"ベース;前記ベースに回転可能に取り付けられるとともに遠位端部と近位端部との間に延びる器具シャフト;前記器具シャフトの前記遠位端部において支持されるとともに回転運動によって駆動される作動機構を含むエンドエフェクタ;前記作動機構に回転可能に連結されるとともに前記作動機構に回転運動を提供するように構成される駆動シャフト;及び前記駆動シャフトに回転可能に連結されるとともに第1の入力運動及び第2の入力運動を受ける差動装置;を有し、前記差動装置は、前記駆動シャフトを回転させる回転運動を発生させるために、前記第1の入力運動及び前記第2の入力運動を結合するように構成され、前記第1の入力運動は、作動源に回転連結可能であるとともに、前記第2の入力運動は、前記ベースに対する前記器具シャフトの回転に連結される、手術用組立体。前記エンドエフェクタは、前記作動機構によって関節動作されるあご部を含む、請求項1に記載の手術用組立体。前記差動装置は、前記第1の入力運動がゼロであるとき、前記ベースに対する前記器具シャフトの回転が、前記器具シャフトに対する前記駆動シャフトの実質的にゼロの回転をもたらすように構成される、請求項1に記載の手術用組立体。前記差動装置は:前記ベースに対する前記駆動シャフトの回転を前記ベースに対する前記器具シャフトの回転と駆動連結する第1のケーブル;及び前記作動源に駆動連結される第2のケーブル;を含み、前記第2のケーブルは、第1及び第2のプーリを有する第1及び第2のプーリブロックにそれぞれ結合され、前記第1のケーブルは前記第1及び前記第2のプーリに掛けられる、請求項1に記載の手術用組立体。前記差動装置は:前記ベースに対する前記駆動シャフトの回転を前記作動源と駆動連結する第1のケーブル;及び前記ベースに対する前記器具シャフトの回転に駆動連結される第2のケーブル;を含み、前記第2のケーブルは、第1及び第2のプーリを有する第1及び第2のプーリブロックにそれぞれ結合され、前記第1のケーブルは前記第1及び前記第2のプーリに掛けられる、請求項1に記載の手術用組立体。前記差動装置は、サンギヤ、キャリアに連結された遊星ギヤ、及びリングギヤを含む遊星ギヤボックスを有する、請求項1に記載の手術用組立体。前記第1の入力運動は前記キャリアを回転させ、前記第2の入力運動は前記サンギヤを回転させ、前記リングギヤの回転は前記駆動シャフトに伝達される、請求項6に記載の手術用組立体。前記第1の入力運動は前記キャリアに入力シャフトを通して伝達され、前記サンギヤは前記入力シャフトの周りを回転する、請求項7に記載の手術用組立体。前記入力シャフトは、前記器具シャフトを横切るように配向される、請求項8に記載の手術用組立体。前記作動源と前記キャリアとの間の分離に際し前記器具シャフトに対する所定の回転位置に前記駆動シャフトを戻すために、前記ベースと前記キャリアとの間に連結されたトーションバネをさらに有する、請求項7に記載の手術用組立体。手術用器具シャフトの回転をエンドエフェクタの機構と駆動可能に連結された駆動シャフトの回転から切り離す方法であって:所望のエンドエフェクタ配置に関連する第1の入力運動を発生させるステップ;ベースに隣接する近位端部と前記エンドエフェクタを支持する遠位端部との間に延びる手術用器具シャフトを前記ベースに対して回転させるステップ;前記ベースに対する前記手術用器具シャフトの回転に応じて第2の入力運動を発生させるステップ;前記第1及び前記第2の入力運動を、出力運動を発生させるように結合するステップ;及び前記出力運動に応じて前記駆動シャフトを回転させるステップ;を含む、方法。前記第1及び前記第2の入力運動は、前記第1の入力運動がゼロであるとき、前記手術用器具シャフトに対する前記駆動シャフトの回転が実質的に発生しないように、結合される、請求項11に記載の方法。前記ベースに対する前記手術用器具シャフトの前記回転に応じて第1のケーブルを動かすステップ;第2のケーブルを動かすステップ;前記第2のケーブルの動きに応じて第1のプーリ及び第2のプーリを動かすステップ;前記第1及び前記第2のプーリそれぞれに前記第1のケーブルを掛けるステップ;及び前記第1のケーブルの動きに応じて前記駆動シャフトを回転させるステップ;を有する、請求項11に記載の方法。前記第1及び前記第2のプーリそれぞれに、前記第1及び前記第2のプーリそれぞれの約180度の扇形を越えて、前記第1のケーブルを掛けるステップを有する、請求項13に記載の方法。第1のケーブルを動かすステップ;前記ベースに対する前記手術用器具シャフトの前記回転に応じて第2のケーブルを動かすステップ;前記第2のケーブルの動きに応じて第1のプーリ及び第2のプーリを動かすステップ;前記第1のケーブルを前記第1及び前記第2のプーリに掛けるステップ;及び前記第1のケーブルの動きに応じて前記駆動シャフトを回転させるステップ;を有する、請求項11に記載の方法。前記第1のケーブルを、前記第1及び前記第2のプーリのそれぞれに、前記第1及び前記第2のプーリそれぞれの約180度の扇形を超えて掛けるステップを有する、請求項15に記載の方法。前記第1の入力運動に応じて差動歯車組立体の第1の入力リンクを回転させるステップ;前記第2の入力運動に応じて前記差動歯車組立体の第2の入力リンクを回転させるステップ;及び前記差動歯車組立体の出力リンクの回転に応じて前記駆動シャフトを回転させるステップ;を有する、請求項11に記載の方法。前記差動歯車組立体は、サンギヤ、キャリアに連結された遊星ギヤ、及びリングギヤを有する、遊星ギヤ組立体を含む請求項17に記載の方法。前記第1の入力運動は前記キャリアを回転させ、前記第2の入力運動は前記サンギヤを回転させ、前記駆動シャフトの回転は、前記リングギヤの回転によって発生される、請求項18に記載の方法。前記第1の入力運動を前記キャリアに入力シャフトを通して伝達するステップ;及び前記サンギヤを前記入力シャフト周りに回転させるステップ;を有する、請求項19に記載の方法。前記入力シャフトは、前記器具シャフトを横切るように配向される、請求項20に記載の方法。前記第1の入力運動を発生させる作動源と前記差動歯車組立体の前記第1の入力リンクとの間の分離に際し、前記エンドエフェクタ機構を所定の配置に戻すステップを有する、請求項17に記載の方法。低侵襲ロボット手術用組立体であって:ベース;前記ベースに回転可能に取り付けられ、メインシャフト、前記メインシャフトによって支持されるエンドエフェクタ、及び前記エンドエフェクタに駆動可能に連結された第1のエンドエフェクタ駆動シャフトを含む、メインシャフト組立体;前記ベースに対して前記メインシャフトを回転駆動するメインシャフト駆動装置;第1の入力トルクを伝達する第1の入力駆動シャフト;及び前記第1の駆動シャフト、前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトに回転可能に連結された第1の出力リンク、及び第1のベースリンクに回転可能に連結された第1の入力リンクを有する第1の変速装置;を有し、前記第1の変速装置は、前記第1の入力トルクに応じて第1の出力トルクを前記メインシャフト組立体に伝達するように、前記第1の入力リンクと前記第1の出力リンクとの間に第1のギヤ比を提供し、第1のエンドエフェクタトルクが、前記第1の出力トルクに応じて前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトによって前記エンドエフェクタに伝達され、前記第1のベースリンクは、前記第1のベースリンクが、前記第1の入力トルクに応じて、前記第1の出力トルクからの方向と反対である第1の反作用トルクを前記メインシャフトに伝達するように、第2のギヤ比で前記メインシャフトに回転可能に連結され、前記第1の反作用トルクは、前記第1の出力トルクによる前記メインシャフト組立体の回転駆動を抑止する、手術用組立体。前記第1の反作用トルクの大きさは、前記第1の出力トルクの大きさの10パーセント以内である、請求項23に記載の手術用組立体。前記第1の反作用トルクの大きさは、前記第1の出力トルクの大きさの2パーセント以内である、請求項24に記載の手術用組立体。前記第1の出力リンクは、非単一ギヤ比を提供する回転カップリングを介して前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトと連結される、請求項23に記載の手術用組立体。前記メインシャフト組立体は、前記メインシャフトがバックドライビングトルク閾値を越えるネットトルクにさらされるとき前記メインシャフトが前記メインシャフト駆動装置をバックドライブするとともに前記メインシャフトが前記バックドライビングトルク閾値未満のネットトルクにさらされるとき前記メインシャフト駆動装置をバックドライブしないような、前記バックドライビングトルク閾値を有し、前記第1の反作用トルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値より小さい第1のネットトルクだけ、前記第1の出力トルクの大きさと異なる、請求項23に記載の手術用組立体。前記第1のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の50パーセント未満である、請求項27に記載の手術用組立体。前記第1のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の25パーセント未満である、請求項28に記載の手術用組立体。前記第1のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の10パーセント未満である、請求項29に記載の手術用組立体。前記第1の変速装置は、第1のサンギヤ、第1のリングギヤ、及び第1のキャリアに支持された第1の遊星ギヤを有する、第1の遊星ギヤボックスを有する、請求項23に記載の手術用組立体。前記第1のサンギヤは前記第1の入力リンクに対応し、前記第1のキャリアは前記第1の出力リンクに対応し、前記第1のリングギヤは前記第1のベースリンクに対応する、請求項31に記載の手術用組立体。前記第1のキャリアは前記第1の入力リンクに対応し、前記第1のサンギヤは前記第1の出力リンクに対応し、前記第1のリングギヤは前記第1のベースリンクに対応する、請求項31に記載の手術用組立体。前記第1のキャリア又は前記第1のサンギヤは前記第1のベースリンクに対応する、請求項31に記載の手術用組立体。前記メインシャフトの回転は、前記メインシャフトの前記回転の10パーセント未満の前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの回転を引き起こす、請求項23に記載の手術用組立体。前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの前記引き起こされた回転は、前記メインシャフトの回転の5パーセント未満である、請求項35に記載の手術用組立体。前記エンドエフェクタに駆動可能に連結されるとともに前記メインシャフト組立体に含まれる第2のエンドエフェクタ駆動シャフト;第2の入力トルクを伝達する第2の入力駆動シャフト;及び前記第2の入力駆動シャフト、前記第2のエンドエフェクタ駆動シャフトに回転可能に連結された第2の出力リンク、及び第2のベースリンクに回転可能に連結された第2の入力リンクを有する第2の変速装置;をさらに有し、前記第2の変速装置は、前記第2の入力トルクに応じて第2の出力トルクを前記メインシャフト組立体に伝達するように、前記第2の入力リンクと前記第2の出力リンクとの間に第3のギヤ比を提供し、第2のエンドエフェクタトルクは、前記第2の出力トルクに応じて前記第2のエンドエフェクタ駆動シャフトによって前記エンドエフェクタに伝達され、前記第2のベースリンクは、前記第2のベースリンクが、前記第2の入力トルクに応じて、前記第2の出力トルクからの方向と反対である第2の反作用トルクを前記メインシャフトに伝達するように、第4のギヤ比で前記メインシャフトに回転可能に連結され、前記第2の反作用トルクは、前記第2の出力トルクによる前記メインシャフト組立体の回転駆動を抑止する、請求項23に記載の手術用組立体。前記第2の反作用トルクの大きさは、前記第2の出力トルクの大きさの10パーセント以内である、請求項37に記載の手術用組立体。前記第2の反作用トルクの大きさは、前記第2の出力トルクの大きさの2パーセント以内である、請求項38に記載の手術用組立体。前記第2の出力リンクは、非単一ギヤ比を提供する回転カップリングを介して前記第2のエンドエフェクタ駆動シャフトと連結される、請求項37に記載の手術用組立体。それを通して前記第1及び前記第2のベースリンクが前記メインシャフトに回転可能に連結される共通の駆動シャフトを有する、請求項37に記載の手術用組立体。前記メインシャフト組立体は、前記メインシャフトがバックドライビングトルク閾値を越えるネットトルクにさらされるとき前記メインシャフトが前記メインシャフト駆動装置をバックドライブするとともに前記メインシャフトが前記バックドライビングトルク閾値未満のネットトルクにさらされるとき前記メインシャフト駆動装置をバックドライブしないような、前記バックドライビングトルク閾値を有し、前記第2の反作用トルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値より小さい第2のネットトルクだけ、前記第2の出力トルクの大きさと異なる、請求項37に記載の手術用組立体。前記第2のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の50パーセント未満である、請求項42に記載の手術用組立体。前記第2のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の25パーセント未満である、請求項43に記載の手術用組立体。前記第2のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の10パーセント未満である、請求項44に記載の手術用組立体。前記第2の変速装置は、第2のサンギヤ、第2のリングギヤ、及び第2のキャリアに支持された第2の遊星ギヤを有する、第2の遊星ギヤボックスを有する、請求項37に記載の手術用組立体。前記第2のサンギヤは前記第2の入力リンクに対応し、前記第2のキャリアは前記第2の出力リンクに対応し、前記第2のリングギヤは前記第2のベースリンクに対応する、請求項46に記載の手術用組立体。前記第2のキャリアは前記第2の入力リンクに対応し、前記第2のサンギヤは前記第2の出力リンクに対応し、前記第2のリングギヤは前記第2のベースリンクに対応する、請求項46に記載の手術用組立体。前記第2のキャリア又は前記第2のサンギヤは前記第2のベースリンクに対応する、請求項46に記載の手術用組立体。前記第1の変速装置は、第1のサンギヤ、第1のリングギヤ、及び第1のキャリアに支持された第1の遊星ギヤを有する、第1の遊星ギヤボックスを有する、請求項46に記載の手術用組立体。前記第1のサンギヤは前記第1の入力リンクに対応し、前記第1のキャリアは前記第1の出力リンクに対応し、前記第1のリングギヤは前記第1のベースリンクに対応する、請求項50に記載の手術用組立体。前記第1のキャリアは前記第1の入力リンクに対応し、前記第1のサンギヤは前記第1の出力リンクに対応し、前記第1のリングギヤは前記第1のベースリンクに対応する、請求項50に記載の手術用組立体。手術中にエンドエフェクタに伝達される作動トルクがバックドライブ可能なメインシャフトをバックドライブすることを防ぐための方法であって:第1の入力リンクと第1の変速装置の第1の出力リンクとの間に第1のギヤ比を提供する前記第1の変速装置の前記第1の入力リンクを回転させるステップであって、前記第1の出力リンクは、べースに回転可能に取り付けられたメインシャフト組立体に回転可能に連結されるとともに、前記メインシャフト及び前記メインシャフトによって支持された前記エンドエフェクタを含み、第1の出力トルクは、前記第1の出力リンクによって前記メインシャフト組立体に伝達されるとともに、第1のエンドエフェクタトルクは前記第1の出力トルクに応じて前記エンドエフェクタに伝達され、前記第1の出力トルクは、前記メインシャフト組立体のバックドライビングトルク閾値より大きい、ステップ;及びトルクを前記第1の変速装置の第1のベースリンクから前記第1のベースリンクと前記メインシャフトとの間の第1の回転カップリングを通して伝達するステップであって、前記第1の回転カップリングは、前記第1の出力トルクからの方向と反対である第1の反作用トルクが前記メインシャフトに加えられるように、前記第1のベースリンクと前記メインシャフトとの間に第2のギヤ比を提供し、前記第1の反作用トルクは、前記第1の出力トルクによる前記メインシャフト組立体の回転駆動を抑止する、ステップ;を有する、方法。前記第1のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の50パーセント未満である、請求項53に記載の方法。前記第1のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の25パーセント未満である、請求項54に記載の方法。前記第1のネットトルクの大きさは、前記バックドライビングトルク閾値の10パーセント未満である、請求項55に記載の方法。前記第1の反作用トルクの大きさは、前記第1の出力トルクの大きさの10パーセント以内である、請求項53に記載の方法。前記第1の反作用トルクの大きさは、前記第1の出力トルクの大きさの2パーセント以内である、請求項57に記載の方法。前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトは、前記第1のエンドエフェクタトルクを前記エンドエフェクタに伝達し、前記メインシャフトの回転は、前記メインシャフトの回転の10パーセント未満の前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの回転を引き起こす、請求項53に記載の方法。前記第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの前記引き起こされた回転は、前記メインシャフトの前記回転の5パーセント未満である、請求項59に記載の方法。前記第2の入力リンクと前記第2の変速装置の第2の出力リンクとの間に第3のギヤ比を提供する第2の変速装置の第2の入力リンクを回転させるステップであって、前記第2の出力リンクは、前記第2の出力トルクが前記第2の出力リンクによって前記メインシャフト組立体に伝達されるとともに、第2のエンドエフェクタトルクが前記第2の出力トルクに応じて前記エンドエフェクタに伝達されるように、前記メインシャフト組立体に回転可能に連結され、前記第2の出力トルクは前記バックドライビングトルク閾値より大きい、ステップ;及びトルクを前記第2の変速装置の第2のベースリンクから前記第2のベースリンクと前記メインシャフトとの間の第2の回転カップリングを通して伝達するステップであって、前記第2の回転カップリングは、前記第2の出力トルクからの方向と反対である第2の反作用トルクが前記メインシャフトに加えられるように、前記第2のベースリンクと前記メインシャフトとの間に第4のギヤ比を提供し、前記第2の反作用トルクは前記第2の出力トルクによる前記メインシャフト組立体の回転駆動を抑止する、ステップ;をさらに有する、請求項53に記載の方法。前記第1及び前記第2の回転カップリングは、共通駆動シャフトを共有する、請求項61に記載の方法。したがって、手術器具の関連する動きを切り離す、特に手術器具の器具シャフトのロール及びエンドエフェクタの作動を切り離すための手術器具及び関連する方法に対する必要性があると考えられている。これらのエンドエフェクタの操作及び制御はまた、ロボット手術システムの特に有益な態様である。この理由により、外科医の手首の自然な動作を模倣するように、エンドエフェクタの3自由度の回転動作を提供する機構を含む、手術ツールを提供することが望ましい。このような機構は、低侵襲手術に使用するために適切に寸法決定されるべきであるとともに、故障の可能性のあるポイントを低減するように比較的簡素な設計であるべきである。加えて、この様な機構は、エンドエフェクタが多種多様な位置で操作されることを可能にする、十分な運動範囲を提供するべきである。非ロボット式線形クランピング、切断、及びステープリングデバイスは、多くの異なる手術に採用されている。例えば、この様なデバイスは、胃腸管から癌性又は異常組織を切除するために使用されることができる。既知の線形クランピング、切断、及びステープリングデバイスを含む、多くの既知の手術デバイスはしばしば、患者の組織を操作するために使用される対向するあご部を有する。対向するあご部を有する既知の装置に関して、著しい量の機械的パワーが、効果的に、例えば、組織をクランプする、組織を吻合する、組織を切断する、等を行うためにエンドエフェクタに供給されなければならない。ほとんどの場合、器具のメインシャフトは、張力に対抗するメインシャフトの圧縮によって又はメインシャフト内に配置された駆動シャフトを介して供給されるトルクに対抗するメインシャフトの張力によって、エンドエフェクタに供給される機械的な力及び/又はトルクの少なくとも一部に対抗しなければならない。メインシャフト又はメインシャフトを回転して位置決めするために使用される機構が十分な剛性がない場合、メインシャフトは反力又はトルクに応じて予想外に動き得る。したがって、伝達される駆動トルクに起因してエンドエフェクタを支持するために使用される独立して回転可能なメインシャフトの意図せぬ回転を経験しないエンドエフェクタに高駆動トルクを伝達する手術用組立体に対する必要性があると考えられている。器具シャフトのロールとエンドエフェクタの作動の切り離しを提供する手術用組立体及び関連する方法が開示される。多くの実施形態において、差動装置が、器具シャフトの遠位端部によって支持されるエンドエフェクタの駆動機構に出力動作を発生させるように、器具シャフトの回転に関連する動作を入力動作と組み合わせるために使用される。駆動機構は、エンドエフェクタの一部例えば、把持あご部、ステープルの配置のための機構、組織切断機構、等を関節動作させる。差動装置は、器具シャフトの回転がエンドエフェクタ部分の実質的にゼロ関節動作をもたらし、したがって器具シャフトの回転とエンドエフェクタの作動との間の如何なる有害な結合の可能性も除外するように、構成されることができる。したがって、1つの態様において、手術用組立体が提供される。手術用組立体は、ベース、ベースに回転可能に取り付けられるとともに遠位端部と近位端部との間に延びる器具シャフト、器具シャフトの遠位端部において支持されるとともに回転運動によって駆動される作動機構を含むエンドエフェクタ、作動機構に回転可能に連結されるとともに作動機構に回転運動を提供するように構成される駆動シャフト、及び駆動シャフトに回転可能に連結されるとともに第1の入力運動及び第2の入力運動を受ける差動装置を含む。差動装置は、駆動シャフトを回転させる回転運動を発生させるために、第1及び第2の運動を結合するように構成される。第1の入力運動は、作動源に回転可能に連結できる。第2の入力運動は、ベースに対する器具シャフトの回転に結合される。多くの実施形態において、エンドエフェクタは、作動機構によって関節動作されるあご部を含む。手術用組立体は、作動機構の作動を器具シャフトの回転から実質的に切り離すように構成され得る。例えば、差動装置は、第1の入力運動がゼロであるとき、ベースに対する器具シャフトの回転が、器具シャフトに対する駆動シャフトの実質的にゼロの回転をもたらすように構成され得る。差動装置は、ケーブル及びプーリを使用することによって実現され得る。例えば、差動装置は、ベースに対する駆動シャフトの回転をベースに対する器具シャフトの回転と駆動連結する第1のケーブル及び作動源に駆動連結される第2のケーブルを含み得る。多くの実施形態において、第2のケーブルは、第1及び第2のプーリを有する第1及び第2のプーリブロックにそれぞれ結合され、第1のケーブルは第1及び第2のプーリに掛けられる。他の例として、差動装置は、ベースに対する駆動シャフトの回転を作動源と駆動連結する第1のケーブル及びベースに対する器具シャフトの回転に駆動連結される第2のケーブルを含み得る。多くの実施形態において、第2のケーブルは、第1及び第2のプーリを有する第1及び第2のプーリブロックにそれぞれ掛けられ、第1のケーブルは第1及び第2のプーリに掛けられる。差動装置は、サンギヤ、キャリアに連結された遊星ギヤ、及びリングギヤを含む遊星ギヤボックスを含み得る。多くの実施形態では、第1の入力運動はキャリアを回転させ、第2の入力運動はサンギヤを回転させ、リングギヤの回転は駆動シャフトに伝達される。第1の入力運動はキャリアに入力シャフトを通して伝達され得る。そして、サンギヤは入力シャフトの周りを回転し得る。多くの実施形態では、入力シャフトは、器具シャフトを横切るように配向される。手術用組立体は、作動源とキャリアとの間の分離に際し器具シャフトに対する所定の回転位置に駆動シャフトを戻すために、ベースとキャリアとの間に連結されたトーションバネを含み得る。他の態様では、方法は、手術用器具シャフトの回転をエンドエフェクタの機構と駆動可能に連結された駆動シャフトの回転から切り離すことが提供する。方法は、所望のエンドエフェクタ配置に関連する第1の入力運動を発生させること;ベースに隣接する近位端部とエンドエフェクタを支持する遠位端部との間に延びる手術用器具シャフトをベースに対して回転させること;ベースに対する手術用器具シャフトの回転に応じて第2の入力運動を発生させること;第1及び第2の入力運動を、出力運動を発生させるように結合すること;及び出力運動に応じて駆動シャフトを回転させること、を含む。多くの実施形態では、第1及び第2の入力運動は、第1の入力運動がゼロであるとき、手術用器具シャフトに対する駆動シャフトの回転が実質的に発生しないように、結合される。方法は、ケーブルを使用することによって実現され得る。例えば、方法は、ベースに対する手術用器具シャフトの回転に応じて第1のケーブルを動かすこと、第2のケーブルを動かすこと、第2のケーブルの動きに応じて第1のプーリ及び第2のプーリを動かすこと、第1及び第2のプーリそれぞれに第1のケーブルを掛けること、及び第1のケーブルの動きに応じて駆動シャフトを回転させること、を含み得る。多くの実施形態では、方法は、それぞれのプーリの約180度の扇形を越えて第1及び第2のプーリそれぞれに第1のケーブルを掛けることを含む。他の例として、方法は、第1のケーブルを動かすこと、ベースに対する手術用器具シャフトの回転に応じて第2のケーブルを動かすこと、第2のケーブルの動きに応じて第1のプーリ及び第2のプーリを動かすこと、第1及び第2のプーリそれぞれに第1のケーブルを掛けること、及び第1のケーブルの動きに応じて駆動シャフトを回転させること、を含み得る。多くの実施形態では、方法は、それぞれのプーリの約180度の扇形を越えて第1及び第2のプーリそれぞれに第1のケーブルを掛けることを含む。方法は、差動歯車組立体を使用することによって実現され得る。例えば、方法は、第1の入力運動に応じて差動歯車組立体の第1の入力リンクを回転させること、第2の入力運動に応じて差動歯車組立体の第2の入力リンクを回転させること、及び差動歯車組立体の出力リンクの回転に応じて駆動シャフトを回転させることを含み得る。多くの実施形態では、差動歯車組立体は、サンギヤ、キャリアに連結された遊星ギヤ、及びリングギヤを有する遊星ギヤ組立体を含む。第1及び第2の入力運動の差動歯車組立体への任意の連結が使用され得る。例えば、第1の入力運動はキャリアを回転させることができ、第2の入力運動はサンギヤを回転させることができ、出力運動はリングギヤの回転によって発生され得る。方法は、第1の入力運動をキャリアに入力シャフトを通して伝達すること、及びサンギヤを入力シャフト周りに回転させることを含み得る。多くの実施形態では、入力シャフトは、器具シャフトを横切るように配向される。方法は、第1の入力運動を発生させる作動源と差動歯車組立体の第1の入力リンクとの間の分離に際しエンドエフェクタ機構を所定の配置に戻すことを含み得る。手術用組立体及び関連する方法はまた、メインシャフトの望まない回転を起こさずに独立して回転可能なメインシャフトによって支持されるエンドエフェクタの回転機構への高レベルの作動トルクの伝達を提供することを開示する。入力駆動シャフトは、メインシャフトの意図されない回転例えば、バックドライビングを抑止するために、メインシャフトが回転機構に伝達される作動トルクの方向と反対の反作用トルクに受動的にさらされるように、変速及び回転カップリングを介して回転機構及びメインシャフトの両方に連結される。開示された組立体及び方法は、メインシャフトの意図されない回転を受動的に抑止しながら、高レベルの作動トルクをエンドエフェクタの2つ以上の回転機構に伝達することに、拡張され得る。開示された組立体及び方法は、低侵襲ロボット手術用組立体及び方法に用いられるとき特に有利になり得る。したがって、他の態様では、低侵襲ロボット手術用組立体が提供される。手術用組立体は、ベース;ベースに回転可能に取り付けられ、メインシャフト、メインシャフトによって支持されるエンドエフェクタ、及びエンドエフェクタに駆動可能に連結された第1のエンドエフェクタ駆動シャフトを含む、メインシャフト組立体;ベースに対してメインシャフトを回転可能に駆動するメインシャフト駆動装置;第1の入力トルクを伝達する第1の入力駆動シャフト;及び第1の駆動シャフト、第1のエンドエフェクタ駆動シャフトに回転可能に連結された第1の出力リンク、及び第1のベースリンクに回転可能に連結された第1の入力リンクを有する第1の変速装置、を含む。第1の変速装置は、第1の入力トルクに応じて第1の出力トルクをメインシャフト組立体に伝達するように、第1の入力リンクと第1の出力リンクとの間に第1のギヤ比を提供する。第1のエンドエフェクタトルクは、第1の出力トルクに応じて第1のエンドエフェクタ駆動シャフトによってエンドエフェクタに伝達される。第1のベースリンクは、第1のベースリンクが、第1の入力トルクに応じて、第1の出力トルクからの方向と反対である第1の反作用トルクをメインシャフトに伝達するように、第2のギヤ比でメインシャフトに回転可能に連結される。第1の反作用トルクは、第1の出力トルクによるメインシャフト組立体の回転駆動を抑止する。第1の出力リンクは、非単一ギヤ比を提供する回転カップリングを介して第1のエンドエフェクタ駆動シャフトと連結され得る。多くの実施形態では、第1の反作用トルクの大きさは、第1の出力トルクの大きさと少なくとも略等しい。好ましくは、第1の反作用トルクの大きさは、第1の出力トルクの大きさの10パーセント以内である。そして理想的には、第1の反作用トルクの大きさは、第1の出力トルクの大きさの2パーセント以内である。多くの実施形態では、メインシャフト組立体は、メインシャフトがバックドライビングトルク閾値を越えるネットトルクにさらされるときメインシャフトがメインシャフト駆動装置をバックドライブするとともにメインシャフトがバックドライビングトルク閾値未満のネットトルクにさらされるときメインシャフト駆動装置をバックドライブしないような、バックドライビングトルク閾値を有する。第1の反作用トルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値より小さい第1のネットトルクだけ、第1の出力トルクの大きさと異なり得る。好ましくは、第1のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の50パーセント未満である。より好ましくは、第1のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の25パーセント未満である。さらにより好ましくは、第1のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の10パーセント未満である。そして、理想的には、第1のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の2パーセント未満である。多くの実施形態では、第1の変速装置は、第1のサンギヤ、第1のリングギヤ、及び第1のキャリアに支持された第1の遊星ギヤを有する第1の遊星ギヤボックスを含む。多くの実施形態では、第1のサンギヤは第1の入力リンクに対応し、第1のキャリアは第1の出力リンクに対応し、第1のリングギヤは第1のベースリンクに対応する。多くの実施形態では、第1のキャリアは第1の入力リンクに対応し、第1のサンギヤは第1の出力リンクに対応し、第1のリングギヤは第1のベースリンクに対応する。多くの実施形態では、第1のサンギヤ又は第1のキャリアは第1のベースリンクに対応する。多くの実施形態では、メインシャフトの回転は、メインシャフトに対する第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの比較的小さい量の回転のみを引き起こす。例えば、多くの実施形態では、メインシャフトの回転は、メインシャフトの回転の10パーセント未満の第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの回転を引き起こす。そして、多くの実施形態では、第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの引き起こされた回転は、メインシャフトの回転の5パーセント未満である。多くの実施形態では、手術用組立体は、エンドエフェクタに駆動可能に連結されるとともにメインシャフト組立体に含まれる第2のエンドエフェクタ駆動シャフト;第2の入力トルクを伝達する第2の入力駆動シャフト;及び第2の入力駆動シャフト、第2のエンドエフェクタ駆動シャフトに回転可能に連結された第2の出力リンク、及び第2のベースリンクに回転可能に連結された第2の入力リンクを有する第2の変速装置、をさらに含む。第2の変速装置は、第2の入力トルクに応じて第2の出力トルクをメインシャフト組立体に伝達するように、第2の入力リンクと第2の出力リンクとの間に第3のギヤ比を提供する。第2のエンドエフェクタトルクは、第2の出力トルクに応じて第2のエンドエフェクタ駆動シャフトによってエンドエフェクタに伝達される。第2のベースリンクは、第2のベースリンクが、第2の入力トルクに応じて、第2の出力トルクからの方向と反対である第2の反作用トルクをメインシャフトに伝達するように、第4のギヤ比でメインシャフトに回転可能に連結される。第2の反作用トルクは、第2の出力トルクによるメインシャフト組立体の回転駆動を抑止する。第2の出力リンクは、非単一ギヤ比を提供する回転カップリングを介して第2のエンドエフェクタ駆動シャフトと連結され得る。そして、手術用組立体は、それを通して第1及び第2のベースリンクがメインシャフトに回転可能に連結される共通の駆動シャフトを含み得る。多くの実施形態では、第2の反作用トルクの大きさは、第2の出力トルクの大きさと少なくとも略等しい。好ましくは、第2の反作用トルクの大きさは、第2の出力トルクの大きさの10パーセント以内である。そして理想的には、第2の反作用トルクの大きさは、第2の出力トルクの大きさの2パーセント以内である。多くの実施形態では、メインシャフト組立体は、メインシャフトがバックドライビングトルク閾値を越えるネットトルクにさらされるときメインシャフトがメインシャフト駆動装置をバックドライブするとともにメインシャフトがバックドライビングトルク閾値未満のネットトルクにさらされるときメインシャフト駆動装置をバックドライブしないような、バックドライビングトルク閾値を有する。第2の反作用トルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値より小さい第2のネットトルクだけ、第2の出力トルクの大きさと異なり得る。好ましくは、第2のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の50パーセント未満である。より好ましくは、第2のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の25パーセント未満である。そして、理想的には、第2のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の10パーセント未満である。多くの実施形態では、第2の変速装置は、第2のサンギヤ、第2のリングギヤ、及び第2のキャリアに支持された第2の遊星ギヤを有する第2の遊星ギヤボックスを含む。多くの実施形態では、第2のサンギヤは第2の入力リンクに対応し、第2のキャリアは第2の出力リンクに対応し、第2のリングギヤは第2のベースリンクに対応する。多くの実施形態では、第2のキャリアは第2の入力リンクに対応し、第2のサンギヤは第2の出力リンクに対応し、第2のリングギヤは第2のベースリンクに対応する。多くの実施形態では、第2のサンギヤ又は第2のキャリアは第2のベースリンクに対応する。他の態様では、手術中にエンドエフェクタに伝達される作動トルクがバックドライブ可能なメインシャフトをバックドライブすることを防ぐための方法が提供される。方法は、第1の入力リンクと第1の変速装置の第1の出力リンクとの間に第1のギヤ比を提供する第1の変速装置の第1の入力リンクを回転させることを含む。第1の出力リンクは、べースに回転可能に取り付けられたメインシャフト組立体に回転可能に連結されるとともに、メインシャフト及びメインシャフトによって支持されたエンドエフェクタを含んでいる。第1の出力トルクは、第1の出力リンクによってメインシャフト組立体に伝達され、第1のエンドエフェクタトルクは第1の出力トルクに応じてエンドエフェクタに伝達される。第1の出力トルクは、メインシャフト組立体のバックドライビングトルク閾値より大きい。方法はさらに、トルクを第1の変速装置の第1のベースリンクから第1のベースリンクとメインシャフトとの間の第1の回転カップリングを通して伝達することを含む。第1の回転カップリングは、第1の出力トルクからの方向と反対である第1の反作用トルクがメインシャフトに加えられるように、第1のベースリンクとメインシャフトとの間に第2のギヤ比を提供する。第1の反作用トルクは、第1の出力トルクによるメインシャフト組立体の回転駆動を抑止する。第1の反作用トルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値より小さい第1のネットトルクだけ、第1の出力トルクの大きさと異なり得る。好ましくは、第1のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の50パーセント未満である。より好ましくは、第1のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の25パーセント未満である。そして、理想的には、第1のネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の10パーセント未満である。多くの実施形態では、第1の反作用トルクの大きさは、第1の出力トルクの大きさと少なくとも略等しい。好ましくは、第1の反作用トルクの大きさは、第1の出力トルクの大きさの10パーセント以内である。そして理想的には、第1の反作用トルクの大きさは、第1の出力トルクの大きさの2パーセント以内である。多くの実施形態では、第1のエンドエフェクタ駆動シャフトは、第1のエンドエフェクタトルクをエンドエフェクタに伝達し、メインシャフトの回転は、第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの比較的小さい量の回転のみを引き起こす。例えば、多くの実施形態では、メインシャフトの回転は、メインシャフトの回転の10パーセント未満の第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの回転を引き起こす。そして、多くの実施形態では、第1のエンドエフェクタ駆動シャフトの引き起こされる回転は、メインシャフトの回転の5パーセント未満である。多くの実施形態では、方法は、第2の入力リンクと第2の変速装置の第2の出力リンクとの間に第3のギヤ比を提供する第2の変速装置の第2の入力リンクを回転させることをさらに含む。第2の出力リンクは、第2の出力トルクが第2の出力リンクによってメインシャフト組立体に伝達されるとともに、第2のエンドエフェクタトルクが第2の出力トルクに応じてエンドエフェクタに伝達されるように、メインシャフト組立体に回転可能に連結される。第2の出力トルクは、バックドライビングトルク閾値より大きい。多くの実施形態では、方法はさらに、トルクを第2の変速装置の第2のベースリンクから第2のベースリンクとメインシャフトとの間の第2の回転カップリングを通して伝達することを含む。第2の回転カップリングは、第2の出力トルクからの方向と反対である第2の反作用トルクがメインシャフトに加えられるように、第2のベースリンクとメインシャフトとの間に第4のギヤ比を提供する。第2の反作用トルクは、第2の出力トルクによるメインシャフト組立体の回転駆動を抑止する。そして、多くの実施形態では、第1及び第2の回転カップリングは、共通駆動シャフトを共有する。本発明の性質及び利点のより完全な理解のために、次の詳細な説明及び添付の図面が参照されるべきである。本発明の他の態様、目的、及び利点は、以下の図面及び詳細な説明から明らかになるであろう。以下の説明では、本発明の様々な実施形態が記載される。説明のために、特定の形態及び詳細が実施形態の完全な理解を提供するために記載される。しかし、本発明が特定の詳細なしに実施され得ることはまた当業者には明らかであろう。さらに、良く知られた特徴は、記載される実施形態を不明瞭にしないために、省略又は簡略化され得る。低侵襲性ロボット手術今図面を参照すると、図1は、典型的には手術台14に横たわっている患者12に低侵襲診断又は外科手術を行うために使用される、低侵襲ロボット手術MIRSシステム10の平面図である。図面において、同様の参照番号は同様の部分を表す。システムは、手術中に外科医18による使用のための外科医用コンソール16を含む。1人又は複数の助手20も手術に参加し得る。MIRSシステム10は、患者側カート22手術ロボット及び電子装置カート24をさらに含み得る。患者側カート22は、外科医18がコンソール16を通して手術部位を視認している間、患者12の身体の低侵襲性切開部を通る少なくとも1つの取り外し可能に連結されたツール組立体26以降、単にツールと呼ばれるを操作することができる。手術部位の画像は、内視鏡28を正しい方向に向けるために患者側カート22によって操作され得る、立体内視鏡等の内視鏡28によって取得することができる。電子装置カート24は、外科医用コンソール16を通じて続いて外科医18に表示するための手術部位の画像を処理するために、使用され得る。一度に使用される手術ツール26の数は、概して、診断又は外科手術及び他要因の中でも手術室内の空間的制約に依存する。手術中に使用されている1つ又は複数のツール26を交換することが必要な場合、助手20は、患者側カート22からツール26を取外し、それを手術室のトレイ30からの別のツール26に交換し得る。図2は、外科医用コンソール16の斜視図である。外科医用コンソール16は、奥行き認識を可能にする手術部位の協調立体像を外科医18に提示するための左眼ディスプレイ32及び右眼ディスプレイ34を含む。コンソール16はさらに、1つ又は複数の入力制御デバイス36を含み、この入力制御デバイスは次に、患者側カート22図1に示されるに1つ又は複数のツールを操作させる。入力制御デバイス36は、テレプレゼンス、又は外科医がツール26を直接制御している強い感覚を有するように制御デバイス36がツール26と一体であるという認識を、外科医に提供するために、関連するツール26図1に示されると同じ自由度を提供することができる。この目的を達成するために、位置、力、及び触覚フィードバックセンサ図示せずが、入力制御デバイス36を介して外科医の手にツール26からの位置、力、及び触感を返送するために用いられ得る。外科医用コンソール16は通常、外科医が、手術を直接監視し得る、必要であれば物理的に存在し得る、及び電話又は他の通信媒体よりもむしろ直接助手に話し掛け得るように、患者と同じ部屋の中に配置される。しかし、外科医は、患者とは異なる部屋、全く異なる建物、又は遠隔手術を可能にする患者から離れた他の場所にいることができる。図3は、電子装置カート24の斜視図である。電子装置カート24は、内視鏡28と連結することができ、外科医用コンソールに、或いは局所的に及び/又は遠隔に位置する別の適切なディスプレイ上に、外科医等に続いて表示するために取り込まれた画像を処理するためのプロセッサを含み得る。例えば、立体内視鏡が使用される場合、電子装置カート24は、手術部位の協調立体画像を外科医に提示するために、捕り込まれた画像を処理し得る。このような協調は、対向画像間の整列を含み得るとともに、立体内視鏡の立体作業距離を調整することを含み得る。別の例として、画像処理は、光学収差等、画像取込装置の結像誤差を補償するために、以前に決定されたカメラ較正パラメータの使用を含み得る。図4は、ロボット手術システム50図1のMIRSシステム10等を図式的に示す。上述のように、外科医用コンソール52図1の外科医用コンソール16等は、低侵襲手術中に患者側カート手術ロボット54図1の患者側カート22等を制御するために外科医によって使用され得る。患者側カート54は、手術部位の画像を取込み、取込まれた画像を電子装置カート56図1の電子装置カート24等に出力するために、立体内視鏡等の撮像デバイスを使用することができる。上述のように、電子装置カート56は、後に続く表示の前に、種々の方法で取込まれた画像を処理することができる。例えば、電子装置カート56は、外科医用コンソール52を介して組み合わされた画像を外科医に表示する前に、取込まれた画像を仮想制御インターフェースと重ね合わせることができる。患者側カート54は、電子装置カート56の外部で処理するために取込まれた画像を出力することができる。例えば、患者側カート54は、取込まれた画像を処理するために使用され得る、プロセッサ58に取込まれた画像を出力することができる。画像はまた、共同して、連続して、及び/又はそれらの組み合わせで、取込まれた画像を処理するために一緒に連結され得る、電子装置カート56及びプロセッサ58の組み合わせによって処理することもできる。1つ又は複数の別個のディスプレイ60も、手術部位の画像、又は他の関連画像等、画像の局所及び/又は遠隔表示のために、プロセッサ58及び/又は電子装置カート56と連結され得る。図5A及び5Bは、それぞれ、患者側カート22及び手術ツール62を示す。手術ツール62は、手術ツール26の例である。図示された患者側カート22は、3つの手術ツール26、及び手術の部位の画像の取込に使用される立体内視鏡等の撮像デバイス28の操作を提供する。操作は、幾つかのロボット関節を有するロボット機構によって提供される。撮像デバイス28及び手術ツール26は、切開部のサイズを最小化するよう、運動学的遠隔中心が切開部において保持されるように、患者の切開部を通って位置決めされ得るとともに操作され得る。手術部位の画像は、手術ツール26の遠位端が撮像デバイス28の視野内に位置決めされるとき、手術ツール26の遠位端の画像を含み得る。組織把持エンドエフェクタ図6Aは、近位シャシ72、器具シャフト74、及び患者の組織を把持するように関節動作され得るあご部78を有する遠位エンドエフェクタ76を含む手術器具70を示す。近位シャシは、患者側カート22の出力カプラとインターフェースで接続するとともに患者側カート22の出力カプラによって駆動されるように構成された入力カプラを含む。入力カプラは、バネ組立体80の入力リンクに駆動可能に連結される。バネ組立体80は、近位シャシ72のフレーム82に取り付けられるとともに、器具シャフト74内に配置される駆動シャフトに駆動可能に連結される出力リンクを含む。駆動シャフトは、あご部78に駆動可能に連結される。図6Bは、エンドエフェクタ76のあご部78の拡大図を提供する。図7は、図6Aのエンドエフェクタ76の分解斜視図であり、駆動シャフト84の回転運動をエンドエフェクタ76の対向するクランプあご部の関節動作に変換するために使われるクランプ機構を示す。エンドエフェクタは、上方あご部86、下方あご部88、フレーム90、上方あご部86及び下方あご部88をフレーム90に揺動可能に取り付けるためのピン92、及び駆動シャフト84に駆動可能に連結されている送りねじ機構94を含む。送りねじ機構94は、送りねじ96及び送りねじ96の回転を介してフレーム90のスロット100に沿って前進又は後退される嵌合並進移動ナット98を含む。並進移動ナット98は、上方あご部86のスロット102及び下方あご部88のスロット104と連結する逆に延びる突出部を含むので、並進移動ナット98がスロット100に沿って前進又は後退されるとき上方あご部86及び下方あご部88のピン92周りの関節動作を引き起こす。図8A及び図8Bは、図7のクランプ機構に類似するクランプ機構の動作を示す。図示された方向への駆動シャフト84の回転は、並進移動ナット98を、下方あご部88及び上方あご部86がエンドエフェクタのフレーム90に揺動可能に取り付けられるピボットピン92に向かって遠位に進ませる。図8Bに示されるように、並進移動ナット98の突出部は、上方あご部86のスロット102に係合する。ピボットピン92に向かう並進移動ナット98の遠位前進は、上方あご部を図示された方向に回転させるとともに、下方あご部88を反対方向に回転させ、したがってあご部を開かせる。同様に、ピボットピン92から離れる並進移動ナット98の近位前進は、あご部を閉じさせる。したがって、あご部は患者の組織を把持するように関節動作され得る。図7、図8A、及び図8Bに示された送りねじタイプのクランプ機構は、駆動シャフトによって伝達される比較的低いトルクを比較的高いクランプ力に変換する相当な機械的利点を提供する。このような相当な機械的利点を有する機構を介して組織を過度なクランプ力にさらすことを避けるために、駆動シャフトによってクランプ機構に伝達されるトルクは制御され得る。代替エンドエフェクタ機構駆動シャフト84は、任意の適切なエンドエフェクタ機構を作動させるために使用され得る。例えば、駆動シャフト84は、組織吻合機構、組織切断機構、及び回転入力によって作動され得る一般的な任意の適切なエンドエフェクタ機構等、機構を作動させるために使用され得る。器具シャフトのロールとエンドエフェクタの作動の切り離し図9は、手術器具における器具シャフトのロールとエンドエフェクタの作動の切り離しを論じるための適切な出発点を提供する。図9は、アイテム例えば、患者の組織、縫合針等を把持するように操作可能な関節動作されるあご部112を含むエンドエフェクタ110を示す。エンドエフェクタ110は、関節動作されるあご部112等、エンドエフェクタ110の機構を作動させるための作動機構を含む。作動機構は、駆動シャフト114と駆動可能に連結される。エンドエフェクタ110は、器具シャフト116の遠位端部に支持される。器具シャフト116は、器具シャフト116を支持する近位シャシベースに対してある回転の範囲で回転可能である。同様に、駆動シャフト114は、近位シャシベースに対してある回転の範囲で回転可能である。駆動シャフト114が駆動シャフト116の回転との如何なるつながりからも独立している場合、エンドエフェクタあご部112を作動させるために使用され得る近位シャシベースに対する駆動シャフト114の回転の範囲の一部は、近位シャシベースに対するに対する駆動シャフト116の回転の範囲によって減らされる。例えば、ベースに対する器具シャフト116の回転の範囲が2回転に等しく且つベースに対する駆動シャフト114の回転の範囲が10回転に等しい場合、エンドエフェクタ110に対する駆動シャフト114のネットの回転の範囲は8回転に等しい。言い換えると、これらの2つの独立した2回転は、組み合わされた場合、エンドエフェクタ110の作動機構に対する駆動シャフト114のゼロのネット回転を生み出すので、ベースに対する駆動シャフト114の2回転は、ベースに対する器具シャフト116の2回転によって事実上打ち消される。図10は、エンドエフェクタ作動機構を駆動させるための出力運動124を発生させるように第1の入力運動120と器具シャフトの回転122を組み合わせるための差動装置118の使用を概略的に示す。差動装置118は、近位シャシベースに対する駆動シャフト114の回転の量とエンドエフェクタ作動機構に対する駆動シャフト114の回転の対応する量との間の差を生じさせるときの器具シャフトの回転の上述の影響に対抗相殺するように構成され得る。例えば、差動装置118は、近位シャシベースに対する時計周りの3回転の出力運動124を生み出すように、近位シャシベースに対する時計回りの2回転の第1の入力運動120を近位シャシベースに対する時計回りの1回転の器具シャフトの運動122と組み合わせるように構成されることができ、事実上エンドエフェクタに対する時計回りの2回転の出力運動をもたらす。このような差動装置はまた、駆動シャフト114及び器具シャフト116が反対方向に回転する場合、器具シャフトの回転の上述の影響に対抗するように機能する。例えば、このような差動装置の構成を用いて、近位シャシベースに対する第1の入力運動120の時計回りの2回転は、ベースに対する器具シャフト122の反時計回りの1回転と組み合わせてベースに対する出力運動124の時計回りの1回転を生み出し、事実上エンドエフェクタに対する出力運動の時計回りの2回転の出力運動を作り出す。差動装置が近位シャシベースに対する駆動シャフトの量とエンドエフェクタ作動機構に対する駆動シャフトの回転の対応する量との間の差を生み出す上述の器具シャフトの回転の影響の全てを実質的に相殺するように構成されることが好ましい一方、差動装置はまた、器具シャフトの回転の影響を任意の適切な程度に対抗相殺するように構成され得る。例えば、差動装置は、手術器具の所望の動作特性を達成するために適切であるように、上述の器具シャフトの回転の影響に、下回って対抗する、上回って対抗する、及び影響を拡大さえするように構成され得る。差動装置は、任意の適切な方法で実装され得る。例えば、差動装置は、ケーブル及びプーリを使用して実装され得る。他の例として、差動装置は、遊星ギヤボックス組立体等、伝動装置を使用して実装され得る。ケーブル実装差動装置図11Aは、多くの実施形態による、ロボット手術器具における器具シャフトのロールとエンドエフェクタの作動を切り離すために使用されるケーブル実装差動装置130を示す。差動装置130は、近位シャシベースに対する器具シャフトの回転に回転可能に連結されるロールプーリ132、作動源に回転可能に連結されるエンドエフェクタ作動プーリ134、及びエンドエフェクタあご部作動機構に回転可能に連結される送りねじ駆動プーリ136を含む。ロールプーリ132及び送りねじ駆動プーリ136の両方に掛かる第1のケーブル138は、ロールプール132の回転に応じて送りねじ駆動プーリ136の回転を提供する。エンドエフェクタ作動プーリ134に掛かる第2のケーブル140は、第1のプーリブロック142及び第2のプーリブロック144に連結される。第1のプーリブロック142は、第1の可動プーリ146を含む。第2のプーリブロック144は、第2の可動プーリ148を含む。第1及び第2の可動プーリ146、148は第1のケーブル138が掛かる。ロールプーリ132と送りねじ駆動プーリ136との間には、第1のケーブル138が4つの固定ガイドプーリに掛かる。これらの固定ガイドプーリは、第1のガイドプーリ150、第2のガイドプーリ152、第3のガイドプーリ154、及び第4のガイドプーリ156を含む。図11Bは、ケーブル実装差動装置130の側面図である。ロールプーリ132は、ヘリカルギヤ158を通して器具シャフトの回転と回転可能に連結される。ロールプーリ132及びヘリカルギヤ158は、回転軸160周りに回転する。器具シャフトは、ヘリカルギヤの回転軸160に直角に配向される回転軸周りに回転する。ヘリカルギヤ158及び器具シャフトとともに回転するように取り付けられた噛み合いヘリカルギヤは、器具シャフトの回転をロールプーリ132の回転に伝達する。4つの固定ガイドプーリ150、152、154、156は、第1のケーブル138の位置を水平及び垂直に拘束するように働く。第1及び第3のガイドプーリ150、154は、第1のケーブル138の重なる部分の間の垂直な分離を提供するように、第2及び第4のガイドプーリ152、156の間に配置される。第1及び第3のガイドプール150、154はまた、第1の可動プーリ146の移動範囲にわたって第1の可動プーリ146と第1のケーブル138との間の180度の掛かりを提供するように、水平に配置される。同様に、第2及び第4のガイドプーリ152、156もまた、第2の可動プーリ148の移動範囲にわたって第2の可動プーリ148と第1のケーブル138との間の180度の掛かりを提供するように、水平に配置される。ケーブル実装差動装置130は、送りねじ駆動プーリ136の運動を生じさせるように、ロールプーリ132の運動とエンドエフェクタ作動プーリ134の運動を結合する。例えば、エンドエフェクタ作動プーリ134のどんな回転もない場合、ロールプーリ132の回転は、送りねじ駆動プーリ136の対応する回転を生じさせるので、エンドエフェクタあご部作動機構に対する送りねじ駆動プーリ136のネットの回転をもたらさない。ロールプーリ132のどんな回転もない場合、エンドエフェクタ作動プーリ134の回転は、第1及び第2の可動プーリ146、148の対応する運動を生じさせるので、送りねじ駆動プーリ136のネットの回転を生じさせる。そしてロールプーリ132及びエンドエフェクタ作動プーリ134両方の同時の回転に関しては、第1のケーブル138及び第2のケーブル140の対応する運動は、ロールプーリ132及びエンドエフェクタ作動プーリ134の回転の組み合わせである送りねじ駆動プーリ136の回転をもたらす。図12は、多くの実施形態による、ケーブル実装差動装置170を有するロボット手術器具の近位シャシの斜視図である。ケーブル実装差動装置170は、ケーブル実装差動装置130と同様に構成されるが、第1のケーブル184を水平及び垂直に拘束するために、6つの固定ガイドプーリ172、174、176、178、180、182を含む。任意の適切なケーブル実装差動装置が使用され得る。例えば、ケーブル実装差動装置130の変形形態では、第1のケーブル138はエンドエフェクタ作動プーリ134によって駆動されるとともに第2のケーブル140はロールプーリ132によって駆動される。ギヤ実装差動装置図13は、多くの実施形態による、ギヤ実装差動装置192を含むロボット手術器具の近位シャシ190の斜視図である。ギヤ実装差動装置192は、サンギヤ、キャリアに連結された遊星ギヤ、及びリングギヤを含む遊星ギヤ組立体を含む。キャリアは、入力シャフトを通して近位シャシの入力カプラと回転可能に連結される。入力シャフトは、入力カプラに一直線に並べられるとともに器具シャフトと直交する。サンギヤは、ヘリカルギヤ194、196を通して器具シャフト116の回転と回転可能に連結される。キャリア及びサンギヤの回転は、リングギヤの回転をもたらす。リングギヤは、ヘリカルギヤ198、200、出力シャフト202、及び器具シャフト116の内部に通された駆動シャフトを通して、エンドエフェクタ作動機構に回転可能に連結される。図14は、近位シャシ190及びギヤ実装差動装置192の平面図を示す。そして、図15は、近位シャシ190及びギヤ実装差動装置192の側面図を示す。図16及び図17は、多くの実施形態による、ギヤ実装差動装置210の詳細を示す分解図である。ギヤ実装差動装置210は、遊星ギヤボックス組立体212を含む。図16は、入力シャフト116を有するロボット手術器具の近位シャシに設置される所から横に移動されたギヤ実装差動装置210並びに取付けられた入力シャフト及び入力カプラ214を示す。設置中心線218及びギヤ実装差動装置210の中心軸220は設置位置からのオフセットを示す。図17は、ギヤ実装差動装置210、入力シャフト、及び入力カプラ214の分解斜視図である。差動装置210は、遊星ギヤ224に連結されたキャリア222、入力ギヤ228によって回転駆動されるサンギヤ226、内部リングギヤ及び外部ヘリカル出力ギヤ232を有するリングギヤ部材230、を含む。キャリア222は、入力シャフト234に回転可能に連結されるとともに入力シャフト234によって駆動され、入力シャフト234は、入力カプラ214に回転可能に連結されるとともに入力カプラ214によって駆動される。入力カプラ214は、近位シャシ216がロボットアームに取付けられる場合、手術ロボットのロボットアームの対応する出力カプラと接続するとともに出力カプラによって回転駆動される。キャリア222の回転は中心軸220周りの遊星ギヤ224の中心線の回転をもたらす。入力ギヤ228は、入力シャフト116の回転と回転連結される。中心軸220周りのサンギヤ226及び遊星ギヤ224の中心線の組み合わされた回転は、中心軸220周りのリングギヤ部材230の対応する回転をもたらす。リングギヤ部材230は、外部ヘリカル出力ギヤ232を通してエンドエフェクタ作動機構に駆動連結される。ギヤ実装差動装置210は、キャリア222と近位シャシ216との間に連結されたトーションバネ236を含む。トーションバネは、ロボットアームの作動源とキャリアとの間の分離の後でキャリアを所定の位置に戻すので、エンドエフェクタ作動機構を所定の配置に戻す。動作において、ギヤ実装差動装置210は上述の差動装置118と同様に動作する。既知のアプローチを通じて追加的な伝動装置が器具シャフト116と外部ヘリカル出力ギヤ232との間の方向及び回転速度の差を相殺するために使用され得る。例示的な遊星ギヤボックスのパラメータ以下の式は、サンギヤ226、キャリア222、及びリングギヤ部材230の回転の間の関係を提供する。2nωanωs-21nωC=0式1ここで、n=Ns/Np遊星ギヤボックスに関する形状係数Ns=サンギヤの歯数NP=遊星ギヤのギヤの歯数ωa=リングギヤ部材環としても知られるの角速度ωS=サンギヤの角速度ωC=キャリアの角速度、である。式1に示されるように、リングギヤ部材230の角速度は、サンギヤ226の角速度及びキャリア222の角速度の線形結合である。したがって、サンギヤ226が器具シャフト116の回転によって回転駆動され、キャリア222が入力カプラ214によって回転駆動され、リングギヤ部材230がエンドエフェクタ作動機構に回転連結されるギヤ実装差動装置210では、器具シャフト116の回転は、リングギヤ部材230の対応する追加的な回転をもたらすので、エンドエフェクタ作動機構の作動から器具シャフトの回転を切り離す。以下のパラメータは、ギヤ実装差動装置210の遊星ギヤボックスの例示的な構成を提供する。Ns=24NP=12n=Ns/NP=2Na=Ns2NP=48リングギヤの歯数DP=64ギヤの歯数/ピッチ円直径歯/インチPDs=Ns/DP=0.375インチ-サンギヤのピッチ円直径PDP=NP/DP=0.1875インチ-遊星ギヤのピッチ円直径PDa=Na/DP=0.75インチ-リングギヤ部材のリングギヤのピッチ円直径ゼロのキャリア角速度入力カプラ214を通した回転入力が無いものに対応するのために、式1は、次のように変えられる。2nωanωs=0式1でωC=0上述の例示的な遊星ギヤボックスのパラメータに関して、n=2であり、リングギヤ部材の角速度ωaとサンギヤの角速度ωSとの間の以下の関係を作り出す。サンギヤ226とリングギヤ部材230との間の回転方向の差を相殺するために及びエンドエフェクタ作動機構に回転連結された駆動シャフトの回転の器具シャフト116のものと等しい回転量を実現するために、既知のアプローチを使用する追加的な伝動装置が、器具シャフト116とサンギヤ226との間に、及び/又はリングギヤ部材230とエンドエフェクタ作動機構に回転連結された駆動シャフトとの間に使用され得る。手術用組立体への適用本願に開示された手術用組立体は、任意の適切な応用に用いられ得る。例えば、本願に開示された手術用組立体は、他の手術器具で、手動式又は動力式で、携帯式又はロボット式で、直接制御式又は遠隔操作式で、観血式又は低侵襲単一又は複数ポート手術のために、用いられ得る。このような器具の例は、例えば、グリップ制御機能、構成要素配向制御機能、構成要素位置決め機能等のためのトルク作動入力を受ける遠位構成要素を持つものを含む。図解の非限定的な例は、吻合、切断、組織溶融、撮像装置の向き及び位置の制御、高い力での把持、生検、エンドエフェクタ及び向きの制御を含む遠隔操作式又は携帯式器具を含む。器具シャフトのロールとエンドエフェクタの作動を切り離す方法図18は、多くの実施形態による、器具シャフトの回転を手術器具シャフトによって支持されたエンドエフェクタの機構に駆動連結された駆動シャフトの回転から切り離すための方法250の動作を示す。方法250は、例えば、上述の差動装置118、ケーブル実装差動装置130、ケーブル実装差動170、及びギヤ実装差動装置192のいずれか等、任意の適切な差動装置を使用して、実施され得る。方法250は、所望のエンドエフェクタ配置に関連する第1の入力運動を発生させるステップ動作252、ベースに隣接する近位端部とエンドエフェクタを支持する遠位端部との間に延びる手術器具シャフトをベースに対して回転させるステップ動作254、ベースに対する器具シャフトの回転に応じて第2の入力運動を発生させるステップ動作256、出力運動を発生させるために第1及び第2の入力運動を結合させるステップ258、及び出力運動に応じて駆動シャフトを回転させる動作260を含む。多くの実施形態において、第1及び第2の入力運動は、第1の入力運動がゼロである場合、手術器具に対する駆動シャフトの回転が実質的に生じないように結合される。図19は、本願に記載されたもののいずれかのような、ケーブル実装差動装置を使用することによって方法250を実施するために使用され得る動作を示す。動作は、ベースに対する手術器具シャフトの回転に応じて第1のケーブルを動かすステップ動作262、第2のケーブルを動かすステップ動作264、第2のケーブルの動きに応じて第1のプーリ及び第2のプーリを動かすステップ動作266、第1のケーブルを第1及び第2のプーリのそれぞれに掛けるステップ動作268、及び第1のケーブルの動きに応じて駆動シャフトを回転させるステップ動作270を含む。多くの実施形態において、第1のケーブルは、第1及び第2のプーリに、それぞれのプーリの約180度の扇形に渡って掛けられる。図20は、本願に記載されたもののいずれかのような、ケーブル実装差動装置を使用することによって方法250を実施するために使用され得る動作を示す。動作は、第1のケーブルを動かすステップ動作272、ベースに対する手術器具シャフトの回転に応じて第2のケーブルを動かすステップ動作274、第2のケーブルの動きに応じて第1のプーリ及び第2のプーリを動かすステップ動作276、第1のケーブルを第1及び第2のプーリのそれぞれに掛けるステップ動作278、及び第1のケーブルの動きに応じて駆動シャフトを回転させるステップ動作280を含む。多くの実施形態において、第1のケーブルは、第1及び第2のプーリに、それぞれのプーリの約180度の扇形に渡って掛けられる。図21は、本願に記載されたもののいずれかのような、ギヤ実装差動装置を使用することによって方法250を実施するために使用され得る動作を示す。動作は、第1の入力運動に応じて差動ギヤ組立体の第1の入力リンクを回転させるステップ動作282、第2の入力運動に応じて差動ギヤ組立体の第2の入力リンクを回転させるステップ動作284、及び差動ギヤ組立体の出力リンクの回転に応じて駆動シャフトを回転させるステップ動作286を含む。方法の適用本願に開示された手術用組立体は、任意の適切な応用に用いられ得る。例えば、本願に開示された手術用組立体は、他の手術器具で、手動式又は動力式で、携帯式又はロボット式で、直接制御式又は遠隔操作式で、観血式又は低侵襲単一又は複数ポート手術のために、用いられ得る。このような器具の例は、例えば、グリップ制御機能、構成要素配向制御機能、構成要素位置決め機能等のためのトルク作動入力を受ける遠位構成要素を持つものを含む。図解の非限定的な例は、吻合、切断、組織溶融、撮像装置の向き及び位置の制御、高い力での把持、生検、エンドエフェクタ及び向きの制御を含む遠隔操作式又は携帯式器具を含む。回転可能なシャフト内の駆動シャフト図22は、回転可能なメインシャフト内に2つのオフセット駆動シャフトを有するロボット組立体370を図式的に示す。ロボット組立体370は、回転可能なメインシャフト374の遠位端部に連結されるエンドエフェクタ372、並びにメインシャフト74及びエンドエフェクタ372の両方に連結された作動組立体376を含む。エンドエフェクタ372は、エンドエフェクタベース、第1の作動機構378、第2の作動機構380、及び制御ケーブル機構382を含む。エンドエフェクタベースは、回転可能なメインシャフト374に旋回可能に連結される。第1の作動機構378及び第2の作動機構380は、シャフト駆動型であり、さまざまなエンドエフェクタ特徴及び/又はデバイス、例えば、クランピング機能、可動式切断機能、切断及び吻合機能、又はシャフト駆動型機構で作動及び/又は関節動作することができる別の好適なエンドエフェクタ機能及び/又は装置を、作動及び/又は関節動作させるために使用することができる。制御ケーブル機構382もまた、さまざまなエンドエフェクタ機能及び/又は装置、特に、迅速な反応が望ましいもの、例えば、把持機能、エンドエフェクタベースをメインシャフトに対して関節動作させるために使用されるエンドエフェクタベースリストに対するメインシャフト、又は1つ以上の制御ケーブルを介して作動及び/又は関節動作することができる別の好適な機能及び/又は装置を、作動及び/又は関節動作させるために使用することができる。エンドエフェクタベースは、メインシャフト回転軸周りのメインシャフト374の回転がエンドエフェクタベースの対応する回転を生じさせるように、回転可能なメインシャフト374と連結される。上述のように、メインシャフト374を独立して回転させる能力は、非回転メインシャフトに対するエンドエフェクタの操作性の増大を提供し、それは、ある特定の手術中、例えば、ある特定の低侵襲手術に有益になり得る。エンドエフェクタベースはまた、追加的なエンドエフェクタの操作性を提供する適切なリスト機構384を用いて、回転可能なメインシャフト374に連結することができる。2つの駆動シャフトがエンドエフェクタシャフト駆動型作動機構を駆動するために使用される。第1の駆動シャフト386は、メインシャフト回転軸からオフセットされる第1の駆動シャフト回転軸周りの回転のために取付けられる。第1の駆動シャフト386は第1の作動機構378と動作可能に連結される。同様に、第2の駆動シャフト388は、メインシャフト回転軸からオフセットされる第2の駆動シャフト回転軸周り回転のために取付けられる。第2の駆動シャフト388は第2の作動機構380と動作可能に連結される。作動組立体376は、回転可能なメインシャフト374、第1の駆動シャフト386、第2の駆動シャフト388、及び制御ケーブル382と連結される。回転可能なメインシャフト374は、作動組立体376のベースに対する回転のために装着される。作動組立体376は、ベースに対する回転可能なメインシャフト374の回転を生じるように動作可能である。作動組立体376はまた、ベースに対する回転可能なメインシャフト374の回転、回転可能なメインシャフト374に対する第1の駆動シャフト386の回転、及び回転可能なメインシャフト374に対する第2の駆動シャフト388の回転の任意の組み合わせを発生させるように動作可能である。そのため、第1の作動機構378及び/又は第2の作動機構380は、回転可能なメインシャフト374の回転と独立して及び/又は同時に、作動され得る。作動組立体376は、ベースに対する回転可能なメインシャフト374の回転中でさえ、第1の駆動シャフト386及び第2の駆動シャフト388が、回転可能なメインシャフト374に対して、独立して回転することができる、上述の機能性を提供するように構成される。作動組立体376は、メインシャフトエンコーダ392及びメインシャフトインターフェース394と連結されたメインシャフトモータ390、第1のエンコーダ398及び第1のインターフェース400と連結された第1のモータ396、第2のエンコーダ404及び第2のインターフェース406と連結された第2のモータ402、並びに制御ケーブルエンコーダ410及び制御ケーブルインターフェース412に連結された制御ケーブルモータ408を含む。メインシャフトインターフェース394は、回転運動をメインシャフトモータ390から回転可能なメインシャフト374に伝達するように、回転可能なメインシャフト374と連結される。メインシャフトモータ390は、伝達された回転運動が、ベースに対する回転可能なメインシャフト374の回転をもたらすように、ベースと固定して連結され得る。メインシャフトエンコーダ392は、メインシャフトモータ390、メインシャフトインターフェース394、及び/又は回転可能なメインシャフト374の向きを測定し、測定された向きコントローラに提供するようにコントローラ図22に図示せずと連結され得る。第1のインターフェース400は、回転可能なメインシャフト374の任意の向き及び/又は回転運動中に、回転運動を第1のモータ396から第1の駆動シャフト386に伝達するために動作可能になるように、第1の駆動シャフト386に連結される。第1のエンコーダ398は、第1のモータ396、第1のインターフェース400、及び/又は第1の駆動シャフト386の向きを測定し、測定された向きをコントローラに提供するように、コントローラと連結され得る。第2のインターフェース406は、回転可能なメインシャフト374の任意の向き及び/又は回転運動中に、回転運動を、第2のモータ402から第2の駆動シャフト388に伝達するために動作可能になるように、第2の駆動シャフト388と連結される。第2のエンコーダ404は、第2のモータ402、第2のインターフェース406、及び/又は第2の駆動シャフト388の向きを測定し、測定された向きをコントローラに提供するように、コントローラと連結され得る。制御ケーブルインターフェース412は、制御ケーブル機構382と動作可能に連結される制御ケーブル414と連結される。制御ケーブル414は、例えば、回転可能なメインシャフト374の回転に依る制御ケーブルの長さの変化を最小化するようにメインシャフト回転軸の近傍にルーティングされることによって、及び例えば、ケーブルとケーブルのこすれることに耐える構成を有することによってメインシャフト374のいくつかの回転配向をもたらし得る制御ケーブルの任意のねじれ及び/又は制御ケーブル間のねじれに耐えるように構成されることによって、回転可能なメインシャフト374の回転配向範囲を許容するようにルーティングされ得る。制御ケーブルエンコーダ410は、制御ケーブルモータ408及び/又は制御ケーブルインターフェース412の向きを測定し、測定された向きをコントローラに提供するようにコントローラに連結され得る。図23は、多くの実施形態による、コントローラ416を持つロボットアセンブリ370の構成要素の統合を図示する簡略化されたブロック図である。コントローラ416は、バスサブシステム420を介して、多くの周辺デバイスと通信する少なくとも1つのプロセッサ418を含む。これらの周辺デバイスは、典型的には、記憶サブシステム422を含む。記憶サブシステム422は、コントローラ416の機能性を提供する基本的プログラミング及びデータ構造を保持する。上述のロボット組立体の機能性を実装するためのソフトウエアモジュールは、典型的には、記憶サブシステム422内に記憶される。記憶サブシステム422は、典型的には、メモリサブシステム424及びファイル記憶サブシステム426を含む。メモリサブシステム424は、典型的には、プログラム実行中に命令及びデータを記憶するためのメインランダムアクセスメモリRAM428及び固定命令が記憶される読み出し専用メモリROM430を含む、幾つかのメモリを含む。ファイル記憶サブシステム426は、プログラム及びデータファイルのための永続性不揮発性記憶装置を提供し、ハードドライブ、ディスクドライブ、又はフラッシュメモリ等他の不揮発性メモリを含み得る。入力デバイス、例えば、ディスクドライブを使用して、上述のソフトウエアモジュールを入力するために使用され得る。或いは、他の既知の構成、例えば、USBポートが、ソフトウエアモジュールを入力するために使用され得る。この文脈では、バスサブシステムという用語は、種々の構成要素及びサブシステムが意図されるように互いに通信させるための任意の機構を含むように包括的に使用される。バスサブシステム420を、単一のバスとして概略的に示されるが、典型的なシステムは、ローカルバス及び1つ又は複数の拡張バス例えば、ADB、SCSI、ISA、EISA、MCA、NuBus、又はPCI等の多くのバス、並びにシリアルおよびパラレルポートを有する。コントローラ416は、入力制御デバイス36図2に示すからの信号、並びにメインシャフトエンコーダ392、第1のエンコーダ398、第2のエンコーダ404、及び制御ケーブルエンコーダ410からの信号を含む、様々な受信信号に応じて、ロボットアセンブリ370の構成要素を制御する。制御される構成要素は、メインシャフトモータ390、第1のモータ396、第2のモータ402、及び制御ケーブルモータ408を含む。デジタル/アナログ変換器等の追加的な構成要素図示せずは、構成要素をコントローラ416とインターフェースするために使用され得る。図24は、多くの実施形態による、ロボット手術システム内のロボット手術ツール432の統合を示す簡略されたブロック図である。ツール432は、近位ツールシャシ434とインターフェースするように構成されたツールインターフェースを有するマニピュレータ436上に解放可能に取付可能になるように構成された近位ツールシャシ434を含む。ツール432はさらに、上述のように、メインシャフトモータによって回転させられるとき、近位ツールシャシ434に対して回転するように取付けられる細長いメインシャフト374を含む。エンドエフェクタ440は、メインシャフトとともに回転するように、メインシャフト374の遠位端と連結される。主制御システム442は、マニピュレータ436と動作可能に連結される。補助制御システム444はまた、マニピュレータ436と動作可能に連結され得る。主制御システム442及び補助制御システム444の組み合わせは、マニピュレータ436を介するツール432の全ての可能な関節運動を制御するために使用され得る。例えば、補助制御システム444は、第1の駆動シャフトの回転及び第2の駆動シャフトの回転のために駆動モータを制御し得る。主制御システム442は、メインシャフトの回転のための駆動モータ、及び1つ又は複数の制御ケーブル駆動モータを制御し得る。この様な補助コントローラは、独立して回転するメインシャフト内にルーティングされた1つ又は複数のオフセット駆動シャフトを有する現在開示されるロボットツールの使用を可能にするように、既存のロボット手術システム構造を補完するために使用され得る。意図されたにメインシャフトの回転を避けるためにエンドエフェクタ及びエンドエフェクタを支持するメインシャフトに駆動モータを連結すること図25は、多くの実施形態による、エンドエフェクタ回転機構の作動中、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体の意図されない回転を避けるために、エンドエフェクタ回転機構を作動するために使用される駆動モータがメインシャフト/エンドエフェクタ組立体に連結される手術用組立体500を図式的に示す。手術用組立体500は、ベース例えば、図24に示されたマニピュレータ436に回転可能に取り付けられるメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502、ベースに対してメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502を回転駆動するメインシャフト駆動装置504、並びに作動トルクをエンドエフェクタ回転機構に及び相殺トルク507をメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に提供するようにメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に回転可能に連結される反作用作動組立体506を含む。メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502は、ベースに回転可能に取り付けられるとともにメインシャフト駆動装置504によって回転駆動されるメインシャフト508、及びメインシャフト508によって支持されるエンドエフェクタ510を含む。エンドエフェクタ510は、第1の回転機構512及び第2の回転機構514を含む。第1及び第2の回転機構512、514は、例えば、クランプあご部、吻合装置、切断装置、及び同様のもの等、エンドエフェクタ構成要素を関節動作させるために使用され得る。低侵襲手術ツールに課される寸法の制約のために、作動トルクを第1及び第2の回転機構512、514にメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502の外側にあるソースから供給することが望ましい。しかし、このような構成では、第1及び第2の回転機構512、514が、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502によって支持される、エンドエフェクタ510の一部であるので、作動トルクが外側ソースから第1及び第2の回転機構512、514に伝達されるとき、伝達された作動トルクの一部又はすべてがメインシャフト508によって縮小され得る。メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502によって縮小される作動トルクはまた、メインシャフト508によって縮小され得る。結果として、メインシャフト駆動装置504は、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502によって縮小される十分な量のトルクを介してバックドライブ可能であり得る。言い換えると、メインシャフト駆動装置504は、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502がバックドライビング閾値を超えるネットトルク引き起こされた摩擦に打ち勝つのに必要な任意のトルクを含むを受けるときメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502がメインシャフト駆動装置をバックドライブさせるように且つメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502がバックドライビング閾値より下のネットトルクを受けるときメインシャフト駆動装置をバックドライブさせないような、バックドライビングトルク閾値を有し得る。そして、例えば、付随するコスト、サイズ、重量、付随する有害な特性、及び/又は費用を避けるために、トルクブレーキ、逆転できない伝動装置、その他同様のもの等、メインシャフト508によるメインシャフト駆動装置504の回転駆動バックドライビングとしても知られるを防ぐある機構の使用を避けることも望ましい。手術用組立体500では、反作用作動組立体506は、第1及び第2の回転機構512、514に伝達される作動トルクを発生させる外部ソースである。反作用作動組立体506はまた、メインシャフト504のバックドライビングを防ぐようにメインシャフト508に伝達されるバランストルクを発生させる。反作用作動組立体506は、第1の駆動モータ516、第2の駆動モータ518、第1の変速装置520、第1の回転カップリング522、第2の変速装置524、及び第2の回転カップリング526を含む。第1の駆動モータ516は、第1の変速装置520及び第1の回転カップリング522を介して第1の駆動機構512及びメインシャフト508に回転可能に連結される。第1の駆動モータ516は、第1の変速装置の第1の入力リンク528に回転可能に連結されるとともに第1の入力トルクを第1の入力リンク528に伝達する。第1の変速装置520は、第1の入力リンク528と第1の変速装置520の第1の出力リンク530との間に第1のギヤ比を提供する。第1の出力リンク530は、第1の回転機構512に回転可能に連結される。第1の回転カップリング522は、第1の変速装置520の第1のベースリンク532とメインシャフト508との間に接続される。第1の回転カップリング522は、第1のベースリンク532とメインシャフト508との間に第2のギヤ比を提供する。第1のベースリンク532は、回転接地されていない例えば、メインシャフト508が回転可能に取り付けられるベースに回転接地されていない。第1の変速装置520によって与えられる第1のギヤ比は、第1の出力リンク530が第1の入力トルクを超えるトルクを伝達するようなものより十分大きい。第1の変速装置520の第1のベースリンク532は回転接地されていないので、第1の出力リンク530によって伝達されるトルクと第1の入力トルクとの間の差は、第1のベースリンク532から第1の回転カップリング522に伝達される反対方向のトルクによってバランスされる。多くの実施形態では、第1のギヤ比は、第1の出力リンク530によって伝達されるトルク及び第1のベースリンク532から第1の回転カップリング522に伝達される反対方向のトルクが略等しい大きさを有するようなものより著しく大きい。例えば、第1のギヤ比が9対1である実施形態では、第1の出力リンク530によって伝達されるトルクは、第1の入力トルクの9倍である。そして、第1のベースリンク532から第1の回転カップリング522に伝達される反対方向のトルクは、第1の入力トルクの大きさの8倍の大きさを有する。第1の回転カップリング522によって提供される第2のギヤ比は、第1の回転カップリング522によるメインシャフト508に伝達されるトルクが、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502によってメインシャフト駆動装置504の回転駆動を抑止するように第1の出力リンク530によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクを十分バランスさせるように、選択される。メインシャフト駆動装置504が非ゼロバックドライビングトルク閾値を有する場合、第2のギヤ比は、ある範囲のギヤ比から選択され得るとともに、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502によるメイン駆動装置の回転駆動の抑止を依然としてもたらすことができる。理想的には、第2のギヤ比は、第1の回転カップリングによってメインシャフトに伝達されるトルクが第1の出力リンク530によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクをバランスさせるように選択される。図9には示されていないが、第1の変速装置520の第1の出力リンク530は、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に直接回転連結される必要はないが、代わりに第1の出力リンク530とメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502との間に非単一ギヤ比を提供するような方法で連結され得る。このような非単一ギヤ比が存在する場合、第1の回転カップリング522によって提供される第2のギヤ比は、追加的な非単一ギヤ比を相殺するように構成され得る。同様な方法で、第2の駆動モータ518は、第2の変速装置524及び第2の回転カップリング526を介して第2の駆動機構514及びメインシャフト508に回転可能に連結される。第2の駆動モータ518は、第2の変速装置の第2の入力リンク534に回転可能に連結されるとともに第2の入力トルクを第2の入力リンク534に伝達する。第2の変速装置524は、第2の入力リンク534と第2の変速装置524の第2の出力リンク536との間に第3のギヤ比を提供する。第2の出力リンク536は、第2の回転機構514に回転可能に連結される。第2の回転カップリング536は、第2の変速装置524の第2のベースリンク538とメインシャフト508との間に接続される。第2の回転カップリング526は、第2のベースリンク538とメインシャフト508との間に第4のギヤ比を提供する。第2のベースリンク538は、回転接地されていない例えば、メインシャフト508が回転可能に取り付けられるベースに回転接地されていない。第2の変速装置524によって与えられる第3のギヤ比は、第2の出力リンク536が第2の入力トルクを超えるトルクを伝達するようなものより十分大きい。第2の変速装置524の第2のベースリンク538は回転接地されていないので、第2の出力リンク536によって伝達されるトルクと第2の入力トルクとの間の差は、21のベースリンク538から第2の回転カップリング526に伝達される反対方向のトルクによってバランスされる。多くの実施形態では、第3のギヤ比は、第2の出力リンク538によって伝達されるトルク及び第2のベースリンク538から第2の回転カップリング526に伝達される反対方向のトルクが略等しい大きさを有するようなものより著しく大きい。例えば、第3のギヤ比が9対1である実施形態では、第2の出力リンク536によって伝達されるトルクは、第2の入力トルクの9倍である。そして、第2のベースリンク538から第2の回転カップリング526に伝達される反対方向のトルクは、第2の入力トルクの大きさの8倍の大きさを有する。第2の回転カップリング526によって提供される第4のギヤ比は、第2の回転カップリング526によってメインシャフト508に伝達されるトルクが、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502によるメインシャフト駆動装置504の回転駆動を抑止するように第2の出力リンク536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクを十分バランスさせるように、選択される。メインシャフト駆動装置504が非ゼロバックドライビングトルク閾値を有する場合、第4のギヤ比は、ある範囲のギヤ比から選択され得るとともに、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502によるメイン駆動装置の回転駆動の抑止を依然としてもたらすことができる。理想的には、第4のギヤ比は、第2の回転カップリングによってメインシャフトに伝達されるトルクが第2の出力リンク536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクをバランスさせるように選択される。図25には示されていないが、第2の変速装置524の第2の出力リンク536は、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に直接回転連結される必要はないが、代わりに第2の出力リンク536とメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502との間に非単一ギヤ比を提供するような方法で連結され得る。このような非単一ギヤ比が存在する場合、第2の回転カップリング524によって提供される第4のギヤ比は、追加的な非単一ギヤ比を相殺するように構成され得る。第1及び第2の出力リンクは第1及び第2の回転機構512、514にそれぞれ直接回転連結され得る一方、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502は、第1の出力リンク530と第1の回転機構512に回転連結される第1の駆動シャフト542との間にギヤ比を提供する第1のギヤ組立体540、及び第2の出力リンク536と第2の回転機構514に回転連結される第2の駆動シャフト546との間にギヤ比を提供する第2のギヤ組立体544を含む。第1及び第2のギヤ組立体540、544の両方に関して、それらの入力と出力との間のトルク差はメインシャフト508に反応され得る。第1及び第2のギヤ組立体540、544によって提供されるギヤ比にかかわらず、第1及び第2のギヤ組立体540、544はメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502の一部であるため、第1及び第2のギヤ組立体540、544の非単一ギヤ比によって発生する如何なるトルク差も、第1及び第2の回転機構512、514に伝達されるトルクであるように、メインシャフト508によって反応される。結果として、第1及び第2のギヤ組立体540、544のギヤ比は、第1及び第2の出力リンク530、536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達される作動トルクを相殺するように使用される反作用トルク507の大きさに対して反作用作動組立体506の構成例えば、ギヤ比に影響を与えない。反作用作動組立体506を介してメインシャフト508に伝達される反作用トルクは、メインシャフト504の回転駆動を抑止する間、第1及び第2の出力リンク530、536を介してメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクは、メインシャフト駆動装置504のバックドライビングトルク閾値を越え得る。反作用トルクの大きさが、第1及び第2の出力リンク530、536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえメインシャフト駆動装置504のバックドライビングトルク閾値より小さいネットトルクの大きさだけ、第1及び第2の出力リンク530、536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクの大きさと異なるように、反作用作動組立体506は構成される。好ましくは、第1及び第2の出力リンク530、536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえ、ネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の50パーセントより小さい。より好ましくは、第1及び第2の出力リンク530、536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえ、ネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の25パーセントより小さい。さらにより好ましくは、第1及び第2の出力リンク530、536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえ、ネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の10パーセントより小さい。そして理想的には、第1及び第2の出力リンク530、536によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502に伝達されるトルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえ、ネットトルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の2パーセントより小さい。例えば、メインシャフト/エンドエフェクタ組立体502がメインシャフト駆動装置504と回転連結されない場合では例えば、故障の場合又は手術用組立体500と手術ロボットとの間のカップリングが適切に確立されていない場合、ベースに対するメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502の回転を抑制して機能する手術用組立体500の摩擦は、ネットトルクの大きさがバックドライビングトルク閾値の2パーセントより小さい場合のメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502の回転を防ぐのに十分であり得る。第1の回転カップリング502及び第2の回転カップリング536は、メインシャフト508に回転連結される1つ又は複数の共通構成要素を共有し得る。例えば、共通駆動シャフトが、ベースリンク532、538の1つ又は両方からメインシャフト508に反作用トルクを伝達するように、メインシャフトに回転連結され得る。任意の適切なタイプの変速装置が第1及び第2の変速装置に対して使用され得るが、遊星ギヤボックスが使用され得るとともに適切なギヤ比を提供するように構成され得る。このような遊星ギヤボックスは、反作用作動組立体506での使用を可能にする適切な小さいサイズを有するように構成され得る。図26は、例示的な遊星ギヤセット550を示す。遊星ギヤセット550は、入力リンク554に取り付けられたサンギヤ552、リングギヤ556、サンギヤ552の周りに分配されるとともにサンギヤ552をリングギヤ556に回転連結する4つの遊星ギヤ558、及び遊星ギヤ558のそれぞれに回転可能に連結するとともに遊星ギヤ558のそれぞれを支持するキャリア560を含む。さらに、遊星ギヤボックスは、第1及び第2の変速装置520、524の、第1及び第2の入力リンク528、534、第1及び第2の出力リンク530、536、並びに第1及び第2のベースリンク532、538のような、任意の可能な組合せで使用され得る適切な特徴を提供する。例えば、サンギヤは、第1及び第2の入力リンク、第1及び第2の出力リンク、並びに第1及び第2のベースリンクの何れか1つに対応し得る。同様に、キャリアは、第1及び第2の入力リンク、第1及び第2の出力リンク、並びに第1及び第2のベースリンクの何れか1つに対応し得る。そして、リングギヤは、第1及び第2の入力リンク、第1及び第2の出力リンク、並びに第1及び第2のベースリンクの何れか1つに対応し得る。適切な組合せの特定の例として、サンギヤは第1/第2の入力リンクに対応することができ、キャリアは第1/第2の出力リンクに対応することができ、リングギヤは第1/第2のベースリンクに対応することができる。他の例として、サンギヤは第1/第2の出力リンクに対応することができ、キャリアは第1/第2の入力リンクに対応することができ、リングギヤは第1/第2のベースリンクに対応することができる。そして、更なる例証に関して、キャリア又はサンギヤは第1/第2のベースリンクに対応することができる。図27a乃至図29cは図9の手術用組立体500による低侵襲ロボット手術器具組立体600の実施形態を示す。したがって、手術用組立体500に関する上記の詳解は、手術器具組立体600に適用され、したがって上記の詳解の部分はここでは省略され得る。器具組立体600は、器具組立体の近位端部に配置された作動組立体602を含む。メインシャフト604は、作動組立体602に回転可能に取り付けられる。第1の駆動シャフト606及び第2の駆動シャフト608は、メインシャフト604内の回転のために取り付けられ、器具組立体の遠位端部に支持されるエンドエフェクタ図示せずの、第1の回転機構及び第2の回転機構にそれぞれトルクを伝達する。図27aは作動組立体の斜視外観図である。図27bは、それを通して第1及び第2の駆動モータがメインシャフト604並びに第1及び第2の駆動シャフト606、608に回転連結される駆動カップリング612から切り離されたモータパック610を示す器具組立体600の分解斜視図である。図28aは作動組立体600の内部構成要素の斜視図である。図28bは、図27bに対応する切り離された状態の図28aの内部構成要素を示す分解斜視図である。図29aは、残りの構成要素の図を不明瞭にしないように第2の駆動モータ、第2の遊星ギヤ変速装置、及び第2のカップリングシャフトが取り望まれた状態の器具組立体600の内部構成要素を示す斜視図である。図29bは、図29aの内部構成要素の端面図である。図29cは、図29bのA-A断面図を示す。器具組立体600は、第1の駆動モータ614、第1の遊星ギヤ変速装置616、第2の駆動モータ618、第2の遊星ギヤ変速装置620、第1のカップリングシャフト622、第2のカップリングシャフト624、及び共通フィードバックシャフト626を含む。第1及び第2の遊星ギヤ変速装置616、620はメインシャフトに回転接地されるので、第1及び第2の遊星ギヤ変速装置616、620は、メインシャフト604の回転に応じて、第1及び第2の駆動モータ614、618それぞれに対して、回転する。第1のカップリングシャフト622は、第1の遊星変速装置616のキャリアと第1の駆動シャフト606との間のトルク経路の一部を形成する。第1の駆動モータ614は、第1の入力トルクを第1の遊星変速装置616のサンギヤに伝達する。第1の遊星変速装置616のキャリアは、第1の駆動シャフト606に互いにかみ合うピニオンギヤを介して回転連結される。そして、第1のカップリングシャフト622は、図29a及び図29cに示されるように並びに参照により本願に全ての開示が援用される、2009年11月13日に出願された、MOTORINTERFACEFORPARALLELDRIVESHAFTSWITHINANINDEPENDENTLYROTATINGMEMBERという名称の米国特許仮出願番号第61/260,919号代理人整理番号ISRG02360PROVに記載されるように、一対のピニオンギヤ及びリングギヤを介して、第1の駆動シャフト606に、回転可能に連結される。同様に、第2のカップリングシャフト624は、第2の遊星変速装置620のキャリアと第2の駆動シャフト608との間のトルク経路の一部を形成する。第2の駆動モータ618は、第2の入力トルクを第2の遊星変速装置620のサンギヤに伝達する。第2の遊星変速装置620のキャリアは、第2の駆動シャフト624に互いにかみ合うピニオンギヤを介して回転連結される。そして、第2のカップリングシャフト624は、参照により本願に全ての開示が援用される、2009年11月13日に出願された、MOTORINTERFACEFORPARALLELDRIVESHAFTSWITHINANINDEPENDENTLYROTATINGMEMBERという名称の米国特許仮出願番号第61/260,919号代理人整理番号ISRG02360PROVに記載されるように、一対のピニオンギヤ及びリングギヤを介して、第2の駆動シャフト608に、回転可能に連結される。共通フィードバックシャフト626は、第1の遊星変速装置616のベースリンクとメインシャフト604との間のトルク経路の一部及び第2の遊星変速装置620のベースリンクとメインシャフト604との間のトルク経路の一部を形成する。第1の遊星変速装置616のベースリンクは、一対のピニオンギヤを介して共通フィードバックシャフト626に回転可能に連結され、この一対のピニオンギヤの1つは第1の遊星変速装置616のベースリンクの一部を形成する。同様に、第2の遊星変速装置620のベースリンクは、一対のピニオンギヤを介して共通フィードバックシャフト626に回転可能に連結され、この一対のピニオンギヤの1つは第2の遊星変速装置620のベースリンクの一部を形成する。共通フィードバックシャフト626は、一対のピニオンギヤを介してメインシャフト604に回転可能に連結され、この一対のピニオンギヤの1つはメインシャフトに直接回転連結される。メインシャフト604は、一対のヘリカルギヤ628、630を介してメイン駆動モータ図示せずに回転連結される。動作では、メインシャフトが回転されないとき、共通フィードバックシャフト626並びに第1及び第2の変速装置のベースリンクもまた、メインシャフトに回転連結されているため回転しない。第1及び第2の遊星変速装置のベースリンクが作動組立体のベースに回転接地されていないため、ベースリンクは、駆動モータからの入力トルクに応じて反作用トルクをメインシャフトに伝達するように、要求に応じて自由に回転をそらせることができ、ベースリンクは、メイン駆動モータによるメインシャフトの任意の回転によって決定されるときに共通駆動シャフトの回転によって決定されるように自由に回転する。器具組立体600は、エンドエフェクタの回転機構への作動トルクの伝達に起因する望ましくないメインシャフトの回転を防ぐように検討された代替のアプローチに対して多数の利点を提供する。例えば、器具組立体600は、独立して回転可能なメインシャフトによって支持されるエンドエフェクタの第1及び第2の回転機構の一方又は両方への高レベルのトルクの伝達を提供する一方、同時にメインシャフトへの反作用トルクの伝達を提供し、したがって、メインシャフトを回転させるために使用されるメイン駆動モータをバックドライブさせ得るメインシャフトに加えられるネットルクが実質的にないことをもたらし得る。反作用トルクの伝達は、受動的に実現されるので、能動的アプローチで必要となり得る構成要素の使用を避ける。器具組立体600は、エネルギの突然の解放の可能性無しにいずれの回転方向においても連続的なリニアな性能を提供する。器具組立体600は、メインシャフトのサイズに対する比較的大きいサイズのモータ及びギヤボックスを考慮する現実的なパッキングの解決法に対応する。器具組立体600はまた、摩擦、磨耗、バックラッシュ、加工精度、及び機構に使用される構成要素の剛性に対する実質的な不変性も示す。伝動装置が変速装置とメインシャフトとの間の運動学的な閉じた系を作るため、如何なるバックラッシュもこの閉じた系において吸収され、したがって、機構の計算された残りのトルクを超えるネットトルクはメインシャフト/エンドエフェクタ組立体に決して加えられない。そして、前述の利点全てが、エンドエフェクタの第1及び第2の回転機構の一方又は両方へのトルクの伝達中、メイン駆動モータによるメインシャフトの自由な回転を提供する器具に提供される。検討された代替アプローチは、前述の利点の1つ又は複数を提供しない。検討された代替アプローチは、一方向平歯車、バックドライブできないウォームギヤ、摩擦ブレーキ、メインシャフト回転ロック、メイン駆動モータを介して加えられる余分なパワー、メイン駆動モータを介したメインシャフトの回転の能動的補償、与えられるトルクを補償するための補助モータの使用、及びメインシャフトへのモータ及びギヤボックスの取り付けを含んだ。特にセルフロッキングギヤのコンセプトは、特に、ギヤセットがロックされた状態からロック解除された状態になるので、負荷をかけられる間の回転方向の変化が突然且つ素早い機械的エネルギの解放を生じさせ得るという問題に悩まされる。ブレーキは、ブレーキの解放が突然エネルギを解放し得るという同様な欠陥を有する。例示のギヤ比に対するトルクバランス計算図30は、上述の手術用組立体500に使用され得る例示的なギヤ比に関する以下の詳解のための参照符号の識別を提供する。反作用作動組立体506は、第1及び第2の駆動モータ516、518をメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502と連結するために同様の構成を使用するので、以下の詳解は、詳解がまた第2の駆動モータ518をメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502と連結することに関しても適用可能であるという理解とともに、第1の駆動モータ516をメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502と連結することに関して述べられる。第1の出力リンク530によってメインシャフト/エンドエフェクタ組立体502Tcに伝達されるトルクは式1によって計算され得る。Tc=Tm×P×N1B/N1A×N1D/N1C式1ここで、Tm=モータ1の駆動トルクP=遊星ギヤボックスP1のギヤ比N1A=ギヤ1Aのギヤの歯数N1B=ギヤ1Bのギヤの歯数N1C=ギヤ1Cのギヤの歯数N1D=ギヤ1Dのギヤの歯数、である。第1のベースリンク532及び第1の回転カップリング532を介してメインシャフト508Trに伝達される反作用トルクは式2によって計算され得る。Tr=-Tm×P-1×N3B/N3A×N3D/N3C式2ここで、N3A=ギヤ3Aのギヤの歯数N3B=ギヤ3Bのギヤの歯数N3C=ギヤ3Cのギヤの歯数N3D=ギヤ3Dのギヤの歯数、である。メインシャフトの位置からエンドエフェクタ駆動シャフトの位置の切り離し上述のように反作用トルクを提供することに加えて、手術用組立体500は及び器具組立体600は、エンドエフェクタ駆動シャフトの位置をメインシャフトの位置から実質的に切り離すことを実装され得る。例えば、手術用組立体500の構成は、第1及び第2の入力リンク528、534が回転しないときすなわち、第1及び第2の駆動モータ516、518が回転しない、メインシャフト駆動装置504によるメインシャフト508の回転がメインシャフト508に対する第1及び第2の駆動シャフト542、546の回転の著しい量を生じさせないように、選択され得る。第1及び第2の駆動シャフト542、546の引き起こされる回転は、メインシャフト508の回転の10パーセント未満であり得る。そして、幾つかの実施形態では、第1及び第2の駆動シャフト542、546の引き起こされる回転は、メインシャフトの回転の5パーセント未満であり得る。この特質は非常に有益である。例えば、幾つかの実施形態では、第1及び第2の駆動モータ516、518は、限られた動作範囲を有する。第1及び第2の駆動モータ516、518の位置をメインシャフト508の位置から実質的に切り離すことによって、メインシャフトの動作範囲は、第1及び第2の駆動モータ516、518の限られた動作範囲によって制限されない。さらに、このような切り離しがメインシャフトのわずかな回転に応じた第1及び第2の回転機構512、514の実質的な作動を防ぐので、このような切り離しは、第1及び第2の回転機構512、514に関するエンドエフェクタの操作特性に関して有益である。例えば、第1及び第2の回転機構512、514の一方が吻合器機構を作動させるために使用される場合、切り離しはメインシャフト508の回転によって引き起こされる第1及び第2の回転機構512、514の回転に起因するステープルの不注意な発射を防ぐのに役立つ。さらに、このような切り離しがない場合、メインシャフト508の位置を観測すること及び第1及び第2の駆動シャフト542、546の引き起こされた運動を修正するように第1及び第2の駆動モータ516、518の反作用回転を発生するために観測された位置を使用することが必要になり得る。メインシャフト508の回転によって引き起こされる第1の駆動シャフト542の回転の量は、式3によって計算され得る。理解され得るように、第2の駆動シャフト546に対応するパラメータは、メインシャフト508の回転によって引き起こされた第2の駆動シャフト546の回転の量を計算するために、式3において第1の駆動シャフト542に対応するパラメータに代入され得る。式3ここで、N1E=ギヤ1Eのギヤの歯数N1F=ギヤ1Fのギヤの歯数、である。表1乃至3は、例示の実施形態のエンドエフェクタ駆動シャフトに関する、伝導装置パラメータ、結果として得られる単位トルク計算、及び引き起こされる回転のレベルを記載する。表1.第1の例示の実施形態表2第2の例示の実施形態表3第3の例示の実施形態関連する方法図31は、多くの実施形態による、エンドエフェクタに伝達される作動トルクが手術中にバックドライブ可能なメインシャフトをバックドライブさせることを防ぐための方法700を示す。上述の手術用組立体500及び器具組立体600は、方法700を実施するために使用され得る。そして、1つ又は複数の以下の動作は省略され得る。動作702において、第1の変速装置の入力リンクは、第1の変速装置の出力リンクが第1の出力トルクをメインシャフト及びメインシャフトに支持されたエンドエフェクタを含むとともに第1のエンドエフェクタトルクをエンドエフェクタに伝達するメインシャフト組立体に伝達するように、回転される。第1の変速装置は、第1の入力リンクと第1の出力リンクとの間に第1のギヤ比を提供する。第1の出力トルクは、メインシャフト組立体を回転駆動するように動作可能なメインシャフトのバックドライビングトルク閾値より大きい。動作704では、トルクは、第1の変速装置のベースリンクからメインシャフトに第1の回転カップリングを介して伝達される。第1の回転カップリングは、第1の出力トルクと反対方向である第1の反作用トルクがメインシャフトに加えられるように、第1のベースリンクとメインシャフトとの間に第2のギヤ比を提供する。第1の反作用トルクは、第1の出力トルクによるメインシャフト組立体の回転駆動を抑止する。メインシャフト駆動装置は、メインシャフト組立体がバックドライビングトルク閾値を越えるネットトルクにさらされるときメインシャフトがメインシャフト駆動装置をバックドライブするとともにメインシャフト組立体がバックドライビングトルク閾値未満のネットトルクにさらされるときメインシャフト駆動装置をバックドライブしないような、バックドライビングトルク閾値を有し得る。好ましくは、第1の反作用トルクの大きさは、バックドライビングトルク閾値の50パーセント未満である第1のネットトルクだけ、第1の出力トルクの大きさと異なる。より好ましくは、第1のネットトルクの大きさは、第1の出力トルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえ、バックドライビングトルク閾値の25パーセント未満である。さらにより好ましくは、第1のネットトルクの大きさは、第1のエンドエフェクタトルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえ、バックドライビングトルク閾値の10パーセント未満である。そして、理想的には、第1のネットトルクの大きさは、第1のエンドエフェクタトルクがバックドライビングトルク閾値を越えるときでさえ、バックドライビングトルク閾値の2パーセント未満である。動作706では、第2の変速装置の第2の入力リンクは、第2の変速装置の出力リンクが第2の出力トルクをメインシャフト組立体に伝達するとともに第2のエンドエフェクタトルクをエンドエフェクタに伝達するように、回転される。第2の変速装置は、第2の入力リンクと第2の出力リンクとの間に第3のギヤ比を提供する。第2の出力トルクは、メインシャフト駆動装置のバックドライビングトルク閾値より大きい。動作708では、トルクは、第2の変速装置の第2のベースリンクからメインシャフトに第2の回転カップリングを介して伝達される。第2の回転カップリングは、第2の出力トルクと反対方向である第2の反作用トルクがメインシャフトに加えられるように、第2のベースリンクとメインシャフトとの間に第4のギヤ比を提供する。第2の反作用トルクは、第2の出力トルクによるメインシャフト組立体の回転駆動を抑止する。第1及び第2の回転カップリングは、1つ又は複数の共通構成要素を共有し得る。例えば、第1及び第2の回転カップリングは共通駆動シャフトを共有し得る。他の変形形態は本発明の精神の中にある。したがって、本発明は、様々な変更形態及び代替構造が可能であり、特定の説明された実施形態は図面に示されるとともに詳細に記載されている。しかし、本発明を特定の形態又は開示された形態に限定する意図はなく、それどころか、全ての修正、代替構造、及び添付の特許請求の範囲に定義されるように、本発明の精神及び範囲内に属する均等物をカバーすることを意図していることが理解されるべきである。本発明を記載する文脈における用語a、an、the1つの、ある、及び同様の指示物特に以下の特許請求の範囲の文脈においての使用は、本願に示されない限り又は文脈によって明らかに否定されない限り、単数形及び複数形の両方を包含するように解釈されるべきである。用語有する、含む、備えるcomprising、having、including、及びcontainingは、記載されない限りオープンエンドタームとしてすなわち、含んでいるが限定されないことを意味する解釈されるべきである。用語接続されるは、たとえ何かが介在していても、部分的に又は完全に中に含まれる、取り付けられる、又は一緒に結合されるとして解釈されるべきである。本願における値の範囲の列挙は、ここに示されない限り、範囲に入るそれぞれの独立した値を個別に参照する省略表現方法として機能することが単に意図され、それぞれの独立した値は、それが本願に個別に参照されるように、明細書に組み込まれる。本願に記載された全ての方法は、本願に示されない限り又は文脈によって明らかに否定されない限り、任意の適切な順番で実行され得る。任意の及び全ての例、又は本願に用いられる例示的な言語例えば、等の使用は、本発明の実施形態をより良く明らかにすることを単に意図し、特許請求の範囲に記載されない限り、本発明の範囲の限定をもたらさない。明細書の言語は、本発明の実施に必須であるような任意のクレームされていない要素を示すものとして解釈されるべきではない。本発明を実施するために発明者に知られているベストモードを含む、本発明の好適な実施形態がここに記載されている。これらの好適な実施形態の変形形態は、前述の記載を読むことで当業者に明らかになり得る。発明者は、熟練した職人がこのような変形形態を適切に用いることを予期し、発明者は発明が特に本願に記載されるより他の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、全ての修正形態及び適用される法律によって許されるように添付された特許請求の範囲に記載された主題の均等物を含む。さらに、それらの全ての可能な変形形態の上述の構成要素の任意の組み合わせが、本願に示されない限り又は文脈によって明らかに否定されない限り、本発明によって包含される。本願に引用された、出版物、特許出願、特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が参照により組み込まれることが個々に且つ明確に示されるような、並びに且つ完全に本願に述べられているような、同じ程度まで、参照により本願に組み込まれる。"