Механизм трансмиссии и хирургический инструмент

Изобретение относится к механизму трансмиссии хирургического инструмента. Механизм трансмиссии содержит направляющие механизмы, первый, второй и третий ведущие валы и первый, второй, третий и четвертый тянущие элементы. Первый и второй тянущие элементы намотаны вокруг первого ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединены с ним и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направления посредством направляющих механизмов. Третий и четвертый тянущие элементы намотаны вокруг третьего ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединены с ним и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направления посредством направляющих механизмов. Направляющие механизмы выполнены таким образом, что, когда второй ведущий вал вращается, направление перемещения части первого и второго тянущих элементов, которая находится между направляющими механизмами и наконечником инструмента, противоположно направлению перемещения части третьего и четвертого тянущих элементов, которая находится между направляющими механизмами и наконечником инструмента. В результате упрощается конструкция. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области техники медицинских инструментов, и, в частности, к механизму трансмиссии, применимому к малоинвазивным хирургическим роботам.

Предпосылки создания изобретения

По сравнению с обычными открытыми хирургическими операциями, малоинвазивная хирургия имеет очевидные преимущества в отношении терапевтического эффекта, обезболивания, цикла восстановления, медицинских затрат, и так далее, и, таким образом, широко используется при хирургических вмешательствах.

В последнее время, с разработкой технологии малоинвазивной хирургии, хирургические роботы становятся все более популярными и используются в расширяющемся спектре хирургических вмешательств, при все более сложных состояниях пациента, с увеличивающейся точностью операции и степенью передачи информации. В настоящее время, представителями роботов являются система роботизированной хирургии Da Vinci, разработанная компанией Intuitive Surgical в США, и система роботизированной хирургии ZEUS, разработанная компанией Computer Motion, которые успешно применяются в хирургических операциях. Тем не менее, недостатками обеих этих систем роботизированной хирургии являются сложный механизм, большой размер, высокая цена, и так далее.

В частности, обнаружено, что на эффективность хирургического робота в целом непосредственно влияют свойства хирургических инструментов, и механизм трансмиссии (расположенный в установочной части инструмента) для приведения перемещения хирургических инструментов является ключевым фактором, который ограничивает эффективность хирургических инструментов. Тем не менее, механизм трансмиссии, описанный в Патенте США № 9,078,684 B2, использует шесть тросов для приведения трех сочленений, расположенных на конце хирургического инструмента, для достижения перемещения с тремя степенями свободы, и в результате этого имеет недостатки, связанные со сложной конструкцией трансмиссии и большим занимаемым пространством. Следовательно, существует потребность в разработке механизма трансмиссии, имеющего простую конструкцию трансмиссии и небольшое занимаемое пространство, для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения перемещения с тремя степенями свободы.

Краткое изложение сущности изобретения

Целью настоящего изобретения является разработка механизма трансмиссии и хирургического инструмента, включающего в себя этот механизм трансмиссии. По сравнению с механизмом трансмиссии предшествующего уровня техники, настоящий механизм трансмиссии имеет простую конструкцию, малую сложность управления и небольшое занимаемое пространство, а также выполнен с возможностью приведения наконечника инструмента, расположенного на конце хирургического инструмента, с обеспечением достижения перемещения с тремя степенями свободы.

Для достижения описанной выше цели и других соответствующих целей, в настоящем изобретении разработан механизм трансмиссии, расположенный на хирургическом инструменте и выполненный с возможностью приведения в перемещение наконечника инструмента, расположенного на конце хирургического инструмента, причем механизм трансмиссии содержит:

ведущие валы, содержащие первый ведущий вал, второй ведущий вал и третий ведущий вал, которые расположены параллельно друг другу;

тянущие элементы, содержащие первый тянущий элемент, второй тянущий элемент, третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент; и

направляющий механизм;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент намотаны вокруг первого ведущего вала в противоположных направлениях, частично неподвижно соединены с первым ведущим валом и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений через направляющий механизм; и третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент намотаны вокруг третьего ведущего вала в противоположных направлениях, частично неподвижно соединены с третьим ведущим валом и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений через направляющий механизм;

причем направляющий механизм выполнен таким образом, что, когда второй ведущий вал вращается, направление перемещения частей первого тянущего элемента и второго тянущего элемента, расположенных между направляющим механизмом и наконечником инструмента, противоположно направлению перемещения частей третьего тянущего элемента и четвертого тянущего элемента, расположенных между направляющим механизмом и наконечником инструмента.

Предпочтительно, направляющий механизм содержит первый направляющий механизм и второй направляющий механизм, причем оси первого направляющего механизма и второго направляющего механизма параллельны осям ведущих валов;

причем направляющий механизм расположен в первом пространстве, образованном посредством первой плоскости, образованной посредством осей первого ведущего вала и второго ведущего вала, и второй плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала и третьего ведущего вала; причем первый направляющий механизм расположен дальше от первого ведущего вала, чем второй направляющий механизм, и второй направляющий механизм расположен дальше от третьего ведущего вала, чем первый направляющий механизм;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, намотанные вокруг первого ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединенные с первым ведущим валом, неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону первого направляющего механизма; и причем третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, намотанные вокруг третьего ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединенные с третьим ведущим валом, неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону второго направляющего механизма.

Предпочтительно, механизм трансмиссии дополнительно содержит:

соединители, содержащие первый соединитель и второй соединитель;

причем первый соединитель и второй соединитель не пересекаются и каждый из них перпендикулярен оси второго ведущего вала; причем один конец первого соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, и другой конец первого соединителя неподвижно соединен с первым направляющим механизмом; и причем один конец второго соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, и другой конец второго соединителя неподвижно соединен со вторым направляющим механизмом.

Предпочтительно, механизм трансмиссии дополнительно содержит:

выходной направляющий механизм, содержащий первый выходной направляющий механизм и второй выходной направляющий механизм;

причем выходной направляющий механизм расположен во втором пространстве, образованном посредством третьей плоскости, образованной посредством осей первого ведущего вала и третьего ведущего вала, четвертой плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала и первого направляющего механизма, и пятой плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала и второго направляющего механизма; причем оси первого выходного направляющего механизма и второго выходного направляющего механизма перпендикулярны оси второго ведущего вала, и оси первого выходного направляющего механизма и второго выходного направляющего механизма не пересекаются;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону первого направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм; и причем третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону второго направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм.

Предпочтительно, направляющий механизм дополнительно содержит третий направляющий механизм и четвертый направляющий механизм, которые посажены подобно втулке на второй ведущий вал; и третий направляющий механизм не совпадает с четвертым направляющим механизмом в осевом направлении второго ведущего вала;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, после наматывания вокруг первого ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как первого направляющего механизма, так и третьего направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм; и третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, после наматывания вокруг третьего ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как второго направляющего механизма, так и четвертого направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм.

Предпочтительно, направляющий механизм дополнительно содержит третий направляющий механизм и четвертый направляющий механизм; причем четвертый направляющий механизм расположен дальше от первого ведущего вала, чем третий направляющий механизм, и третий направляющий механизм расположен дальше от третьего ведущего вала, чем четвертый направляющий механизм;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, после наматывания вокруг первого ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как первого направляющего механизма, так и третьего направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм; и третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, после наматывания вокруг третьего ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как второго направляющего механизма, так и четвертого направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм.

Предпочтительно, механизм трансмиссии дополнительно содержит:

соединители, содержащие третий соединитель и четвертый соединитель, причем третий соединитель и четвертый соединитель не пересекаются и каждый из них перпендикулярен оси второго ведущего вала; причем один конец третьего соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, и другой конец третьего соединителя неподвижно соединен с третьим направляющим механизмом; и один конец четвертого соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, и другой конец четвертого соединителя неподвижно соединен с четвертым направляющим механизмом.

Предпочтительно, первый тянущий элемент и второй тянущий элемент проходят через одну и ту же сторону первого направляющего механизма и третьего направляющего механизма, и третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент проходят через одну и ту же сторону второго направляющего механизма и четвертого направляющего механизма.

Предпочтительно, расстояние между осью второго ведущего вала и осью первого ведущего вала равно расстоянию между осью второго ведущего вала и осью третьего ведущего вала.

Предпочтительно, первый тянущий элемент и второй тянущий элемент проходят через первый направляющий механизм от стороны первого направляющего механизма с удалением от второго ведущего вала, и третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент проходят через второй направляющий механизм от стороны второго направляющего механизма с удалением от второго ведущего вала.

Предпочтительно, выходной направляющий механизм находится на средне-вертикальной плоскости третьей плоскости, или первый выходной направляющий механизм и второй выходной направляющий механизм расположены симметрично по отношению к средне-вертикальной плоскости.

Предпочтительно, первый тянущий элемент содержит первый конец, первое тело, проходящее от первого конца, и второй конец, соединенный с первым телом; причем первый конец намотан вокруг первого ведущего вала и частично неподвижно соединен с первым ведущим валом; причем первое тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит ко второму концу после изменения своего направления посредством первого выходного направляющего механизма; и причем второй конец неподвижно соединен с наконечником инструмента;

причем второй тянущий элемент содержит третий конец, второе тело, проходящее от третьего конца, и четвертый конец, соединенный со вторым телом; причем третий конец намотан вокруг первого ведущего вала в направлении, противоположном первому концу, и частично неподвижно соединен с первым ведущим валом; причем второе тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит к четвертому концу после изменения своего направления посредством первого выходного направляющего механизма; и причем четвертый конец неподвижно соединен с наконечником инструмента.

Предпочтительно, третий тянущий элемент содержит пятый конец, третье тело, проходящее от пятого конца, и шестой конец, соединенный с третьим телом; причем пятый конец намотан вокруг третьего ведущего вала и частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом; причем третье тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит к шестому концу после изменения своего направления посредством второго выходного направляющего механизма; и причем шестой конец неподвижно соединен с наконечником инструмента;

причем четвертый тянущий элемент содержит седьмой конец, четвертое тело, проходящее от седьмого конца, и восьмой конец, соединенный с четвертым телом; причем седьмой конец намотан вокруг третьего ведущего вала в направлении, противоположном пятому концу, и частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом; причем четвертое тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит к восьмому концу после изменения своего направления посредством второго выходного направляющего механизма; причем восьмой конец неподвижно соединен с наконечником инструмента; и причем третье тело и четвертое тело всегда расположены на одной и той же стороне первого тела и второго теле.

Предпочтительно, как первый направляющий механизм, так и второй направляющий механизм содержат два установленных на одной оси колеса, и как первый выходной направляющий механизм, так и второй выходной направляющий механизм содержат два установленных на одной оси колеса.

Предпочтительно, первый ведущий вал и/или третий ведущий вал дополнительно содержат вращатель; причем вращатель соосно неподвижно соединен с соответствующим ведущим валом; причем вращатель предусмотрен с отверстием; и причем тянущий элемент намотан вокруг вращателя соответствующего ведущего вала и неподвижно соединен с отверстием вращателя.

Для достижения описанной выше цели и других соответствующих целей, в настоящем изобретении разработан хирургический инструмент, содержащий механизм трансмиссии по любому из вариантов осуществления, причем механизм трансмиссии выполнен с возможностью приведения в перемещение наконечника инструмента, расположенного на конце хирургического инструмента.

Наконец, механизм трансмиссии настоящего изобретения в основном используется на хирургическом инструменте и выполнен с возможностью приведения в перемещение наконечника инструмента хирургического инструмента. Он содержит только четыре тянущих элемента, три ведущих вала и направляющий механизм, посредством этого обеспечивая меньшее количество деталей и малые затраты на использование. Механизм трансмиссии настоящего изобретения приводит наконечник инструмента с обеспечением выполнения перемещения с тремя степенями свободы, только посредством приведения в перемещение соответствующих четырех тянущих элементов через вращение трех ведущих валов, посредством этого обеспечивая простую приводную конструкцию и удобный способ приведения. К тому же, по сравнению с существующим механизмом трансмиссии, имеющим шесть тросов, механизм трансмиссии настоящего изобретения, использующий только четыре тянущих элемента для достижения перемещения с тремя степенями свободы, уменьшает количество тросов и соответствующих компонентов, оптимизирует размер и упрощает управление приведением, посредством этого обеспечивая уменьшение размера хирургического инструмента, благодаря чему обеспечивается минимально инвазивная рана, а также превосходная гибкость операции благодаря более гибкому перемещению хирургических инструментов в малом пространстве тела человека. Более того, механизм трансмиссии, приводимый посредством тянущих элементов, имеет малый общий вес и улучшенную стабильность и надежность.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой вид в осевой проекции механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 1 настоящего изобретения;

Фиг. 2 представляет собой вид в осевой проекции механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 2 настоящего изобретения;

Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе механизма трансмиссии, показанной на Фиг. 2;

Фиг. 4 представляет собой частичный схематичный вид механизма трансмиссии, показанной на Фиг. 3;

Фиг. 5 представляет собой вид в осевой проекции механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 3 настоящего изобретения;

Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе хирургического инструмента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе механизма трансмиссии в установочной части инструмента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Далее описаны ссылочные позиции на чертежах:

1-первый ведущий вал, 2-второй ведущий вал, 3-третий ведущий вал, 4-первый тянущий элемент, 5-второй тянущий элемент, 6-третий тянущий элемент, 7-четвертый тянущий элемент, 8-первый направляющий механизм, 9-второй направляющий механизм, 10-первый соединитель, 11-второй соединитель, 12-первый выходной направляющий механизм, 13-второй выходной направляющий механизм, 14-первый вращатель, 15-второй вращатель, 16-третий направляющий механизм, 17-четвертый направляющий механизм, 18-третий соединитель, 19-четвертый соединитель, 20-наконечник инструмента, 21-установочная часть инструмента, 22-трубка, 41-первое тело, 51-второе тело, 61-третье тело, и 71-четвертое тело.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Для более понятного объяснения предметов, преимуществ и признаков настоящего изобретения, далее со ссылкой на Фиг. 1-7 более подробно описаны механизм трансмиссии и хирургический инструмент, предложенные в настоящем изобретении. Следует заметить, что прилагаемые чертежи представлены в очень упрощенной форме и не обязательно в масштабе, только для способствования удобству и ясности объяснения предмета настоящего изобретения.

<Вариант осуществления 1>

Фиг. 1 представляет собой вид в осевой проекции механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 1 настоящего изобретения. Как видно на Фиг. 1, механизм трансмиссии расположен на хирургическом инструменте и выполнен с возможностью приведения в перемещение наконечника инструмента, расположенного на конце хирургического инструмента, и содержит ведущие валы, направляющий механизм и тянущие элементы. Ведущие валы содержат первый ведущий вал 1, второй ведущий вал 2 и третий ведущий вал 3, которые расположены параллельно друг другу. Тянущие элементы содержат первый тянущий элемент 4, второй тянущий элемент 5, третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7.

Первый тянущий элемент 4 намотан вокруг первого ведущего вала 1, частично неподвижно соединен с первым ведущим валом 1, и неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения его направления посредством прохождения через одну сторону направляющего механизма. Второй тянущий элемент 5 намотан вокруг первого ведущего вала 1 в направлении, противоположном первому тянущему элементу 4, частично неподвижно соединен с первым ведущим валом 1, и неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения его направления посредством прохождения через одну сторону направляющего механизма. Таким образом, когда первый ведущий вал 1 вращается, первый тянущий элемент 4 и второй тянущий элемент 5 перемещаются в противоположных направлениях для достижения возвратно-поступательного перемещения (то есть, тянущий элемент удаляется от наконечника инструмента, и другой тянущий элемент приближается к наконечнику инструмента), для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения первой степени свободы перемещения.

Третий тянущий элемент 6 намотан вокруг третьего ведущего вала 3, частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом 3, и неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения его направления посредством прохождения через одну сторону направляющего механизма. Четвертый тянущий элемент 7 намотан вокруг третьего ведущего вала 3 в направлении, противоположном третьему тянущему элементу 6, частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом 3, и неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения его направления посредством прохождения через одну сторону направляющего механизма. Таким образом, когда третий ведущий вал 3 вращается, третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7 перемещаются в противоположных направлениях для достижения возвратно-поступательного перемещения, для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения второй степени свободы перемещения.

К тому же, направляющий механизм выполнен таким образом, что, когда второй ведущий вал 2 вращается, направление перемещения частей первого тянущего элемента 4 и второго тянущего элемента 5, находящихся между направляющим механизмом и наконечником инструмента, противоположно направлению перемещения частей третьего тянущего элемента 6 и четвертого тянущего элемента 7, находящихся между направляющим механизмом и наконечником инструмента.

Когда первый ведущий вал 1 вращается, первый тянущий элемент 4 и второй тянущий элемент 5 перемещаются в противоположных направлениях (то есть, тянущий элемент удаляется от наконечника инструмента, и другой тянущий элемент приближается к наконечнику инструмента) для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения первой степени свободы перемещения. Когда третий ведущий вал 3 вращается, третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7 перемещаются в противоположных направлениях для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения второй степени свободы перемещения. Затем, когда второй ведущий вал 2 вращается, первый тянущий элемент 4 и второй тянущий элемент 5 перемещаются в противоположных направлениях к третьему тянущему элементу 6 и четвертому тянущему элементу 7 для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения третьей степени свободы перемещения. Таким образом, механизм трансмиссии в настоящей заявке выполнен с возможностью приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения перемещения с тремя степенями свободы. Например, как первая степень свободы, так и вторая степень свободы могут представлять собой степень свободы вращения наконечника инструмента вокруг некоторой оси, и третья степень свободы может представлять собой степень свободы перемещения наконечника инструмента вдоль некоторого направления. Это может быть конкретно определено согласно фактическим условиям, и настоящее изобретение никоим образом не ограничивает это.

В этом варианте осуществления, направляющий механизм содержит первый направляющий механизм 8 и второй направляющий механизм 9. Оси первого ведущего вала 1, второго ведущего вала 2, третьего ведущего вала 3, первого направляющего механизма 8 и второго направляющего механизма 9 параллельны друг другу. Направляющие механизмы расположены в первом пространстве. Первое пространство образовано посредством первой плоскости, образованной посредством осей первого ведущего вала 1 и второго ведущего вала 2, и второй плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала 2 и третьего ведущего вала 3; и первый направляющий механизм 8 расположен дальше от первого ведущего вала 1, чем второй направляющий механизм 9, и второй направляющий механизм 9 расположен дальше от третьего ведущего вала 3, чем первый направляющий механизм 8.

Первый тянущий элемент 4, намотанный вокруг первого ведущего вала 1 и частично неподвижно соединенный с ним, неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения направления посредством прохождения через одну сторону первого направляющего механизма 8. Второй тянущий элемент 5, намотанный вокруг первого ведущего вала 1 в направлении, противоположном первому тянущему элементу 4, и частично неподвижно соединенный с первым ведущим валом 1, неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения направления посредством прохождения через одну сторону первого направляющего механизма 8. Третий тянущий элемент 6, намотанный вокруг третьего ведущего вала 3 и частично неподвижно соединенный с ним, неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения направления посредством прохождения через одну сторону второго направляющего механизма 9. Четвертый тянущий элемент 7, намотанный вокруг третьего ведущего вала 3 в направлении, противоположном третьему тянущему элементу 6, и частично неподвижно соединенный с третьим ведущим валом 3, неподвижно соединен с наконечником инструмента после изменения направления посредством прохождения через одну сторону второго направляющего механизма 9. На Фиг. 1, первый тянущий элемент 4 и второй тянущий элемент 5 проходят через одну и ту же сторону первого направляющего механизма 8, и третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7 проходят через одну и ту же сторону второго направляющего механизма 9. К тому же, первый тянущий элемент 4 и второй тянущий элемент 5 проходят через первый направляющий механизм 8 от стороны первого направляющего механизма 8 с удалением от второго ведущего вала 2, и третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7 проходят через второй направляющий механизм 9 от стороны второго направляющего механизма 9 с удалением от второго ведущего вала 2.

В этом варианте осуществления, механизм трансмиссии дополнительно содержит соединители, то есть, первый соединитель 10 и второй соединитель 11. Один конец первого соединителя 10 неподвижно соединен со вторым ведущим валом 2, и другой конец первого соединителя 10 неподвижно соединен с первым направляющим механизмом 8. Первый направляющий механизм 8 предпочтительно выполнен с возможностью вращения. Один конец второго соединителя 11 неподвижно соединен со вторым ведущим валом 2, и другой конец второго соединителя 11 неподвижно соединен со вторым направляющим механизмом 9. Второй направляющий механизм 9 предпочтительно выполнен с возможностью вращения. Первый соединитель 10 и второй соединитель 11 не пересекаются, и каждый из них вертикально пересекается с осью второго ведущего вала 2. То есть, точка пересечения первого соединителя 10 и второго ведущего вала 2 и точка пересечения второго соединителя 11 и второго ведущего вала 2 находятся на разных высотах второго ведущего вала 2.

К тому же, механизм трансмиссии дополнительно содержит выходной направляющий механизм, то есть, первый выходной направляющий механизм 12 и второй выходной направляющий механизм 13. Выходной направляющий механизм (например, первый выходной направляющий механизм 12 и второй выходной направляющий механизм 13) расположен во втором пространстве. Второе пространство образовано посредством третьей плоскости, образованной посредством осей первого ведущего вала 1 и третьего ведущего вала 3, четвертой плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала 2 и первого направляющего механизма 8, и пятой плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала 2 и второго направляющего механизма 9. Каждая из осей первого выходного направляющего механизма 12 и второго выходного направляющего механизма 13 перпендикулярна оси второго ведущего вала 2, и оси первого выходного направляющего механизма 12 и второго выходного направляющего механизма 13 не пересекаются.

В настоящей заявке, признаки "каждая из осей первого выходного направляющего механизма 12 и второго выходного направляющего механизма 13 перпендикулярна оси второго ведущего вала 2, и оси первого выходного направляющего механизма 12 и второго выходного направляющего механизма 13 не пересекаются" следует понимать как то, что любая плоскость, перпендикулярная оси второго ведущего вала 2, проходит не более чем через одну из осей первого выходного направляющего механизма 12 и второго выходного направляющего механизма 13.

В настоящей заявке, первое пространство следует понимать как замкнутое пространство, образованное предпочтительно посредством первой плоскости, второй плоскости и третьей плоскости, и, соответственно, ось второго ведущего вала 2 находится в первом пространстве. Второе пространство следует понимать как полуоткрытое пространство, образованное посредством третьей плоскости, четвертой плоскости и пятой плоскости, и, соответственно, ось второго ведущего вала 2 не находится во втором пространстве.

Первый тянущий элемент 4, после наматывания вокруг первого ведущего вала 1 и частичного неподвижного соединения с первым ведущим валом 1 и изменения направления посредством прохождения через одну сторону первого направляющего механизма 8, неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного изменения направления посредством прохождения через первый выходной направляющий механизм 12. Второй тянущий элемент 5, после наматывания вокруг первого ведущего вала 1 в направлении, противоположном первому тянущему элементу 4 и частичного неподвижного соединения с первым ведущим валом 1 и изменения направления посредством прохождения через одну сторону первого направляющего механизма 8, неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного изменения направления посредством прохождения через первый выходной направляющий механизм 12.

Третий тянущий элемент 6, после наматывания вокруг третьего ведущего вала 3 и частичного неподвижного соединения с третьим ведущим валом 3 и изменения направления посредством прохождения через одну сторону второго направляющего механизма 9, неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного изменения направления посредством прохождения через второй выходной направляющий механизм 13. Четвертый тянущий элемент 7, после наматывания вокруг третьего ведущего вала 3 в направлении, противоположном третьему тянущему элементу 6 и частичного неподвижного соединения с третьим ведущим валом 3 и изменения направления посредством прохождения через одну сторону второго направляющего механизма 9, неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного изменения направления посредством прохождения через второй выходной направляющий механизм 13.

В предпочтительном варианте осуществления, расстояние между осью второго ведущего вала 2 и осью первого ведущего вала 1 равно расстоянию между осью второго ведущего вала 2 и осью третьего ведущего вала 3, то есть, вертикальные расстояния от второго ведущего вала 2 как до первого ведущего вала 1, так и до третьего ведущего вала 3 равны для способствования оптимизации размера механизма трансмиссии.

В другом предпочтительном варианте осуществления, выходной направляющий механизм (например, первый выходной направляющий механизм 12 и второй выходной направляющий механизм 13) находится на средне-вертикальной плоскости третьей плоскости (то есть, над третьей плоскостью), образованной посредством оси первого ведущего вала 1 и оси третьего ведущего вала 3. "Средне-вертикальная плоскость" относится к плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой находятся ось первого ведущего вала 1 и ось третьего ведущего вала 3, и расстояния от любой точки на средне-вертикальной плоскости до оси первого ведущего вала 1 и оси третьего ведущего вала 3 равны. В качестве альтернативы, первый выходной направляющий механизм 12 и второй выходной направляющий механизм 13 расположены симметрично по отношению к средне-вертикальной плоскости.

Как видно на Фиг. 1, когда второй ведущий вал 2 вращается в диапазоне некоторого угла, первый соединитель 10 и второй соединитель 11 вращаются вместе со вторым ведущим валом 2, и, в это же время, первый направляющий механизм 8 и второй направляющий механизм 9, соединенные с двумя соединителями, также вращаются (поворачиваются) вокруг второго ведущего вала 2. Во время вращения первого направляющего механизма 8, длина частей первого тянущего элемента 4 между первым направляющим механизмом 8 и первым ведущим валом 1 и длина частей второго тянущего элемента 5 между первым направляющим механизмом 8 и первым ведущим валом 1 соответственно изменяется. Поскольку длина как первого тянущего элемента 4, так и второго тянущего элемента 5 является постоянной, первый тянущий элемент 4 и второй тянущий элемент 5 образуют возвратно-поступательное перемещение. Подобным образом, третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7 также вместе образуют возвратно-поступательное перемещение. Как видно при конкретном положении каждого компонента, показанного на Фиг. 1, когда второй ведущий вал 2 вращается против часовой стрелки в диапазоне первого угла, длина частей первого тянущего элемента 4 между первым направляющим механизмом 8 и первым ведущим валом 1 и длина частей второго тянущего элемента 5 между первым направляющим механизмом 8 и первым ведущим валом 1 увеличиваются, тогда как длина частей третьего тянущего элемента 6 между вторым направляющим механизмом 9 и третьим ведущим валом 3 и длина частей четвертого тянущего элемента 7 между вторым направляющим механизмом 9 и третьим ведущим валом 3 уменьшаются. Следовательно, дальние концы первого тянущего элемента 4 и второго тянущего элемента 5 удаляются от механизма трансмиссии, и дальние концы третьего тянущего элемента 6 и четвертого тянущего элемента 7 приближаются к механизму трансмиссии. Иначе, когда второй ведущий вал 2 вращается по часовой стрелке в диапазоне второго угла, дальние концы третьего тянущего элемента 6 и четвертого тянущего элемента 7 удаляются от механизма трансмиссии, и первый тянущий элемент 4 и второй тянущий элемент 5 вместе приближаются к механизму трансмиссии. Шестая плоскость образована посредством выходного направляющего механизма и оси второго ведущего вала 2. Первый двугранный угол образован посредством второй плоскости и четвертой плоскости, и второй двугранный угол образован посредством пятой плоскости и шестой плоскости. Первый угол представляет собой минимальную величину линейного угла первого двугранного угла и линейного угла второго двугранного угла. Третий двугранный угол образован посредством четвертой плоскости и шестой плоскости, и четвертый двугранный угол образован посредством первой плоскости и пятой плоскости. Второй угол представляет собой минимальную величину линейного угла третьего двугранного угла и линейного угла четвертого двугранного угла. Таким образом, первый тянущий элемент 4, второй тянущий элемент 5, третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7 приводят наконечник инструмента с обеспечением достижения третьей степени свободы перемещения. Ближние концы и дальние концы тянущих элементов конкретно описаны далее.

Далее конкретно описаны тянущие элементы этого варианта осуществления.

Первый тянущий элемент 4 содержит первый конец, первое тело 41, проходящее от первого конца, и второй конец, соединенный с первым телом 41; причем первый конец (то есть, ближний конец первого тянущего элемента 4) намотан вокруг первого ведущего вала 1 и частично неподвижно соединен с первым ведущим валом 1; причем первое тело 41 проходит через одну сторону первого направляющего механизма 8 и проходит ко второму концу после изменения его направления посредством первого выходного направляющего механизма 12; и причем второй конец (то есть, дальний конец первого тянущего элемента 4) неподвижно соединен с наконечником инструмента.

Второй тянущий элемент 5 содержит третий конец, второе тело 51, проходящее от третьего конца, и четвертый конец, соединенный со вторым телом 51; причем третий конец (то есть, ближний конец второго тянущего элемента 5) намотан вокруг первого ведущего вала 1 в направлении, противоположном первому концу, и частично неподвижно соединен с первым ведущим валом 1; причем второе тело 51 проходит через одну сторону первого направляющего механизма 8 и проходит к четвертому концу после изменения его направления посредством первого выходного направляющего механизма 12; и причем четвертый конец (то есть, дальний конец второго тянущего элемента 5) неподвижно соединен с наконечником инструмента, причем второе тело 51 и первое тело 41 проходят через первый направляющий механизм 8 с одной и той же стороны первого направляющего механизма 8. Предпочтительно, второе тело 51 и первое тело 41 проходят через первый направляющий механизм 8 от стороны первого направляющего механизма 8 с удалением от второго ведущего вала 2.

Третий тянущий элемент 6 содержит пятый конец, третье тело 61, проходящее от пятого конца, и шестой конец, соединенный с третьим телом 61; причем пятый конец (то есть, ближний конец третьего тянущего элемента 6) намотан вокруг третьего ведущего вала 3 и частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом 3; причем третье тело 61 проходит через одну сторону второго направляющего механизма 9 и проходит к шестому концу после изменения его направления посредством второго выходного направляющего механизма 13; и причем шестой конец (то есть, дальний конец третьего тянущего элемента 6) неподвижно соединен с наконечником инструмента.

Четвертый тянущий элемент 7 содержит седьмой конец, четвертое тело 71, проходящее от седьмого конца, и восьмой конец, соединенный с четвертым телом 71; причем седьмой конец (то есть, ближний конец четвертого тянущего элемента 7) намотан вокруг третьего ведущего вала 3 в направлении, противоположном пятому концу, и частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом 3; причем четвертое тело 71 проходит через одну сторону второго направляющего механизма 9 и проходит к восьмому концу после изменения его направления посредством второго выходного направляющего механизма 13; и причем восьмой конец (то есть, дальний конец четвертого тянущего элемента 7) неподвижно соединен с наконечником инструмента. Четвертое тело 71 и третье тело 61 проходят через второй направляющий механизм 9 с одной и той же стороны второго направляющего механизма 9. Предпочтительно, четвертое тело 71 и третье тело 61 проходят через второй направляющий механизм 9 от стороны второго направляющего механизма 9 с удалением от второго ведущего вала 2.

В качестве альтернативы, в осевом направлении, второй направляющий механизм 9 расположен над первым направляющим механизмом 8, и, соответственно, второй выходной направляющий механизм 13 расположен над первым выходным направляющим механизмом 12. Как третье тело 61, так и четвертое тело 71, после неподвижного соединения с третьим ведущим валом 3, проходят над первым телом 41 и вторым телом 51 (как видно на Фиг. 1), намотаны вокруг второго направляющего механизма 9 для изменения направления, и неподвижно соединены с наконечником инструмента после повторного прохождения над первым телом 41 и вторым телом 51 и наматывания вокруг второго направляющего механизма 9. Конечно же, в осевом направлении, второй направляющий механизм 9 также может быть расположен под первым направляющим механизмом 8, и, соответственно, второй выходной направляющий механизм 13 расположен под первым выходным направляющим механизмом 12. Тем временем, третье тело 61 и четвертое тело 71, после прохождения под первым телом 41 и вторым телом 51 (не показано), наматываются вокруг второго направляющего механизма 9 для изменения направления и затем неподвижно соединяются с наконечником инструмента после повторного прохождения под первым телом 41 и вторым телом 51 и наматывания вокруг второго выходного направляющего механизма 13. Здесь следует понимать, что третье тело 61 и четвертое тело 71 всегда расположены на одной и той же стороне первого тела 41 и второго тела 51. Таким образом, четыре тянущих элемента проходят по существу параллельно друг другу и не пересекаются друг с другом для обеспечения надежности работы механизма. К тому же, длины четырех тянущих элементов, наматывающихся вокруг соответствующих ведущих валов, определяются согласно ходу наконечника инструмента, и настоящее изобретение не налагает конкретных ограничений на это.

Предпочтительно, как первый направляющий механизм 8, так и второй направляющий механизм 9 содержат два установленных на одной оси колеса, и как первый выходной направляющий механизм 12, так и второй выходной направляющий механизм 13 также содержат два установленный на одной оси колеса, и, более предпочтительно, каждое колесо выполнено с возможностью вращения.

Предпочтительно, первый ведущий вал 1 и/или третий ведущий вал 3 содержат вращатели, то есть, первый вращатель 14 и второй вращатель 15. Первый вращатель 14 зафиксирован на первом ведущем валу 1, и второй вращатель 15 зафиксирован на третьем ведущем валу 3. Более того, поверхность каждого вращателя предусмотрена с двумя отверстиями, расположенными в шахматном порядке в окружном направлении. Один конец тянущего элемента закреплен в отверстии после того, как тело тянущего элемента наматывается вокруг вращателя соответствующего ведущего вала и неподвижно соединяется с ним. Например, первый конец закреплен в одном отверстии первого вращателя 14 после наматывания вокруг первого вращателя 14, и третий конец закреплен в одном отверстии или в другом отверстии первого вращателя 14 после наматывания вокруг первого вращателя 14 в направлении, противоположном первому концу. Подобным образом, второй вращатель 15, третий ведущий вал 3, третий тянущий элемент 6 и четвертый тянущий элемент 7 могут быть расположены на основе одного и того же принципа.

<Вариант осуществления 2>

Этот вариант осуществления отличается от Варианта осуществления 1 тем, что этот вариант осуществления имеет четыре направляющих механизма и дополнительно включает в себя два направляющих механизма помимо первого направляющего механизма 8 и второго направляющего механизма 9, то есть, третий направляющий механизм 16 и четвертый направляющий механизм 17. Более того, наматывания вокруг каждого тянущего элемента изменен соответствующим образом, как, в частности, видно на Фиг. 2-4, и остальные настройки механизма трансмиссии могут быть такими же, как в Варианте осуществления 1. Фиг. 2 представляет собой вид в осевой проекции механизма трансмиссии Варианта осуществления 1 настоящего изобретения. Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе механизма трансмиссии, показанного на Фиг. 2. Фиг. 4 представляет собой частичный схематичный вид механизма трансмиссии, показанного на Фиг. 3.

В частности, третий направляющий механизм 16 и четвертый направляющий механизм 17 посажены подобно втулке на второй ведущий вал 2, и третий направляющий механизм 16 и четвертый направляющий механизм 17 не совпадают в осевом направлении второго ведущего вала 2, то есть, расположены на разных осевых высотах. Третий направляющий механизм 16 и четвертый направляющий механизм 17 могут быть выполнены с возможностью вращения (то есть, соединены с возможностью вращения со вторым ведущим валом 2), и также могут быть неподвижно соединены со вторым ведущим валом 2 (то есть, без возможности вращения).

Первое тело 41, после покидания первого ведущего вала 1 и изменения направления посредством прохождения через одну сторону как первого направляющего механизма 8, так и третьего направляющего механизма 16, проходит к своему второму концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента, посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм 12. Соответственно, второе тело 51, после покидания первого ведущего вала 1 в противоположном направлении и изменения направления посредством прохождения через одну сторону как первого направляющего механизма 8, так и третьего направляющего механизма 16, проходит к своему четвертому концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента, посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм 12. В частности, первое тело 41 и второе тело 51 проходят через первый направляющий механизм 8 от стороны первого направляющего механизма 8 с удалением от второго ведущего вала 2. Подобным образом, третье тело 61, после покидания третьего ведущего вала 3 и изменения направления посредством прохождения через одну сторону как второго направляющего механизма 9, так и четвертого направляющего механизма 17, проходит к своему шестому концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента, посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм 13. Соответственно, четвертое тело 71, после покидания третьего ведущего вала 3 в противоположном направлении и изменения направления посредством прохождения через одну сторону как второго направляющего механизма 9, так и четвертого направляющего механизма 17, проходит к своему восьмому концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента, посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм 13. Подобным образом, третье тело 61 и четвертое тело 71 проходят через второй направляющий механизм 9 от стороны второго направляющего механизма 9 с удалением от второго ведущего вала 2.

Как видно на Фиг. 2-4, если второй направляющий механизм 9 расположен над первым направляющим механизмом 8 вдоль осевого направления, то четвертый направляющий механизм 17 соответственно расположен над третьим направляющим механизмом 16; иначе, если второй направляющий механизм 9 расположен под первым направляющим механизмом 8 вдоль осевого направления, то четвертый направляющий механизм 17 расположен под третьим направляющим механизмом 16.

В качестве альтернативы, как первое тело 41, так и второе тело 51 проходят через одну и ту же сторону первого направляющего механизма 8 и третьего направляющего механизма 16, и, подобным образом, как третье тело 61, так и четвертое тело 71 проходят через одну и ту же сторону второго направляющего механизма 9 и четвертого направляющего механизма 17. Здесь, термин "одна и та же сторона" относится к линии, соединяющей точку касания, образованную посредством соответствующего тянущего элемента, покидающего направляющий механизм, и точку касания, образованную посредством соответствующего тянущего элемента, входящего в другой направляющий механизм, и параллельной соединительной линии между центральными точками этих двух направляющих механизмов. Например, соединительная линия между точкой касания, образованной посредством первого тела 41, покидающего первый направляющий механизм 8, и точкой касания, образованной посредством первого тела 41, входящего в третий направляющий механизм 16, параллельна соединительной линии между центральными точками первого направляющего механизма 8 и третьего направляющего механизма 16 (центру вращения направляющего механизма). Подобные определения применимы к другим трем телам.

Другие конструктивные формы механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 2 подобны соответствующим конструктивным формам механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 1. Смотри Вариант осуществления 1 для подробностей. Более того, режим работы механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 2 является таким же, как режим работы механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 1. То есть, первый ведущий вал 1 вращается для приведения первого тянущего элемента 4 и второго тянущего элемента 5 в перемещение в противоположных направлениях, для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения первой степени свободы перемещения; третий ведущий вал 3 вращается для приведения третьего тянущего элемента 6 и четвертого тянущего элемента 7 в перемещение в противоположных направлениях, для приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения второй степени свободы перемещения; второй ведущий вал 2 вращается для приведения четырех тянущих элементов в одновременное перемещение и приведения наконечника инструмента с обеспечением достижения третьей степени свободы перемещения.

<Вариант осуществления 3>

Этот вариант осуществления отличается от Варианта осуществления 2 тем, что как третий направляющий механизм 16, так и четвертый направляющий механизм 17 этого варианта осуществления расположены на соединителе, то есть, расположены на третьем соединителе 18 и четвертом соединителе 19, а не посажены подобно втулке на втором ведущем валу 2. Третий соединитель 18 и четвертый соединитель 19 не пересекаются, и каждый из них перпендикулярен оси второго ведущего вала 2. Более того, четвертый направляющий механизм 17 расположен дальше от первого ведущего вала 1, чем третий направляющий механизм 16, и третий направляющий механизм 16 расположен дальше от третьего ведущего вала 3, чем четвертый направляющий механизм 17.

Один конец третьего соединителя 18 закреплен на втором ведущем валу 2, и другой конец третьего соединителя 18 соединен с третьим направляющим механизмом 16. Один конец четвертого соединителя 19 закреплен на втором ведущем валу 2, и другой конец соединен с четвертым направляющим механизмом 17. Для подробностей смотри Фиг. 5, представляющую собой вид в осевой проекции механизма трансмиссии согласно Варианту осуществления 3 настоящего изобретения.

Как видно на Фиг. 5, первый соединитель 10, второй соединитель 11, третий соединитель 18 и четвертый соединитель 19 расположены последовательно, и распределены в окружном направлении и распределены в осевом направлении в шахматном порядке в шахматном порядке для предотвращения пересечения между тянущими элементами. Например, первый соединитель 10 и третий соединитель 18 расположены на одной и той же высоте второго ведущего вала 2, причем второй соединитель 11 и четвертый соединитель 19 расположены на одной и той же высоте второго ведущего вала 2, и первый соединитель 10 и второй соединитель 11 находятся на разных высотах второго ведущего вала 2 (то есть, третий соединитель 18 не совпадает с четвертым соединителем 19 в осевом направлении второго ведущего вала 2); или первый соединитель 10 и третий соединитель 18 расположены рядом друг с другом в осевом направлении, причем второй соединитель 11 и четвертый соединитель 19 расположены рядом друг с другом в осевом направлении, но первый соединитель 10 и третий соединитель 18 находятся на большом осевом расстоянии от второго соединителя 11 и четвертого соединителя 19 для способствования прохождению тянущих элементов. К тому же, первое тело 41, после покидания первого ведущего вала 1 и изменения направления посредством прохождения через сторону как первого направляющего механизма 8, так и третьего направляющего механизма 16 с удалением от второго ведущего вала 2, проходит к своему второму концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм 12. Соответственно, второе тело 51, после изменения направления посредством прохождения через сторону как первого направляющего механизма 8, так и третьего направляющего механизма 16 с удалением от второго ведущего вала 2, проходит к своему четвертому концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм 12. Подобным образом, третье тело 61, после покидания третьего ведущего вала 3 и изменения направления посредством прохождения через сторону как второго направляющего механизма 9, так и четвертого направляющего механизма 17 с удалением от второго ведущего вала 2, проходит к своему шестому концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм 13. Подобным образом, четвертое тело 71, после изменения направления посредством прохождения через одну сторону как второго направляющего механизма 9, так и четвертого направляющего механизма 17 с удалением от второго ведущего вала 2, проходит к своему восьмому концу, который неподвижно соединен с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм 13.

Как видно на Фиг. 5, как первое тело 41, так и второе тело 51 проходят через одну и ту же сторону первого направляющего механизма 8 и третьего направляющего механизма 16, и, подобным образом, как третье тело 61, так и четвертое тело 71 проходят через одну и ту же сторону второго направляющего механизма 9 и четвертого направляющего механизма 17. Здесь, термин "одна и та же сторона" в этом варианте осуществления имеет такое же определение, как и в Варианте осуществления 2. Термин "одна и та же сторона " относится к соединительной линии, соединяющей точку касания, образованную посредством соответствующего тянущего элемента, покидающего направляющий механизм, и точку касания, образованную посредством соответствующего тянущего элемента, входящего в другой направляющий механизм, и параллельной соединительной линии между центральными точками этих двух направляющих механизмов. Например, соединительная линия между точкой касания, образованной посредством первого тела 41, покидающего первый направляющий механизм 8, и точкой касания, образованной посредством первого тела 41, входящего в третий направляющий механизм 16, параллельна соединительной линии между центральными точками первого направляющего механизма 8 и третьего направляющего механизма 16 (центру вращения направляющего механизма). Подобные определения применимы к другим трем телам.

В завершение, подробно описаны различные конфигурации механизма трансмиссии, относящиеся ко всем описанным выше вариантам осуществления. Естественно, настоящее изобретение включает в себя конфигурации, перечисленные в описанных выше вариантах осуществления, но не ограничено ими, и все изменения, основанные на конфигурациях, предусмотренных в описанных выше вариантах осуществления, лежат в объеме защиты настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будут понятны разновидности примеров согласно изложенному в описанных выше вариантах осуществления.

Механизм трансмиссии, предусмотренный в настоящем изобретении, при использовании для приведения наконечника инструмента хирургического инструмента в перемещение, имеет четыре тянущих элемента, три ведущих вала и направляющих механизма, посредством этого обеспечивая уменьшение выбранных деталей и, к тому же, уменьшая затраты.

Более того, механизм трансмиссии настоящего изобретения выполнен с возможностью достижения перемещения с тремя степенями свободы наконечника инструмента посредством вращения трех ведущих валов для приведения соответствующих четырех тянущих элементов в перемещение, и, таким образом, имеет простую конструкцию. По сравнению с существующим механизмом трансмиссии, использующим шесть тросов (здесь, в предшествующем уровне техники, обеспечение одной степени свободы перемещения у наконечника инструмента как правило требует двух тросов для приведения, и тогда обеспечение перемещения с тремя степенями свободы на конце инструмента требует шести тросов), использование четырех тянущих элементов для достижения перемещения с тремя степенями свободы обеспечивает уменьшение количества тросов, сводит к минимуму размер, упрощает управление приведением и, таким образом, обеспечивает выполнение уменьшенных хирургических инструментов, что, в свою очередь, обеспечивает уменьшенную, минимально инвазивную рану для смягчения боли пациента, а также улучшенную гибкость хирургической операции благодаря более гибкому перемещению хирургического инструмента в небольшом пространстве тела человека.

Специалистам в данной области техники следует понимать, что механизм трансмиссии настоящего изобретения обеспечивает возможность перемещения трех сочленений четырех тянущих элементов через развязку перемещения четырех тянущих элементов, в результате чего перемещение трех сочленений, которые приводят наконечник инструмента, достигается посредством перемещения четырех развязанных тянущих элементов.

К тому же, каждый из описанных выше тянущих элементов представляет собой проволоку, трос, ремень и тому подобное, что не является ограничением в настоящем изобретении.

К тому же, на основе описанного выше механизма трансмиссии, в этом варианте осуществления дополнительно разработан хирургический инструмент, содержащий механизм трансмиссии, предусмотренный в описанных выше вариантах осуществления и выполненный с возможностью приведения наконечника 20 инструмента, расположенного на конце хирургического инструмента, в перемещение с тремя степенями свободы. Так называемый "наконечник" обозначает конец, являющийся дальним относительно оператора продукта. Поскольку хирургический инструмент этого варианта осуществления использует механизм трансмиссии описанных выше вариантов осуществления, преимущественные эффекты хирургического инструмента, обеспечиваемые посредством механизма трансмиссии, могут быть поняты из описанных выше вариантов осуществления.

Здесь, благодаря компактному устройству механизма трансмиссии, может быть эффективно сэкономлено пространство для установки хирургического инструмента, в результате чего может быть уменьшен размер хирургического инструмента, и могут быть эффективно обеспечены стабильность и надежность хирургического инструмента. К тому же, на основе передачи с тянущим элементом значительно уменьшен вес хирургического инструмента, что соответствует требованиям к разработке облегченной конструкции.

Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе хирургического инструмента согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе механизма трансмиссии в установочной части инструмента согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как видно на Фиг. 6 и 7, хирургический инструмент дополнительно включает в себя установочную часть 21 инструмента, выполненную с возможностью закрепления механизма трансмиссии посредством расположения описанного выше механизма трансмиссии в установочной части 21 инструмента.

Хирургический инструмент дополнительно включает в себя трубку 22. Трубка 22 соединена с установочной частью 21 инструмента и наконечником 20 инструмента соответственно. Все тянущие элементы, после изменения направлений посредством прохождения через направляющие механизмы механизма трансмиссии, неподвижно соединены с наконечником 20 инструмента через трубку 22.

К тому же, наконечник инструмента согласно одному варианту осуществления включает в себя первое сочленение, второе сочленение и третье сочленение. Первое сочленение приводится посредством первого тянущего элемента 4 и второго тянущего элемента 5 для обеспечения первой степени свободы перемещения. Второе сочленение приводится посредством третьего тянущего элемента 6 и четвертого тянущего элемента 7 для обеспечения второй степени свободы перемещения. Третье сочленение приводится посредством первого тянущего элемента 4, второго тянущего элемента 5, третьего тянущего элемента 6 и четвертого тянущего элемента 7 для обеспечения третьей степени свободы перемещения.

Изложенное выше описание представляет собой только описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и никоим образом не ограничивает объем настоящего изобретения. Любые изменения и модификации, выполненные специалистами в данной области техники согласно изложенному выше описанию, лежат в объеме защиты прилагаемой формулы изобретения.

1. Механизм трансмиссии, расположенный на хирургическом инструменте и выполненный с возможностью приведения в перемещение наконечника инструмента, расположенного на конце хирургического инструмента, причем механизм трансмиссии содержит:

ведущие валы, содержащие первый ведущий вал, второй ведущий вал и третий ведущий вал, которые расположены параллельно друг другу;

тянущие элементы, содержащие первый тянущий элемент, второй тянущий элемент, третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент; и

направляющий механизм;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент намотаны вокруг первого ведущего вала в противоположных направлениях, частично неподвижно соединены с первым ведущим валом и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений через направляющий механизм, и третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент намотаны вокруг третьего ведущего вала в противоположных направлениях, частично неподвижно соединены с третьим ведущим валом и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений через направляющий механизм;

причем направляющий механизм выполнен таким образом, что, когда второй ведущий вал вращается, направление перемещения частей первого тянущего элемента и второго тянущего элемента, расположенных между направляющим механизмом и наконечником инструмента, противоположно направлению перемещения частей третьего тянущего элемента и четвертого тянущего элемента, расположенных между направляющим механизмом и наконечником инструмента.

2. Механизм трансмиссии по п. 1, в котором направляющий механизм содержит первый направляющий механизм и второй направляющий механизм, причем оси первого направляющего механизма и второго направляющего механизма параллельны осям ведущих валов;

причем направляющий механизм расположен в первом пространстве, образованном посредством первой плоскости, образованной посредством осей первого ведущего вала и второго ведущего вала, и второй плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала и третьего ведущего вала; причем первый направляющий механизм расположен дальше от первого ведущего вала, чем второй направляющий механизм, и второй направляющий механизм расположен дальше от третьего ведущего вала, чем первый направляющий механизм;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, намотанные вокруг первого ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединенные с первым ведущим валом, неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону первого направляющего механизма, при этом третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, намотанные вокруг третьего ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединенные с третьим ведущим валом, неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону второго направляющего механизма.

3. Механизм трансмиссии по п. 2, дополнительно содержащий:

соединители, содержащие первый соединитель и второй соединитель;

причем первый соединитель и второй соединитель не пересекаются и каждый из них перпендикулярен оси второго ведущего вала, при этом один конец первого соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, а другой конец первого соединителя неподвижно соединен с первым направляющим механизмом, причем один конец второго соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, а другой конец второго соединителя неподвижно соединен со вторым направляющим механизмом.

4. Механизм трансмиссии по п. 2, дополнительно содержащий:

выходной направляющий механизм, содержащий первый выходной направляющий механизм и второй выходной направляющий механизм;

причем выходной направляющий механизм расположен во втором пространстве, образованном посредством третьей плоскости, образованной посредством осей первого ведущего вала и третьего ведущего вала, четвертой плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала и первого направляющего механизма, и пятой плоскости, образованной посредством осей второго ведущего вала и второго направляющего механизма, причем оси первого выходного направляющего механизма и второго выходного направляющего механизма перпендикулярны оси второго ведущего вала, а оси первого выходного направляющего механизма и второго выходного направляющего механизма не пересекаются;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону первого направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм, при этом третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, после изменения направлений посредством прохождения через одну и ту же сторону второго направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм.

5. Механизм трансмиссии по п. 4, в котором направляющий механизм дополнительно содержит третий направляющий механизм и четвертый направляющий механизм, которые посажены подобно втулке на второй ведущий вал, при этом третий направляющий механизм не совпадает с четвертым направляющим механизмом в осевом направлении второго ведущего вала;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, после наматывания вокруг первого ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как первого направляющего механизма, так и третьего направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм, при этом третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, после наматывания вокруг третьего ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как второго направляющего механизма, так и четвертого направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм.

6. Механизм трансмиссии по п. 4, в котором направляющий механизм дополнительно содержит третий направляющий механизм и четвертый направляющий механизм, при этом четвертый направляющий механизм расположен дальше от первого ведущего вала, чем третий направляющий механизм, и третий направляющий механизм расположен дальше от третьего ведущего вала, чем четвертый направляющий механизм;

причем первый тянущий элемент и второй тянущий элемент, после наматывания вокруг первого ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как первого направляющего механизма, так и третьего направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через первый выходной направляющий механизм, при этом третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент, после наматывания вокруг третьего ведущего вала и изменения направлений посредством прохождения через одну сторону как второго направляющего механизма, так и четвертого направляющего механизма, неподвижно соединены с наконечником инструмента посредством дополнительного прохождения через второй выходной направляющий механизм.

7. Механизм трансмиссии по п. 6, дополнительно содержащий:

соединители, содержащие третий соединитель и четвертый соединитель, причем третий соединитель и четвертый соединитель не пересекаются и каждый из них перпендикулярен оси второго ведущего вала, при этом один конец третьего соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, а другой конец третьего соединителя неподвижно соединен с третьим направляющим механизмом, причем один конец четвертого соединителя неподвижно соединен со вторым ведущим валом, а другой конец четвертого соединителя неподвижно соединен с четвертым направляющим механизмом.

8. Механизм трансмиссии по п. 5 или 6, в котором первый тянущий элемент и второй тянущий элемент проходят через одну и ту же сторону первого направляющего механизма и третьего направляющего механизма, а третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент проходят через одну и ту же сторону второго направляющего механизма и четвертого направляющего механизма.

9. Механизм трансмиссии по любому из пп. 1-7, в котором расстояние между осью второго ведущего вала и осью первого ведущего вала равно расстоянию между осью второго ведущего вала и осью третьего ведущего вала.

10. Механизм трансмиссии по любому из пп. 2-7, в котором первый тянущий элемент и второй тянущий элемент проходят через первый направляющий механизм от стороны первого направляющего механизма с удалением от второго ведущего вала, а третий тянущий элемент и четвертый тянущий элемент проходят через второй направляющий механизм от стороны второго направляющего механизма с удалением от второго ведущего вала.

11. Механизм трансмиссии по любому из пп. 4-7, в котором выходной направляющий механизм находится на средне-вертикальной плоскости третьей плоскости или первый выходной направляющий механизм и второй выходной направляющий механизм расположены симметрично по отношению к средне-вертикальной плоскости.

12. Механизм трансмиссии по любому из пп. 4-7, в котором первый тянущий элемент содержит первый конец, первое тело, проходящее от первого конца, и второй конец, соединенный с первым телом, причем первый конец намотан вокруг первого ведущего вала и частично неподвижно соединен с первым ведущим валом, а первое тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит ко второму концу после изменения своего направления посредством первого выходного направляющего механизма, при этом второй конец неподвижно соединен с наконечником инструмента;

причем второй тянущий элемент содержит третий конец, второе тело, проходящее от третьего конца, и четвертый конец, соединенный со вторым телом, при этом третий конец намотан вокруг первого ведущего вала в направлении, противоположном первому концу, и частично неподвижно соединен с первым ведущим валом; причем второе тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит к четвертому концу после изменения своего направления посредством первого выходного направляющего механизма, при этом четвертый конец неподвижно соединен с наконечником инструмента.

13. Механизм трансмиссии по любому из пп. 4-7, в котором третий тянущий элемент содержит пятый конец, третье тело, проходящее от пятого конца, и шестой конец, соединенный с третьим телом, причем пятый конец намотан вокруг третьего ведущего вала и частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом, а третье тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит к шестому концу после изменения своего направления посредством второго выходного направляющего механизма, при этом шестой конец неподвижно соединен с наконечником инструмента;

причем четвертый тянущий элемент содержит седьмой конец, четвертое тело, проходящее от седьмого конца, и восьмой конец, соединенный с четвертым телом, причем седьмой конец намотан вокруг третьего ведущего вала в направлении, противоположном пятому концу, и частично неподвижно соединен с третьим ведущим валом, при этом четвертое тело проходит через одну сторону направляющего механизма и проходит к восьмому концу после изменения своего направления посредством второго выходного направляющего механизма; причем восьмой конец неподвижно соединен с наконечником инструмента, при этом третье тело и четвертое тело всегда расположены на одной и той же стороне первого тела и второго тела.

14. Механизм трансмиссии по любому из пп. 4-7, в котором как первый направляющий механизм, так и второй направляющий механизм содержат два установленных на одной оси колеса и как первый выходной направляющий механизм, так и второй выходной направляющий механизм содержат два установленных на одной оси колеса.

15. Механизм трансмиссии по любому из пп. 1-7, в котором первый ведущий вал и/или третий ведущий вал дополнительно содержат вращатель, причем вращатель соосно неподвижно соединен с соответствующим ведущим валом, при этом вращатель предусмотрен с отверстием, а тянущий элемент намотан вокруг вращателя соответствующего ведущего вала и неподвижно соединен с отверстием вращателя.

16. Хирургический инструмент, содержащий наконечник инструмента, расположенный на конце хирургического инструмента, и механизм трансмиссии по любому из пп. 1-15, причем механизм трансмиссии выполнен с возможностью приведения в перемещение наконечника инструмента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к манипулятору с рукой (5) манипулятора, на свободном конце (6) которой предусмотрен фланец (8) манипулятора, на котором установлен концевой эффектор (46) с аппликационным устройством (9.1, 9.2, 9.3) для обработки заготовки (37), причем фланец (8) манипулятора установлен с возможностью вращения вокруг осей (20, 21, 22) кисти, и первая ось (20) кисти проходит в направлении продольной оси (18) руки (5) манипулятора, вторая ось (21) кисти проходит поперек первой оси (20) кисти, а третья ось (22) кисти проходит поперек второй оси (21) кисти, отличающийся тем, что концевой эффектор (46) установлен с возможностью вращения на кистевом шарнире (7) руки (5) манипулятора, при этом концевой эффектор (46) содержит несколько аппликационных устройств (9.1, 9.2, 9.3), следующих друг за другом в окружном направлении на боковой поверхности (38) воображаемого конуса (39), причем аппликационное устройство (9.1, 9.2, 9.3) установлено с возможностью перемещения в активное рабочее положение за счет вращения фланца (8) манипулятора вокруг третьей оси (22) кисти.

Изобретение относится к манипуляторам, используемым в технологических процессах изготовления электронных приборов, обработке радиоактивных, токсичных, взрывчатых веществ.

Изобретение относится к экзоскелету для оказания человеку помощи для поддержки и передачи нагрузки. Экзоскелет выполнен с возможностью ношения пользователем с возможностью воспринимать и передавать нагрузку, воспринимаемую головой, шеей и/или туловищем пользователя, вниз на опорную поверхность.

Изобретение относится к коммуникационному устройству и коммуникационному роботу. Технический результат заключается в создании коммуникационного устройства, которое позволяет персонажу отображать даже для одного и того же диалога различные выражения лица в зависимости от ситуации.

Настоящая группа изобретений относится к очистительным установкам и способам очистки металлических деталей, в частности компонентов автомобильных двигателей или компонентов передачи.

Изобретение относится к манипуляторам, используемым в технологических процессах изготовления электронных приборов, обработке радиоактивных, токсичных, взрывчатых веществ.

Изобретение относится к способу обработки аудиодиалога между роботом и пользователем, позволяющему улучшать услуги, представляемые роботом. В ходе упомянутого аудиодиалога, принимают аудиоданные и преобразуют упомянутые аудиоданные в текстовые данные.

Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения выходного звена, и может быть использовано, в частности, в медицине при проведении лапароскопических операций.

Баллистический манипулятор относится к манипуляторам, работающим в герметизированном объеме, и может быть использован в боевой космической технике, а именно в механическом оружии, предназначенном для метания снарядов без применения боевых зарядов.

Изобретение относится к механизмам, применяемым для получения заданного движения выходного звена. Устройство содержит стойку в виде замкнутой круговой направляющей, выходное звено, шесть кинематических цепей, содержащих каждая каретку, установленную с возможностью перемещения по круговой направляющей, и промежуточное звено.

Изобретение относится к области медицины, а именно к модулю медицинского источника света, передающему свет к оптическому волокну эндоскопа, и медицинскому осветительному устройству с источником света, включающему такой модуль.

Изобретение относится к медицине. Устройство для исследований и обеспечения репаративной регенерации спинного мозга содержит стенки камеры, элемент крепления к коже с герметиком на внутренней поверхности и отверстия для подачи и извлечения вещества из его полости.

Изобретение относится к медицине, а именно к бариатрической хирургии, и может быть использовано для интраоперационной визуализации нарушения герметичности аппаратного шва при продольной резекции желудка.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам подготовки и выполнения хирургической операции с использованием дополненной реальности. Способ включает этапы планирования хирургической операции, хирургической навигации и хирургического вмешательства с использованием дополненной реальности, причем на этапе планирования хирургической операции пациенту проводят компьютерную или магнитно-резонансную томографию и формируют трёхмерное растровое изображение индивидуальной анатомии пациента, которое передают на компьютер комплекса оборудования для осуществления хирургической операции с использованием дополненной реальности, при этом на этапе хирургической навигации выполняют построение контура и трехмерную реконструкцию всех анатомических структур, представляющих интерес для хирурга в предстоящей операции, путем установки трех ключевых точек на анатомических ориентирах, видимых на экране компьютера в виде трехмерной модели и также видимых или осязаемых на теле пациента, причем точки выбирают с возможностью образования ими треугольника, после чего выбирают траекторию и безопасные пределы хирургического доступа, определяют матрицу трансформации координат между системой координат стереокамеры комплекса и системой координат томографа, в котором пациент проходил диагностику, посредством установки кончиком навигационной указки комплекса на теле пациента тех же трех точек и в той же последовательности, что и на анатомической модели, и фиксации компьютером комплекса позиции точек, после установки трех ключевых точек, при необходимости устанавливают дополнительные точки, находящиеся на той же анатомической поверхности, после чего запускают процесс регистрации точек с точками на поверхности трёхмерных моделей анатомии пациента, при этом на экране компьютера дополнительно отображают трёхмерную модель навигационной указки, при этом положение и ориентация трёхмерной модели навигационной указки относительно моделей анатомии пациента соответствует физическому положению указки относительно анатомической поверхности пациента, на этапе хирургического вмешательства используют навигационную указку для поиска интересующих анатомических структур, точки доступа к ним, направления их расположения относительно точки доступа, расстояния до них, а также для ограничения области хирургического доступа, при этом ориентируясь на изображение на экране компьютера или в очках дополненной реальности, в область хирургического доступа устанавливают навигационную указку таким образом, чтобы интересующая анатомическая структура находилась на линии продолжения указки, при этом на экране отображается расстояние до анатомической структуры в миллиметрах, а для ограничения области хирургического доступа, ориентируясь на изображение на экране компьютера или в очках дополненной реальности, перемещают навигационную указку таким образом, чтобы линия продолжения указки двигалась вдоль контура интересующей анатомической структуры, указку двигают по линии проекции интересующей анатомической структуры на поверхности тела и очерчивают область предстоящего хирургического доступа, после чего выполняют хирургическую операцию, в ходе которой при необходимости устанавливают новую точку доступа и корректируют область доступа.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам проведения абляции ткани. Система для осуществления абляции содержит абляционное устройство, выполненное с возможностью осуществлять абляцию ткани в соответствии с параметрами управления и осуществлять измерения во время процесса абляции, систему визуализации, выполненную с возможностью измерять эластографический параметр для того, чтобы осуществлять мониторинг прогресса абляции, и модуль оценки параметров и мониторинга, выполненный с возможностью принимать измерения от абляционного устройства и/или эластографический параметр для обеспечения обратной связи для того, чтобы адаптивно корректировать параметры визуализации системы визуализации в различные моменты времени в течение процесса абляции, при этом обратная связь демонстрирует прогресс абляции.

Изобретение относится к медицинской технике, применяемой в травматологии и ортопедии с использованием аппаратов наружного остеосинтеза. Аппарат для остеосинтеза содержит узел для перемещения костных отломков, узел для жесткой фиксации аппарата для остеосинтеза на кости, электрический привод, узел для управления аппаратом для остеосинтеза, источник питания.
Изобретение относится к области медицины, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для диагностики патологии слуховой трубы. Исследуют вентиляционную функцию слуховой трубы при помощи функциональных проб.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к шовно-нитевому устройству, в котором используются нити с зазубринами, имеющему усовершенствованные концевые эффекторы.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к электрохирургическим плазменным инструментам. Узел телескопического зонда инструмента содержит ствол, трубку, электрод и проставку.

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для дренирования околоносовых пазух у больных с нарушениями сознания. Для этого осуществляют дренаж из полости пазухи посредством дренажного элемента с использованием положительного и отрицательного давления во время дренирования.

Изобретение относится к механизму трансмиссии хирургического инструмента. Механизм трансмиссии содержит направляющие механизмы, первый, второй и третий ведущие валы и первый, второй, третий и четвертый тянущие элементы. Первый и второй тянущие элементы намотаны вокруг первого ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединены с ним и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направления посредством направляющих механизмов. Третий и четвертый тянущие элементы намотаны вокруг третьего ведущего вала в противоположных направлениях и частично неподвижно соединены с ним и неподвижно соединены с наконечником инструмента после изменения направления посредством направляющих механизмов. Направляющие механизмы выполнены таким образом, что, когда второй ведущий вал вращается, направление перемещения части первого и второго тянущих элементов, которая находится между направляющими механизмами и наконечником инструмента, противоположно направлению перемещения части третьего и четвертого тянущих элементов, которая находится между направляющими механизмами и наконечником инструмента. В результате упрощается конструкция. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх