(57)【要約】  スレーブマニピュレータ（３）と、スレーブマニピュレータ（３）に接続可能な手術器具（７０）とを含むロボット手術アセンブリ（１）であって、スレーブマニピュレータ（３）はジョイントサブアセンブリ（５）を含み、ジョイントサブアセンブリ（５）は、少なくとも１つの第１のリンク（６）と、第２のリンク（７）と、第３のリンク（８）とを含み、第１のリンク（６）および第２のリンク（７）は、第１のリンク（６）と第２のリンク（７）との間に自由度を与える第１のジョイント（１４）に接続され、第２のリンク（７）および第３のリンク（８）は、第２のリンク（７）と第３のリンク（８）との間に自由度を与える第２のジョイント（１７）に接続され、手術器具（７０）は、自由度を動かすための少なくとも１つの腱（１９）を含み、腱（１９）は、第３のリンク（８）に固定された腱遠位部（２７）を含み、第１のリンク（６）と第２のリンク（７）との間の少なくとも一方は、少なくとも１つの腱接触面（１８）を含み、少なくとも１つの腱接触面（１８）上に１つ以上の滑り経路（６５）を画定する少なくとも１つの腱接触面（１８）と接触したままで、少なくとも１つの腱接触面（１８）の上を腱（１９）が滑り、すべての滑り経路（６５）の合計は、総巻き付け角を画定し、ジョイントサブアセンブリ（５）の少なくとも１つの構成では、総巻き付け角（α＋β）は１２０度以上であるロボット手術アセンブリ（１）。【選択図】図４４
2020512927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スレーブマニピュレータ（３）と、前記スレーブマニピュレータ（３）に接続可能で、且つジョイントサブアセンブリ（５）を含む手術器具（７０）とを備えるロボット手術アセンブリ（１）であって、前記ジョイントサブアセンブリ（５）は、少なくとも第１のリンク（６）と、第２のリンク（７）と、第３のリンク（８）とを含み、
前記第１のリンク（６）および前記第２のリンク（７）は、前記第１のリンク（６）と前記第２のリンク（７）との間に自由度を与える第１のジョイント（１４）に接続され、
前記第２のリンク（７）および前記第３のリンク（８）は、前記第２のリンク（７）と前記第３のリンク（８）との間に自由度を与える第２のジョイント（１７）に接続され、
前記手術器具（７０）は、自由度を動かすための少なくとも１つの腱（１９）を含み、
前記腱（１９）は、前記第３のリンク（８）に固定された腱遠位部（２７）を含み、
前記第１のリンク（６）と前記第２のリンク（７）のうちの少なくとも一方は、少なくとも１つの腱接触面（１８）を含み、前記腱（１９）は、前記少なくとも１つの腱接触面（１８）上を、前記少なくとも１つの腱接触面（１８）と接触したまま、腱滑り面（６６）を画定する前記少なくとも１つの腱接触面（１８）と局所相対運動を有して滑り、前記少なくとも１つの腱接触面（１８）上に１つ以上の滑り経路（６５）を画定し、
前記第１のリンク（６）および前記第２のリンク（７）のすべての腱滑り面（６６）のすべての滑り経路（６５）の合計は、総巻き付け角（α＋β）を画定し、
前記ジョイントサブアセンブリ（５）の少なくとも１つの構成では、前記総巻き付け角（α＋β）は１２０度以上である、
ロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項２】
前記総巻き付け角（α＋β）は、６０度〜３００度の間に含まれる、請求項１に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項３】
前記ジョイントサブアセンブリ（５）がその直線構成にあるとき、前記総巻き付け角（α＋β）は９０度以上である、請求項１または２に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項４】
前記総巻き付け角（α＋β）は、９０度〜２７０度の間に含まれる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項５】
前記腱は、ポリマー材料製である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項６】
前記腱（１９）は、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンまたはＵＨＭＷＰＥ、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）、Ｚｙｌｏｎ（登録商標）、ポリベンゾビスオキサゾール、炭素繊維、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料製である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの腱接触面（１８）は、鋼、鋼合金、炭化物、チタン、液体金属、セラミックス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料製である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項８】
前記腱（１９）は超高分子量ポリエチレン製であり、前記少なくとも１つの腱接触面（１８）は鋼製である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項９】
前記腱接触面（１８）と前記腱（１９）との間の乾燥滑り摩擦が、０．１以下の摩擦係数を有する、および／または、
前記摩擦係数は０．１未満である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項１０】
前記リンク（６、７、８）の妨害部が、前記ジョイントサブアセンブリ（５）の長手延長部に対して横断方向に、８ミリメートル以下、好ましくは５ミリメートル以下の、好ましくは２ミリメートル〜５ミリメートルの範囲に含まれる最大延長部を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項１１】
前記腱（１９）は、０．５ミリメートル以下の直径を有し、好ましくは、０．００５ミリメートル〜０．５ミリメートルの間に含まれる直径を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項１２】
前記腱（１９）は、少なくとも１つのアクチュエータ（２５）に接続されるのに適した腱近位部（２６）と、前記第３のリンク（８）に固定された腱遠位部（２７）と、前記腱近位部（２６）と前記腱遠位部（２７）との間に延在する腱中間部（２８）とを含み、前記腱中間部（２８）は、少なくとも１つの腱滑り面（６６）を画定する前記少なくとも１つの腱接触面（１８）上を滑る、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項１３】
前記腱（１９）および前記腱接触面（１８）は、局所相対運動の結果として局所摩擦力を交換する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【請求項１４】
前記腱遠位部（２７）は、腱接触面（１８）上を滑るのに適していない、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のロボット手術アセンブリ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
【０００２】
本発明の目的は、ロボット手術アセンブリである。
【０００３】
特に、本発明は、ロボット顕微手術アセンブリに関する。
【０００４】
本発明は、マスターツールマニピュレータと手術器具とを含むタイプのロボット顕微手術アセンブリに関する。
【０００５】
本発明はまた、スレーブアセンブリならびに手術器具に関する。
【背景技術】
【０００６】
背景技術
【０００７】
末端に手術器具を有する多ジョイントロボットアームを含む手術または顕微手術用のロボットアセンブリは、当分野で知られている。例えば、ＵＳ−７１５５３１６は、ＭＲＩベースの画像収集システムと、各々が（例えば、ＵＳ−７１５５３１６の図７に示されるような）直接的な重力負荷を回避するための鉛直軸を有する３つの回転ジョイントを有し、各々が把持のための運動の内部自由度を備えたそれぞれのエンドエフェクタに接続されている２つのマルチジョイントアームとを含む、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：磁気共鳴映像法）ガイダンスのもとで脳顕微手術を実行するロボットアセンブリを開示している。
【０００８】
また、組織の緊張や吻合縫合などの主要な手術プーリミティブの実行には、人間の手が手首と肘で接合されるのと同様の方法で、手術器具の先端を大きな空間円錐方向に向け、器具をその長手方向軸の周りに回転させ（ロール）、例えば、針把持器具の先端で組織を通して針を導く能力が必要である。
【０００９】
手術器具の小型化を簡素化するために、ＷＯ−２０１０−００９２２１は、ケーブルのトルクを作動させるために３自由度に関連する作動腱の終端の数を６から４に減らし、ヨーリンクで終端を迎えたケーブルがピッチリンクに印加するトルクを作動用に利用する有利な機会を示しており（引用文献２の図４−Ａを参照）、多くのギアを含む運動機構のおかげで、そのような目的のために、そのようなケーブルを選択的に引っ張ったり解放したりすることを必要とする。さらに、記載されている駆動システムは、作動腱の各端部がウィンチに取り付けられていることを必要とし、ウィンチは腱を選択的に巻き上げて引っ張りを引き起こす。駆動システムのロストモーションはジョイントでの角度の遊びに変換されるため、ロストモーションが発生することで有名なウィンチおよび歯部などの機械的側面の存在により、小型の関節接合の駆動は困難になり、関節接合装置が小さくなるにつれて、機械的側面は増加する。駆動システムは、摩擦および摩耗をさらに制限するために作動ケーブルに低い予荷重を維持するのにも適していない。
【００１０】
さらに、腱の終端について説明した解決策は、いくつかのセクションで腱をトラップすることを意図した曲がりくねった経路を含む。そのような解決策は、スチールケーブルや、他の方法で必要とされるよりも大きな直径のケーブルなど、そのようなトラッピングに耐えるのに十分な耐性のあるケーブルの使用を必要とする。
【００１１】
構造部材またはリンクに接触する同じ腱の中間部分よりも近位に延びる近位部分など、腱の近位部分の近位張力、および構造部材に接触する腱の中間部分の張力は、腱が引っ張られているときはいつでも、キャプスタン方程式に関係している。腱の引っ張りを正と定義すると、構造部材またはリンクを横切った後の腱の張力は、腱と構造部材の表面との間の滑り摩擦の結果として、腱材料と構造部材材料の間の滑り摩擦係数と、腱と構造部材の間の巻き付け角との積に指数関数的に関連する因子によって減少する。
【００１２】
キャプスタン方程式は、総巻き付け角に沿って積分できる微分形式にも当てはまる。したがって、構造部材との接触の結果としての腱方向の全体的な変化を巻き付け角に対して使用することによって、巻き付け面の任意の形状にも当てはまる。キャプスタン方程式では説明されない大きな追加の滑り摩擦が、腱と構造部材間の鋭い点接触に存在するため、摩擦を最小限に抑えるために避ける必要がある。
【００１３】
多くの手首の設計は、ＷＯ−２０１４−１５１９５２およびＵＳ−６６７６６８４のように、アイドルプーリを利用して腱をリンクの周りにルーティングすることにより、腱の滑り摩擦を完全に回避する。それらの小型化は、アイドルプーリの最小実現可能直径によって制限される。
【００１４】
具体的には、引用文献４は、リンクに回転可能に接続されたアイドルプーリ（６８参照）の周りを包むリンクを作動させるための作動ケーブルを示している。したがって、作動ケーブルはそれぞれのプーリの表面上を滑るのを避け、むしろプーリは転がり、それぞれの作動ケーブルはプーリ表面に対して局所的に静止している。さらに、遠位リンクは、遠位リンクを移動させるために、その周りに作動ケーブルが巻かれてしっかりと固定された丸みを帯びた終端面（５８．６参照）を含む。
【００１５】
ＵＳ−６８４０９３８は、３リンク手首アセンブリと、第１のリンクおよび第２のリンクに回転可能に接続されたアイドルプーリでルーティングされ、それぞれのプーリの表面への滑りを回避する第３のリンクで終端を迎えたヨーケーブルを示しており、むしろプーリは転がり、それぞれの作動ケーブルはプーリ表面に対して局所的に静止している。言い換えれば、ヨーケーブルは、滑り接触面で第１のリンクと第２のリンクに接触することを避ける。
【００１６】
他の同様の例がＵＳ−２００２−１２０２５２に示されており、作動ケーブルが固定され、それぞれのリンクに回転可能に接続されたプーリに巻き付けられてリンクに動きを伝達し、作動ケーブルの終端が移動するリンクにしっかりと固定され、ケーブルの終端がリンクに対して静止していることを必要としている。
【００１７】
手首サブアセンブリを小型化するための努力の中で、多くの手首の設計は、例えばＵＳ−２０１５−０１２７０４５、ＷＯ−０３−００１９８６、ＷＯ−２０１０−００９２２１、ＵＳ−２０１７−００２０６１５（図５Ｂ）、およびＵＳ−２０１６−００５１２７４に記載されるように、中間リンクの構造体に接触し、それらの上を滑ってより遠位のリンクを移動させる腱を有する。
【００１８】
そのような場合はすべて、設計者は、リンクの構造体への腱の巻き付け角または包み角を最小限に抑えることで、滑り摩擦を最小限に抑えていることを確認している。具体的には、このようなすべての設計では、腱はリンクの構造体を貫通する長手方向の孔またはチャネルに沿ってルーティングされる。その結果、上記の設計では、手首が真っ直ぐな構成のとき、腱は中間リンクの構造体上でほぼゼロの巻き付け角を有し、一方、手首が９０度近くに曲げられたとき、最も遠位のリンクに取り付けられた腱の総巻き付け角は、９０度近くである。
【００１９】
リンクの構造体に孔またはガイドチャネルを製作し、腱を孔またはガイドチャネルに入れるという避けられない要件は、そのような設計の小型化に対する厳しい制限を表す。腱が手首サブアセンブリの近くに留まるように拘束する際のこのような孔の重要な役割に注意する必要がある。実際、手首サブアセンブリが異なる構成をとると、腱は孔の表面の異なる面によって拘束され、それらは必ず完全に腱を取り囲む必要がある。言い換えれば、言及されたすべての文献において、孔を通る腱のルーティングは、設計の重要な構成である。
【００２０】
ＵＳ−２００３−０１３５２０４に記載されているような多くの手首の設計は、両方のアイドルプーリの使用と、中間リンクの構造体内の孔またはガイドチャネルの使用を避けている。設計は、腱が最も遠位のリンクに到達するように誘導するために腱が上を滑る円筒形の突出部を採用している。構造リンク上のこのような腱の巻き付け角は、依然として最小に保たれ、これは、手首がまっすぐな構成のとき、図面から約１０度と推定できる。実際、このような腱は、円筒形の突出部によってリンクの中心に向かって偏向される。この設計では依然として、ベースリンクの構造体内の穴を使用して、遠位リンクが（ヨー運動で）曲げられたときに、腱がリンク部材の直径内に留まるように拘束する。本体のベース（第１の）リンクの構造体内に穴を開けることは、小型化の制限要因のままである。
【００２１】
したがって、使用中の抵抗または信頼性を損なうことなく極度の小型化に適する特性を備えた医療器具用の腱または作動ケーブルを提供する必要性が感じられる。
【００２２】
さらに、既知の解決策に関して摩擦の点で改善された性能で、器具の少なくとも一部上をスライドするのに適した医療器具用の腱を提供する必要性が感じられる。
【００２３】
さらに、腱の経路を偏向させることができ、その抵抗を減少させる解決策を含まずに、その終点で印加される引張荷重下でのみ動作することを意図したスレーブ手術器具用の腱を提供する必要性が感じられる。
【００２４】
腱と該腱が滑る表面との間の摩擦を減らす必要性が感じられ、同時にロボット手術用の手術器具を小型化する必要性が強く感じられる。
【発明の概要】
【００２５】
解決手段
【００２６】
本明細書に記載される本発明の範囲は、上記のような既知の解決策の限界を克服し、最新技術に関して言及された必要性に対する解決策を提供することである。
【００２７】
この範囲およびその他の範囲は、請求項１に記載のロボット手術アセンブリによって達成される。
【００２８】
いくつかの好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【００２９】
図面
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照する、例として与えられ、限定することを意図しない好ましい実施形態の以下に報告される説明から明らかになるであろう。
【００３１】
【図１】一実施形態に係る、ロボット手術アセンブリの斜視図であり、スケッチは患者と外科医を描いている。
【００３２】
【図２】一実施形態に係る、ロボット手術アセンブリの斜視図であり、スケッチは患者を描いている。
【００３３】
【図３Ａ】一実施形態に係る、ロボット手術アセンブリのブロック図である。
【００３４】
【図３Ｂ】一実施形態に係る、ロボット手術アセンブリのブロック図である。
【００３５】
【図３Ｃ】一実施形態に係る、ロボット手術アセンブリのブロック図である。
【００３６】
【図４】一実施形態に係る、手術器具に接続されたスレーブマニピュレータの一部の斜視図である。
【００３７】
【図５】一実施形態に係る、手術器具に接続されたスレーブマニピュレータの一部の平面図である。
【００３８】
【図６】一実施形態に係る、手術器具から切断されたスレーブマニピュレータの一部の斜視図である。
【００３９】
【図７】一実施形態に係る、スレーブマニピュレータの一部と手術器具の断面を描いたスケッチである。
【００４０】
【図８】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図であり、いくつかの部品は、明瞭さを追求するために切断されている。
【００４１】
【図９】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図である。
【００４２】
【図１０】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図である。
【００４３】
【図１１】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの一部の斜視図である。
【００４４】
【図１２】一実施形態に係る、リンクの斜視図である。
【００４５】
【図１３Ａ】一実施形態に係る、リンクの斜視図である。
【００４６】
【図１３Ｂ】一実施形態に係る、リンクの斜視図である。
【００４７】
【図１４】一実施形態に係る、リンクの斜視図である。
【００４８】
【図１５】一実施形態に係る、リンクの斜視図である。
【００４９】
【図１６】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図であり、腱は示されていない。
【００５０】
【図１７】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの一部の平面図のスケッチであり、腱が示されている。
【００５１】
【図１８】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図である。
【００５２】
【図１９】一実施形態に係るジョイントサブアセンブリの斜視図であり、二重接続ジョイントが示されている。
【００５３】
【図２０】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図である。
【００５４】
【図２１】図２０に示したジョイントサブアセンブリの分解図であり、明瞭さを追求するために、腱およびピンは示されていない。
【００５５】
【図２２】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリのジョイントの斜視図である。
【００５６】
【図２３】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリのジョイントの斜視図である。
【００５７】
【図２４】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図である。
【００５８】
【図２５】図２４に示されたジョイントサブアセンブリの一部の斜視図であり、明瞭さを追求するために腱は示されていない。
【００５９】
【図２６】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図である。
【００６０】
【図２７】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの３つの構成を示すジョイントサブアセンブリの平面図である。
【００６１】
【図２８】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの３つの構成を示すジョイントサブアセンブリの平面図である。
【００６２】
【図２９】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの３つの構成を示すジョイントサブアセンブリの平面図である。
【００６３】
【図３０−３２】いくつかの実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの斜視図である。
【００６４】
【図３３】一実施形態に係る、リンクおよび腱の一部の斜視図である。
【００６５】
【図３４】図３３の矢印ＸＸＸＩＶで示された視点から描かれた、図３３に示されたリンクおよび腱の斜視図である。
【００６６】
【図３５】一実施形態に係るリンクの斜視図である。
【００６７】
【図３６−３７】いくつかの実施形態に係る、明瞭さを追求するための透明部分および少なくとも１つの腱を有するジョイントサブアセンブリを示す平面図である。
【００６８】
【図３８−３９】いくつかの実施形態に係る、明瞭さを追求するための透明部分および１つの腱を有するジョイントサブアセンブリを示す平面図である。
【００６９】
【図４０−４１】いくつかの実施形態に係る、明瞭さを追求するための透明部分および少なくとも１つの腱を有するジョイントサブアセンブリを示す平面図である。
【００７０】
【図４２】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの構成を示す平面図のスケッチであり、腱は総巻き付け角を示す。
【００７１】
【図４３】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの構成を示す平面図のスケッチであり、腱は総巻き付け角を示す。
【００７２】
【図４４】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの構成を示す平面図のスケッチであり、腱は総巻き付け角を示す。
【００７３】
【図４５】一実施形態に係る、ジョイントサブアセンブリの構成を示す平面図のスケッチであり、腱は総巻き付け角を示す。
【００７４】
【図４６】一実施形態に係る、リンクの断面を示すスケッチであり、腱は、局所的な巻き付け角を表す。
【００７５】
【図４７】一実施形態に係る、リンクの断面を示すスケッチであり、腱は、局所的な巻き付け角を表す。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
いくつかの好ましい実施形態の詳細な説明
【００７７】
一般的な一実施形態によれば、ロボット手術アセンブリ１は、スレーブマニピュレータ３と、スレーブマニピュレータ３に接続可能な手術器具７０とを含む。
【００７８】
手術器具７０は、ジョイントサブアセンブリ５を含む。
【００７９】
ジョイントサブアセンブリ５は、少なくとも第１のリンク６と、第２のリンク７と、第３のリンク８とを含む。
【００８０】
一実施形態によれば、ロボット顕微手術アセンブリ１は、手動コマンドを検出するのに適した少なくとも１つのマスターツール２と、少なくとも１つのスレーブマニピュレータ３と、少なくとも１つの手術器具７０と、手動コマンドに関する情報を含む少なくとも１つの第１のコマンド信号５９を受信し、第２のコマンド信号６０をスレーブマニピュレータ３内の少なくとも１つのアクチュエータ２５に送信して、手術器具７０を制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニット４とを含む。
【００８１】
一実施形態によれば、手術器具７０は、スレーブ手術器具７０である。一実施形態によれば、手術器具７０、医療器具７０である。
【００８２】
手術器具７０は、少なくとも第１のリンク６と、第２のリンク７と、第３のリンク８とを含むジョイントサブアセンブリ５を含む。
【００８３】
第１のリンク６および第２のリンク７は、第１のリンク６と第２のリンク７との間に自由度を提供する第１のジョイント１４に接続される。
【００８４】
第２のリンク７および第３のリンク８は、第２のリンク７と第３のリンク８との間に自由度を提供する第２のジョイント１７に接続される。
【００８５】
手術器具７０は、自由度を動かすための少なくとも１つの腱１９を含む。
【００８６】
少なくとも１つの腱１９は、少なくとも第２のリンク７に対して第３のリンク８を動かすのに適している。一実施形態によれば、手術器具７０は、自由度を動かすための少なくとも一対の腱１９、２０を含む。一実施形態によれば、一対の腱１９、２０は、少なくとも第２のリンク７に対して第３のリンク８を動かすのに適している。
【００８７】
好ましい一実施形態によれば、腱１９は、少なくとも１つのアクチュエータ２５に接続されるのに適した腱近位部２６であって、そのアクチュエータは、好ましくはジョイントサブアセンブリ５には配置されない、腱近位部２６と、第３のリンク８に固定される腱遠位部分２７と、腱近位部２６と腱遠位部分２７との間に延在する腱中間部２８とを含む。例えば、少なくとも１つのアクチュエータ２５は、ジョイントサブアセンブリ５に対して上流に配置されたスレーブマニピュレータ３のアクチュエータコンパートメント６９部分に配置される。
【００８８】
第１のリンク６と第２のリンク７のうちの少なくとも一方は、少なくとも１つの腱接触面１８を含み、腱１９、好ましくは腱中間部２８は、少なくとも１つの腱接触面１８と接触したまま少なくとも１つの腱接触面１８上を滑り、少なくとも１つの腱接触面１８上に１つ以上の滑り経路６５を画定する。このように、少なくとも１つの腱接触面１８は腱滑り面６６である。
【００８９】
好ましい一実施形態によれば、第１のリンク６および第２のリンク７のいずれかの少なくとも１つの腱滑り面６６は、鋭いエッジのない表面形状を有する滑らかな表面である。
【００９０】
好ましい一実施形態によれば、第１のリンク６および第２のリンク７のいずれかの少なくとも１つの腱接触面１８は、鋭いエッジのない表面形状を有する滑らかな表面である。
【００９１】
好ましい一実施形態によれば、第１のリンク６および第２のリンク７のいずれかの少なくとも１つの腱接触面１８は、腱１９が、少なくとも１つの腱接触面１８と接触したまま、少なくとも１つの腱滑り面６６との局所相対運動を有して滑る、滑る腱滑り面６６である。言い換えれば、一実施形態によれば、腱中間部が滑る少なくとも１つの腱接触面１８は、腱滑り面６６である。言い換えれば、一実施形態によれば、ジョイント装置の構成が第１の構成から第２の構成に変化するとき、腱と少なくとも１つの腱接触面１８との間で局所的な相対的な滑り動作が起こる。言い換えれば、一実施形態によれば、ジョイント装置の動作中に、腱と少なくとも１つの腱接触面１８との間に局所的な滑り摩擦力が生成される。
【００９２】
一実施形態によれば、「滑る（ｓｌｉｄｅｓ）」という用語と「滑り（ｓｌｉｄｉｎｇ）」という用語は両方とも、局所的な相対的な滑り動作との接触を指す。一実施形態によれば、「滑る（ｓｌｉｄｅｓ）」という用語と「滑り（ｓｌｉｄｉｎｇ）」という用語は両方とも、局所的な滑り摩擦力を生成する接触を指す。一実施形態によれば、「滑る（ｓｌｉｄｅｓ）」という用語と「滑り（ｓｌｉｄｉｎｇ）」という用語は両方とも、腱とアイドルプーリとの間の接触、および腱と、腱が終わり、巻かれている表面との間の接触などの局所的な相対滑り動作なしの接触を指すことを避ける。
【００９３】
好ましい一実施形態によれば、第１のリンク６および第２のリンク７のうちのいずれかの少なくとも１つの腱接触面１８は腱滑り面６６であり、腱１９は少なくとも１つの腱滑り面６６と接触したまま少なくとも１つの腱滑り面６６上を滑る。言い換えれば、一実施形態によれば、腱中間部が滑る少なくとも１つの腱接触面１８は、腱滑り面６６である。一実施形態によれば、第３のリンク８は、少なくとも１つの腱接触面１８を含み、腱は、第３のリンク８の腱接触面１８に接触しており、その上を滑るのを回避する。一実施形態によれば、腱遠位部２７は、腱接触面１８上での滑りには適していない。
【００９４】
一実施形態によれば、滑り経路６５は、実質的に支配的な長手延長部を有する。一実施形態によれば、滑り経路６５は、腱１９が腱滑り面６６上に画定する痕跡である。好ましい一実施形態によれば、１つ以上の滑り経路６５の各々は連続経路である。一実施形態によれば、腱１９および腱滑り面６６は、局所的な相対運動の結果として局所的な摩擦力を交換する。一実施形態によれば、腱は、少なくとも１つの腱接触面１８上を、その長手延在部Ｔ−Ｔまたは腱長手経路Ｔ−Ｔの方向に沿って、またはそれらに平行に滑る。一実施形態によれば、腱は、少なくとも１つの腱接触面１８上を、腱長手経路Ｔ−Ｔを横断する方向に滑ることを回避する。一実施形態によれば、腱長手経路Ｔ−Ｔは、時間にわたって静止している。一実施形態によれば、１つ以上の滑り経路６５は、腱長手経路Ｔ−Ｔの一部と一致するか、またはそれに平行である。
【００９５】
一実施形態によれば、滑り経路６５は、初期滑り経路端部の直前の初期腱経路方向を特徴とする近位または初期滑り経路端部と、最終滑り経路端部の直後の最終腱経路方向を特徴とする遠位または最終滑り経路端部とを含む。一実施形態によれば、腱中間部２８は、第１のリンク６および第２のリンク７のうちの少なくとも１つによって偏向される。一実施形態によれば、腱中間部２８は、第１のリンク６および第２のリンク７のうちの少なくとも１つによって、初期腱経路方向から最終腱経路方向へと偏向される。一実施形態によれば、腱中間部は、第１のリンク６および第２のリンク７のうちの少なくとも１つによって、腱偏向角だけ偏向される。一実施形態によれば、腱偏向角は、初期腱経路方向と最終腱経路方向との間の角度として測定される。一実施形態によれば、腱中間部は、第１のリンク６および第２のリンク７のうちの少なくとも１つによって、１つ以上の腱偏向角だけ偏向される。一実施形態によれば、総偏向角は、すべての腱偏向角の合計である。一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５の少なくとも１つの構成では、総偏向角α＋βは１２０度以上である。一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリの直線構成は、それらのジョイント動作範囲の中心にリンク２および３を有する。一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５の直線構成において、総偏向角α＋βは９０度以上である。
【００９６】
好ましい一実施形態によれば、総腱偏向角α＋βは、総巻き付け角α＋βである。
【００９７】
好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの腱長手経路Ｔ−Ｔは、初期滑り経路端部で第１のリンク６および第２のリンク７のいずれかの少なくとも１つの腱滑り面６６に接している。好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの腱長手経路Ｔ−Ｔは、最終滑り経路端部で第１のリンク６および第２のリンク７のいずれかの少なくとも１つの腱滑り面６６に接している。好ましい一実施形態によれば、すべてのジョイントアセンブリ構成に対して、少なくとも１つの腱長手経路Ｔ−Ｔは、角度のない（角張っていない）滑らかな連続曲線である。
【００９８】
有利には、第１のリンク６および第２のリンク７のすべての腱滑り面６６のすべての滑り経路６５の合計は、総巻き付け角α＋βを画定する。
【００９９】
好ましい一実施形態によれば、すべての腱滑り面６６のすべての滑り経路６５の合計は、総巻き付け角α＋βを画定する。
【０１００】
一実施形態によれば、すべての腱滑り面６６のすべての滑り経路６５の合計は、総巻き付け角α＋βの範囲に及ぶ。一実施形態によれば、すべての腱滑り面６６のすべての滑り経路６５の合計は、総巻き付け角α＋βによって覆われる。
【０１０１】
一実施形態によれば、第１のリンク７と第２のリンク８との間の１つのリンクの腱滑り面６６の１つの滑り経路は、局所巻き付け角αまたはβを画定する。一実施形態によれば、すべての局所巻き付け角の合計は、総巻き付け角α＋βを画定する。一実施形態によれば、第１のリンク７と第２のリンク８との間の１つのリンクの腱滑り面６６の１つの滑り経路６５は、第１の局所巻き付け角αを画定する。一実施形態によれば、第１のリンク７と第２のリンク８との間の１つのリンクの腱接触面１８の１つの滑り経路６５は、第２の局所巻き付け角βを画定する。
【０１０２】
一実施形態によれば、巻き付け角および総巻き付け角は、腱と、第１のリンク７と第２のリンク８との間の少なくとも１つのリンクとの間に局所的な滑り摩擦力を生成する接触を指す。一実施形態によれば、巻き付け角および総巻き付け角は、腱と、第１のリンク７および巻き付け角とともに増加する第２のリンク８との間の少なくとも１つのリンクとの間に局所滑り摩擦力を生成する接触を指す。
【０１０３】
有利には、ジョイントサブアセンブリ５の少なくとも１つの構成では、総巻き付け角α＋βは１２０度以上である。
【０１０４】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５がその直線構成にあるとき、総巻き付け角（α＋β）は９０度以上である。
【０１０５】
一実施形態によれば、「構成」という用語は、ジョイントサブアセンブリ５の空間的な幾何学的配置を示す。一実施形態によれば、「構成」という用語は、ジョイントサブアセンブリ５を形成するリンク６、７、８の相対的な空間的配置および配向を示す。一実施形態によれば、「直線構成」という用語は、ジョイントサブアセンブリ５によって形成される運動学的連鎖が、実質的に展開され、および／またはその最大伸びまで伸びることを示す。
【０１０６】
一実施形態によれば、第１のリンク６と第２のリンク７のうちの一方は、少なくとも２つの２つの腱接触面１８を含み、腱１９、好ましくは腱中間部２８は、少なくとも２つの腱滑り面６６の両方と接触したまま少なくとも２つの腱接触面１８上を滑り、少なくとも２つの腱接触面１８上に１つ以上の滑り経路６５を画定する。
【０１０７】
一実施形態によれば、第１のリンク７は、少なくとも１つの腱接触面１８を含み、腱１９、好ましくは腱中間部２８は、少なくとも１つの腱滑り面６６と接触したまま少なくとも１つの腱接触面１８上を滑り、少なくとも１つの腱滑り面６６上に１つ以上滑り経路６５を画定し、第２のリンク８は、少なくとも１つの別の腱接触面１８を含み、腱１９、好ましくは腱中間部２８は、少なくとも１つの別の腱滑り面６６と接触したまま少なくとも１つの別の腱接触面１８上を滑り、少なくとも１つの別の腱滑り面６６上に１つ以上滑り経路６５を画定する。
【０１０８】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、腱滑り面６６である少なくとも２つの腱接触面１８を含み、腱１９、好ましくは腱中間部２８は、少なくとも２つの腱滑り面６６の両方と接触したまま少なくとも２つの腱滑り面６６上を滑り、少なくとも２つの腱滑り面６６上に１つ以上の滑り経路６５を画定する。
【０１０９】
一実施形態によれば、第３のリンク８は、腱１９、好ましくは腱遠位部２７が滑るのに適さない少なくとも１つの腱接触面１８を含む。
【０１１０】
一実施形態によれば、局所巻き付け角の各々は、腱滑り面６６に対する角度として定義される。一実施形態によれば、総巻き付け角α＋βは、局所巻き付け角のすべての合計として定義される。
【０１１１】
一実施形態によれば、局所巻き付け角の各々は、腱長手経路Ｔ−Ｔに沿って向けられ、腱滑り面６６上に接触経路６５を画定する腱の部分に画定される腱に対する２つの直交線によって形成される角度として定義される。
【０１１２】
一実施形態によれば、局所巻き付け角の各々は、２つの腱長手経路Ｔ−Ｔ方向によって形成され、腱滑り面６６上に接触経路６５を画定する腱の部分に画定される角度として定義される。
【０１１３】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱滑り面６６は、腱長手経路Ｔ−Ｔに沿って腱接触面１８を画定する、近位接触面境界６７および遠位接触面境界６８を含み、近位接触面境界６７は、遠位接触面境界６８に対して近位に配置される。一実施形態によれば、局所巻き付け角の各々は、近位接触面境界６７の直前に評価される腱長手経路Ｔ−Ｔと、遠位接触面境界６８の直後に評価される腱長手経路Ｔ−Ｔとの直交線によって形成される角度として定義される。
【０１１４】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱接触面１８は、腱長手経路Ｔ−Ｔに沿って腱滑り面６６を画定する、近位接触面境界６７および遠位接触面境界６８を含み、近位接触面境界６７は、遠位接触面境界６８に対して近位に配置される。一実施形態によれば、局所巻き付け角の各々は、近位接触面境界６７の直前に評価される腱長手経路Ｔ−Ｔと、遠位接触面境界６８の直後に評価される腱長手経路Ｔ−Ｔとによって形成される角度として定義される。
【０１１５】
一実施形態によれば、各局所巻き付け角αまたはβは、たとえ面が不連続であるか、または鋭い点を有していても、接触を維持しながら腱が滑る面上に定義される。
【０１１６】
一実施形態によれば、各局所巻き付け角αまたはβは、１つの腱滑り面６６に対する接触円の中心を基準にして測定される。
【０１１７】
一実施形態によれば、リンクの１つの腱滑り面１８のすべての接触点は、局所巻き付け角αまたはβを画定するようにリンクの一部を包含する。
【０１１８】
一実施形態によれば、総巻き付け角α＋βは、６０度〜３００度の間に含まれる。
【０１１９】
一実施形態によれば、総巻き付け角α＋βは、９０度〜２７０度の間に含まれる。
【０１２０】
一実施形態によれば、各リンク６、７、８はリンク妨害部（ｌｉｎｋ  ｅｎｃｕｍｂｅｒ）を有する。一実施形態によれば、少なくとも１つの腱接触面１８は、リンクのリンク妨害部を少なくとも部分的に画定する。
【０１２１】
一実施形態によれば、腱接触面１８は円筒形である。一実施形態によれば、腱滑り面６６は、円筒面の一部である。
【０１２２】
好ましい一実施形態によれば、腱はポリマー材料でできている。
【０１２３】
一実施形態によれば、腱は、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンまたはＵＨＭＷＰＥ、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）、Ｚｙｌｏｎ（登録商標）、ポリベンゾビスオキサゾール、炭素繊維、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料製である。
【０１２４】
好ましい一実施形態によれば、腱中間部２８はポリマー材料製である。このようにして、腱中間部２８に、より少ない摩擦、寿命にわたるより少ない摩耗、したがってより少ない維持費を提供することが可能であり、他の材料の腱に対してより小さい直径を有する腱中間部２８を実現することが可能である。
【０１２５】
一実施形態によれば、腱中間部２８は、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンまたはＵＨＭＷＰＥ、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）、Ｚｙｌｏｎ（登録商標）、ポリベンゾビスオキサゾール、炭素繊維、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料製である。
【０１２６】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱接触面１８は、鋼、セラミックス、炭化物、チタン、液体金属、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料製である。
【０１２７】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱滑り面６６は、鋼、セラミックス、炭化物、チタン、液体金属、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料製である。
【０１２８】
好ましい一実施形態によれば、腱中間部２８は超高分子量ポリエチレン製であり、少なくとも１つの腱滑り面６６は鋼合金製である。好ましい一実施形態によれば、腱は超高分子量ポリエチレン製であり、少なくとも１つの腱滑り面６６は鋼製である。このようにして、０．０４〜０．０８の範囲の摩擦係数を得ることができる。このようにして、腱中間部２８の静止摩擦が回避される。
【０１２９】
一実施形態によれば、腱滑り面６６と腱中間部２８との間の乾燥滑り摩擦は、０．１以下の摩擦係数を有する。例えば、そのような腱滑り面６６にわたるそのような腱中間部２８の乾燥滑り摩擦は、ほぼ０．５に等しい摩擦係数をもたらす金属腱滑り面上を滑る金属腱中間部によって画定される乾燥滑り摩擦よりも５倍超小さい。
【０１３０】
好ましい一実施形態によれば、摩擦係数は０．１未満である。
【０１３１】
一実施形態によれば、総巻き付け角は、ほぼ３６０度に等しい。巻き付け角にわたって腱滑り面上を滑る腱の総摩擦は、腱張力に摩擦係数と巻き付け角との間の積の指数を乗じたものに比例することは注目に値する。したがって、摩擦係数の減少により、比例して大きな巻き付け角を使用することができる。より大きな巻線ケーブルを使用できることにより、リンク構造体上に腱を配置する可能性が広がり、小型化が困難な腱ガイド要素の使用を回避する。
【０１３２】
一実施形態によれば、リンク６、７、８の妨害部は、８ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の、好ましくは、２ミリメートル〜５ミリメートルの範囲の大きさのジョイントサブアセンブリ５の長手延長部を横断する方向に最大延長部を有する。
【０１３３】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、全体として、２ミリメートル〜５ミリメートルの範囲の直径を有する円筒形の容積に適合する。
【０１３４】
好ましい一実施形態によれば、腱中間部２８は、０．５ミリメートル以下の直径を有し、好ましくは、０．００５ミリメートル〜０．５ミリメートルの間に含まれる直径を有する。
【０１３５】
一実施形態によれば、腱は略円形の断面を有する。一実施形態によれば、腱の直径は、腱の異なる部分で可変である。一実施形態によれば、腱の機械的特性は、腱の異なる部分で可変である。一実施形態によれば、腱は、異なる特性を有する腱の部分をジョイントすることにより得られる。一実施形態によれば、腱は、シャフト中空コアの内部を走る直線部分の補強ロッド要素に接続される。一実施形態によれば、腱は、異なる特性を有する腱の部分をジョイントすることにより得られる。
【０１３６】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱滑り面６６は、鋼、セラミックス、チタン、炭化物、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される材料製である。一実施形態によれば、構造体リンクの少なくとも１つは、マイクロ射出成形によって製造される。一実施形態によれば、構造体リンクのうちの少なくとも１つは、当該技術分野で公知の最良の最終寸法公差のために液体金属のマイクロ射出成形により製造され、部品は最大寸法が５ｍｍ未満であり、貫通孔はない。一実施形態によれば、構造体リンクの少なくとも１つは、特に弾力性と脆弱点の欠如という最高の機械的性能のために液体金属のマイクロ射出成形によって製造される。
【０１３７】
好ましい一実施形態によれば、腱中間部２８は超高分子量ポリエチレン製であり、少なくとも１つの腱滑り面６６は鋼製である。好ましい一実施形態によれば、腱は超高分子量ポリエチレン製であり、少なくとも１つの腱滑り面６６は鋼製である。このようにして、０．０４以下の摩擦係数を得ることが可能である。このようにして、腱中間部２８の摩擦が回避される。
【０１３８】
一実施形態によれば、腱滑り面６６と腱中間部２８との間の乾燥滑り摩擦は、０．１以下の摩擦係数を有する。一実施形態によれば、腱滑り面６６と腱１９との間の乾燥滑り摩擦は、０．１以下の摩擦係数を有する。
【０１３９】
好ましい一実施形態によれば、摩擦係数は０．１未満である。
【０１４０】
一実施形態によれば、総巻き付け角は、ほぼ３６０度に等しい。例えば、そのような腱接触面１８上のそのような腱中間部２８の乾燥滑り摩擦は、ほぼ０．５の摩擦係数を有する、金属腱滑り面上を滑り、９０度の総巻き付け角を有する金属腱中間部により画定される乾燥滑り摩擦より小さい。
【０１４１】
一実施形態によれば、リンク６、７、８の妨害部は、８ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、好ましくは２ミリメートル〜５ミリメートルの範囲に含まれるジョイントサブアセンブリ５の長手延長部を横断する方向に最大延長部を有する。
【０１４２】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、全体として、２ミリメートル〜５ミリメートルの範囲の直径を有する円筒形の容積に適合する。
【０１４３】
好ましい一実施形態によれば、腱１９、好ましくは、腱中間部２８は、０．５ミリメートル以下の直径を有し、好ましくは、０．００５ミリメートルから０．５ミリメートルの間に含まれる直径を有する。
【０１４４】
一実施形態によれば、腱は略円形の断面を有する。一実施形態によれば、腱の直径は、腱の異なる部分で可変である。一実施形態によれば、腱の機械的特性は、腱の異なる部分で可変である。一実施形態によれば、腱は、異なる特性を有する腱の部分をジョイントすることにより得られる。
【０１４５】
一実施形態によれば、制御ユニット４は、第２のコマンド信号を少なくとも１つのアクチュエータ２５に送信するのに適したアクチュエータ駆動ユニット５８に接続されている。一実施形態によれば、少なくとも１つの制御ユニット４はＣＰＵを含む。一実施形態によれば、少なくとも１つの制御ユニット４は、少なくとも１つのプロセッサユニットを含む。一実施形態によれば、少なくとも１つの制御ユニット４は、例えば、少なくとも１つのアクチュエータ２５によって提供される変位および／または加えられる力などの動きを検出するのに適した検出システムによって取得された情報に基づいてフィードバック制御回路を提供する。一実施形態によれば、マスターツール２は、外科医３０によって取り扱われるように設計されている。一実施形態によれば、手術器具７０の少なくとも一部は、患者２９の解剖学的構造上で操作するように設計されている。
【０１４６】
一実施形態によれば、手術器具７０は、少なくとも１つのジョイントサブアセンブリ５を含む。
【０１４７】
一実施形態によれば、「ジョイントサブアセンブリ」という用語は、手術器具７０のエンドエフェクタの位置を支持するおよび／または手術器具７０のエンドエフェクタの位置を配向するおよび／または手術器具７０のエンドエフェクタの位置を配置するおよび／または手術器具７０のエンドエフェクタの位置に影響を与えるのに適したジョイントによって次々に接続された一連のリンクを指す。一実施形態によれば、機能的観点から、ジョイントサブアセンブリは、ロボットまたはメカトロニクス構造の手首関節、肘関節または肩関節であり得る。
【０１４８】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５はリンクを含む。
【０１４９】
好ましい一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、少なくとも第１のリンク６、第２のリンク７、および第３のリンク８を含む。このように、ジョイントサブアセンブリ５は、少なくとも３つのリンク６、７、８を含む。
【０１５０】
一実施形態によれば、第１のリンク６は第１のリンク構造体９から形成され、第１のリンク構造体９は単一部品である。
【０１５１】
好ましい一実施形態によれば、用語「単一部品」は、動作状態にあるとき、１つのリンク構造体内で任意の自由度が回避されることを示す。一実施形態によれば、用語「単一部品」は、リンク構造体が、１つのリンク構造体内の任意の自由度を回避するように互いにジョイントされた２つ以上の部品を含むことができることを示す。
【０１５２】
一実施形態によれば、用語「単一部品」は、動作状態にあるとき、２つ以上の部品の相対的な空間的配向が堅くロックされるように互いにジョイントされた２つ以上の部品を含むことができることも示す。
【０１５３】
一実施形態によれば、用語「単一部品」はまた、リンク構造体がモノブロックであることを示す。
【０１５４】
一実施形態によれば、第２のリンク７は第２のリンク構造体１０から形成され、第２のリンク構造体１０は単一部品である。
【０１５５】
一実施形態によれば、第３のリンク８は、第３のリンク構造体１１から形成され、第３のリンク構造体１１は単一部品である。
【０１５６】
一実施形態によれば、各リンクはリンク構造体で形成される。
【０１５７】
一実施形態によれば、第１のリンク構造体９は、第１ジョイント近位部を形成する第１のリンク遠位部１２を含み、第２のリンク構造体１０は、第１ジョイント遠位部を形成する第２のリンク近位部１３を含む。一実施形態によれば、第１のリンク構造体９の第１のリンク遠位部１２は、クレビスジョイントを形成するのに適した方法で、２つのクレビスプロングを含む。一実施形態によれば、第２のリンク近位部１３は、クレビスジョイントを形成するのに適した方法で、２つのクレビスプロングを含む。
【０１５８】
一実施形態によれば、第１のリンク遠位部１２および第２のリンク近位部１３は協働して、第１のリンク６と第２のリンク７との間に１自由度を提供する第１のジョイント１４を少なくとも部分的に形成する。好ましい一実施形態によれば、第１のリンク６と第２のリンク７との間の１自由度は、第１のジョイント軸Ｘ−Ｘの周りの回転並進自由度であり、好ましくは、回転並進自由度は、第１のジョイント軸Ｘ−Ｘの周りの回転自由度である。
【０１５９】
一実施形態によれば、第２のリンク構造体１０は、第２ジョイント近位部を形成する第２のリンク遠位部１５をさらに含み、第３のリンク構造体１１は、第２ジョイント遠位部を形成する第３のリンク近位部１６を含む。一実施形態によれば、第２のリンク遠位部１５は、クレビスジョイントを形成するのに適した方法で、２つのクレビスプロングを含む。一実施形態によれば、第３のリンク近位部１６は、クレビスジョイントを形成するのに適した方法で、２つのクレビスプロングを含む。
【０１６０】
一実施形態によれば、第２のリンク遠位部１５と第３のリンク近位部１６は協働して、第２のリンク７と第３のリンク８との間に１自由度を提供する第２のジョイント１７を少なくとも部分的に形成する。好ましい一実施形態によれば、第２のリンク７と第３のリンク８との間の１自由度は、第２のジョイント軸Ｙ−Ｙの周りの回転並進自由度であり、好ましくは、回転並進自由度は、第２のジョイント軸Ｙ−Ｙの周りの回転自由度である。
【０１６１】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４および第２のジョイント１７はそれぞれ、１自由度を提供するのに適している。
【０１６２】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４は、第１のジョイント軸Ｘ−Ｘ周りの相対回転を除く全方向において第１のリンク６と第２のリンク７との間の相対運動をロックするのに適している。一実施形態によれば、第２のジョイント１７は、第２のジョイント軸Ｙ−Ｙの周りの相対回転を除く全方向において第２のリンク７と第３のリンク８との間の相対運動をロックするのに適している。
【０１６３】
一実施形態によれば、第１のリンク構造体９、第２のリンク構造体１０、および第３のリンク構造体１１は、運動学的連鎖を形成する。一実施形態によれば、第１のリンク構造体９、第２のリンク構造体１０、および第３のリンク構造体１１は、直列に直接接続されて運動学的連鎖を形成する。
【０１６４】
一実施形態によれば、第１のリンク６は、第２のリンク７に対して隣接するリンクであり、運動学的連鎖内に介在するリンクはない。一実施形態によれば、第２のリンク７は、第１のリンク６と第３のリンク８の両方に対して隣接するリンクである。一実施形態によれば、第３のリンク８は、第２のリンク７に対して隣接するリンクである。一実施形態によれば、第１のリンク構造体９は、第２のリンク構造体１０に対して隣接するリンク構造体である。一実施形態によれば、第２のリンク構造体１０は、第１のリンク構造体９と第３のリンク構造体１１の両方に対して隣接するリンク構造体である。一実施形態によれば、第３のリンク構造体１１は、第２のリンク構造体１０に対して隣接するリンク構造体である。
【０１６５】
一実施形態によれば、運動学的連鎖は、運動学的連鎖の２つ以上の分岐を含むことができる。一実施形態によれば、２つ以上の分岐は、１つのジョイント、例えば第２のジョイント１７から延在する。一実施形態によれば、運動学的連鎖の２つ以上の分岐は、少なくとも１つのリンクを共有する。一実施形態によれば、運動学的連鎖の２つ以上の分岐は、ジョイントサブアセンブリの３つのリンクのうちの少なくとも２つのリンクを共有する。
【０１６６】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４および第２のジョイント１７の各々は、運動学的連鎖内のリンクに、運動学的連鎖内の隣接するリンクに対するジョイント軸周りの回転自由度を提供するように適合された機械的手段を指す。一実施形態によれば、ジョイント軸Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙの各々は、２つの隣接するリンクが、２つの隣接するリンクによって共有される共通ジョイント軸であり、その結果、共通ジョイント軸の周りで一方を他方に対して回転させることができる。一実施形態によれば、第１のジョイント１４は第１のジョイント軸Ｘ−Ｘを画定し、第１のジョイント軸Ｘ−Ｘは、第１のリンク６および第２のリンク７の両方によって共有される共通ジョイント軸であり、その結果、２つの隣接するリンクは、共通のジョイント軸の周りに一方を他方に対して回転させることができる。一実施形態によれば、第２のジョイント１７は第２のジョイント軸Ｙ−Ｙを画定し、第２のジョイント軸Ｙ−Ｙは、第２のリンク７および第３のリンク８の両方によって共有される共通ジョイント軸であり、その結果、２つの隣接するリンクは、共通のジョイント軸の周りに一方を他方に対して回転させることができる。
【０１６７】
一実施形態によれば、少なくとも３つのリンク６、７、８によって形成される運動学的連鎖は、２自由度を有する。
一実施形態によれば、少なくとも３つのリンク６、７、８によって形成される運動学的連鎖は、正確に２自由度を有する。言い換えれば、一実施形態によれば、少なくとも３つのリンク６、７、８によって形成される運動学的連鎖の自由度の総数は２である。一実施形態によれば、第１のリンク６、第２のリンク７、および第３のリンク８によって形成される運動学的連鎖は、正確に２自由度を有する。言い換えると、一実施形態によれば、第１のリンク６、第２のリンク７、および第３のリンク８によって形成される運動学的連鎖の自由度の総数は２である。
【０１６８】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、アクチュエータを含むことを回避する。一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、運動学的連鎖内にアクチュエータを含むことを回避する。一実施形態によれば、リンク間にアクチュエータは設けられない。
【０１６９】
一実施形態によれば、第１のリンク構造体９、第２のリンク構造体１０、および第３のリンク構造体１１のうち少なくとも２つは、少なくとも１つの腱滑り面６６を含み、少なくとも１つの腱滑り面６６が孔面であることを回避する。言い換えれば、少なくとも１つの腱接触面１８は、リンク構造体９または１０または１１の貫通孔を画定することを回避する。一実施形態によれば、少なくとも１つの腱滑り面６６に対する法線または直交線は、少なくとも１つの腱滑り面１８６６を含む構造体との交差を回避する。一実施形態によれば、腱滑り面６６は、それ自体に面することを回避する。一実施形態によれば、腱接触面１８は、腱中間面２８を、腱滑り面６６を含むリンク構造体から離れるように付勢する。
【０１７０】
一実施形態によれば、腱接触面１８は、１８０度以下の角度にわたって腱の１つを包含する。一実施形態によれば、腱接触面１８は、リンク構造体９、１０、１１のうちの１つの外面である。一実施形態によれば、腱接触面１８は、リンク構造体９、１０、１１のうちの１つの妨害部を少なくとも部分的に画定する。一実施形態によれば、各腱は、第１の長手側部と第２の長手側部とを含み、第１の長手側部と第２の長手側部のうちの一方は、リンクの少なくとも１つと接触している。言い換えれば、第１の長手側部が所与のリンクと接触しているとき、第１の長手側部は、所与のリンクから離れて面している。一実施形態によれば、第１の長手側部および第２の反対側の長手側部の各々は、互いに分離したままで、実質的に１８０°の角度で腱を覆う。
【０１７１】
一実施形態によれば、手術器具７０は、腱１９、２０、２１、２２、２３、２４、３１、３２を含む。一実施形態によれば、腱は、牽引のみで動作するのに適した作動ケーブルとして作用する。
【０１７２】
一実施形態によれば、手術器具７０は少なくとも３つの腱を含む。少なくとも３つの腱の各腱は、少なくとも１つのアクチュエータ２５に接続された腱近位部２６と、第２のリンク７または第３のリンク８に固定された腱遠位部２７と、腱近位部２６と腱遠位部２７との間に延在する腱中間部２８とを含む。
【０１７３】
一実施形態によれば、手術器具７０は、少なくとも４つの腱を含むようにさらなる腱を含み、少なくとも４つの腱のそれぞれの少なくとも１つの中間部２８は、少なくとも１つの腱滑り面６６においてのみジョイントサブアセンブリ５と接触する。
【０１７４】
一実施形態によれば、一対の腱は、同じリンクに固定されたそれらの腱遠位部２７を有する。言い換えれば、一対の腱は、拮抗腱として機能するように、同じリンクに固定されている。一実施形態によれば、一対の腱は、拮抗腱として機能するように、それらの腱遠位部２７を共有する。一実施形態によれば、拮抗腱として機能する一対の腱は、単一部品である。一実施形態によれば、腱１９、２０、２１、２２、２３、２４、３１、３２は、拮抗腱として機能するのに適した第１の一対の腱１９、２０を含む。一実施形態によれば、腱１９、２０、２１、２２、２３、２４、３１、３２は、拮抗腱として機能するのに適した第２の一対の腱２１、２２を含む。
【０１７５】
一実施形態によれば、一対の腱は、１つの腱として機能するように、同じリンクに固定されたそれらの腱遠位部２７を有する。言い換えると、一対の腱は、１つの腱として平行に機能するように、同じリンクに固定されている。一実施形態によれば、一対の腱は、１つの腱として平行に機能するように、それらの腱遠位部２７を共有する。一実施形態によれば、１つの腱として機能する一対の腱は、単一部品である。一実施形態によれば、腱１９、２０、２１、２２、２３、２４、３１、３２は、１つの腱として機能するのに適した第１の一対の腱１９、２０を含む。一実施形態によれば、腱１９、２０、２１、２２、２３、２４、３１、３２は、１つの腱として機能するのに適した第２の一対の腱２１、２２を含む。一実施形態によれば、腱１９、２０、２１、２２、２３、２４、３１、３２は、拮抗腱として機能するのに適した第３の一対の腱２３、２４を含む。一実施形態によれば、腱１９、２０、２１、２２、２３、２４、３１、３２は、拮抗腱として機能するのに適した第４の一対の腱３１、３２を含む。
【０１７６】
一実施形態によれば、第２のリンク７と第３のリンク８のうちの少なくとも一方は、腱遠位部２７を受け入れるのに適した少なくとも１つの腱固定部４９を含む。一実施形態によれば、第２のリンク７と第３のリンク８のうちの少なくとも一方は、拮抗腱として機能する２つの腱の腱遠位部２７を受け入れるのに適した２つの腱固定部４９を含む。例えば、図３５に示すように、腱１９および２０は、１つの腱として平行に機能する。
【０１７７】
一実施形態によれば、各腱の腱中間部２８は、もっぱら、第１のリンク構造体９、第２のリンク構造体１０、および第３のリンク構造体１１のうちの少なくとも２つの、少なくとも１つの腱滑り面６６でジョイントサブアセンブリ５に接触する。これにより、腱を配置するための追加部品の必要性が回避され、部品数とアセンブリの困難性が最小限に抑えられる。これはまた、ジョイントアセンブリとのさらなる接触からの腱の不必要な摩擦および摩耗を回避する。
【０１７８】
好ましい一実施形態によれば、これにより、各腱の腱中間部２８がジョイントサブアセンブリ５の他の部分と接触することが回避される。一実施形態によれば、各腱の腱中間部２８は、少なくとも１つの腱滑り面６６のみにおいてジョイントサブアセンブリと接触する。
【０１７９】
有利には、手術器具７０の特徴のおかげで、ジョイントサブアセンブリ５の寸法を小型化することが可能である。
【０１８０】
一実施形態によれば、第１のリンク構造体９、第２のリンク構造体１０、および第３のリンク構造体１１のそれぞれは、少なくとも１つの腱接触面１８を含む。
【０１８１】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱滑り面６６は溝面である。言い換えれば、一実施形態によれば、腱滑り面は、少なくとも１つのリンクに形成された溝を少なくとも部分的に画定する。
【０１８２】
一実施形態によれば、リンク構造体の少なくとも１つのリンク構造体は、プーリ、例えばアイドルプーリ、すなわちリンクに回転可能に接続されたプーリなど、リンク構造体に対して別個の部品の付属部に接続することができるが、付属部は、腱中間部２８のいずれか１つに接触面を提供することを避ける。
【０１８３】
一実施形態によれば、第１のリンク遠位部１２および第２のリンク近位部１３は、幾何学的結合で協働して、第１のジョイント１４を形成する。一実施形態によれば、第２のリンク遠位部１５および第３のリンク近位部１６は、幾何学的結合で協働して、第２のジョイント１７を形成する。
【０１８４】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４と第２のジョイント１７のうちの少なくとも一方は、旋回ジョイント（車軸関節）である。一実施形態によれば、旋回ジョイントは、ジョイント軸Ｘ−ＸまたはＹ−Ｙに機械的旋回を提供する回転ジョイントである。
【０１８５】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４と第２のジョイント１７のうちの少なくとも一方は、転がりジョイントである。一実施形態によれば、転がりジョイントは、転がり運動が固定ジョイント軸Ｘ−ＸまたはＹ−Ｙの周りで起こるように、それぞれの転がり面上で、リンクのリンク構造体と隣接リンクのリンク構造体との間の転がり接触を提供する。
【０１８６】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４と第２のジョイント１７のうちの少なくとも一方はピンジョイントである。
【０１８７】
一実施形態によれば、ピンジョイントは、少なくとも１つのピン３３と、少なくとも１つのピン３３を受領するのに適した少なくとも１つのピン座３４とを含む。一実施形態によれば、ピン３３は、一般的な長手延在部として。
【０１８８】
一実施形態によれば、少なくとも１つのピン３３は、少なくとも１つのピン３３を受領する少なくとも１つのピン座３４よりも小さい直径であり、その結果、クリアランスがピン３３とピン座３４の結合をもたらす。
【０１８９】
一実施形態によれば、ピン座３４は、リンク構造体９、１０、１１のうちの少なくとも１つによって画定された貫通孔である。
【０１９０】
一実施形態によれば、ピン座３４は、リンク構造体９、１０、１１のうちの少なくとも１つによって画定された空洞である。
【０１９１】
一実施形態によれば、ピン座３４は、少なくとも１つのピン３３よりも狭い空洞口４０を有する空洞であり、空洞口４０は、ピン３３を受領するのに適していない。このような空洞は、ピン３３がピン３３の長手延在部と交差する方向にピン座３４を出るのを防ぐ。
【０１９２】
一実施形態によれば、ピン座３４は、ピン座３４に面するピン座境界３５によって画定される。好ましくは、ピン座境界３５は、ピン座３４に受領されたピン３３に面するのに適している。
【０１９３】
一実施形態によれば、第１のリンク構造体９の第１のリンク遠位部１２、第２のリンク構造体１０の第２のリンク近位部１３、第２のリンク構造体１０の第２のリンク遠位部１５、および第３のリンク構造体１１の第３のリンク近位部１６のうち少なくとも１つは、ピン３３を受領するためのピン座３４を画定するピン座境界３５を含む。
【０１９４】
一実施形態によれば、ピン座境界３５は略円形である。一実施形態によれば、ピン座境界３５は円周の弧を含む。一実施形態によれば、ピン座境界３５は放物面形状を描く。一実施形態によれば、ピン座境界３５は、ピン３３と協働してカム従動子機構を形成するのに適したカム形状を描く。
【０１９５】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４と第２のジョイント１７のうちの少なくとも一方はカムジョイントである。
【０１９６】
一実施形態によれば、第１のジョイント１４と第２のジョイント１７のうちの少なくとも一方は、クレビスジョイントである。一実施形態によれば、クレビスジョイントは、隣接するリンクのリンク構造体の一部、好ましくは隣接するリンクのリンク構造体の円筒状の嵌合部、を包含するリンクのリンク構造体の２つのクレビスプロング５０によって形成される。
【０１９７】
一実施形態によれば、ピン３３は、第１のリンク６および第２のリンク７に対して別個の部品で実現され、第１のリンク遠位部１２および第２のリンク近位部１３によって画定された少なくとも２つのピン座３４にそれぞれ接続され、第１のジョイント１４を形成する。
【０１９８】
一実施形態によれば、ピン３３は、第２のリンク７および第３のリンク８に対して別個の部品で実現され、第２のリンク遠位部１５および第３のリンク近位部１６によって画定された少なくとも２つのピン座３４にそれぞれ接続され、第２のジョイント１７を形成する。
【０１９９】
一実施形態によれば、ピン３３は、リンク６または７または８と一体である。
【０２００】
一実施形態によれば、ピン３３は、リンク構造体９または１０または１１と一体である。
【０２０１】
一実施形態によれば、少なくとも１つのピン３３は、第１のリンク構造体９と一体であり、第１のリンク遠位部１２から片持ち状に突出する。一実施形態によれば、少なくとも１つのピン３３は、第２のリンク構造体１０と一体であり、第２のリンク近位部１３から片持ち状に突出する。一実施形態によれば、少なくとも１つのピン３３は、第２のリンク構造体１０と一体であり、第２のリンク遠位部１５から片持ち状に突出する。一実施形態によれば、少なくとも１つのピン３３は、第３のリンク構造体１１と一体であり、第３のリンク近位部１６から片持ち状に突出する。
【０２０２】
例えば図１９に示されている一実施形態によれば、第１のジョイントと第２のジョイントのうちの少なくとも一方は、二重接続ジョイント３６である。そのような二重接続ジョイント３６のおかげで、２つの隣接するリンク間に１自由度を提供することが可能であり、詳細は、先行技術特許文献のＵＳ−５７１０８７０に記載されている。一実施形態によれば、二重接続ジョイント３６は、リンク構造体のうちの２つに接続された少なくとも１つのヒンジ支柱３７を含む。好ましい一実施形態によれば、二重接続ジョイント３６は、２つの対向するヒンジ支柱３７を含む。
【０２０３】
一実施形態によれば、二重接続ジョイント３６は、一対のヒンジ支柱３７を介して互いに取り付けられたリンクおよび隣接するリンクによって形成される。一実施形態によれば、リンクおよび隣接リンクは、第１の旋回軸および第２の旋回軸を中心に旋回し、拘束構成要素は、リンクおよび隣接リンクを互いに対して回転するように拘束する。例えば、拘束構成要素は、互いに噛み合う固定された平歯車、または適切に配置された作動ケーブルであり得る。一実施形態によれば、拘束構成要素は、少なくとも１つのヒンジ支柱３７である。
【０２０４】
一実施形態によれば、例えば図２４および図２５に示すように、第１のジョイント１４と第２のジョイント１７のうちの少なくとも一方は、互いに噛み合う対向ジョイント部によって形成される。一実施形態によれば、第１のリンク遠位部分１２は少なくとも１つのジョイント近位溝３８を画定し、第１のリンク遠位部分１３は、少なくとも１つのジョイント遠位歯３９を含み、ジョイント遠位歯３９は、ジョイント近位溝３８と協働して第１のジョイント１４を形成する。一実施形態によれば、第２のリンク遠位部分１５は少なくとも１つのジョイント近位溝３８を画定し、第２のリンク遠位部分１６は、少なくとも１つのジョイント遠位歯３９を含み、ジョイント遠位歯３９は、ジョイント近位溝３８と協働して第２のジョイント１７を形成する。一実施形態によれば、ジョイント近位溝３８およびジョイント遠位歯３９の両方は、ジョイント軸に略平行に延在する。
【０２０５】
一実施形態によれば、リンクの少なくとも１つ、好ましくは第３のリンク８は、末端要素４２を受領するのに適したＣホルダ部分４１を含む。例えば、端子要素４２は、レーザファイバ、灌注チューブ、吸引チューブ、または組織検知プローブであり得る。
【０２０６】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、手術器具７０のエンドエフェクタの少なくとも一部を形成する。
【０２０７】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は手首サブアセンブリであり、第１のジョイント１４は第２のジョイント１７に略直交する。一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は手首サブアセンブリであり、第１のジョイント軸Ｘ−Ｘは第２のジョイント軸Ｙ−Ｙに略直交する。
【０２０８】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は肘サブアセンブリであり、第１のジョイント１４は第２のジョイント１７と略平行である。一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は肘サブアセンブリであり、第１のジョイント軸Ｘ−Ｘは第２のジョイント軸Ｙ−Ｙに略平行である。
【０２０９】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、別の第３のリンク構造体４４から形成される別の第３のリンク４３を含み、別の第３のリンク構造体４４は単一部品である。
【０２１０】
一実施形態によれば、別の第３のリンク４３の別の第３のリンク構造体４４は、別の第３のリンク接合部４５を含み、別の第３のリンク接合部４５は、第２のリンク７の第２のリンク構造体１０の第２のリンク遠位部分１５と協働して、第２のリンク７と別の第３のリンク４３との間に１自由度を提供する第２のジョイント１７の一部を形成する。このようにして、第２のジョイント１７は、第２のリンク７と第３のリンク８との間の１自由度を、第２のリンクと第３のリンク４３との間に１自由度を、および結果として第３のリンク８と別の第３のリンク４３との間に１自由度を提供する。
【０２１１】
一実施形態によれば、第３のリンク８は運動学的連鎖の第１の分岐を形成し、別の第３のリンク４３は運動学的連鎖の第２の分岐を形成し、第１の分岐と第２の分岐は第２のジョイント１７で接続される。このように、運動学的連鎖は分岐運動学的連鎖である。
【０２１２】
一実施形態によれば、第３のリンク８および別の第３のリンク４３は、手術器具７０の器具先端部４６を形成する。一実施形態によれば、器具先端部４６は、把持の内部自由度を有する。一実施形態によれば、器具先端部４６は、第２のリンク７に対して少なくとも１つのヨー（ｙａｗ）自由度を有する。
【０２１３】
一実施形態によれば、ジョイントサブアセンブリ５は、少なくとも１つの追加のリンク４７を含む。一実施形態によれば、少なくとも１つの追加のリンク４７は、追加のリンク構造体４８から形成される。一実施形態によれば、追加のリンク構造体４８は、追加のジョイントを形成する隣接するリンクに接続される。例えば、追加のリンク構造体４８は、第３のリンク構造体１１の一部と追加のジョイントを形成することができる。一実施形態によれば、追加のリンク構造体４８は、隣接するさらに追加のリンク構造体に接続されてジョイントを形成する。
【０２１４】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱接触面１８は、複数の直線によって形成された罫線面である。一実施形態によれば、各腱接触面１８は、複数の直線によって形成される罫線面である。一実施形態によれば、複数の直線はすべて、ジョイント軸Ｘ−ＸまたはＹ−Ｙに平行である。好ましくは、複数の直線はすべて、少なくとも１つの腱接触面１８の近くに位置するジョイント軸Ｘ−ＸまたはＹ−Ｙに平行である。
【０２１５】
一実施形態によれば、少なくとも１つの腱接触面１８は凸面である。
【０２１６】
一実施形態によれば、第１の構造体９、第２の構造体１０、および第３の構造体１１のうちの少なくとも１つのリンク構造体は、２つ以上の腱接触面１８を含む。
【０２１７】
一実施形態によれば、２つ以上の腱接触面１８はすべて、その延長部と共に１つの凸状容積を画定する凸状面である。一実施形態によれば、「凸状容積」という文言は、凸状容積内部に選択された一対の点があると仮定したとき、それらの間のより短い直線結合が全体として凸状容積内にあることを意味する。これにより、腱を案内するためにプーリに溝またはチャネルを設けることが回避され、リンク構造体およびジョイントサブアセンブリ５の寸法をさらに小型化することができる。一実施形態によれば、リンクの少なくとも１つのリンク構造体の複数の腱接触面１８はすべて、その延長部と共にリンク構造体のリンク凸殻を画定する。一実施形態によれば、リンク凸殻は、リンクの１つを包む膜内に含まれる体積として定義される。
【０２１８】
一実施形態によれば、手術器具７０は、シャフト５１を含む。
【０２１９】
好ましい一実施形態によれば、第１のリンク６は、シャフト５１に直接接続される。
【０２２０】
一実施形態によれば、手術器具７０は、スレーブマニピュレータ３の一部に取り外し可能に接続されるのに適した少なくとも１つのフレーム５２を含む。一実施形態によれば、手術器具７０は、スレーブマニピュレータ３のアクチュエータコンパートメントに取り外し可能に接続されるのに適した少なくとも１つのフレーム５２を含み、アクチュエータコンパートメントは、モータコンパートメント６９またはモータボックス６９を画定する少なくとも１つのアクチュエータ２５を収容する。一実施形態によれば、少なくとも１つのアクチュエータ２５は、スレーブマニピュレータ３の一部内に収容されている。
【０２２１】
一実施形態によれば、手術器具７０は、スレーブマニピュレータ３に取り外し可能に接続されている。
【０２２２】
一実施形態によれば、手術器具７０は、スレーブマニピュレータ３に可逆的に接続されている。
【０２２３】
一実施形態によれば、シャフト５１は、フレーム５２とジョイントアセンブリ５との間に延在する。
【０２２４】
一実施形態によれば、シャフト５１は剛体シャフトである。一実施形態によれば、シャフト５１は、腱の通過を可能にする中空コアを有する。
【０２２５】
一実施形態によれば、シャフト５１は可撓性シャフトである。一実施形態によれば、シャフト５１は、腱の少なくとも１つを案内するチャネルを含む。
【０２２６】
一実施形態によれば、シャフト５１は、フレーム５２に近位で接続され、ジョイントサブアセンブリ５の第１のリンク６に遠位で接続され、管状要素接続部６１を形成する。一実施形態によれば、管状要素接続部６１は剛結合であり、シャフト５１と第１のリンク６との間に任意の自由度を提供することを回避する。一実施形態によれば、管状要素接続部６１は、管状要素ピン座６３、好ましくは穴に挿入された少なくとも２つの管状要素ピン６２を含む。好ましくは、管状要素ピン座６３は、剛結合を提供するために、少なくとも２つある。一実施形態によれば、シャフトは、第１のリンク６に遠位に接続され、結合ははんだを含む。
【０２２７】
一実施形態によれば、シャフト５１は、シャフト５１の長手延在軸に略一致する長手シャフト軸ｒ−ｒを画定する。一実施形態によれば、シャフト５１は、長手シャフト軸ｒ−ｒの周りの回転（ロール）のさらなる自由度をジョイントサブアセンブリ５に提供するように、長手シャフト軸ｒ−ｒの周りに回転して、ジョイントサブアセンブリにロール運動を提供するのに適している。
【０２２８】
一実施形態によれば、第１のリンク構造体９、第２のリンク構造体１０、および第３のリンク構造体１１は、それぞれ通過ペイロード孔を含み、すべての通過ペイロード孔は、１つのペイロード要素６４を受領するのに適するように、好ましくは、運動学的連鎖にほぼ沿って延在するように互いにほぼ整列している。一実施形態によれば、ペイロード要素６４は、灌注チューブ、レーザファイバ、焼灼ワイヤ、一対の焼灼ワイヤ、曲げ検知要素のうちの１つであり、ペイロード要素６４が腱である、および／または作動ケーブルとして機能することを回避する。
【０２２９】
一実施形態によれば、腱遠位部分２７はボスを含む。一実施形態によれば、腱遠位部分２７はループを含む。一実施形態によれば、腱遠位部分２７は結び目を含む。一実施形態によれば、腱遠位部２７は、ジョイントサブアセンブリ５の一部に接着される部分を含む。一実施形態によれば、腱遠位部分２７は、リンク６、７、８の一部の周りに複数回巻き付けられる部分を含む。一実施形態によれば、部分は、腱の直径に略等しい曲率半径で巻き付けられる。
【０２３０】
一実施形態によれば、腱近位部２６は、フレーム５２の一部に接着されている。一実施形態によれば、腱は、接着面を最大にするように、その第１の腱近位部２６の周りでストランドに解かれる。
【０２３１】
一実施形態によれば、腱の少なくとも１つ、好ましくは腱の各腱は、もっぱら、腱近位部２６および腱遠位部分２７に印加される引張負荷の下で機能するのに適しており、腱が挟まれるか、チャネル内で横方向に誘導されるか、またはシースを含むことを回避する。
【０２３２】
一実施形態によれば、腱の少なくとも１つ、好ましくは腱の各腱は、腱の引張破壊強度の少なくとも半分に等しい大きさの少なくとも２つの負荷を含む負荷サイクルで予め伸長されるのに適している。
【０２３３】
一実施形態によれば、スレーブマニピュレータ３は、手術器具７０に３つのデカルト自由度を提供するのに適した少なくとも１つのマイクロマニピュレータを含む。
【０２３４】
一実施形態によれば、少なくとも１つのアクチュエータ２５は、少なくとも押圧要素５３を含み、手術器具７０は、その近位フレーム５２に、腱に接続された少なくとも１つのプランジャ５４を含み、手術器具７０が、スレーブマニピュレータ３に接続されるときはいつでも、押圧要素５３は、プランジャ５４を押して、プランジャ５４がプランジャ５４に接続された腱の腱近位部２６を偏向させることを決定し、腱の腱遠位部分に接続されたリンクの動きを得るのに適している。
【０２３５】
一実施形態によれば、スレーブマニピュレータ３と手術器具７０との間に無菌バリア５５が挿入される。一実施形態によれば、無菌バリア５５は、スレーブマニピュレータ３の少なくとも１つの押圧要素５３と手術器具７０の少なくとも１つのプランジャ５４との間に挿入される。一実施形態によれば、少なくとも１つのプランジャは、プランジャに接続された腱近位部２６に対してプランジャを付勢するのに適した弾性要素５６に接続される。一実施形態によれば、プランジャ５４は、腱近位部２６に接触する腱接触部分５７を含む。一実施形態によれば、プランジャ５４の腱接触部分５７は、ガイドプーリを含む。一実施形態によれば、腱近位部２６は、複数のプーリによって案内される。
【０２３６】
一般的な一実施形態によれば、前述の実施形態のいずれか１つに記載の手術器具７０が提供される。
【０２３７】
一般的な一実施形態によれば、前述の実施形態のいずれか１つに記載の少なくとも１つのスレーブマニピュレータ３と、前述の実施形態のいずれか１つに記載の少なくとも１つの手術器具７０とを含むスレーブアセンブリが提供される。
【０２３８】
個別にまたは組み合わせて提供される上記の構成により、適用可能な場合、特定の実施形態では、上記で開示された時には対照的なニーズを満たし、前述の利点を得ることが可能であり、特に：
【０２３９】
スレーブ手術器具の小型化が提供される。
【０２４０】
アイドルプーリを使用せず、３つのリンクの構造体のいずれかを貫通する孔またはガイドチャネルを使用せずに、ジョイントサブアセンブリの横径が５ｍｍ未満の極端な小型化を実現できる。
【０２４１】
腱は、中間リンクの構造体上を滑ってより遠位のリンクを作動させ、すでにジョイントサブアセンブリ、例えば、手首サブアセンブリが直線構成になっているときに、中間リンク構造体の周りを９０度だけ包むことが達成される。これは生成される滑り摩擦の増加に起因することが従来技術によって教示されているが、上記のいくつかの実施形態では、９０度包むことにより、遠位リンクが曲がったときに腱がリンクの直径内に留まるように腱を拘束するために、腱に孔またはチャネルを通過させるのではなく、リンクの外面上で腱を滑らせることができる。
【０２４２】
腱は、リンクの外面上に平衡状態に置かれ、張力と表面摩擦力に起因する最小エネルギー経路を見つけ、急激な曲げを完全に回避する。このようにして、鋼よりも強く、腱材料または外面材料用の金属基材、例えば、鋼に対してはるかに低い摩擦を有することが知られているポリエチレン、ＵＨＭＷＰＥなどのポリマー製の腱の使用が可能になる。鋼製の腱または他のポリマー製の腱とは異なり、ポリエチレンまたはＵＨＭＷＰＥ製のポリマー腱は、鋭いエッジまたは側壁を滑ることによって引き起こされる摩耗に苦しむ。したがって、リンクの外面上に腱を配置し、それらを外面に平衡に置く設計により、ポリマー腱が外面上で平らになり、その摩耗を最小限に抑えることができる。
【０２４３】
腱とリンクとの間の合計摩擦は、増加するのではなく大幅に減少され得る、なぜなら、摩擦係数が、鋼に対する鋼ケーブルの０．５から、鋼合金に対するポリエチレンの０．０４〜０．０８まで減少することにより、キャプスタン方程式におけるより大きな巻き付け角または包み角度（約１．５ラジアンに等しい９０度）の増加が効果的に相殺されるためである。
【０２４４】
当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、付随するニーズを満たすために、上記の実施形態に対して多くの変更および適応を行ってもよく、または要素を機能的に均等な要素に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【０２４５】
１  ロボット顕微手術アセンブリ
２  マスターツール
３  スレーブまたはスレーブマニピュレータ
４  制御ユニット
５  ジョイントサブアセンブリ
６  第１のリンク
７  第２のリンク
８  第３のリンク
９  第１のリンク構造体または第１のリンクの構造体
１０  第２のリンク構造体または第２のリンクの構造体
１１  第３のリンク構造体または第３のリンクの構造体
１２  第１のリンク構造体の第１のリンク遠位部
１３  第２のリンク構造体の第２のリンク近位部
１４  第１のジョイント
１５  第２のリンク構造体の第２のリンク遠位部
１６  第３のリンク構造体の第３のリンク近位部
１７  第２のジョイント
１８  腱接触面
１９，２０，２１，２２，２３，２４，３０，３１  腱
２５  アクチュエータ
２６  腱近位部
２７  腱遠位部
２８  腱中間部
２９  患者
３０  外科医
３３  ピン
３４  ピン座
３５  ピン座境界
３６  二重接続ジョイント
３７  ヒンジストラット
３８  ジョイント近位溝部
３９  ジョイント遠位歯
４０  空洞口
４１  ｃホルダ部分
４２  端子要素
４３  別の第３のリンク
４４  別の第３のリンク構造体
４５  別の第３のリンクジョイント部
４６  器具先端部
４７  追加リンク
４８  追加リンク構造体
４９  腱固定部
５０  クレビスプロング
５１  シャフト
５２  フレーム
５３  押圧要素
５４  プランジャ
５５  無菌バリア
５６  弾性要素
５７  プランジャの腱接触部
５８  アクチュエータ駆動ユニット
５９  第１のコマンド信号
６０  第２のコマンド信号
６１  管状要素接続部
６２  管状要素ピン
６３  管状要素ピン座
６４  ペイロード要素
６５  滑り経路
６６  腱滑り面
６７  近位接触面境界
６８  遠位接触面境界
６９  モータボックスまたはモータコンパートメント
７０  医療器具または手術器具または器具
Ｘ−Ｘ  第１のジョイント軸
Ｙ−Ｙ  第２のジョイント軸
ｒ−ｒ  シャフトの長手方向
Ｔ−Ｔ  腱長手経路
α  局所巻き付け角または第１の局所巻き付け角
β  局所巻き付け角または第２の局所巻き付け角
α＋β  総巻き付け角
【図１】
2020512927.tif 000003
【図２】
2020512927.tif 000004
【図３Ａ】
2020512927.tif 000005
【図３Ｂ】
2020512927.tif 000006
【図３Ｃ】
2020512927.tif 000007
【図４】
2020512927.tif 000008
【図５】
2020512927.tif 000009
【図６】
2020512927.tif 000010
【図７】
2020512927.tif 000011
【図８】
2020512927.tif 000012
【図９】
2020512927.tif 000013
【図１０】
2020512927.tif 000014
【図１１】
2020512927.tif 000015
【図１２】
2020512927.tif 000016
【図１３Ａ】
2020512927.tif 000017
【図１３Ｂ】
2020512927.tif 000018
【図１４】
2020512927.tif 000019
【図１５】
2020512927.tif 000020
【図１６】
2020512927.tif 000021
【図１７】
2020512927.tif 000022
【図１８】
2020512927.tif 000023
【図１９】
2020512927.tif 000024
【図２０】
2020512927.tif 000025
【図２１】
2020512927.tif 000026
【図２２】
2020512927.tif 000027
【図２３】
2020512927.tif 000028
【図２４】
2020512927.tif 000029
【図２５】
2020512927.tif 000030
【図２６】
2020512927.tif 000031
【図２７】
2020512927.tif 000032
【図２８】
2020512927.tif 000033
【図２９】
2020512927.tif 000034
【図３０】
2020512927.tif 000035
【図３１】
2020512927.tif 000036
【図３２】
2020512927.tif 000037
【図３３】
2020512927.tif 000038
【図３４】
2020512927.tif 000039
【図３５】
2020512927.tif 000040
【図３６】
2020512927.tif 000041
【図３７】
2020512927.tif 000042
【図３８】
2020512927.tif 000043
【図３９】
2020512927.tif 000044
【図４０】
2020512927.tif 000045
【図４１】
2020512927.tif 000046
【図４２】
2020512927.tif 000047
【図４３】
2020512927.tif 000048
【図４４】
2020512927.tif 000049
【図４５】
2020512927.tif 000050
【図４６】
2020512927.tif 000051
【図４７】
2020512927.tif 000052
【国際調査報告】
2020512927.tif 000053
2020512927.tif 000054