差动部件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种差动部件,更为详细地,涉及一种接收两个以上的旋转运动或并行运动后,输出一个旋转运动或并行运动的差动部件,其设置于为了在腹腔镜手术或多种手术中使用而能够手动操作的手术用器械等上。
【专利说明】差动部件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种差动部件,更为详细地,涉及一种接收两个以上的旋转运动或并 行运动(parallel-progression movements)后,输出一个旋转运动或并行运动的差动部 件,其设置于为了在腹腔镜手术或多种手术中使用而能够手动操作的手术用器械等上。
【背景技术】
[0002] 在医学上,手术是指使用医疗器械对皮肤、黏膜或其它组织进行切除、割开等操作 而治病的治疗方式。尤其是,将手术部位的皮肤切开并打开后,对其内部的器官等进行治 疗、整形或去除的开腹手术等会引起出血、副作用、患者的痛苦或者留疤痕等问题。因此在 最近,在皮肤上形成规定的孔后,仅将医疗仪器例如腹腔镜、手术用器械或显微手术用显微 镜等插入至里面而执行的手术或使用机器人(robot)的手术作为替代方案倍受欢迎。
[0003] 手术用器械为医生使用规定的驱动部直接用手操作或者使用机械臂操作设置于 轴部一端的末端工具(end tool),以对手术部位进行手术的工具,其中,所述轴部通过穿 设在皮肤上的孔。设置在手术用器械的末端工具执行通过规定结构的旋转动作、夹持动作 (gripping)及切割动作(cutting)等。
[0004] 但是,以往的手术用器械由于末端工具部分没有弯曲,因此存在向手术部位靠近 及进行各种手术动作不容易的问题。为了弥补这一缺点,开发了末端工具部分能够弯曲的 手术用器械,然而,用于使末端工具弯曲或执行手术动作的操作部的操作与实际的末端工 具的弯曲或执行手术动作的操作直观上不一致,因此具有在手术者的角度上不易执行直观 上的操作,而且需要长时间才能熟练掌握使用方法的问题。
[0005] 前述的【背景技术】是发明人为了导出本发明而拥有,或者在导出本发明的过程中得 到的技术信息,因此并不一定是本发明的申请之前已向公众公开的公知技术。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的抟术问是页
[0007] 本发明的目的是提供一种差动部件,该差动部件接收两个以上的旋转运动或并行 运动后,输出一个旋转运动或并行运动,其设置于为了在腹腔镜手术或多种手术中使用而 能够手动操作的手术用器械等上。
[0008] 抟术方案
[0009] 本发明提供一种差动部件,该差动部件包括:分别从外部接收规定的旋转运动或 并行运动的两个以上的输入部;和通过所述两个以上的输入部输入的旋转运动或并行运 动,输出一个旋转运动或并行运动的输出部。
[0010] 有益效果
[0011] 根据本发明,仅由机械结构来接收两个以上的旋转运动或并行运动后,输出一个 旋转运动或并行运动,从而能够获得在手术用器械等中从多个输入准确地提取所希望的一 个输出的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是表示根据本发明第一实施例的手术用器械100的图。
[0013] 图2是图1的手术用器械100的内部的详细图。
[0014] 图3是图2的手术用器械100的操作部的示意图。
[0015] 图3a表示根据本发明第一实施例的手术用器械100的操作部110的多种变形例。
[0016] 图4a是图2的手术用器械100的第一差动滑轮的详细图,图4b是图2的手术用 器械100的第二差动滑轮的详细图。
[0017] 图5是图2的手术用器械100的末端工具120的详细图。
[0018] 图5a表不图5的末端工具120的一个变形例。
[0019] 图6是表示图2的手术用器械100的俯仰动作的示意图。
[0020] 图7是表示图2所示手术用器械的差动滑轮的第一变形例的图。
[0021] 图8及图9是表示图7所示差动滑轮的第一变形例运行的图。
[0022] 图10是表示图2所示手术用器械的差动滑轮的第二变形例的图。
[0023] 图11及图12是表示图10所示差动滑轮的第二变形例运行的图。
[0024] 图13a至图13e是分别表示图10所示差动滑轮的第二变形例的另一实现例的图。
[0025] 图14及图15是表示图2所示手术用器械的差动滑轮的第三变形例的图。
[0026] 图16是表示根据图2所示手术用器械的动力传递部的一变形例的手术用器械 l〇〇g的图。
[0027] 图17是详细地表示图16的差动齿轮的图。
[0028] 图18是表示图16的差动齿轮的第一变形例的图。
[0029] 图19是表示图16的差动齿轮的第二变形例的图。
【具体实施方式】
[0030] 本发明可进行多种变更,可具有多种实施例,下面将在附图中示意地表示特定实 施例,并在【具体实施方式】中对特定实施例进行详细的说明。但是,这并不是为了将本发明 限定于特定实施方式,而应当理解本发明覆盖包含于本发明的思想及技术范围内的所有变 更、等同物以及替代物。在本发明的说明中,在认为对相关公知技术的具体说明可能会导致 本发明主旨不清楚时,省略了该详细说明。
[0031] 在对各种结构要素的说明中可能会用到第一、第二等术语,但所述结构要素不应 局限于所述术语。所述术语只被用来区别一个结构要素与其它结构要素。
[0032] 在本申请中使用的术语仅用于说明特定实施例,并非用来限定本发明。关于单数 形式的表述,如果在上下文中的含义不是明显地表示其它含义,则该单数形式的表述也包 括复数形式的含义。应当理解的是,在本申请中"包括"或"具有"等术语用于指定说明书 所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、零件或其组合的存在,但并不是用来事先排除 一个或一个以上的其它特征、数字、步骤、动作、结构要素、零件或其组合的存在或附加的可 能性。
[0033] 下面,参照附图详细说明本发明的实施例,在参照附图进行说明时,对相同或对应 的结构要素赋予相同的附图标记,并且对其省略重复说明。
[0034] 此外,在说明本发明的多种实施例时,各实施例不应被独立解释或实施,而应当理 解可将在各实施例中说明的技术思想组合到另行说明的其它实施例中,并进行解释或实 施。
[0035] 〈手术用器械的第一实施例> (E3+H1+D3)
[0036] 图1是表示根据本发明第一实施例的手术用器械100的图,图2是图1的手术用 器械1〇〇的内部的详细图。
[0037] 参照图1及图2,根据本发明第一实施例的手术用器械100包括:操作部110、末 端工具(end tool) 120、动力传递部130及连接部140。其中,连接部140形成为空心的轴 (shaft)状,在其内部可收容一个以上的导线(将在后面描述),其一端与操作部110结合, 另一端与末端工具(end tool) 120结合,从而能够执行连接操作部110和末端工具(end tool) 120的作用。
[0038] 详细地,操作部110形成在连接部140的一端,设置为可供医生直接操纵的界面例 如钳子形状、棍棒形状及杠杆形状等。当医生操纵该界面时,与该界面连接并且插入手术患 者体内的末端工具(end tool) 120进行规定的操作,由此执行手术。其中,在图1中表示操作 部110形成为钳子形状,但本发明的思想并不局限于此,操作部可形成为与末端工具(end tool) 120连接并能操作末端工具(end tool) 120的多种形状。
[0039] 末端工具(end tool) 120形成于连接部140的另一端,其插入至手术部位并执行 对手术必要的动作。作为这种末端工具(end tool) 120的一例,如图1所示,可使用用于执 行夹持(grip)动作的一对钳夹(jaw) 121、122。但本发明的思想并不局限于此,用于手术的 多种装置均可作为末端工具(end tool) 120来使用。例如,单臂烧灼器等结构也可作为末 端工具使用。这种末端工具(end tool) 120通过动力传递部130与操作部110连接,通过 动力传递部130接收操作部110的驱动力,从而执行夹持(grip)、切割(cutting)及缝合 (suturing)动作等在手术中需要的动作。在此,根据本发明第一实施例的手术用器械100 的末端工具(end tool) 120形成为能够向至少两个以上的方向旋转,例如,末端工具(end tool) 120可形成为以图1的Y轴为中心执行俯仰(pitch)运动的同时,能够以图1的Z轴 为中心执行偏转(yaw)运动及致动(actuation)运动。对此在后面进行详细的说明。
[0040] 动力传递部130连接操作部110和末端工具(end tool) 120,执行将操作部110的 驱动力向末端工具(end tool) 120传递的作用,而且可包括多个导线及滑轮。
[0041] 下面,对图1的手术用器械100中的操作部110、末端工具(end tool) 120及动力 传递部130等进行更为详细的说明。
[0042] (操作部)
[0043] 图3是图2的手术用器械100的操作部的示意图。
[0044] 参照图1、图2及图3,根据本发明第一实施例的手术用器械100的操作部110包 括:控制末端工具(end tool) 120的俯仰(pitch)运动的俯仰操作部(pitch operator) 111 ; 控制末端工具(end tool) 120的偏转(yaw)运动的偏转操作部(yaw operator) 112 ;以 及控制末端工具(end tool) 120的致动(actuation)运动的致动操作部(actuation operator)113。
[0045] 在此,定义在本发明中使用的俯仰(pitch)、偏转(yaw)及致动(actuation)动作, 其具体定义如下。
[0046] 首先,俯仰(pitch)动作表示相对于连接部140的延伸方向(图1的X轴方向) 所进行的上下方向的运动,即意味着以图1的Y轴为中心进行旋转的动作。换言之,意味 着在连接部140的延伸方向(图1的X轴方向)上延伸形成的末端工具(end tool) 120以 Y轴为中心上下旋转的运动。接下来,偏转(yaw)动作表示相对于连接部140的延伸方向 (图1的X轴方向)所进行的左右方向的运动,即意味着以图1的Z轴为中心进行旋转的动 作。换言之,意味着在连接部140的延伸方向(图1的X轴方向)上延伸形成的末端工具 (end tool) 120以Z轴为中心左右旋转的运动。此外,致动(actuation)动作意味着以与偏 转(yaw)动作相同的旋转轴为中心旋转,但两个钳夹(jaw) 121U22向彼此相反的方向旋转 并且使钳夹(jaw)闭合或张开的动作。即意味着形成在末端工具(end tool) 120的两个钳 夹(jaw) 121U22以Z轴为中心向彼此相反的方向进行旋转的运动。
[0047] 其中,根据本发明第一实施例的手术用器械100的特征在于,当使操作部110向任 一方向旋转时,末端工具(end tool) 120向与所述操作部110的操作方向直观上相同的方 向进行旋转。换言之,当使操作部110的俯仰操作部111向任一方向进行旋转时,末端工具 (end tool) 120同样向与所述的一方向直观上相同的方向进行旋转以执行俯仰运动,而当 使操作部110的偏转操作部112向任一方向进行旋转时,末端工具(end tool) 120同样向与 所述的一方向直观上相同的方向进行旋转以执行偏转动作。在此,所谓的直观上相同的方 向可附加说明为,握持操作部110的使用者的食指的移动方向与末端工具120的末端的移 动方向实质上相同的方向。当然,在此所谓的相同的方向可以不是在三维坐标上完全一致 的方向,而是可理解为例如当使用者的食指向左侧移动时末端工具120的末端也向左侧移 动,当使用者的食指向右侧移动时末端工具120的末端也向右侧移动的程度的相同性。
[0048] 并且,为此,根据根据本发明第一实施例的手术用器械100的特征在于,操作部 110和末端工具(end tool) 120以垂直于连接部140的延伸轴(X轴)的平面为基准形成在 相同的方向上。即当将图1的YZ平面作为基准时,操作部110沿着+X轴方向延伸形成,同 时末端工具(end tool) 120也沿着+X轴方向延伸形成。换言之,以YZ平面为基准时,在连 接部140的一端上的末端工具(end tool) 120的形成方向和在连接部140的另一端上的操 作部110的形成方向也可称为相同的方向。或者,又可将其换言之,操作部110朝向远离握 持所述操作部110的使用者的身体的方向形成,即朝向形成有末端工具(end tool) 120的方 向形成。
[0049] 详细地,以往的手术用器械由于使用者操作操作部的方向与末端工具的实际操作 方向彼此不同,并且直观上不一致,因此具有在手术者的角度上不易执行直观的操作,且要 熟练地使末端工具沿着所希望的方向移动需要很长时间的磨练,而且有时候会产生错误动 作导致对患者的伤害的问题。
[0050] 为了解决这种问题,根据本发明第一实施例的手术用器械100的特征在于,使操 作部110的操作方向与末端工具(end tool) 120的操作方向成为直观上相同的方向,为此, 当以包含俯仰驱动轴1111的YZ平面为基准时,操作部110与末端工具(end tool) 120形成 在相同的一侧。对此更为详细地说明如下。
[0051] 参照图1、图2及图3,根据本发明第一实施例的手术用器械100的操作部110包括 控制末端工具(end tool) 120的俯仰(pitch)运动的俯仰操作部(pitch operator) 111、控 制末端工具(end tool) 120的偏转(yaw)运动的偏转操作部(yaw operator) 112及控制末 端工具(end tool) 120 的致动(actuation)运动的致动操作部(actuation operator) 113。
[0052] 俯仰操作部111包括俯仰驱动轴(pitch operating axis) 1111和俯仰驱动棒 (pitch operating bar) 1112。其中,俯仰驱动轴1111可在与Y轴平行的方向上形成,俯仰 驱动棒1112形成为与俯仰驱动轴1111连接,并与俯仰驱动轴1111 一起旋转。例如,当使 用者在用手握住俯仰驱动棒1112的状态下使俯仰驱动棒1112旋转时,与俯仰驱动棒1112 连接的俯仰驱动轴1111 一起旋转,这种旋转力通过动力传递部130传递至末端工具(end tool) 120,从而使末端工具120向与俯仰驱动轴1111的旋转方向相同的方向旋转。即当俯 仰操作部111以俯仰驱动轴1111为中心顺时针方向旋转时,末端工具(end tool) 120也以 与俯仰驱动轴1111平行的轴为中心顺时针方向旋转;相反,当俯仰操作部111以俯仰驱动 轴1111中心逆时针方向旋转时,末端工具(end tool) 120也以与俯仰驱动轴1111平行的轴 为中心逆时针方向旋转。
[0053] 此外,偏转操作部112和致动操作部113形成在俯仰操作部111的俯仰驱动棒 1112的一端上。因此,当俯仰操作部111以俯仰驱动轴1111为中心旋转时,偏转操作部112 和致动操作部113也与俯仰驱动部111 一起旋转。即在图1及图3中表示俯仰驱动部111 的俯仰驱动棒1112垂直于连接部140设置的状态,而图2表示俯仰驱动部111的俯仰驱动 棒1112以俯仰驱动轴1111为中心旋转一定程度后,俯仰驱动棒1112倾斜于连接部140设 置的状态。
[0054] 因此,偏转操作部112和致动操作部113的坐标系并不是固定的,而是根据俯仰操 作部111的旋转相对持续地变化。即在图1中表示为偏转操作部112的偏转驱动轴1121 和致动操作部113的致动驱动轴1131与Z轴平行,并且偏转操作部112和致动操作部113 分别以与Z轴平行的轴为中心旋转。但如图2所示,当俯仰操作部111旋转后,偏转操作部 112的偏转驱动轴1121和致动操作部113的致动驱动轴1131不会与Z轴平行。即随着操 作部111的旋转,偏转操作部112和致动操作部113的坐标系产生变化。但在本说明书中, 为了便于说明,只要没有额外的说明,以如图1所示的、俯仰驱动棒1112垂直设置于连接部 140的状态为基准说明偏转操作部112和致动操作部113的坐标系。
[0055] 偏转操作部112包括偏转驱动轴(yaw operating axis) 1121和偏转驱动棒(yaw operating bar) 1122。在此,偏转驱动轴1121形成为可与形成有延伸部140的XY平面构成 规定的角度。例如,偏转驱动轴1121可如图1所示,形成在与Ζ轴平行的方向上,在此状态 下,当俯仰操作部111旋转时,如上所述,偏转操作部112的坐标系可相对地变化。当然,本 发明的思想并不局限于此,根据人体工程学(ergonomic)设计,偏转操作部112可在多种方 向上形成,从而使其适合于握持偏转操作部112的使用者的手结构。此外,偏转驱动棒1122 形成为与偏转驱动轴1121连接并与偏转驱动轴1121 -起旋转。例如,当使用者在将食指 夹入偏转驱动棒1122的状态下使偏转驱动棒1122旋转时,与偏转驱动棒1122连接的偏转 驱动轴1121 -起旋转,并且这种旋转力通过动力传递部130向末端工具(end tool) 120传 递,末端工具120的两个钳夹(jaw) 121U22向与偏转驱动轴1121的旋转方向相同的方向 左右旋转。
[0056] 此外,在偏转驱动轴(yaw operating axis) 1121的两端可分别形成有第一滑轮 1121a和第二滑轮1121b。而且,在第一滑轮1121a可连接有YC1导线135YC1,在第二滑轮 1121b可连接有YC2导线135YC2。
[0057] 致动操作部113包括致动驱动轴(actuation operating axis) 1131和致动驱动 棒(actuation operating bar) 1132。在此,致动驱动轴1131形成为可与形成有延伸部140 的XY平面构成规定的角度。例如,致动驱动轴1131可如图1所示形成在与Z轴平行的方 向上。在此状态下,当俯仰操作部111旋转时,如上所述,致动操作部113的坐标系可相对 地变化。当然,本发明的思想并不局限于此,根据人体工程学(ergonomic)设计,致动驱动 轴1131可在多种方向上形成,从而使其适合于握持致动操作部113的使用者的手结构。此 夕卜,致动驱动棒1132形成为与致动驱动轴1131连接并与致动驱动轴1131 -起旋转。例如, 当使用者在将拇指夹入致动驱动棒1132的状态下使致动驱动棒1132旋转时,与致动驱动 棒1132连接的致动驱动轴1131 -起旋转,并且这种旋转力通过动力传递部130向末端工 具(end tool) 120传递,末端工具120的两个钳夹(jaw) 121、122执行致动动作。在此,如上 所述,所谓的致动动作意味着两个钳夹(jaw) 121U22向彼此相反的方向旋转的同时,钳夹 (jaw) 121、122完成的张开或闭合的动作。即当使致动操作部113向一方向进行旋转时,第 一钳夹(jaw) 121向逆时针方向旋转,第二钳夹(jaw) 122向顺时针方向旋转的同时闭合末 端工具(end tool) 120,相反,当使致动操作部113向相反的方向旋转时,第一钳夹(jaw)向 顺时针方向旋转,第二钳夹(jaw)向逆时针方向旋转的同时张开末端工具(end tool) 120。
[0058] 此外,在致动驱动轴(actuation operating axis) 1131的两端可分别形成有第一 滑轮1131a和第二滑轮1131b。而且,在第一滑轮1131a可连接有AC1导线135AC1,在第二 滑轮1131b可连接有AC2导线135AC2。
[0059] 继续参照图3,在根据本发明第一实施例的手术用器械100中,俯仰操作部111和 末端工具(end tool) 120形成在同一个轴上或彼此平行的轴(X轴)上。即在连接部140的 一端上形成有俯仰操作部111的俯仰驱动轴1111,在连接部140的另一端上形成有末端工 具(end tool) 120。在此,虽然在图中表示连接部140形成为直线,但本发明的思想并不局 限于此,连接部140可根据需要以规定的曲率弯曲或者折曲一次以上而形成,在此情况下, 也可以说俯仰操作部111与末端工具(end tool) 120实质上形成在同一个轴上或彼此平行 的轴上。此外,虽然在图3中表示俯仰操作部111和末端工具(end tool) 120形成在同一 个轴(X轴)上,但本发明的思想并不局限于此,俯仰操作部111和末端工具(end tool) 120 可形成在彼此不同的轴上。对此将在后面描述。
[0060] 此外,根据本发明第一实施例的手术用器械100的操作部110进一步具有与俯仰 操作部111的俯仰驱动轴1111联动的操作部控制部件115。这种操作部控制部件115可包 括中继滑轮115a,由于操作部控制部件115的结构与后述的末端工具(end tool) 120的结 构实质上相同,因此对操作部控制部件115与末端工具控制部件123及操作部110的其它 结构要素之间的关系将在后面描述。
[0061] 图3a表示根据本发明第一实施例的手术用器械100的操作部110的多种变形例。
[0062] 在图3a的H1中,如对图3的说明那样,(1)操作部110的偏转操作部112和致动 操作部113彼此独立地形成,因此在偏转操作部112和致动操作部113中任一侧的旋转不 会影响另一侧的旋转,(2)俯仰操作部111位于偏转操作部112及致动操作部113所构成 的平面的下方,(3)偏转操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长线的上 方。这种H1可在本发明的第一实施例、第四实施例及第七实施例等中出现。
[0063] 此外,在图3a的H2中,(1)操作部110的致动操作部113形成在偏转操作部112 上,形成为当偏转操作部112旋转时,致动操作部113也旋转,(2)俯仰操作部111位于偏 转操作部112及致动操作部113所构成的平面的下方,(3)偏转操作部112和致动操作部 113形成在末端工具120的延长线的上方。这种H2可在本发明的第二实施例、第五实施例 及第八实施例等中出现。
[0064] 此外,在图3a的H3中,(1)在操作部110形成有彼此独立旋转的第一钳夹操作部 112和第二钳夹操作部113,(2)俯仰操作部111位于偏转操作部112及致动操作部113所 构成的平面的下方,(3)偏转操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长线 的上方。这种H3可在本发明的第三实施例、第六实施例及第九实施例等中出现。
[0065] 此外,在图3a的H4中,(1)操作部110的偏转操作部112和致动操作部113彼此 独立地形成,因此在偏转操作部112和致动操作部113中任一侧的旋转不会影响另一侧的 旋转,(2)俯仰操作部111通过位于与偏转操作部112及致动操作部113所构成的平面相同 的平面或邻近的平面上等方式,俯仰操作部111形成为与H1等相比更靠近偏转操作部112 及致动操作部113,(3)偏转操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长线的 上方。这种H4可在本发明的图9中具体地出现。
[0066] 此外,在图3a的H5中,(1)操作部110的致动操作部113形成在偏转操作部112 上,形成为当偏转操作部112旋转时,致动操作部113也进行旋转,(2)俯仰操作部111通 过位于与偏转操作部112及致动操作部113所构成的平面相同的平面或邻近的平面上等方 式,俯仰操作部111形成为与H2等相比更靠近偏转操作部112及致动操作部113,(3)偏转 操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长线的上方。
[0067] 此外,在图3a的H6中,(1)在操作部110上形成有彼此独立旋转的第一钳夹操作 部112和第二钳夹操作部113,(2)俯仰操作部111通过位于与偏转操作部112及致动操作 部113所构成的平面相同的平面或邻近的平面上等方式,俯仰操作部111形成为与H3等相 比更靠近偏转操作部112及致动操作部113,(3)偏转操作部112和致动操作部113形成在 末端工具120的延长线的上方。
[0068] 此外,在图3a的H7中,(1)操作部110的偏转操作部112和致动操作部113彼此 独立地形成,因此在偏转操作部112和致动操作部113中任一侧的旋转不会影响另一侧的 旋转,(2)俯仰操作部111位于偏转操作部112及致动操作部113所构成平面的下方,(3) 偏转操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长线上。
[0069] 此外,在图3a的H8中,(1)操作部110的致动操作部113形成在偏转操作部112 上,形成为当偏转操作部112旋转时,致动操作部113也进行旋转,(2)俯仰操作部111位 于偏转操作部112及致动操作部113所构成平面的下方,(3)偏转操作部112和致动操作 部113形成在末端工具120的延长线上。
[0070] 此外,在图3a的H9中,(1)在操作部110上形成有彼此独立旋转的第一钳夹操作 部112和第二钳夹操作部113,(2)俯仰操作部111位于偏转操作部112及致动操作部113 所构成平面的下方,(3)偏转操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长线 上。
[0071] 此外,在图3a的H10中,(1)操作部110的偏转操作部112和致动操作部113彼 此独立地形成,因此在偏转操作部112和致动操作部113中任一侧的旋转不会影响另一侧 的旋转,(2)俯仰操作部111通过位于与偏转操作部112及致动操作部113所构成的平面 相同的平面或邻近的平面上等方式,俯仰操作部111形成为与H7等相比更靠近偏转操作部 112及致动操作部113,(3)偏转操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长 线上。
[0072] 此外,在图3a的H11中,(1)操作部110的致动操作部113形成在偏转操作部112 上,形成为当偏转操作部112旋转时,致动操作部113也进行旋转,(2)俯仰操作部111通 过位于与偏转操作部112及致动操作部113所构成的平面相同的平面或邻近的平面上等方 式,俯仰操作部111形成为与H8等相比更靠近偏转操作部112及致动操作部113,(3)偏转 操作部112和致动操作部113形成在末端工具120的延长线上。
[0073] 此外,在图3a的H12中,(1)在操作部110上形成有彼此独立旋转的第一钳夹操 作部112和第二钳夹操作部113,(2)俯仰操作部111通过位于与偏转操作部112及致动操 作部113所构成的平面相同的平面或邻近的平面上等方式,俯仰操作部111形成为与H9等 相比更靠近偏转操作部112及致动操作部113,(3)偏转操作部112和致动操作部113形成 在末端工具120的延长线上。
[0074] 除此之外,包括所述的各变形例的多种操作部的变形例都可适用于本发明的手术 用器械。
[0075] (动力传递部)
[0076] 图4a是图2的手术用器械100的第一差动滑轮的详细图,图4b是图2的手术用 器械1〇〇的第二差动滑轮的详细图。
[0077] 参照图1、图2、图4a及图4b,根据本发明第一实施例的手术用器械100的动力 传递部130包括差动滑轮131、132、多个滑轮及多个导线135YC1、135YC2、135J11、135J12、 135J13、135J21、135J22、135J23。在此,虽然在图中表示差动滑轮131、132具有多个滑轮, 但本发明并不局限于此,包括差动滑轮及差动齿轮的本发明的差动部件可具有包括滑轮的 多种形式的旋转体。
[0078] 首先,对动力传递部130的差动滑轮131进行说明。
[0079] 如上所述,偏转操作部112和致动操作部113形成在俯仰操作部111的俯仰驱动 棒1112的一端上。因此,当俯仰操作部111以俯仰驱动轴1111为中心进行旋转时,偏转操 作部112和致动操作部113也与俯仰驱动部111 一起旋转。此外,偏转操作部112也与第一 钳夹(jaw) 121及第二钳夹(jaw) 122连接,驱动第一钳夹(jaw) 121及第二钳夹(jaw) 122, 而且致动操作部113也与第一钳夹(jaw) 121及第二钳夹(jaw) 122连接,驱动第一钳夹 (jaw) 121及第二钳夹(jaw) 122。但是当使偏转操作部112旋转时,第一钳夹(jaw) 121及 第二钳夹(jaw) 122向彼此相同的方向旋转,相反,当使致动操作部113旋转时,第一钳夹 (jaw) 121及第二钳夹(jaw) 122要向彼此相反的方向旋转,因此为了实现这种操作,需要额 外的结构。
[0080] 因此,对一个钳夹(jaw),要使偏转操作部112和致动操作部113的两个旋转输入 都起到作用,为此,需要一种能够接收两个以上的输入后,输出一个钳夹(jaw)的旋转的结 构。此时,所输入的两个旋转不得彼此带动对方。
[0081] 为此,根据本发明第一实施例的手术用器械100的特征在于具有差动部件,该差 动部件具有两个以上输入部及一个输出部,从两个以上输入部接收旋转力,并且通过这些 旋转力之和(或差)提取所希望的一个旋转力,并通过输出部输出。这种差动部件可包括 使用滑轮及导线的差动滑轮及使用齿轮的差动齿轮,在图1、图2、图4a及图4b中,作为差 动部件的一例表示有差动滑轮。此外,在后述的图7?图19中表示有这种差动部件的多种 实施例。
[0082] 详细地,第一差动滑轮131包括第一输入部1311、第二输入部1312及输出部 1313。
[0083] 第一输入部1311包括第一滑轮1311a及第二滑轮1311b。第一滑轮1311a及第 二滑轮1311b以相同的旋转轴为中心一起旋转。在此,第一输入部1311的第一滑轮1311a 通过YC1导线135YC1与偏转操作部112的第一滑轮1121a连接,使得偏转操作部112的旋 转向第一输入部1311传递。此外,第一输入部1311的第二滑轮1311b通过差动控制导线 135J11与输出部1313连接,使得第一输入部1311的旋转向输出部1313传递。
[0084] 第二输入部1312包括第一滑轮1312a及第二滑轮1312b。第一滑轮1312a及第 二滑轮1312b以相同的旋转轴为中心一起旋转。在此,第二输入部1312的第一滑轮1312a 通过AC1导线135AC1与致动操作部113的第一滑轮1131a连接,使得致动操作部113的旋 转向第二输入部1312传递。此外,第二输入部1312的第二滑轮1312b通过差动控制导线 135J11与输出部1313连接,使得第二输入部1312的旋转向输出部1313传递。
[0085] 输出部1313包括输出滑轮1313a、延伸部1313b、第一差动控制滑轮1313c及第二 差动控制滑轮1313d。在此,输出部1313的输出滑轮1313a通过J12导线135J12与后述 的操作部控制部件115连接,使得输出部1313的旋转通过操作部控制部件115向末端工具 (end tool) 120的第一钳夹(jaw) 121传递。此外,延伸部1313b从输出滑轮1313a的旋转轴 沿一方向延伸形成,并且形成为能够与输出滑轮1313a -起旋转。第一差动控制滑轮1313c 及第二差动控制滑轮1313d在延伸部1313b的一端部上彼此相对地形成,并且形成为能够 以在输出滑轮1313a的旋转轴上以规定角度而形成的轴1313e的两端部为中心进行旋转。
[0086] 在此,第一输入部1311、第二输入部1312及输出部1313分别以独立的轴为中心独 立旋转。
[0087] 差动控制导线135J11沿第一输入部1311的第二滑轮1311b及输出部1313的第 一差动控制滑轮1313c、第二输入部1312的第二滑轮1312b及输出部1313的第二差动控制 滑轮1313d缠绕,从而执行将第一输入部1311及第二输入部1312的旋转向输出部1313传 递的任务。
[0088] 在此,第一差动滑轮131具有第一输入部1311、第二输入部1312及输出部1313, 从第一输入部1311及第二输入部1312中接收旋转量,并通过输出部1313输出这些旋转量 之和。即当只有第一输入部1311旋转时,通过输出部1313输出该旋转,当只有第二输入部 1312旋转时,通过输出部1313输出该旋转,当第一输入部1311和第二输入部1312向相同 的方向旋转时,通过输出部1313输出这些旋转之和,当第一输入部1311和第二输入部1312 向相反的方向旋转时,通过输出部1313输出这些旋转之差。这些可通过下面的数学式进行 说明。
[0089] C = A+B
[0090](在此,C为输出部的旋转,A为第一输入部的旋转,B为第二输入部的旋转)
[0091] 对这种第一差动滑轮的工作将在后面进行详细的说明。
[0092] 此外,第二差动滑轮132形成为与第一差动滑轮131相同的结构,包括第一输入部 1321、第二输入部1322及输出部1323。
[0093] 在此,第一输入部1321的第一滑轮1321a通过YC2导线135YC2与偏转操作部112 的第二滑轮1121b连接,使得偏转操作部112的旋转向第一输入部1321传递。此外,第一 输入部1321的第二滑轮1321b通过差动控制导线135J21与输出部1323连接,使得第一输 入部1321的旋转向输出部1323传递。
[0094] 此外,第二输入部1322的第一滑轮1322a通过AC2导线135AC2与致动操作部113 的第二滑轮1131b连接,使得致动操作部113的旋转向第二输入部1322传递。此外,第二 输入部1322的第二滑轮1322b通过差动控制导线135J21与输出部1323连接,使得第二输 入部1322的旋转向输出部1323传递。
[0095] 输出部1323包括输出滑轮1323a、延伸部1323b、第一差动控制滑轮1323c及第二 差动控制滑轮1323d。在此,输出部1323的输出滑轮1323a通过J22导线135J22与后述 的操作部控制部件115连接,使得输出部1323的旋转通过操作部控制部件115向末端工具 (end tool) 120 的第二钳夹(jaw) 122 传递。
[0096] 在此,第二差动滑轮132具有第一输入部1321、第二输入部1322及输出部1323, 从第一输入部1321及第二输入部1322接收旋转量,并通过输出部1323输出这些旋转量之 和。即当只有第一输入部1321旋转时,通过输出部1323输出该旋转,当只有第二输入部 1322旋转时,通过输出部1323输出该旋转,并且当第一输入部1321和第二输入部1322向 相同的方向旋转时,通过输出部1323输出这些旋转之和,当第一输入部1321和第二输入部 1322向相反的方向旋转时,通过输出部1323输出这些旋转之差。
[0097] 下面,对这种第一差动滑轮131及第二差动滑轮132的操作进行说明。
[0098] 首先,对只有偏转操作部112旋转,而致动操作部113不旋转的情况进行说明。
[0099] 当偏转操作部112沿图2的箭头Y方向旋转时,偏转操作部112的第一滑轮1121a、 在第一滑轮1121a上缠绕的YC1导线135YC1、缠绕有YC1导线135YC1的第一差动滑轮131 的第一输入部1311的第一滑轮1311a及与第一滑轮1311a连接的第二滑轮1311b -起旋 转。相反,与致动操作部113连接的第一差动滑轮131的第二输入部1312不旋转。如此, 当第一差动滑轮131的第一输入部1311沿图4a的箭头R1方向旋转,且第二输入部1312 不旋转时,在差动控制导线135J11中缠绕在第一输入部1311上的部分进行旋转,但缠绕在 第二输入部1312的部分不旋转。因此,在差动控制导线135J11中,缠绕在第二输入部1312 的导线被释放相当于缠绕在第一输入部1311的部分旋转的量,并且差动控制导线135J11 移动相同的量,与此同时,第二差动控制滑轮1313d向顺时针方向旋转,而第一差动控制滑 轮1313c向逆时针方向旋转。并且,包含输出滑轮1313a、延伸部1313b、第一差动控制滑轮 1313c和第二差动控制滑轮1313d的输出部1313以输出滑轮1313a的旋转轴为中心,沿图 4a的箭头R1方向旋转。而且,这种输出部1313的旋转通过操作部控制部件115传递到末 端工具(end tool) 120的第一钳夹(jaw) 121,使第一钳夹(jaw) 121沿图2的箭头YJ方向 旋转。
[0100] 此外,当偏转操作部112沿图2的箭头Y方向旋转时,偏转操作部112的第二滑轮 112113、在第二滑轮112113上缠绕的¥02导线135¥02、缠绕有¥02导线135¥02的第二差动滑 轮132的第一输入部1321的第一滑轮1321a及与第一滑轮1321a连接的第二滑轮1321b 一起旋转。相反,与致动操作部113连接的第二差动滑轮132的第二输入部1322不旋转。 如此,当第二差动滑轮132的第一输入部1321沿图4a的箭头R3方向旋转,且第二输入部 1322不旋转时,在差动控制导线135J21中,缠绕在第一输入部1321上的部分进行旋转,但 缠绕在第二输入部1322的部分不旋转。因此,在差动控制导线135J21中,缠绕在第二输入 部1322的导线被释放相当于缠绕在第一输入部1321的部分旋转的量,并且差动控制导线 135J21移动相同的量,与此同时,第二差动控制滑轮1323d向顺时针方向旋转,而第一差动 控制滑轮1323c向逆时针方向旋转。并且,包含输出滑轮1323a、延伸部1323b、第一差动控 制滑轮1323c和第二差动控制滑轮1323d的输出部1323以输出滑轮1323a的旋转轴为中 心,沿图4b的箭头R3方向旋转。而且,这种输出部1323的旋转通过操作部控制部件115 传递到末端工具(end tool) 120的第二钳夹(jaw) 122,从而第二钳夹(jaw) 122沿图2的箭 头YJ方向旋转。
[0101] 接下来,对只有致动操作部113旋转,而偏转操作部112不旋转的情况进行说明。
[0102] 当致动操作部113沿图2的箭头A方向旋转时,致动操作部113的第一滑轮1131a、 在第一滑轮1131a上缠绕的AC1导线135AC1、缠绕有AC1导线135AC1的第一差动滑轮131 的第二输入部1312的第一滑轮1312a及与第一滑轮1312a连接的第二滑轮1312b -起旋 转。在此,由于AC1导线135AC1在中间扭绞一次,因此致动操作部113的旋转力的方向变 成相反的方向,并向第一差动滑轮131传递。另一方面,与偏转操作部112连接的第一差动 滑轮131的第一输入部1311不旋转。如此,当第一差动滑轮131的第二输入部1312沿图 4a的箭头R2的反方向旋转,第一输入部1311不旋转时,在差动控制导线135J11中,缠绕 在第二输入部1312上的部分进行旋转,但缠绕在第一输入部1311的部分不旋转。因此,在 差动控制导线135J11中,缠绕在第一输入部1311的导线被释放相当于缠绕在第二输入部 1312的部分旋转的量,并且差动控制导线135J11移动相同的量,与此同时,第二差动控制 滑轮1313d向逆时针方向旋转,第一差动控制滑轮1313c向顺时针方向旋转。并且,包含输 出滑轮1313a、延伸部1313b、第一差动控制滑轮1313c和第二差动控制滑轮1313d的输出 部1313以输出滑轮1313a的旋转轴为中心,沿图4a的箭头R2的反方向旋转。而且,这种 输出部1313的旋转通过操作部控制部件115传递到末端工具(end tool) 120的第一钳夹 (jaw) 121,使第一钳夹(jaw) 121沿图2的箭头YJ方向旋转。
[0103] 此外,当致动操作部113沿图2的箭头A方向旋转时,致动操作部113的第二滑轮 113113、在第二滑轮113113上缠绕的402导线135402、缠绕有402导线135402的第二差动滑 轮132的第二输入部1322的第一滑轮1322a及与第一滑轮1322a连接的第二滑轮1322b 一起旋转。相反,与偏转操作部112连接的第二差动滑轮132的第一输入部1321不旋转。 如此,当第二差动滑轮132的第二输入部1322沿图4b的箭头R4方向旋转,且第一输入部 1321不旋转时,在差动控制导线135J21中缠绕在第二输入部1322的部分进行旋转,但缠 绕在第一输入部1321的部分不旋转。因此,在差动控制导线135J21中,缠绕在第一输入 部1321的导线被释放相当于缠绕在第二输入部1322的部分旋转的量,并且差动控制导线 135J21移动相同的量,与此同时,第二差动控制滑轮1323d向顺时针方向旋转,第一差动控 制滑轮1323c向逆时针方向旋转。并且,包括输出滑轮1323a、延伸部1323b、第一差动控制 滑轮1323c和第二差动控制滑轮1323d的输出部1323以输出滑轮1323a的旋转轴为中心, 沿图4b的箭头R4方向旋转。而且,这种输出部1323的旋转通过操作部控制部件115传递 到末端工具(end tool) 120的第二钳夹(jaw) 122,使第二钳夹(jaw) 122沿图2的箭头YJ 的反方向旋转。
[0104] 即第一钳夹(jaw)121沿图2的箭头YJ方向旋转的同时,第二钳夹(jaw)122沿图 2的箭头YJ的反方向旋转,从而执行末端工具(end tool) 120的致动动作。
[0105] 此外,在由两个输入部和一个输出部构成的差动滑轮中,为了防止一个输入部的 旋转未产生输出部的旋转,而产生另一输入部的旋转的情况,在本发明中,在两个操作部分 别连接于两个差动滑轮的状态下,一个操作部分别与两个差动滑轮中每一个的两个输入部 中的一个输入部连接时,使连接操作部和输入部的导线中的一个导线被扭绞,从而能够避 免任意一个操作部的输入导致另一个操作部旋转的情况。
[0106] 为了对此进行更为详细的说明,例如假设通过连接于第一差动滑轮131的第一输 入部1311和第二差动滑轮132的第一输入部1321的偏转操作部112的旋转输入,第一差 动滑轮131的第二输入部1312和第二差动滑轮132的第二输入部1322也要沿与偏转操作 部112的旋转输入相同的方向旋转的情况。这时,AC1导线135AC1扭绞一次后,使第一差 动滑轮131的第二输入部1312和致动操作部113连接,AC2导线135AC2直接与第二差动 滑轮132的第二输入部1322和致动操作部113连接。因此,所述的第一差动滑轮131和第 二差动滑轮132各自的第二输入部1312、1322的旋转,通过AC1导线135AC1和AC2导线 135AC2,沿着使致动操作部113向彼此相反的方向进行旋转的方向产生作用,结果是,这些 作用力彼此抵消,不会使致动操作部113进行旋转,而是沿着使各输出部1313、1323进行旋 转的方向传递到各输出部1313、1323。
[0107] 这同样适用在对致动操作部113进行旋转输入的情况,致动操作部113的旋转输 入不会使偏转操作部112旋转,而是沿着使各输出部1313、1323旋转的方向传递到输出部 1313,1323。
[0108] 概言之,这种结构尤其可说明为,一个操作部的旋转输入不会引起其它操作部的 旋转,而只传递到各输出部并使之旋转。
[0109] 通过这种驱动原理,即使偏转操作部112和致动操作部113同时分别旋转,通过第 一差动滑轮131及第二差动滑轮132,偏转操作部112和致动操作部113的旋转输入之和 (或差)传递到各差动滑轮的输出部1313、1323并使之旋转,并且这种输出部1313、1323的 旋转,通过操作部控制部件115向末端工具120的两个钳夹(jaw) 121U22传递,从而使两 个钳夹(jaw) 121、122配合偏转操作部112和致动操作部113的操作而进行旋转。
[0110] (末端工具(end tool))
[0111] 图5是图2的手术用器械100的末端工具的示意图。
[0112] 参照图1、图2及图5,根据本发明第一实施例的手术用器械100的末端工具(end tool) 120包括末端工具控制部件123,末端工具控制部件123包括与第一钳夹(jaw) 121的 旋转运动有关的J11滑轮123J11、J12滑轮123J12、J13滑轮123J13、J14滑轮123J14及 J15滑轮123J15、以及与第二钳夹(jaw) 122的旋转运动有关的J21滑轮123J21、J22滑轮 123J22、J23 滑轮 123J23、J24 滑轮 123J24 及 J25 滑轮 123J25。在此,J12 滑轮 123J12、J14 滑轮123J14、J22滑轮123J22及J24滑轮123J24均可形成为以末端工具俯仰驱动轴1231 为中心进行旋转。在此,虽然在图中表示彼此相对的滑轮形成为彼此平行,并且都以相同的 大小形成,但本发明的思想并不局限于此,各个滑轮可以多种形式,形成于适合末端工具的 构成的位置,并形成为适合末端工具构成的大小。
[0113] 在此,根据本发明第一实施例的手术用器械100的末端工具(end tool) 120的特征 在于,在末端工具(end tool) 120侧只具备末端工具控制部件123和第一钳夹(jaw)驱动 线135J13及第二钳夹(jaw)驱动线135J23这两个导线,从而能简单地执行末端工具(end tool) 120的俯仰(pitch)动作、偏转(yaw)动作及致动(actuation)动作。下面,对此进行 更加详细的说明。
[0114] J11滑轮123J11及J21滑轮123J21彼此相对地形成,且能够以Z轴方向为中心彼 此独立地旋转。在此,虽然在图5中未表示,第一钳夹(jaw) 121结合在J11滑轮123J11,并 与J11滑轮123J11 -起旋转;而且第二钳夹(jaw) 122结合在J21滑轮123J21,并与J21滑 轮123J21 -起旋转。随着J11滑轮123J11及J21滑轮123J21的旋转,执行末端工具(end tool) 120的偏转动作及致动动作。即当J11滑轮123J11及J21滑轮123J21向相同的方向 旋转时执行偏转动作,当J11滑轮123J11及J21滑轮123J21向彼此相反的方向旋转时执 行致动动作。
[0115] 下面,将对与J11滑轮123J11的旋转相关的结构要素进行说明。
[0116] 在J11滑轮123J11的一侧,彼此隔开规定间隔地、相对地设置有J12滑轮123J12 及J14滑轮123J14。在此,J12滑轮123J12及J14滑轮123J14形成为能够以Y轴方向为 中心彼此独立地旋转。此外,在J12滑轮123J12及J14滑轮123J14各自的一侧,彼此隔 开规定间隔地、相对地设置有J13滑轮123J13及J15滑轮123J15。在此,J13滑轮123J13 及J15滑轮123J15形成为能够以Y轴方向为中心彼此独立地旋转。在此,虽然在图中表示 J12滑轮123J12、J13滑轮123J13、J14滑轮123J14及J15滑轮123J15都形成为能以Y轴 方向为中心旋转,但本发明的思想并不局限于此,各滑轮的旋转轴可沿多种方向形成,从而 适合于其结构。
[0117] 第一钳夹(jaw)驱动线135J13形成为至少一部分与J13滑轮123J13、J12滑轮 123J12、J11滑轮123J11、J14滑轮123J14及J15滑轮123J15接触,并形成为第一钳夹 (jaw)驱动线135J13在使这些滑轮旋转的同时,能够沿这些滑轮移动。
[0118] 因此,当第一钳夹(jaw)驱动线135J13向图5的箭头J1R侧被拉动时,第一钳 夹(jaw)驱动线 135J13 使 J15 滑轮 123J15、J14 滑轮 123J14、J11 滑轮 123J11、J12 滑轮 123J12及J13滑轮123J13依次旋转,这时J11滑轮123J11沿图5的箭头R方向旋转的同 时,使第一钳夹(jaw) 121 -起旋转。
[0119] 相反,当第一钳夹(jaw)驱动线135J13向图5的箭头J1L侧被拉动时,第一钳 夹(jaw)驱动线 135J13 使 J13 滑轮 123J13、J12 滑轮 123J12、J11 滑轮 123J11、J14 滑轮 123J14及J15滑轮123J15依次旋转,这时J11滑轮123J11沿图5的箭头L方向旋转的同 时,使第一钳夹(jaw) 121 -起旋转。
[0120] 下面,将对与J21滑轮123J21的旋转相关的结构要素进行说明。
[0121] 在J21滑轮123J21的一侧,彼此隔开规定间隔地、相对地设置有J22滑轮123J22 及J24滑轮123J24。在此,J22滑轮123J22及J24滑轮123J24形成为能够以Y轴方向为 中心彼此独立地旋转。此外,在J22滑轮123J22及J24滑轮123J24各自的一侧,彼此隔 开规定间隔地、相对地设置有J23滑轮123J23及J25滑轮123J25。在此,J23滑轮123J23 及J25滑轮123J25形成为能够以Y轴方向为中心彼此独立地旋转。在此,虽然在图中表示 J22滑轮123J22、J23滑轮123J23、J24滑轮123J24及J25滑轮123J25都形成为能以Y轴 方向为中心旋转,但本发明的思想并不局限于此,各滑轮的旋转轴可以沿多种方向形成,从 而适合于其结构。
[0122] 第二钳夹(jaw)驱动线135J23形成为至少一部分与J23滑轮123J23、J22滑轮 123J22、J21滑轮123J21、J24滑轮123J24及J25滑轮123J25接触,并形成为第二钳夹 (jaw)驱动线135J23使这些滑轮旋转的同时,能够沿这些滑轮移动。
[0123] 因此,当第二钳夹(jaw)驱动线135J23向图5的箭头J2R侧被拉动时,第二钳 夹(jaw)驱动线 135J23 使 J25 滑轮 123J25、J24 滑轮 123J24、J21 滑轮 123J21、J22 滑轮 123J22及J23滑轮123J23依次旋转,这时J21滑轮123J21沿图5的箭头R方向旋转的同 时,使第二钳夹(jaw) 122 -起旋转。
[0124] 相反,当第二钳夹(jaw)驱动线135J23向图5的箭头J2L侧被拉动时,第二钳 夹(jaw)驱动线 135J23 使 J23 滑轮 123J23、J22 滑轮 123J22、J21 滑轮 123J21、J24 滑轮 123J24及J25滑轮123J25依次旋转,这时J21滑轮123J21沿图5的箭头L方向旋转的同 时,使第二钳夹(jaw) 122 -起旋转。
[0125] 此外,当第一钳夹(jaw)驱动线135J13的一端向图5的箭头J1R侧被拉动,同时 第一钳夹(jaw)驱动线135J13的另一端向图5的箭头J1L侧被拉动时,末端工具控制部件 123整体上以末端工具俯仰驱动轴1231为中心向逆时针方向旋转,结果是末端工具(end tool) 120向下方旋转,从而执行俯仰运动。
[0126] 相反,当第二钳夹(jaw)驱动线135J23的一端向图5的箭头J2R侧被拉动,同时 第二钳夹(jaw)驱动线135J23的另一端向图5的箭头J2L侧被拉动时,末端工具控制部件 123整体上以末端工具俯仰驱动轴1231为中心向顺时针方向旋转,结果是末端工具(end tool) 120向上方旋转,从而执行俯仰运动。
[0127] 即在末端工具(end tool) 120侧只具备末端工具控制部件123和第一钳夹(jaw) 驱动线135J13及第二钳夹(jaw)驱动线135J23这两个导线,从而能够简单地执行末端工 具(end tool) 120的俯仰(pitch)动作、偏转(yaw)动作及致动(actuation)动作。对此的 详细的说明将在后面叙述。
[0128] 在此,根据本发明一实施例的末端工具(end tool) 120的末端工具控制部件123中 的俯仰驱动轴1231设置在靠近钳夹(jaw) 121、122的一侧(即俯仰驱动轴1231不是设置 在J13滑轮123J13及J15滑轮123J15侦彳,而是设置在J12滑轮123J12及J14滑轮123J14 侧),由此能够获得钳夹(jaw)121、122的俯仰旋转半径缩小的效果。因此,能够获得用于钳 夹(jaw)121、122的俯仰驱动的必要空间缩小的效果。
[0129] 此外,图5a表示图5的末端工具120的一变形例。
[0130] 参照图5a,末端工具(end tool) 120'包括末端工具控制部件123',末端工具控制 部件123'包括与第一钳夹(jaw)的旋转运动有关的J11滑轮123J11、J12滑轮123J12及 J14滑轮123J14和与第二钳夹(jaw)的旋转运动有关的J21滑轮123J2UJ22滑轮123J22 及 J24 滑轮 123J24。在此,J12 滑轮 123J12、J14 滑轮 123J14、J22 滑轮 123J22 及 J24 滑 轮123J24均可形成为以末端工具俯仰驱动轴1231为中心进行旋转。在此,虽然在图中表 示彼此相对的滑轮形成为彼此平行,并且都以相同的大小形成,但本发明的思想并不局限 于此,各个滑轮可以多种形式,形成于适合末端工具的构成的位置,并形成为适合末端工具 构成的大小。
[0131] 在此,本变形例的特征在于,在结合有第一钳夹(jaw)的J11滑轮123J11的一侧 并非设置有彼此相对的两对滑轮,而只设置有彼此相对的一对滑轮(即J12滑轮123J12和 J14滑轮123J14),并且第一钳夹(jaw)驱动线135J13并不是只简单地与所述一对滑轮接 触,而是在所述一对滑轮上缠绕一圈以上。
[0132] 详细地,J11滑轮123J11及J21滑轮123J21彼此相对地形成,并形成为能够以Z 轴方向为中心彼此独立地旋转。
[0133] 此外,在J11滑轮123J11的一侧,彼此隔开规定间隔地、相对地设置有J12滑轮 123J12及J14滑轮123J14。在此,J12滑轮123J12及J14滑轮123J14形成为能够以Y轴 为中心彼此独立地旋转。此外,第一钳夹(jaw)驱动线135J13形成为至少一部分与J12滑 轮123J12、J11滑轮123J11及J14滑轮123J14接触,并且形成为第一钳夹(jaw)驱动线 135J13使所述滑轮旋转的同时,能够沿所述滑轮移动。在此,第一钳夹(jaw)驱动线135J13 可在J12滑轮123J12上缠绕一圈以上后,经过J11滑轮123J11,在J14滑轮123J14上缠绕 一圈以上并继续延伸。
[0134] 同样地,在J21滑轮123J21的一侧,彼此隔开规定间隔地、相对地设置有J22滑轮 123J22及J24滑轮123J24。在此,J22滑轮123J22及J24滑轮123J24形成为能够以Y轴 为中心彼此独立地旋转。此外,第二钳夹(jaw)驱动线135J23形成为至少一部分与J22滑 轮123J22、J21滑轮123J21及J24滑轮123J24接触,并且形成为第二钳夹(jaw)驱动线 135J23使所述滑轮进行旋转的同时,能够沿所述滑轮移动。在此,第二钳夹(jaw)驱动线 135J23可在J22滑轮123J22上缠绕一圈以上后,经过J21滑轮123J21,在J24滑轮123J24 上缠绕一圈以上并继续延伸。
[0135] 通过这种结构,能够减少滑轮的数量,从而能够使手术用器械更为小型化。
[0136] (俯仰动作的控制及导线镜像(wire mirroring))
[0137] 图6是表示图2的手术用器械100的俯仰动作的示意图。
[0138] 如上所述,根据本发明第一实施例的手术用器械100的操作部110进一步设置有 与俯仰操作部111的俯仰驱动轴1111联动的操作部控制部件115。这种操作部控制部件 115实质上与所述的末端工具控制部件123的结构相同,末端工具控制部件123和操作部控 制部件115设置为以图1的YZ平面为中心彼此对称。也可以说,末端工具控制部件123和 操作部控制部件115以图1的YZ平面为中心成为镜像(mirroring)。
[0139] 详细地,操作部控制部件115包括与第一钳夹(jaw) 121的旋转运动有关的J11滑 轮 115J1UJ12 滑轮 115J12、J13 滑轮 115J13、J14 滑轮 115J14 及 J15 滑轮 115J15 和与第 二钳夹(jaw) 122的旋转运动有关的J21滑轮115J21、J22滑轮115J22、J23滑轮115J23、 J24 滑轮 115J24 及 J25 滑轮 115J25。
[0140] 第一钳夹(jaw)驱动线135J13形成为至少一部分与J13滑轮115J13、J12滑轮 115J12、J11滑轮115J11、J14滑轮115J14及J15滑轮115J15接触,并且形成为第一钳夹 (jaw)驱动线135J13使所述滑轮旋转的同时,能够沿所述滑轮移动。
[0141] 第二钳夹(jaw)驱动线135J23形成为至少一部分与J23滑轮115J23、J22滑轮 115J22、J21滑轮115J21、J24滑轮115J24及J25滑轮115J25接触,并且形成为第二钳夹 (jaw)驱动线135J23使所述滑轮旋转的同时,能够沿所述滑轮移动。
[0142] 在此,J12 滑轮 115J12、J14 滑轮 115J14、J22 滑轮 115J22 及 J24 滑轮 115J24 的 旋转轴即成为俯仰操作部111的俯仰驱动轴(pitch operating axis) 1111。此外,从J11滑 轮115J11及J21滑轮115J21的旋转轴延伸形成的棒(bar)即成为俯仰操作部111的俯仰 驱动棒(pitch operating bar) 1112。
[0143] 在这种本发明的第一实施例中,俯仰(pitch)动作的执行具体如下。
[0144] 当在使用者用手握住操作部110的俯仰控制部111的俯仰驱动棒1112的状态下, 以俯仰驱动轴1111为中心使俯仰驱动棒1112沿图6的箭头0P(operator pitch)方向进行 旋转时,第一钳夹(jaw)驱动线135J13整体上被拉向操作部110侧,从而沿图6的箭头PJ1 方向进行移动。同时,第二钳夹(jaw)驱动线135J23整体上从操作部110中被释放并向末 端工具(end tool) 120侧移动,从而沿图6的箭头PJ2方向移动。这时,J12滑轮123J12及 J14滑轮123J14以其旋转轴(参照图5的1231)为中心向逆时针方向旋转相当于第一钳夹 (jaw)驱动线135J13被拉向操作部110侧的量,同时J22滑轮123J22及J24滑轮123J24 以其旋转轴(参照图5的1231)为中心向逆时针方向旋转相当于第二钳夹(jaw)驱动线 135J23被拉向末端工具(endtool)120侧的量,结果是末端工具(end tool)120向下方旋 转,从而执行俯仰运动。
[0145] 如此,末端工具控制部件123和操作部控制部件115构成为以图1的YZ平面为中 心彼此对称的镜像(mirroring)结构,从而能够获得以简单的方式实现俯仰运动的效果。 即能够获得可与偏转动作及致动动作无关地执行俯仰动作的效果。在此,偏转动作意味着, 末端工具控制部件123的J11滑轮123J11及J21滑轮123J21和操作部控制部件115的 J11滑轮115J11及J21滑轮115J21进行旋转而导致的两个钳夹(jaw) 121、122发生旋转的 动作。
[0146] (第一实施例的整体动作)
[0147] 下面,参照所述说明,对根据本发明第一实施例的手术用器械100的俯仰(pitch) 动作、偏转(yaw)动作及致动(actuation)动作的整体构成进行整理。
[0148] 在本实施例的末端工具120的结构上,为了执行末端工具120的俯仰、偏转及致动 动作,需要一种能够将操作部110的操作输入分离成俯仰、偏转及致动动作的动力传递部 130。如上所述,通过末端工具控制部件123和操作部控制部件115设置为彼此对称的结构, 俯仰操作部111的旋转操作能够使末端工具120进行俯仰动作,而所述俯仰操作部111的 旋转操作与偏转操作部112及致动操作部113的操作无关。但是,为了使偏转操作部112 及致动操作部113的操作连接到末端工具120的偏转动作及致动动作,需要将偏转操作部 112及致动操作部113的操作转换为末端工具120的两个钳夹(jaw)的动作。偏转操作部 112的旋转使两个钳夹(jaw)沿相同的方向旋转,致动操作部113的旋转使两个钳夹(jaw) 沿彼此相反的方向旋转。即第一钳夹(jaw)旋转相当于偏转操作部112和致动操作部113 的操作输入之和的量,第二钳夹(jaw)旋转相当于偏转操作部112和致动操作部113的操 作输入之差的量。这可用如下的数学式表示。
[0149] J1 = Y+A (第一钳夹沿着与偏转动作和致动动作均相同的方向旋转)
[0150] J2 = Y_A(第二钳夹沿着与偏转动作相同的方向旋转,但沿着与致动动作的输入 方向相反的方向旋转)
[0151] (在此,Y为偏转(yaw)驱动滑轮的旋转,A为致动(actuation)驱动滑轮的旋转)
[0152] 为此,在动力传递部需要有接收Y和A并只输出其和即J1成分的差动滑轮;以及 接收Y和A并只输出其差即J2成分的差动滑轮,并且各差动滑轮的输出部的旋转必须传递 到末端工具的各个钳夹(jaw)。
[0153] 对此更为详细地说明如下。
[0154] 首先俯仰(pitch)动作如下。
[0155] 如上所述,当使用者用手握住操作部110的俯仰控制部111的俯仰驱动棒1112的 状态下,以俯仰驱动轴1111为中心使俯仰驱动棒1112沿图6的箭头OP (operator pitch) 方向旋转时,操作部控制部件115也以俯仰驱动轴1111为中心整体上旋转。此时,缠绕在操 作部控制部件115的第一钳夹(jaw)驱动线135J13整体上被拉向操作部110侧,从而沿图 6的箭头PJ1方向移动。同时,缠绕在操作部控制部件115的第二钳夹(jaw)驱动线135J23 整体上从操作部控制部件115被释放,从而沿图6的箭头PJ2方向移动。此时,连接于第一 钳夹(jaw)驱动线135J13及第二钳夹(jaw)驱动线135J23的末端工具控制部件123以末 端工具俯仰驱动轴1231为中心沿图6的EP方向旋转,并执行俯仰运动。
[0156] 接下来说明偏转(yaw)动作。
[0157] 当偏转操作部112沿图2的箭头Y方向旋转时,偏转操作部112的第一滑轮1121a、 缠绕在第一滑轮1121a的YC1导线135YC1以及缠绕有YC1导线135YC1的第一差动滑轮 131的第一输入部1311 -起旋转。如此,当第一差动滑轮131的第一输入部1311旋转时, 连接第一输入部1311和输出部1313的差动控制导线135J11的旋转力使输出部1313沿图 4a的箭头R1方向旋转。此外,这种输出部1313的旋转通过缠绕在输出部1313的J12导 线135J12向操作部控制部件115传递,从而使操作部控制部件115的J11滑轮(参照图6 的115J11)旋转。并且,当操作部控制部件115的J11滑轮115J11旋转时,与其连接的第 一钳夹(jaw)驱动线135J13移动,因此与第一钳夹(jaw)驱动线135J13连接的末端工具 (end tool) 120的第一钳夹(jaw) 121沿图2的箭头YJ方向旋转。
[0158] 此外,当偏转操作部112沿图2的箭头Y方向旋转时,偏转操作部112的第二滑轮 1121b、缠绕在第二滑轮1121b的YC2导线135YC2以及缠绕有YC2导线135YC2的第二差动 滑轮132的第一输入部1321 -起旋转。如此,当第二差动滑轮132的第一输入部1321旋 转时,连接第一输入部1321和输出部1323的差动控制导线135J21的旋转力使输出部1323 沿图4b的箭头R3方向旋转。此外,这种输出部1323的旋转通过缠绕在输出部1323的J22 导线135J22向操作部控制部件115传递,从而使操作部控制部件115的J21滑轮(参照图 6的115J21)旋转。并且,当操作部控制部件115的J21滑轮115J21旋转时,与其连接的第 二钳夹(jaw)驱动线135J23移动,因此与第二钳夹(jaw)驱动线135J23连接的末端工具 (end tool) 120的第二钳夹(jaw) 122沿图2的箭头YJ方向旋转。
[0159] 如此,当使偏转操作部112向任一方向进行旋转时,两个钳夹(jaw) 121、122以相 同的方向旋转的同时,执行偏转(yaw)动作。在此,根据本发明一实施例的手术用器械100 具有一个以上的差动滑轮,因此具有偏转操作部112的动作不会伴有致动操作部113的动 作的效果。
[0160] 接下来,对致动(actuation)动作进行说明。
[0161] 当致动操作部113沿图2的箭头A方向旋转时,致动操作部113的第一滑轮1131a、 缠绕在第一滑轮1131a的AC1导线135AC1以及缠绕有AC1导线135AC1的第一差动滑轮 131的第二输入部1312 -起旋转。在此,由于AC1导线135AC1在中间被扭绞一次,因此致 动操作部113的旋转力的方向被改变为相反的方向,并传递至第一差动滑轮131。如此,当 第一差动滑轮131的第二输入部1312旋转时,连接第二输入部1312和输出部1313的差动 控制导线135J11的旋转力使输出部1313沿图4a的箭头R2的相反方向旋转。此外,这种 输出部1313的旋转通过缠绕在输出部1313的J12导线135J12向操作部控制部件115传 递,从而使操作部控制部件115的J11滑轮(参照图6的115J11)旋转。并且,当操作部控 制部件115的J11滑轮115J11旋转时,与其连接的第一钳夹(jaw)驱动线135J13旋转,因 此与第一钳夹(jaw)驱动线135J13连接的末端工具(end tool) 120的第一钳夹(jaw) 121 沿图2的箭头YJ方向旋转。
[0162] 此外,当致动操作部113沿图2的箭头A方向旋转时,致动操作部113的第二滑轮 1131b、缠绕在第二滑轮1131b的AC2导线135AC2以及缠绕有AC2导线135AC2的第二差动 滑轮132的第二输入部1322 -起旋转。如此,当第二差动滑轮132的第二输入部1322旋 转时,连接第二输入部1322与输出部1323的差动控制导线135J21的旋转力使输出部1323 沿图4b的箭头R4方向旋转。此外,这种输出部1323的旋转通过缠绕在输出部1323的J22 导线135J22向操作部控制部件115传递,从而使操作部控制部件115的J21滑轮(参照图 6的115J21)旋转。并且,当操作部控制部件115的J21滑轮115J21旋转时,与其连接的第 二钳夹(jaw)驱动线135J23旋转,因此与第二钳夹(jaw)驱动线135J23连接的末端工具 (end tool) 120的第二钳夹(jaw) 122沿图2的箭头YJ的相反方向旋转。
[0163] 如此,当致动操作部113沿任一方向进行旋转时,两个钳夹(jaw) 121、122以彼此 相反的方向旋转的同时,执行致动(actuation)动作。在此,根据本发明一实施例的手术用 器械1〇〇具有一个以上的差动滑轮,因此具有致动操作部113动作不会伴有偏转操作部112 的动作的效果。
[0164] 通过这种本发明,可获得如下效果:将依据俯仰驱动部、偏转驱动部及致动驱动部 的彼此独立的输入来执行末端工具的输出动作的手术用器械,在不使用电机或电子控制或 软件等的情况下,只通过纯机械结构即可实现。即只通过简单的机械装置将彼此影响的俯 仰动作、偏转动作及致动动作相互分离,从而能够获得显著简化手术用器械的结构的效果。
[0165] 此外,能够获得只通过最少的导线及滑轮结构,将操作部110的旋转力传递至末 端工具(end tool) 120的效果。尤其在本发明中,由于操作部110的操作方向与末端工具 (end tool) 120的工作方向为直观上相同的方向,因此能够获得提高手术者的方便性,以及 提高手术的准确性的效果。进一步,在末端工具(end tool) 120侧只具有第一钳夹(jaw)驱 动线135J13及第二钳夹(jaw)驱动线135J23这两个导线,从而能够简单地执行末端工具 (end tool) 120的俯仰(pitch)动作、偏转(yaw)动作及致动(actuation)动作。进一步, 末端工具控制部件123和操作部控制部件115构成为以图1的YZ平面为中心彼此对称的 镜像(mirroring)结构,从而能够获得简单地实现俯仰运动的效果。即能够获得与偏转动 作及致动动作无关地,执行俯仰动作的效果。
【具体实施方式】 [0166]
[0167] 〈关于差动滑轮的第一变形例>(D1)
[0168] 图7是表示图2所示手术用器械的差动滑轮的第一变形例的图,图8及图9是表 示图7所示差动滑轮的第一变形例运行的图。
[0169] 如上所述,在本发明中,所谓的差动滑轮意味着,具有两个以上的输入部及一个输 出部,从两个以上输入部接收旋转力,通过这些旋转力之和(或差)提取所希望的一个旋转 力,并且通过输出部输出的装置。
[0170] 参照图7,手术用器械的差动滑轮的第一变形例包括第一输入部1361、第二输入 部1362、输出部1363及差动控制部件1364。
[0171] 第一输入部1361包括第一滑轮1361P1、第二滑轮1361P2及第一输入导线1361W。 第一滑轮1361P1和第二滑轮1361P2形成为通过第一输入导线1361W连接并一起旋转。
[0172] 第二输入部1362包括第一滑轮1362P1、第二滑轮1362P2及第二输入导线1362W。 第一滑轮1362P1和第二滑轮1362P2形成为通过第二输入导线1362W连接并一起旋转。
[0173] 输出部1363包括输出滑轮1363P及输出部导线1363W。输出滑轮1363P和差动控 制部件1364通过输出部导线1363W连接,当差动控制部件1364进行并行运动时,通过输出 部导线1363W与所述差动控制部件1364连接的输出滑轮1363P发生旋转。
[0174] 差动控制部件1364包括第一滑轮1364P1、第二滑轮1364P2及差动控制导线 1364W。而且,差动控制部件1364包括第一差动接头1364J1及第二差动接头1364J2。第一 滑轮1364P1和第二滑轮1364P2形成为通过差动控制导线1364W连接并一起旋转。此外, 差动控制部件1364可整体上沿图7的箭头T方向进行并行运动。例如,差动控制部件1364 设置在导轨(未图示)上,从而差动控制部件1364可沿导轨(未图示)沿图7的箭头T方 向进行并行运动。
[0175] 此外,第一差动接头1364J1分别结合于第一输入导线1361W和差动控制导线 1364W,可执行将第一输入导线1361W的旋转传递至差动控制导线1364W的作用。此外,第 二差动接头1364J2分别结合于第二输入导线1362W和差动控制导线1364W,可执行将第二 输入导线1362W的旋转传递至差动控制导线1364W的作用。
[0176] 下面,对所述的差动滑轮的第一变形例的运行过程进行说明。
[0177] 首先,讨论第一输入部旋转的情况。
[0178] 参照图7及图8,在如图7的状态下,当第一输入部1361的第一滑轮1361P1沿图 8的箭头A1方向旋转时,与其连接的第一输入导线1361W沿图8的箭头A2方向沿第一滑轮 1361P1移动。并且,如上所述,由于第一输入导线1361W和差动控制导线1364W分别与第一 差动接头1364J1结合,因此当第一输入导线1361W沿图8的箭头A2方向移动时,与所述第 一输入导线1361W连接的第一差动接头1364J1也一起沿A2方向移动。这时,如果第二输 入部1362没有旋转输入而固定时,第二差动接头1364J2的位置也被固定,因此差动控制部 件1364整体上沿箭头A3方向进行相当于第一差动接头1364J1的移动量的并行运动,第一 滑轮1364P1、第二滑轮1364P2及差动控制导线1364W也一起移动相同的移动量,此时,第一 滑轮1364P1和第二滑轮1364P2向逆时针方向旋转。此外,如上所述,差动控制部件1364 沿箭头A3方向移动时,与其连接的输出部导线1363W沿箭头A4方向移动,因此,与输出部 导线1363W连接的输出滑轮1363P沿箭头C方向旋转。
[0179] 通过这种本发明的结构,第一输入部1361的旋转不会对第二输入部1362产生影 响,而只向输出部1363传递,从而能够使输出滑轮1363P旋转。
[0180] 接下来,讨论第二输入部旋转的情况。
[0181] 参照图7及图9,在如图7的状态下,当第二输入部1362的第一滑轮1362P1沿图 9的箭头B1方向旋转时,与其连接的第二输入导线1362W沿图9的箭头B2方向沿第一滑轮 1362P1移动。并且,如上所述,由于第二输入导线1362W和差动控制导线1364W分别与第二 差动接头1364J2结合,因此当第二输入导线1362W沿图9的箭头B2方向移动时,与所述第 二输入导线1362W连接的第二差动接头1364J2也一起沿B2方向移动。这时,如果第一输 入部1361没有旋转输入而固定时,第一差动接头1364J1的位置也被固定,因此差动控制部 件1364整体上沿箭头B3方向进行相当于第二差动接头1364J2移动的量的并行运动,第一 滑轮1364P1、第二滑轮1364P2及差动控制导线1364W也一起移动相同的移动量,此时,第一 滑轮1364P1和第二滑轮1364P2向顺时针方向旋转。此外,如上所述,差动控制部件1364 沿箭头B3方向移动时,与其连接的输出部导线1363W沿箭头Μ方向移动,因此,与输出部 导线1363W连接的输出滑轮1363Ρ沿箭头C方向旋转。
[0182] 通过本发明的这种结构,第二输入部1362的旋转不会对第一输入部1361产生影 响,而只向输出部1363传递,从而能够使输出滑轮1363Ρ旋转。
[0183] 接下来,讨论第一输入部及第二输入部同时旋转的情况。
[0184] 当第一输入部1361的第一滑轮1361Ρ1向顺时针方向旋转时,输出部1363的输出 滑轮1363Ρ向逆时针方向旋转,而当第二输入部1362的第一滑轮1362Ρ1向逆时针方向旋 转时,输出部1363的输出滑轮1363Ρ向逆时针方向旋转。因此,当第一输入部1361的第一 滑轮1361Ρ1和第二输入部1362的第二滑轮1362Ρ1沿彼此相反的方向旋转时,输出部1363 的输出滑轮1363Ρ旋转相当于两个旋转力之和的量。相反,当第一输入部1361的第一滑轮 1361Ρ1和第二输入部1362的第二滑轮1362Ρ1沿彼此相同的方向旋转时,输出部1363的输 出滑轮1363Ρ旋转相当于两个旋转力的差的量。
[0185] 通过这种本发明,当在两个以上输入部中只有其中任意一个输入部旋转时,其能 够只让输出部旋转,而不会导致其它输入部的旋转。此外,当两个以上输入部同时旋转时, 能够通过输出部输出相当于两个以上输入部的旋转力之和(或差)的一个旋转力。
[0186] 以上,说明了可取代图4a及图4b所示差动滑轮而适用的差动滑轮的一个变形例, 但将省略这种差动滑轮的一个变形例具体适用在手术用器械的例子。
[0187] 〈关于差动滑轮的第二变形例> (D2)
[0188] 图10是表示图2所示手术用器械的差动滑轮的第二变形例的图,图11及图12是 表示图10所示差动滑轮的第二变形例运行的图。
[0189] 如上所述,在本发明中,所谓的差动滑轮意味着,具有两个以上的输入部及一个输 出部,并且在两个以上输入部中的每一个不影响其它输入部旋转的情况下,将从两个以上 输入部输入的旋转力输出为所希望的一个旋转力的装置。
[0190] 参照图10,手术用器械的差动滑轮的第二变形例包括第一输入部1371、第二输入 部1372、输出部1373、第一差动控制部件1374、第二差动控制部件1375及差动控制导线 1376。
[0191] 第一输入部1371包括第一输入滑轮1371P及第一输入导线1371W。第一输入滑轮 1371P形成为与第一输入导线1371W连接,并与第一输入导线1371W-起旋转。
[0192] 第二输入部1372包括第二输入滑轮1372P及第二输入导线1372W。第二输入滑轮 1372P形成为与第二输入导线1372W连接,并与第二输入导线1372W-起旋转。
[0193] 输出部1373包括输出滑轮1373P。输出滑轮1373P形成为与差动控制导线1376 连接,并与差动控制导线1376 -起旋转。
[0194] 第一差动控制部件1374包括第一滑轮1374P1、第二滑轮1374P2及第一差动控 制棒1374a。在第一差动控制棒1374a的两端分别形成有第一滑轮1374P1及第二滑轮 1374P2,这些滑轮能够分别旋转。此外,第一差动控制部件1374的两侧末端分别与第一输 入导线1371W的两端结合。此外,第一差动控制部件1374可在整体上沿图10的箭头T1方 向进行并行运动。例如,第一差动控制部件1374可设置在导轨(未图示)上,从而第一差 动控制部件1374可沿导轨(未图示)沿图10的箭头T1方向进行并行运动。因此,当第一 输入滑轮1371P旋转时,与其连接的第一输入导线1371W旋转,而当第一输入导线1371W旋 转时,与其两端结合的第一差动控制部件1374沿图10的箭头T1方向进行并行运动。
[0195] 第二差动控制部件1375包括第一滑轮1375P1、第二滑轮1375P2及第二差动控 制棒1375a。在第二差动控制棒1375a的两端分别形成有第一滑轮1375P1及第二滑轮 1375P2,这些滑轮能够分别旋转。此外,第二差动控制部件1375的两侧末端分别与第二输 入导线1372W的两端部结合。此外,第二差动控制部件1375可在整体上沿图10的箭头T2 方向并行运动。例如,第二差动控制部件1375可设置在导轨(未图示)上,从而第二差动 控制部件1375可沿导轨(未图示)沿图10的箭头T2方向进行并行运动。因此,当第二输 入滑轮1372P旋转时,与其连接的第二输入导线1372W旋转,而当第二输入导线1372W旋转 时,与其两端结合的第二差动控制部件1375沿图10的箭头T2方向进行并行运动。
[0196] 此外,沿第一差动控制部件1374的第一滑轮1374P1、第二差动控制部件1375的第 一滑轮1375P1、第一差动控制部件1374的第二滑轮1374P2及第二差动控制部件1375的第 二滑轮1375P2,连接有差动控制导线1376。差动控制导线1376沿所述四个滑轮缠绕,并且 形成为能够随着第一差动控制部件1374及第二差动控制部件1375的并行运动而移动。在 此,在差动控制导线1376上形成有固定点F1,固定点F1可成为差动控制导线的移动基准 点。
[0197] 下面,对所述的差动滑轮的第二变形例的运行过程进行说明。
[0198] 首先,讨论第一输入部旋转的情况。
[0199] 参照图10及图11,在如图10的状态下,当第一输入部1371的第一输入滑轮1371P 沿图11的箭头A1方向旋转时,与其连接的第一输入导线1371W沿图11的箭头A2方向沿 第一输入滑轮1371P移动。并且,如上所述,由于第一输入导线1371W与第一差动控制部件 1374连接,因此当第一输入导线1371W沿图11的箭头A2方向移动时,第一差动控制部件 1374整体上沿箭头A3方向进行并行运动。此外,当第一差动控制部件1374沿箭头A3方向 进行并行运动时,例如图10的差动控制导线1376的P1地点移动至图11的差动控制导线 1376的ΡΓ地点时,差动控制导线1376整体上沿图11的箭头A4方向移动。因此,与差动 控制导线1376连接的输出滑轮1373P沿箭头C方向旋转。这时,第一差动控制部件1374 的第一滑轮1374P1、第二滑轮1374P2及第二差动控制部件1375的第二滑轮1375P2分别向 顺时针方向旋转。
[0200] 通过这种本发明的结构,第一输入部1371的旋转不会对第二输入部1372产生影 响,而只向输出部1373传递,从而能够使输出滑轮1373P旋转。
[0201] 接下来,讨论第二输入部旋转的情况。
[0202] 参照图10及图12,在如图10的状态下,当第二输入部1372的第二输入滑轮1372P 沿图12的箭头B1方向旋转时,与其连接的第二输入导线1372W沿图12的箭头B2方向沿 第二输入滑轮1372P移动。并且,如上所述,由于第二输入导线1372W与第二差动控制部件 1375连接,因此当第二输入导线1372W沿图12的箭头B2方向移动时,第二差动控制部件 1375整体上沿箭头B3方向进行并行运动。此外,当第二差动控制部件1375沿箭头B3方向 进行并行运动时,例如图10的差动控制导线1376的P2地点移动至图12的差动控制导线 1376的P2'地点时,差动控制导线1376整体上沿图12的箭头Μ方向移动。因此,与差动 控制导线1376连接的输出滑轮1373Ρ沿箭头C方向旋转。这时,第二差动控制部件1375 的第一滑轮1375Ρ1、第二滑轮1375Ρ2及第一差动控制部件1374的第一滑轮1374Ρ1分别向 顺时针方向旋转。
[0203] 通过这种本发明的结构,第二输入部1372的旋转不会对第一输入部1371产生影 响,而只向输出部1373传递,从而能够使输出滑轮1373Ρ旋转。
[0204] 接下来,讨论第一输入部及第二输入部同时旋转的情况。
[0205] 当第一输入部1371的第一输入滑轮1371Ρ向逆时针方向旋转时,输出部1373的 输出滑轮1373Ρ向逆时针方向旋转,而当第二输入部1372的第二输入滑轮1372Ρ向顺时针 方向旋转时,输出部1373的输出滑轮1373Ρ向逆时针方向旋转。因此,当第一输入部1371 的第一输入滑轮1371Ρ和第二输入部1372的第二输入滑轮1372Ρ沿彼此相反的方向旋转 时,输出部1373的输出滑轮1373Ρ旋转相当于两个旋转力之和的量。相反,当第一输入部 1371的第一滑轮1371Ρ和第二输入部1372的第二滑轮1372Ρ沿彼此相同的方向旋转时,输 出部1373的输出滑轮1373Ρ旋转相当于两个旋转力的差的量。
[0206] 通过这种本发明,当在两个以上输入部中只有其中任意一个输入部旋转时,其能 够只让输出部旋转,而不会导致其它输入部的旋转。此外,当两个以上输入部同时旋转时, 能够通过输出部仅输出相当于两个以上输入部的旋转力之和(或差)的一个旋转力。
[0207] 接下来,对手术用器械的差动滑轮的第二变形例的另一实现例进行说明。图13a 至图13e是分别表示差动滑轮的第二变形例的另一实现例的图。在图13a至图13e中省 略了第一输入部及第二输入部,并且表示有第一差动控制部件1374a至1374e、第二差动控 制部件1375a至1375e、输出部1373a至1373e及连接这些部件的差动控制导线1376a至 1376e。这些各实现例的外形虽然有些不同,但从下述角度考虑,即当第一输入部(未图示) 旋转时,第一差动控制部件1374a至1374e执行上下并行运动的同时使差动控制导线1376a 至1376e旋转,从而使输出部1373a至1373e发生旋转,而当第二输入部(未图示)旋转 时,第二差动控制部件1375a至1375e执行上下并行运动的同时使差动控制导线1376a至 1376e旋转,从而使输出部1373a至1373e发生旋转的角度考虑时,与图10至图12表示的 差动滑轮的第二变形例实质上相同。
[0208] 以上,说明了能够取代在图4a及图4b中表示的差动滑轮而适用的差动滑轮的一 个变形例,但至于这种差动滑轮的一个变形例具体适用在手术用器械的例子则省略不谈。
[0209] 〈关于差动滑轮的第三变形例> (D4)
[0210] 图14及图15是表示图2所示手术用器械的差动滑轮的第三变形例的图。
[0211] 如上所述,在本发明中,所谓的差动滑轮意味着,具有两个以上的输入部及一个输 出部,并且在两个以上输入部中的每一个不影响其它输入部旋转的情况下,将从两个以上 输入部输入的旋转力输出为所希望的一个旋转力的装置。
[0212] 参照图14及图15,手术用器械的差动滑轮的第三变形例包括第一输入部1381、第 二输入部1382、输出部1383及连接部1384。
[0213] 第一输入部1381包括第一旋转轴1381a及第一输入滑轮1381b,第一输入滑轮 1381b形成为与第一旋转轴1381a结合,并能够以第一旋转轴1381a为中心进行旋转。
[0214] 第二输入部1382包括第二旋转轴1382a及彼此相对地形成的两个第二输入滑轮 1382b,两个第二输入滑轮1382b设置为没有与第二旋转轴1382a结合,并且形成为能够以 第二旋转轴1382a为中心旋转。其中,第一输入部1381从第二输入滑轮1382b延伸而形成。 即第一输入滑轮1381b通过连接部件(未图示)连接于第二输入滑轮1382b,因此当第二输 入滑轮1382b旋转时,包括与第二输入滑轮1382b连接的第一输入滑轮1381b的第一输入 部1381发生旋转。
[0215] 输出部1383包括第三旋转轴1383a及输出滑轮1383b,输出滑轮1383b形成为与 第三旋转轴1383a结合,并且能够以第三旋转轴1383a为中心旋转。
[0216] 连接部1384包括第四旋转轴1384a及彼此相对地形成的两个滑轮1384b,两个滑 轮1384b设置为没有与第四旋转轴1384a结合,并且形成为能够分别以第四旋转轴1384a 为中心旋转。
[0217] 此外,差动控制导线1385形成为依次与输出部1383、两个连接滑轮1384b中的一 个、两个第二输入滑轮1382b中的一个、第一输入滑轮1381b、两个第二输入滑轮1382b中的 另一个、两个连接滑轮1384b中的另一个及输出部相接,并且形成为沿着输出部1383、连接 部1384、第二输入部1382及第一输入部1381旋转。
[0218] 在此,虽然在图中未表不,但可进一步设置有连接第一输入部1381和第二输入部 1382的结合部件(未图示)。这时结合部件(未图示)可形成为分别夹在第一输入部1381 的第一旋转轴1381a及第二输入部1382的第二旋转轴1382a中。其中,结合部件(未图 示)与第二旋转轴1382a固定结合,当第二旋转轴1382a旋转时,结合部件(未图示)及与 其连接的第一输入部1381也一起旋转,相反,结合部件(未图示)没有与第一旋转轴1381a 固定结合,所以即使第一旋转轴1381a旋转,结合部件(未图示)也可处于静止状态。
[0219] 下面,对所述的差动滑轮的第三变形例的运行进行说明。
[0220] 首先,讨论第一输入部1381旋转的情况如下。当第一输入部1381的第一输入滑 轮1381b以第一旋转轴1381a为中心旋转时,由于摩擦力或者设置有固定点等,差动控制 导线1385将与第一输入滑轮1381b -起旋转,并且从其延伸并缠绕在两个第二输入滑轮 1382b和两个连接滑轮1384b的差动控制导线1385也发生移动,结果是,连接在差动控制导 线1385的相反侧的输出部1383的输出滑轮1383b也以第三旋转轴1383a为中心进行旋转。 这时,缠绕有移动的差动控制导线1385的两个第二输入滑轮1382a和两个连接滑轮1384a 也将一起旋转。
[0221] 同样地,讨论第二输入部1382旋转的情况如下。在如图14的状态下,当第二输入 部1382的第二输入滑轮1382b以第二旋转轴1382a为中心向逆时针方向旋转时,如图15 所示,以第二旋转轴1382b为中心,第一输入部1381整体上向逆时针方向进行旋转。这时, 当由于没有对第一输入部1381的旋转输入,从而没有缠绕在第一输入滑轮1381a的差动控 制导线1385相对于第一旋转轴1381a的旋转时,缠绕在第一旋转轴1381a的差动控制导 线1385部分也整体上以第二旋转轴1382a为中心旋转。这将使分别缠绕在两个第二输入 滑轮1382b的差动控制导线1385被拉伸,并最终使与其对应的两个第二输入滑轮1382b旋 转。这种在两个第二输入滑轮1382b上的差动控制导线1385的移动,最终经过两个连接滑 轮1384使输出滑轮1383b也发生旋转。
[0222] 通过这种本发明,两个以上输入部中的任意一个输入部的旋转,能够在不引起其 它输入部旋转的情况下,独立地引起输出部的旋转。此外,当两个以上的输入部同时旋转 时,能够通过输出部仅输出相当于两个以上输入部的旋转输入之和(或差)的一个旋转力。
[0223] 与本差动滑轮相关的第三变形例与上述的差动滑轮及第一、二变形例有区别,该 区别为一个输入部设置在另一个输入部的旋转轴上,从而随着另一个旋转输入,一个输入 部的位置将发生旋转。即区别在于,在上述的差动滑轮及第一、二变形例中,各输入部彼此 独立地设置,但在与本差动滑轮相关的第三变形例中,一个输入部设置在另一个输入部的 坐标系上。这可使用在如第二实施例(参照后述的图28等)等结构上,即一个操作输入部 设置在另一个操作输入部上,因此当另一个操作输入部旋转或移动时,一个操作输入部也 将一起旋转或移动的结构上。
[0224] 此外,虽然在图中表示按输出部1383、连接部1384、第二输入部1382及第一输入 部1381的顺序排列,但本发明的思想并不局限于此,也可为连接部和第二输入部的位置互 换的结构。在此情况下,第一输入滑轮也通过连接部件(未图示)连接于第二输入滑轮,因 此当第二输入滑轮旋转时,与其连接的连接部的连接滑轮及第一输入部的第一输入滑轮可 一起旋转。
[0225] 以上,说明了能够取代在图4a及图4b中表示的差动滑轮而适用的差动滑轮的一 变形例,但至于这种差动滑轮的一变形例具体适用在手术用器械的例子则省略不谈。
[0226] 〈差动齿轮〉
[0227] 图16是表示根据图2所示手术用器械的动力传递部的一变形例的手术用器械 l〇〇g的图,图17是详细地表示图16的差动齿轮的图。在此,根据本发明的第一实施例的 动力传递部的一变形例的手术用器械l〇〇g和前述的根据本发明第一实施例的手术用器械 100在其它部分几乎相似,不同的是动力传递部的结构发生特征性变化。,下面,将以这种动 力传递部的结构为中心进行说明。
[0228] 本变形例的一个特征在于,取代图2及图4a等的差动滑轮而使用差动齿轮。即在 图16及图17中表示的手术用器械的差动齿轮可视为在图4a中表示的手术用器械的差动 滑轮中用齿轮取代滑轮及导线的结构。
[0229] 参照图16及图17,根据本发明的第一实施例的动力传递部的一变形例的手术用 器械l〇〇g包括操作部110、末端工具(end tool) 120、动力传递部130及连接部(未图示)。 此外,动力传递部130包括第一差动齿轮151及第二差动齿轮152。
[0230] 详细地,第一差动齿轮151包括第一输入部1511、第二输入部1512及输出部 1513。
[0231] 第一输入部1511包括第一滑轮1511a及第一齿轮1511b。第一滑轮1511a及第一 齿轮1511b以相同的旋转轴为中心一起旋转。在此,第一输入部1511的第一滑轮1511a通 过YC1导线135YC1与偏转操作部112的第一滑轮1121a连接,使偏转操作部112的旋转传 递至第一输入部1511。并且,第一输入部1511的第一齿轮1511b与输出部1513连接,使第 一输入部1511的旋转向输出部1513传递。
[0232] 第二输入部1512包括第二滑轮1512a及第二齿轮1512b。第二滑轮1512a及第二 齿轮1512b以相同的旋转轴为中心一起旋转。在此,第二输入部1512的第二滑轮1512a通 过AC1导线135AC1与致动操作部113的第一滑轮1131a连接,使致动操作部113的旋转向 第二输入部1512传递。此外。第二输入部1512的第二齿轮1512b与输出部1513连接,使 第二输入部1512的旋转向输出部1513传递。
[0233] 输出部1513包括输出滑轮1513a、延伸部1513b及差动控制齿轮1513c。在此,输 出部1513的输出滑轮1513a通过J12导线135J12与操作部控制部件115连接,使输出部 1513的旋转通过操作部控制部件115向末端工具(end tool) 120的第一钳夹(jaw) 121传 递。此外,延伸部1513b从输出滑轮1513a的旋转轴沿一方向延伸形成,并且形成为能够以 输出滑轮1513a的旋转轴为中心与输出滑轮1513a-起旋转。差动控制齿轮1513c贯穿插 入于延伸部1513b中,并且形成为能够以延伸部1513b为中心旋转。
[0234] 在此,第一输入部1511、第二输入部1512及输出部1513分别以独立的轴为中心独 立旋转。
[0235] 在此,第一差动齿轮151具有第一输入部1511、第二输入部1512及输出部1513, 从第一输入部1511及第二输入部1512接收旋转力,通过这些旋转力之和(或差)提取一个 旋转力并通过输出部1513输出。即当只有第一输入部1511旋转时,通过输出部1513输出 该旋转,当只有第二输入部1512旋转时,通过输出部1513输出该旋转,当第一输入部1511 和第二输入部1512以相同的方向旋转时,通过输出部1513输出这两者的旋转之和,当第一 输入部1511和第二输入部1512以相反的方向旋转时,通过输出部1513输出这两者的旋转 之差。这可通过下面的数学式进行说明。
[0236] C = A+B(在此,C为输出部的旋转,A为第一输入部的旋转,B为第二输入部的旋 转)
[0237] 通过这种第一差动齿轮151及第二差动齿轮152,即使偏转操作部112和致动操作 部113分别自由旋转,各差动齿轮的输出部分别相对于偏转操作部112和致动操作部113 的旋转也将独立的旋转,结果是,各差动齿轮的输出部分别移动相当于偏转操作部112和 致动操作部113的旋转之和(或差)的量,从而提取所希望的一个旋转力。
[0238] 〈关于差动齿轮的第一变形例〉
[0239] 图18是表示图16的差动齿轮的第一变形例的图。
[0240] 如上所述,在本发明中,所谓的差动齿轮意味着,具有两个以上的输入部及一个输 出部,从两个以上的输入部接收旋转力,通过这些旋转力之和(或差)来提取所希望的一个 旋转力,并通过输出部输出的装置。
[0241] 参照图18,手术用器械的差动齿轮的第一变形例包括第一输入部1561、第二输入 部1562、输出部1563及差动控制部件1564。此时,在图18中表示的手术用器械的差动齿 轮的第一变形例可视为在图7中表示的手术用器械的差动滑轮的第一变形例中用齿轮取 代滑轮及导线的结构。
[0242] 第一输入部1561包括第一滑轮1561P、第一齿轮1561G及第一输入导线1561W。第 一滑轮1561P与第一齿轮1561G形成为通过第一输入导线1561W连接,当第一滑轮1561P 旋转时,第一齿轮1561G进行上下移动。
[0243] 第二输入部1562包括第二滑轮1562P、第二齿轮1562G及第二输入导线1562W。第 二滑轮1562P与第二齿轮1562G形成为通过第二输入导线1562W连接,当第二滑轮1562P 旋转时,第二齿轮1562G进行上下移动。
[0244] 输出部1563包括输出滑轮1563P及输出部导线1563W。输出滑轮1563P和差动控 制部件1564通过输出部导线1563W连接,当差动控制部件1564进行并行运动时,通过输出 部导线1563W与差动控制部件1564连接的输出滑轮1563P发生旋转。
[0245] 差动控制部件1564包括差动控制齿轮1564G及差动控制底座1564B。在此,差动 控制齿轮1564G形成为分别与第一齿轮1561G及第二齿轮1562G啮合,并且形成为当第一 齿轮1561G及第二齿轮1562G上下移动时,差动控制齿轮1564G进行旋转的同时上下进行 并行运动。即第一齿轮1561G及第二齿轮1562G执行一种齿条(rack)的作用,差动控制齿 轮1564G执行一种小齿轮(pinion)的作用。因此,其中,差动控制部件1564整体上可沿图 18的箭头T方向进行并行运动。例如,差动控制部件1564的差动控制底座1564B可设置在 导轨(未图示)上,从而使差动控制部件1564可沿导轨(未图示)沿图18的箭头T方向 进行并行运动。
[0246] 通过这种本发明,当两个以上的输入部中只有其中任意一个输入部旋转时,可只 让输出部旋转,而不使其它输入部旋转。此外,当两个以上的输入部同时旋转时,能够通过 输出部输出相当于两个以上输入部的旋转力之和(或差)的一个旋转力。
[0247] 〈关于差动齿轮的第二变形例〉
[0248] 图19是表示图16的差动齿轮的第二变形例的图。
[0249] 如上所述,在本发明中,所谓的差动齿轮意味着,具有两个以上的输入部及一个输 出部,从两个以上的输入部接收旋转力,通过这些旋转力之和(或差)提取所希望的一个旋 转力并通过输出部输出的装置。
[0250] 参照图19,手术用器械的差动齿轮的第二变形例包括第一输入部1571、第二输入 部1572、输出部1574及差动控制部件1573.
[0251] 详细地,第一输入部1571及第二输入部1572以形成为能够以中心旋转轴1575为 中心旋转的齿轮形状设置,尤其是,第二输入部1572以在俯仰圆筒的里侧具有锯齿的齿轮 形状设置,差动控制部件1573与第一输入部1571及第二输入部1572的齿轮啮合,并设置 在中间位置。差动控制部件1573能够以差动控制部件齿轮轴1573a为中心旋转,差动控制 部件齿轮轴1573a连接于输出部1574。输出部1574能够以中心旋转轴1575为中心旋转。
[0252] 首先,当只有第一输入部1571旋转时,通过齿轮牙啮合的差动控制部件1573以差 动控制部件齿轮轴1573a为中心旋转的同时,引起与差动控制部件齿轮轴1573a连接的输 出部1574相对于中心旋转轴1575的旋转。相反,当只有第二输入部1572旋转时,通过齿 轮牙啮合的差动控制部件1573以差动控制部件齿轮轴1573a为中心旋转的同时,引起与差 动控制部件齿轮轴1573a连接的输出部1574相对于中心旋转轴1575的旋转。此外,当第 一输入部1571和第二输入部1572沿相同的方向旋转时,差动控制部件1573及输出部1574 以中心旋转轴1575为中心沿相同的方向旋转,此时,差动控制部件1573也可能不以差动控 制部件齿轮轴1573a为中心进行旋转。
[0253] 相反,当第一输入部1571和第二输入部1572沿彼此相反的方向旋转时,差动控制 部件1573及输出部1574可能不会相对于中心旋转轴1575进行旋转。此时,差动控制部件 1573也可以差动控制部件齿轮轴1573a为中心进行旋转。
[0254] 因此,通过这种本发明,能够通过输出部输出相当于两个以上输入部的旋转输入 之和(或差)的一个旋转力。
[0255] 虽然在本说明书中以有限的实施例为中心进行了说明,但在本发明的范围内可以 实施多种实施例。而且虽然未进行说明,等同手段也直接结合到本发明。因此,本发明真正 的保护范围应由权利要求书所定义。
[0256] 工业实用性
[0257] 本发明涉及一种差动部件,为了在腹腔镜手术或多种手术中使用,可配置在能够 手动操作的手术用器械等上。
【权利要求】
1. 一种差动部件,包括: 两个以上输入部,从外部分别接收规定的旋转运动或并行运动;及 输出部,用于通过所述两个以上输入部输入的旋转运动或并行运动,输出一个旋转运 动或并行运动。
2. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 所述差动部件具有两个以上输入部、一个输出部及连接所述两个以上输入部和所述输 出部的差动控制部件, 通过输入到所述两个以上输入部的并行运动或旋转运动,产生所述差动控制部件的至 少一部分的并行运动或旋转运动, 通过所述差动控制部件的至少一部分的并行运动或旋转运动,所述输出部进行相当于 所述两个以上输入部输入的并行运动或旋转运动之和或差的量的并行运动或旋转运动。
3. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 所述两个以上输入部能够分别独立地进行旋转运动或并行运动。
4. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 当只对一个所述输入部输入规定的旋转运动或并行运动时,所输入的所述旋转运动或 并行运动只向所述输出部传递。
5. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 当对两个以上的所述输入部分别输入规定的旋转运动或并行运动时,通过所述输出部 输出对各所述输入部输入的旋转运动或并行运动之和或差。
6. 根据权利要求5所述的差动部件,其特征在于, 通过所述输出部输出的旋转运动或并行运动通过以下的数学式C = α A土 β B计算, 其中C为通过输出部输出的旋转运动或并行运动量,Α和Β为分别通过两个以上输入 部输入的旋转运动或并行运动量,α和β为各输入量的权值。
7. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 向各所述输入部输入的旋转运动或并行运动可彼此间不产生干涉。
8. 根据权利要求1所述的差动部件,其中, 所述差动部件包括: 第一输入部,包括两个旋转体及连接所述两个旋转体的第一输入导线,通过所述两个 旋转体中的任意一个旋转体接收规定的旋转量; 第二输入部,包括两个旋转体及连接所述两个旋转体的第二输入导线,通过所述两个 旋转体中的任意一个旋转体接收规定的旋转量; 差动控制部件,包括差动控制棒,形成在所述差动控制棒的两端的两个旋转体、连接所 述两个旋转体的差动控制导线、分别与所述第一输入导线及所述差动控制导线结合的第一 差动接头、以及分别与所述第二输入导线及所述差动控制导线结合的第二差动接头; 输出导线,两端与所述差动控制部件连接;及 输出部,与所述输出导线连接,当所述输出导线移动时通过所述输出导线发生旋转。
9. 根据权利要求8所述的差动部件,其特征在于, 所述第一输入部为了接收并行运动,包括连接在所述第一差动接头的并行运动部件; 或者为了接收旋转运动,包括两个旋转体及连接所述两个旋转体的第一输入导线,并且使 所述第一输入导线及所述差动控制导线在所述第一差动接头中结合并通过所述两个旋转 体中的任意一个旋转体接收规定的旋转运动量,或 所述第二输入部为了接收并行运动,包括连接在所述第二差动接头的并行运动部件; 或者为了接收旋转运动,包括两个旋转体及连接所述两个旋转体的第二输入导线,并且使 所述第二输入导线及所述差动控制导线在所述第二差动接头中结合并通过所述两个旋转 体中的任意一个旋转体接收规定的旋转运动量。
10. 根据权利要求8所述的差动部件,其特征在于, 当所述第一输入部或所述第二输入部旋转时,所述差动控制部件进行并行运动,通过 所述差动控制部件的并行运动,所述输出导线移动并使所述输出部旋转。
11. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 所述差动部件包括: 第一输入部及第二输入部,分别接收规定的旋转运动或并行运动; 第一差动控制部件,与所述第一输入部连接,当所述第一输入部进行旋转运动或并行 运动时,进行并行运动; 第二差动控制部件,与所述第二输入部连接,当所述第二输入部进行旋转运动或并行 运动时,进行并行运动; 差动导线,沿设置在所述第一差动控制部件及所述第二差动控制部件的旋转体卷绕, 并且在任一部分上形成有至少一个固定端;及 输出部,与所述差动导线的至少一部分连接,当所述差动导线移动时进行旋转。
12. 根据权利要求11所述的差动部件,其特征在于, 当所述第一输入部及所述第二输入部分别进行旋转运动或并行运动时,与所述第一输 入部及所述第二输入部连接的所述第一差动控制部件及所述第二差动控制部件分别进行 并行运动, 当所述第一差动控制部件及所述第二差动控制部件分别进行并行运动时,与所述第一 差动控制部件及所述第二差动控制部件连接的所述差动导线移动并使所述输出部旋转。
13. 根据权利要求11所述的差动部件,其特征在于, 所述第一差动控制部件包括第一旋转体、第二旋转体及连接所述第一旋转体和所述第 二旋转体的第一差动控制棒, 所述第二差动控制部件包括第一旋转体、第二旋转体及连接所述第一旋转体和所述第 二旋转体的第二差动控制棒, 所述差动导线沿所述第一差动控制部件的第一旋转体、第二差动控制部件的第二旋转 体、所述第一差动控制部件的第二旋转体、第二差动控制部件的第一旋转体卷取。
14. 根据权利要求13所述的差动部件,其特征在于, 所述第一差动控制部件的第一旋转体及第二旋转体分别与所述第一输入部连接,当所 述第一输入部进行并行运动或旋转运动时,所述第一差动控制部件的第一旋转体及第二旋 转体旋转,并且所述第一差动控制部件执行并行运动; 所述第二差动控制部件的第一旋转体及第二旋转体分别与所述第二输入部连接,当所 述第二输入部进行并行运动或旋转运动时,所述第二差动控制部件的第一旋转体及第二旋 转体旋转,并且所述第二差动控制部件执行并行运动。
15. 根据权利要求11所述的差动部件,其特征在于, 所述第一输入部为了接收并行运动,包括连接在所述第一差动控制部件的并行运动部 件, 所述第二输入部为了接收并行运动,包括连接在所述第二差动控制部件的并行运动部 件。
16. 根据权利要求11所述的差动部件,其特征在于, 所述差动导线的一地点和所述输出部的一地点固定结合,当所述差动导线移动时,所 述输出部旋转。
17. 根据权利要求11所述的差动部件,其特征在于, 所述差动导线的固定端和所述输出部以所述第一差动控制部件和所述第二差动控制 部件各自为基准形成在彼此相反的一侧。
18. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 所述差动部件包括: 第一输入部及第二输入部,形成为能够彼此独立地旋转,分别接收规定的旋转量; 输出部,包括:输出旋转体,形成为能够以一轴为中心进行旋转;延伸部,从所述输出 旋转体的旋转轴沿一方向延伸形成,且形成为能够与所述输出旋转体一起旋转;第一差动 控制旋转体及第二差动控制旋转体,分别形成在所述延伸部的一端,形成为能够以与所述 输出旋转体的旋转轴构成规定角度的轴为中心进行旋转,并且形成为彼此相对;及 差动控制导线,用于连接所述第一输入部、所述第一差动控制旋转体、所述第二输入部 及所述第二差动控制旋转体。
19. 根据权利要求18所述的差动部件,其特征在于, 所述差动控制导线依次卷绕于所述第一输入部、所述第一差动控制旋转体、所述第二 输入部及所述第二差动控制旋转体上,当规定的旋转量分别输入于所述第一输入部或所述 第二输入部时,所述差动控制导线使所述输出部旋转相当于向所述输入部输入的旋转量之 和或差的量。
20. 根据权利要求18所述的差动部件,其特征在于, 当规定的旋转运动量分别输入于所述第一输入部或所述第二输入部时,与所述第一输 入部或所述第二输入部连接的所述差动控制导线发生移动,同时与所述差动控制导线连接 的第一差动控制旋转体或第二差动控制旋转体旋转,并且与所述第一差动控制旋转体和第 二差动控制旋转体连接的所述输出旋转体旋转。
21. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于, 所述差动部件包括: 第一输入部,包括第一旋转轴及与所述第一旋转轴一起旋转的第一输入旋转体; 第二输入部,形成为在所述第一输入部的一侧与所述第一输入旋转体连接,并且包括 彼此相对地形成的多个第二输入旋转体,所述多个第二输入旋转体分别形成为能够以第二 旋转轴为中心进行旋转; 连接部,形成在所述第二输入部的一侧,并且包括彼此相对地形成的多个连接旋转体, 所述多个连接旋转体分别形成为能够以第四旋转轴为中心进行旋转; 输出部,与所述连接部连接,并且包括与第三旋转轴一起旋转的输出旋转体;及 差动控制导线,形成为与所述输出部、所述两个连接旋转体中的任意一个、所述两个第 二输入旋转体中的任意一个、所述第一输入旋转体、所述两个第二输入旋转体中的另一个、 所述两个旋转体中的另一个及输出部依次相接,并沿所述输出部、所述连接部、所述第二输 入部及第一输入部旋转。
22. 根据权利要求21所述的差动部件,其特征在于, 所述差动部件进一步包括连接所述第一输入部和所述第二输入部的结合部件, 所述结合部件形成为分别夹在所述第一旋转轴及所述第二旋转轴中,所述结合部件和 所述第二旋转轴被固定结合,所述结合部件和所述第一旋转轴未被固定结合。
23. 根据权利要求21所述的差动部件,其特征在于, 按所述第一输入部、所述第二输入部、所述连接部及所述输出部的顺序配置,所述第一 输入部和所述第二输入部形成为能够以所述第二旋转轴为中心一起旋转。
24. 根据权利要求21所述的差动部件,其特征在于, 按所述第一输入部、所述连接部、所述第二输入部及所述输出部的顺序配置,所述第一 输入部、所述连接部及所述第二输入部形成为能够以所述第二旋转轴为中心一起旋转。
25. 根据权利要求1所述的差动部件,其特征在于,包括: 两个以上的输入部,分别从外部接收规定的旋转量;及 一个以上的差动齿轮,包括通过输入于所述两个以上的输入部的旋转量输出一个旋转 量的输出部。
26. 根据权利要求25所述的差动部件,其特征在于, 所述差动齿轮包括: 第一输入部,包括第一齿轮; 第二输入部,包括与所述第一齿轮彼此相对的第二齿轮;及 输出部,包括:输出旋转体,形成为能够以一轴为中心进行旋转;延伸部,从所述输出 旋转体的旋转轴向一方向延伸形成,且形成为能够与所述输出旋转体一起旋转;和差动控 制齿轮,形成为能够以所述延伸部为中心进行旋转,并且分别与所述第一齿轮及所述第二 齿轮啮合。
27. 根据权利要求25所述的差动部件,其特征在于, 所述差动齿轮包括: 第一输入部,包括第一旋转体及第一齿轮,所述第一齿轮通过第一输入导线与所述第 一旋转体连接,当所述第一旋转体旋转时所述第一齿轮进行并行运动; 第二输入部,包括第二旋转体及第二齿轮,所述第二齿轮通过第二输入导线与所述第 二旋转体连接,当所述第二旋转体旋转时所述第二齿轮进行并行运动; 差动控制部件,包括差动控制齿轮,所述差动控制齿轮形成为与所述第一齿轮及所述 第二齿轮啮合,当所述第一齿轮或所述第二齿轮执行并行运动时,通过所述第一齿轮或所 述第二齿轮进行旋转的同时执行并行运动;及 输出部,通过输出部导线与所述差动控制部件连接,当所述差动控制部件执行并行运 动时,通过所述输出部导线进行旋转。
28. 根据权利要求25所述的差动部件,其特征在于, 所述差动齿轮包括: 第一输入部,包括并行运动的第一齿轮; 第二输入部,包括并行运动的第二齿轮; 差动控制部件,包括差动控制齿轮,所述差动控制齿轮形成为与所述第一齿轮及所述 第二齿轮啮合,当所述第一齿轮或所述第二齿轮执行并行运动时,通过所述第一齿轮或所 述第二齿轮进行旋转的同时执行并行运动;及 输出部,通过输出部导线与所述差动控制部件连接,当所述差动控制部件执行并行运 动时,通过所述输出部导线进行旋转。
29. 根据权利要求27或28所述的差动部件,其特征在于, 所述第一齿轮及所述第二齿轮执行齿条(rack)作用, 所述差动控制齿轮执行小齿轮(pinion)的作用。
30. 根据权利要求25所述的差动部件,其特征在于, 所述差动齿轮包括: 第一输入部,以形成为能够以规定的轴为中心旋转的齿轮形状设置; 第二输入部,在内部收容所述第一输入部,在内周面形成有锅齿; 差动控制部件,收容在所述第二输入部内,并且设置在所述齿轮形状的第一输入部和 所述第二输入部的锯齿之间;及 输出部,提供可供所述差动控制部件以所述第一输入部的轴为中心进行旋转的旋转路 径,并且形成为能够以所述第一输入部的轴为中心自行旋转。
31. 根据权利要求30所述的差动部件,其特征在于, 所述第二输入部和所述输出部形成有内齿轮(internal gear)。
【文档编号】F16H21/52GK104066399SQ201280067918
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年11月8日 优先权日:2011年11月23日
【发明者】李政周 申请人:利思梅德株式会社