例， 则最大反作用力矩MR,max可以被放大， 并由此使得 特别是可由末端执行器施加在周围环境上的最大力增大； 或者反过来说， 对于相同的最大 反作用力矩， 仅需要很小的预紧力FV。 由于该预紧力特别是对牵拉工具加载， 还要对支承件 加载， 并且难以施加， 因此通过增大牵拉刚度的比例而有利地改进了。
20、器械， 特别是器械的使 用寿命会由于支承件和牵拉工具负载的减小而增加， 和/或由于最大反作用力矩的增大并 由此使得特别是可由末端执行器施加在周围环境上的最大力的增大而改善了对器械的操 作。 0030 相应地根据本发明的一个方面， 外科手术器械的至少一个被预紧的牵拉工具对的 第一牵拉工具回行段， 优选两个或多个、 特别是所有被预紧的牵拉工具对的第一牵拉工具 回行段， 分别具有比该牵拉工具对的第二牵拉工具回行段更大的牵拉刚度。 0031 在本发明中， 正如特别是根据公式(1)、 (2)所得的结果， 牵拉刚度c特别是指在牵 拉工具回行段上的牵拉力F或牵拉工具回行段中的牵拉预紧力相对于由此导致或其产生。
21、的 牵拉工具回行段的伸长l或拉伸增长(l/l)的比或商(cF/l)， 优选为绝对的或者特 定的或者与牵拉工具回行段的长度l相关(cF/(l/l)的。 也就是说， 其他方面相同但具 有两倍长度的牵拉工具回行段在本发明意义下具有更小的绝对牵拉刚度(因为两个半部会 分别伸长并由此产生更大的总伸长l)， 但是在本发明意义下同样的还有特定牵拉刚度或 与长度有关的牵拉刚度。 0032 如果牵拉刚度例如根据拉伸增长或牵拉预紧力而变化， 则在一种实施方式中， 第 一牵拉工具回行段的牵拉刚度至少对于该牵拉工具回行段中的牵拉力或切向力来说要大 于第二牵拉工具回行段的牵拉刚度， 它们至少为1N和/或最高为500N，。
22、 特别是最高为100N， 特别是至少为10N， 即， 特别是至少在正常的工作范围中。 在一种扩展方案中， 第一牵拉工具 回行段的牵拉刚度始终大于第二牵拉工具回行段的牵拉刚度。 需要指出的是， 这种牵拉刚 度需要以正常的运行条件为参考。 相应地， 在一种实施方式中， 至少对于10和40之间的 温度而言， 第一牵拉工具回行段的牵拉刚度大于第二牵拉工具回行段的牵拉刚度。 0033 已经证实： 有利的是使第一牵拉工具回行段的牵拉刚度比第二牵拉工具回行段的 说 明 书 3/7 页 6 CN 105431105 A 6 牵拉刚度大至少10， 特别是至少25， 并优选为至少50。 0034 牵拉工具回行段的。
23、牵拉刚度特别是与其材料有关， 尤其是与材料的弹性系数或弹 性模量有关。 相应地， 在一种实施方式中， 完全或至少部分构成第一牵拉工具回行段的材料 相比于完全或至少部分构成第二牵拉工具回行段的材料具有更大的牵拉刚度， 特别是具有 更大的弹性模量。 在这种情况下， 第一牵拉工具回行段和第二牵拉工具回行段可以具有至 少基本相同的几何形状， 特别是具有相同的横截面积， 这尤其是能够简化操作。 在一种实施 方式中， 完全或至少部分构成第一牵拉工具回行段的材料的牵拉刚度、 特别是弹性模量比 完全或至少部分构成第二牵拉工具回行段的材料的牵拉刚度或弹性模量大至少10、 特别 是至少大25， 并优选至少大50。。
24、 0035 牵拉工具回行段的牵拉刚度特别是与其几何形状有关， 尤其是与其横截面积有 关。 相应地， 在一种实施方式中， 第一牵拉工具回行段与几何形状、 特别是横截面积相关地 具有比第二牵拉工具回行段更大的牵拉刚度。 特别是第一牵拉工具回行段可以在其整个长 度上或至少在其部分区域上具有比第二牵拉工具回行段更大的横截面积， 特别是最小横截 面积。 第一牵拉工具回行段和/或第二牵拉工具回行段可以分别是单线或多线的。 相应地， 在一种实施方式中， 与第二牵拉工具回行段相比， 第一牵拉工具回行段可以具有更多的、 特 别是相等的线。 在第一牵拉工具回行段与几何形状相关地具有更大牵拉刚度的情况下， 第 一牵。
25、拉工具回行段和第二牵拉工具回行段可以具有至少基本相同的材料， 这特别可以使制 造简化。 在一种实施方式中， 第一牵拉工具回行段的最小横截面积比第二牵拉工具回行段 的最小横截面积大至少10， 特别是大至少25， 并优选大至少50。 0036 前述的两个方面可以相互结合。 特别是第一牵拉工具回行段可以全部地 (durchgehend)或至少局部地具有弹性模量和横截面积、 特别是线数量大于第二牵拉工具 回行段的材料。 0037 在一种实施方式中， 牵拉工具全部由相同的材料构成并具有恒定的横截面。 同样 地， 第一和/或牵拉工具回行段也可以局部地具有不同的材料和/或几何形状。 这在机械上 相当于弹簧或。
26、牵拉刚度的串联。 相应地， 可以通过至少一个具有局部高牵拉刚度的部分， 特 别是由具有局部大弹性模量和/或局部大横截面积的材料所构成的部分， 来增大第一牵拉 工具回行段的牵拉刚度； 和/或通过至少一个具有局部小牵拉刚度的部分， 特别是由具有局 部小弹性模量和/或局部小横截面积的材料所构成的部分， 来降低第二牵拉工具回行段的 牵拉刚度。 这样的部分特别可以与各个牵拉工具回行段的两个端部、 特别是固定部或者说 卷起或放开区域间隔开， 因此在一种实施方式中， 第一牵拉工具回行段和第二牵拉工具回 行段具有彼此相应的端部区域， 这特别可以简化操作。 0038 如前所述， 在预紧相同的情况下， 可以通过提。
27、高牵拉工具对的被分别拉动的牵拉 工具回行段或负载回行段的牵拉刚度来提高可施加的力矩或可施加的力， 或者降低所必需 的预紧。 许多反向的牵拉工具对均具有主工作方向， 沿该主工作方向传递的力或力矩大于 沿相反反向传递的力或力矩。 例如， 使钳子、 剪刀、 夹子等的钳颚闭合所需要的力或力矩通 常大于打开它们所需要的力或力矩。 同样， 用于使特别是手术刀的刀刃沿其切割边缘进给 或用于切割的力或力矩通常要大于使其被提起或松开所需要的力或力矩。 相应地， 在一种 实施方式中， 具有较大牵拉刚度的第一牵拉工具回行段被设置用于使在主工作方向上的自 由度致动， 特别是用于闭合或剪切。 主工作方向特别是指在运行中。
28、(应当)沿其施加较大的 说 明 书 4/7 页 7 CN 105431105 A 7 力或力矩的方向。 在一种实施方式中， 两个牵拉工具对(其第一牵拉工具回行段分别具有较 大的牵拉刚度)的主工作方向相反， 例如特别是在钳子、 剪刀、 夹子等的两个钳颚的情况下。 0039 为了避免已固定好的牵拉工具松弛和/或已缠绕的牵拉工具发生滑移， 需要对牵 拉工具对进行预紧。 为此， 在一种实施方式中设有预紧件， 用于对一个或多个牵拉工具对的 第一和第二牵拉工具回行段实施共同预紧。 在另一种实施方式中设有特别是由多部分组成 的预紧件， 用于对一个或多个牵拉工具对的第一和第二牵拉工具回行段实行单独预紧。 在 。
29、一种实施方式中， 预紧件或由多部分组成的预紧件的一部分可以具有一个或多个机械、 液 压、 气动、 磁性和/或电磁性的弹簧， 在此， (电)磁性的弹簧在本发明中具有两个彼此(电)磁 相斥或相吸的元件。 在一种实施方式中， 例如可以通过改变弹簧硬度、 预紧长度等来调节或 调整预紧件。 0040 外科手术器械可以被手动地致动。 在特别是机器人引导的外科手术器械的一种优 选的实施方式中， 外科手术器械附加地或替代地具有致动装置， 该致动装置包括一个或多 个致动器。 致动器特别是可以具有一个或多个电动机。 致动器分别与牵拉工具对的主动装 置的一个或多个主动节肢是可有效连接的， 特别是被有效连接， 以使其。
30、能够有利地使第一 牵拉工具回行段和第二牵拉工具回行段被相反地、 特别是反向同步地致动。 致动器可以直 接或特别是通过传动器与主动装置是有效连接的， 特别是被有效连接。 传动器特别可以具 有牵拉工具传动器。 相应地， 在一种实施方式中， 主动节肢可以通过牵拉工具与从动装置是 可有效连接的， 并通过另一牵拉工具对与致动器是可有效连接的， 特别是被有效连接。 0041 如开始所述， 根据本发明的器械特别适用于微创外科手术。 相应地， 在一种实施方 式中， 该器械具有器械杆， 在该器械杆中设有一个或多个牵拉工具对， 并且该器械杆被设置 为， 通过自然的或微创的身体开口插入， 特别是所谓的套针(Trok。
31、ar)。 该器械相应地特别可 以是内窥镜手术器械， 其具有被导入身体中的末端执行器以及相对置的体外致动装置。 0042 同样如开始所述， 根据本发明的器械特别适用于机器人微创外科手术。 相应地在 一种实施方式中， 该器械具有用于连接机器人的接口。 该接口特别可以设置在器械杆和/或 致动装置上。 在一种实施方式中， 该接口具有机械和/或磁性的、 特别是电磁性的联接件， 用 于联接机器人和/或用于在机器人和器械之间传输信号、 电能和/或流体、 特别是气体和/或 液体的接口。 0043 根据本发明的一个方面， 特别是通过相应地预先设定各个牵拉工具回行段的材料 和/或几何形状， 将一个或多个预紧的牵拉。
32、工具对的第一牵拉工具回行段的牵拉刚度设计 为大于各个牵拉工具对的第二牵拉工具回行段的牵拉刚度。 根据本发明的另一个方面， 由 于牵拉工具对的主动装置的致动而在一个或多个预紧的牵拉工具对的第一牵拉工具回行 段中引起的牵拉预紧力的增长会由于第一牵拉工具回行段的更大牵拉刚度而大于在该牵 拉工具对的第二牵拉工具回行段中的反向牵拉预紧力的降低， 在此， 例如为了进行清洁、 测 试等， 该器械被远离身体地致动。 附图说明 0044 本发明的其他优点和特征由从属权利要求和实施例给出。 在此部分示意性地示出 了： 0045 图1： 根据本发明一种实施方式的外科手术器械的一部分； 和 说 明 书 5/7 页 8。
33、 CN 105431105 A 8 0046 图2： 以对应于图1的视图示出了根据本发明另一种实施方式的外科手术器械的一 部分。 具体实施方式 0047 参照前面所述， 图1示出了根据本发明一种实施方式的外科手术器械的一部分。 该 外科手术器械具有： 主动装置， 其包括被可转动安装的跷板A形式的主动节肢； 和从动装置， 其包括另一个被可转动安装的跷板3形式的从动节肢， 在该从动装置上固定有末端执行器 3.1。 0048 主动节肢和从动节肢通过预紧的牵拉工具对联接， 该牵拉工具对包括第一牵拉工 具回行段1和反向的第二牵拉工具回行段2。 通过预紧有预紧切向力FV作用在欧拉切向岸 (Eulersch。
34、en Schnittufern)上。 0049 图1示出了在施加有主动力FA的情况下的静态平衡， 该主动力由致动器(在此未示 出)施加在主动节肢A上。 这使得末端执行器3.1欲沿顺时针方向转动。 但是由于末端执行器 贴靠在周围、 例如体内的体腔上， 因此末端执行器无法运动， 在该末端执行器上作用有反作 用力矩MR。 0050 在这种静态平衡中， 被拉动的第一牵拉工具回行段1延长了l， 而松弛的第二牵 拉工具回行段2的在预紧条件下的伸长被反向缩短了l。 为了清楚起见， 在图1中夸大示出 了该伸长。 此外还忽略了主动节肢和从动节肢、 末端执行器和周围环境或体腔的弹性变形。 0051 如前所述， 在。
35、该静态平衡中， 在被拉动的第一牵拉工具回行段1的欧拉切向岸上的 切削力F1增大， 而松弛的第二牵拉工具回行段2的对应的切向力F2则相应地减小。 0052 正如在图1中通过第一和第二牵拉工具回行段的不同线条粗细度所示出的那样， 基于几何形状、 特别是横截面积， 第一牵拉工具回行段1具有比第二牵拉工具回行段2更大 的牵拉刚度c1。 附加地或替代地， 也可以是构成第一牵拉工具回行段的材料具有比构成第 二牵拉工具回行段的材料更大的弹性模量。 0053 如前所述， 最大反作用力矩MR,max并由此使得可由末端执行器3.1施加到周围环境 上的最大力或最大可传递的主动力MR,max适用于公式(7)： 005。
36、4 MR,max(c1/c2+1)FVr 0055 牵拉刚度c在此例如是测试牵拉力F和由该测试牵拉力引起的各个牵拉工具回行 段的特别是关于总初始长度l的长度变化的商， 其由横截面面积Q和弹性模量E得出： 0056 c(EQ)/l 0057 由此可见， 在预紧力相同的情况下， 相比于具有相同牵拉刚度的均质牵拉工具对， 通过大于c2的牵拉刚度c1能够获得更大的最大反作用力矩， 或者说对于相同的最大反作用 力矩得出更小的所需预紧力。 0058 图2以对应于图1的视图示出了根据本发明另一种实施方式的外科手术器械的一 部分， 在此， 彼此相符的元件以相同的、 可能通过撇号( “ ” )来区分的附图标记表。
37、示， 因此请 参考前面的说明， 下面仅对与图1所示实施方式的不同之处进行说明。 0059 图2中的外科手术器械具有两个预紧的牵拉工具对(1 ， 2 )、 (1 ， 2 )， 它们分别具 有第一牵拉工具回行段1 或1 以及反向的第二牵拉回行段2 或2 ， 用于使末端执行器的两 个自由度反向地致动， 该末端执行器呈夹子的形式并具有两个钳颚3.1 、 3.1 ， 这两个钳颚 说 明 书 6/7 页 9 CN 105431105 A 9 将体腔夹在中间并由此获得反作用力矩MR 或MR 。 0060 牵拉工具对设置在一共有的器械杆4.2中， 该器械杆的在末端执行器侧的半部分 (在图2中的下方)通过自然或。
38、微创的身体开口(未示出)被导入。 在相对置的端部上设有驱 动装置， 该驱动装置包括两个以控制技术实现同步的、 位于壳体4.1中的、 电动机(未示出) 形式的致动器， 在此， 该器械通过接口联接在机器人上， 并且电动机与主动节肢A 、 A 有效 连接， 例如直接连接或通过传动器联接(未示出)。 这些牵拉工具回行段通过具有由多部分 构成的、 具有弹簧V1 、 V2 、 V1 或V2 的预紧件被单独地预紧。 0061 在图2所示的实施方式中， 主动节肢和从动节肢A 、 A 、 3 或3 被构造为主动轮， 它 们被牵拉工具对分别局部地缠绕。 相应地， 各个牵拉工具对的第一牵拉工具回行段和第二 牵拉工具。
39、回行段分别在末端执行器侧(在图2中的下方)和主动侧(在图2中的上方)彼此连 接， 而图1所示实施方式中的第一牵拉工具回行段和第二牵拉工具回行段相互独立地固定 在主动节肢和从动节肢A、 3上。 在图2所示的实施方式中， 牵拉工具的通过或者说在各个主 动轮上的卷起或放开之间的自由部分构成牵拉工具回行段。 0062 在图2所示的实施方式中， 钳颚3.1 、 3.1 的闭合方向构成对应的牵拉工具对的主 工作方向。 相应地， 其第一牵拉工具回行段1 、 1 被设置用于使夹子钳颚3.1 、 3.1 的自由 度沿主工作方向致动， 特别是闭合。 0063 附图标记列表 0064 1； 1 ； 1 第一牵拉工具回行段 0065 2； 2 ； 2 第二牵拉工具回行段 0066 3； 3 ； 3 从动节肢(末端执行器从动装置) 0067 3.1， 3.1 ； 3.1 末端执行器 0068 4.1 驱动装置壳体 0069 4.2 器械杆 0070 A； A ， A 主动节肢(主动装置) 0071 V1 ， V2 ， V1 ， V2 预紧件(部分)。 说 明 书 7/7 页 10 CN 105431105 A 10 图1 图2 说 明 书 附 图 1/1 页 11 CN 105431105 A 11 。