專利名稱：包括由纜索連接的成對鏈節(jié)部件且容易組裝的鉸接機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可容易地組裝和拆卸的鉸接機構(gòu)和設(shè)備，以及組裝這種鉸 接機構(gòu)和設(shè)備的系統(tǒng)和部件。
背景技術(shù)：
容易地遠程控制、導(dǎo)向和/或操縱器械和工具的能力在許多工業(yè)和應(yīng)用 尤其是希望引導(dǎo)器械或工具ii^其中不易于用手進行手動導(dǎo)向或否則會帶 來危險的空間的情況下是大家所關(guān)心的。這些可包括其中應(yīng)用工具或器械
的目標位置難以接近的情況例如某些外科手術(shù)，或者機器的制造或維修， 甚至其中手動接近目標位置受限的商業(yè)和家庭使用。其它情況可包括例如
其中工作環(huán)境對于用戶是危險的例如暴露在危險化學(xué)物質(zhì)下的工作空間的 工業(yè)應(yīng)用。還另外的情況可包括其中用戶處于危險之中例如將工具或器械 部署在危險或敵方位置的法律實施或軍事應(yīng)用。其它使用包括休閑、教育 或娛樂應(yīng)用，例如提供物體的遠程操縱的玩具。
將外科手術(shù)作為說明性示例，手術(shù)例如內(nèi)窕鏡和腹腔鏡檢查，所述檢
查通常使用從身體外部的位置操縱位于身體內(nèi)或朝向身體內(nèi)的目標器官或 組織。內(nèi)窺鏡檢查術(shù)的示例包括乙狀結(jié)腸鏡檢查、結(jié)腸鏡檢查、食管胃十 二指腸鏡檢查和支氣管鏡檢查。內(nèi)窺鏡的插入管通過被推進而前進并通過
向后拉而縮回。管的尖端可通過扭動和大致向上/向下以及向左/向右運動而 被引導(dǎo)。此有限的運動范圍常常會使得難以轉(zhuǎn)過銳角(例如在直腸乙狀部 結(jié)腸內(nèi))，從而導(dǎo)致患者不舒適并且增加損傷周圍組織的危險。腹腔鏡檢 查包括根據(jù)解剖標志放置套管針部分。端口的數(shù)量通常隨預(yù)期的手術(shù)和用 以獲得令人滿意的組織活動以及操作區(qū)域的暴露所要求的器械數(shù)量改變。 盡管腹腔鏡檢查術(shù)有許多優(yōu)點，例如術(shù)后疼痛較小、早期活動性好、術(shù)后 粘連減少，但經(jīng)常難以實現(xiàn)最佳的組織回縮以及通過常規(guī)腹腔鏡端口的機 動性。在一些情況下，這些缺點可能使手術(shù)時間增加或者使手術(shù)釘和縫合 線的安放不精確。還已知將可操縱的導(dǎo)液管用于診斷和治療。與內(nèi)窺鏡類 似，這種導(dǎo)液管包括可在總體受限的運動范圍內(nèi)引導(dǎo)以通過患者的脈管系 統(tǒng)的尖端。
已做出許多努力來設(shè)計可操縱性較高的內(nèi)窺鏡以及導(dǎo)液管，但它們的
運動范圍通常有限。例如，Sato的US 3557780、 Ailinger等的US 5271381、 Alotta等的US 5916146以及Sakai的US 6270453說明了具有可通過致動 一組絲線而被彎曲的一個或多個柔性部分的內(nèi)窺鏡器械。這些絲線通過旋 轉(zhuǎn)小齒輪(Sato)、操縱旋鈕(Ailinger等)、可轉(zhuǎn)向的臂(Alotta等)或 者通過滑輪機構(gòu)(Sato)從器械的近端被致動。Boury等人的US 5916147 公開了 一種具有四個絲線的可轉(zhuǎn)向?qū)б汗埽鼋z線在導(dǎo)液管的壁內(nèi)行進。 每個絲線在導(dǎo)液管的不同部分終止。絲線的近端從套管針松弛地延伸出從 而可被醫(yī)生拉動。醫(yī)生能夠通過選擇性地拉緊絲線來使導(dǎo)液管成形并從而 操縱該導(dǎo)液管。
盡管上述每個設(shè)備都可被遠程操縱，但是它們的運動范圍通常有限。 操縱機構(gòu)的使用比較費力，例如在Boury等的導(dǎo)液管內(nèi)，其中必須單獨拉 動每個線以形成導(dǎo)液管。此外，在例如使用旋鈕和滑輪機構(gòu)的內(nèi)窺鏡和可 轉(zhuǎn)向?qū)б汗艿那闆r下，需要大量訓(xùn)練來熟練操縱設(shè)備通過患者的人體。
因此，具有用于可控地引導(dǎo)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的較高遠程可操縱性的設(shè)備 可使器械和工具更高效且精確地前進和布置。這種設(shè)備提供更直觀和流暢 的用戶界面以實現(xiàn)這種提高的可操縱性也是有利的。這種設(shè)備可在大量行
業(yè)中在引導(dǎo)、控制和/或操縱器械和工具方面得到廣泛應(yīng)用。這種設(shè)備本身 可具有娛樂、休閑和教育價值。另外，這種設(shè)備由可手動組裝的部件形成 也是有利的，從而用戶可隨意地容易地形成具有變化尺寸和特性的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明滿足這些以及其它需要，并提供了用于快速且容易地組裝和/ 或拆卸鉸接機構(gòu)的系統(tǒng)和部件。在本發(fā)明的一種變型中，提供了一種具有 兩個或多個鏈節(jié)部件、兩個或多個接頭部件以及一組或多組可釋放地固定 在鏈節(jié)部件上的連接纜索的系統(tǒng)。所述連接纜索操作性地使一個鏈節(jié)部件 與另一個鏈節(jié)部件相連以形成鏈節(jié)部件對。在一些變型中，鏈節(jié)和接頭部 件適于相互可釋放地連接。接頭部件設(shè)計成進行樞轉(zhuǎn)或彎曲運動。鏈節(jié)部 件包括用于接納連接纜索并使連接纜索通過的通道。該系統(tǒng)可選地包括間 隔部件和/或中心部件。間隔和/或中心部件可同樣適于可釋放地連接到該鏈 節(jié)和接頭部件，并還包括用于接納連接纜索并使連接纜索通過的通道。部 件之間的可釋放連接可一但不是必需的一為干涉配合或搭扣配合連接。使
矩的能力。
在本發(fā)明的另一變型中，提供了一種由這些部件組裝成的鉸接機構(gòu)。 在另外的變型中，該系統(tǒng)或組裝好的機構(gòu)可包括提供纜索延長器，該纜索 延長器允許形成定制長度的連接纜索.另外，提供各種裝置以將連接纜索 固定在相關(guān)聯(lián)的鏈節(jié)部件對上。在一些變型中，這些(裝置)包括附裝在 纜索本身上的纜索止擋。在其它變型中，可在鏈節(jié)部件自身上設(shè)置纜索錨 固器。另外，在一些變型中，纜索可被單獨或共同拉緊。任何或所有這些 部件還可設(shè)有通道，該通道允許絲線、其它纜索、光纖和其它可連接到或 用于控制工具、器械或設(shè)置在組裝好的機構(gòu)的端部或任何部分處的其它元 件的元件通過。


圖1A是用中心部件、接頭、鏈節(jié)和間隔部件以及連接纜索組裝的根
據(jù)本發(fā)明一個實施例的鉸接機構(gòu)的透視圖；圖1B是圖1A的組裝好的鉸接
機構(gòu)的放大透視圖2是圖1的組裝好的鉸接機構(gòu)的中心部件的放大透視圖3A-3B是圖1的組裝好的鉸接機構(gòu)的鏈節(jié)部件的放大透視圖4A-4B是圖1的組裝好的鉸接機構(gòu)的接頭部件的放大透視圖；圖4C
和4D是圖4A-4B的接頭部件的各個部分的透視圖5A-5B是圖1的組裝好的鉸接機構(gòu)的另一接頭部件的放大透視圖5C是圖5A-5B的接頭部件的側(cè)視圖6A-6B是圖1的組裝好的鉸接機構(gòu)的間隔部件的放大透視圖7A是圖1的鉸接機構(gòu)的一個連接纜索的放大側(cè)視圖；圖7B是與圖
7A的連接纜索一起使用的纜索止擋的透視圖8A是與圖7A的連接纜索一起使用的纜索延長器的透視圖；圖8B
是接頭在一起的圖8A的纜索延長器的透視圖9A是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的連接纜索的放大側(cè)視圖；圖9B是與
圖9A的連接纜索一起使用的纜索止擋的透視圖；圖9C是與圖9A的連接
纜索一起使用的纜索延長器的透視圖；圖9D是接頭在一起的圖9C的纜索延長器的透視圖10A和10B分別是根據(jù)本發(fā)明另 一實施例的中心部件的透視圖和側(cè)
視圖；圖IOC是圖IOA的中心部件的一段的透視圖11A-11B是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的鏈節(jié)部件的透視圖12A-12B是圖11A-11B的鏈節(jié)部件的透視圖，其示出連接纜索與鏈
節(jié)部件的連接；
圖13A-13C是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的鏈節(jié)部件的透視圖； 圖14A是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的鏈節(jié)部件的透視圖；圖14B和14C 是圖14A的鏈節(jié)部件的部分的透視圖。
具體實施例方式
用于組裝根據(jù)本發(fā)明的鉸接機構(gòu)的基于部件的系統(tǒng)通常包括多種鏈 節(jié)、接頭、中心和間隔部件以及具有不同長度的連接纜索。鏈節(jié)部件和接 頭部件可鏈接在一起以形成各個鏈節(jié)-接頭單元，該單元則可連接到其它的 鏈節(jié)-接頭單元、另外的接頭部件、間隔部件或中心部件。顯然，對于本領(lǐng) 域技術(shù)人員存在用于在不同部件之間形成可釋放連接的多種設(shè)計，包括相 互干涉配合和搭扣配合連接。被中心部件隔開的鏈節(jié)-接頭單元然后可通過 至少一組纜索連接在一起以形成分離的單元對?；蛘?，可將各個部件設(shè)計 成以相對的方式相互緊靠，在此情況下纜索組本身將組裝好的機構(gòu)保持在 一起。通過混合和匹配鏈節(jié)、接頭、中心部件、間隔部件，可形成具有變 化的(多種)長度、彎曲和剛性特性的鉸接機構(gòu)。部件或形成的鉸接機構(gòu) 可并入其它結(jié)構(gòu)或者與其它結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)的元件包括工具、器械或在例 如休閑應(yīng)用的情況下玩具、木偶、玩偶、塑像等一體地形成。
文中使用的術(shù)語"鏈節(jié)部件"是指鉸接機構(gòu)的分離部件。鏈節(jié)部件能 可選地設(shè)計成與組裝好的鉸接機構(gòu)的其它部件包括接頭部件、間隔部件和 中心部件可釋放地互連。當被組裝時，鏈節(jié)部件通常沿組裝好的機構(gòu)的縱 向軸線對齊。鏈節(jié)部件通常但并不必須是柱形。鏈節(jié)部件通常還包括與鏈 節(jié)部件的縱向軸線徑向隔開的纜索通道。這些纜索通道構(gòu)造成接納纜索并 使纜索通過，該纜索包括控制特定鏈節(jié)部件的移動的纜索以及穿過鏈節(jié)部 件并控制另外的鏈節(jié)部件的纜索。給定纜索通道可設(shè)計成容納單個纜索或 多個纜索，并且可定位在變化的徑向隔開的位置。鏈節(jié)部件還可具有另外 的允許可連接到或用于控制設(shè)置在組裝好的機構(gòu)的端部或任何部分的工 具、器械或其它元件的線、其它纜索、光纖或其它元件通過的通道。
文中使用的術(shù)語"接頭部件"是指鉸接機構(gòu)的另一個分離的部件。接 頭部件類似地能可選地設(shè)計成與組裝好的鉸接機構(gòu)的其它部件包括鏈節(jié)部 件、其它接頭部件、間隔部件和中心部件可釋放地互連。接頭部件也通常 但并不必須是柱形。接頭部件通常包括兩個可相對移動的段。例如，這兩 段可樞轉(zhuǎn)地相互聯(lián)接以進行樞轉(zhuǎn)運動，或者這兩段可通過彎曲部分連接以 便在這兩段之間進行撓曲或彎曲運動。類似于鏈節(jié)部件，接頭部件還可包
含與鏈節(jié)部件的縱向軸線徑向隔開的多個纜索通道。這些纜索通道構(gòu)造成 接納纜索并使纜索通過，該纜索包括控制鏈節(jié)部件的移動的纜索。接頭部 件還具有允許可連接到或用于控制設(shè)置在組裝好的^^構(gòu)的端部或任何部分 的工具、器械或其它元件的線、其它纜索、光纖或其它元件通過的通道。
文中使用的術(shù)語"鏈節(jié)-接頭單元，，是指(直接或間接地)連接到接頭 部件的鏈節(jié)部件。在一些變型中，鏈節(jié)部件和接頭部件可一體地形成為一 個部件。在其它變型中，鏈節(jié)-接頭單元可包括鏈節(jié)部件和接頭部件之間的 中間間隔部件。術(shù)語"活動的鏈節(jié)-接頭單元"是指其中每個單元中的對應(yīng) 鏈節(jié)部件通過纜索組直接相互連接的一對鏈節(jié)-接頭單元。
文中使用的術(shù)語"間隔部件，，是指鉸接機構(gòu)中的又一分離部件。同樣， 間隔部件能可選地設(shè)計成與組裝好的鉸接機構(gòu)的其它部件包括鏈節(jié)部件、 其它接頭部件、間隔部件和中心部件可釋，放地互連。它們也通常但并不必 須是柱形。類似于鏈節(jié)部件，間隔部件通常但并不總是包含與鏈節(jié)部件的 縱向軸線徑向隔開的多個纜索通道。這些纜索通道構(gòu)造成接納控制位于組 裝好的機構(gòu)上的其它位置處的鏈節(jié)部件的纜索并使該纜索通過。同樣，間
部分的工具、器械或其它元件的線、其它纜索、光纖或其它元件通過的通 道。在一些變型中，間隔部件和接頭部件可以以與鏈節(jié)-接頭單元類似的方 式組合以形成間隔部件-接頭單元。
文中使用的術(shù)語"中心部件"是指鉸接機構(gòu)的另一可選部件。類似于 其它部件，中心部件也可選地設(shè)計成與組裝好的鉸接機構(gòu)的其它部件包括 鏈節(jié)部件、接頭部件和間隔部件可釋放地互連。當^皮組裝時，中心部件可 限定未鉸接狀態(tài)下的組裝好的機構(gòu)的縱向軸線。中間部件可用于隔離鏈節(jié)-接頭單元對中的鏈節(jié)部件對，并且更通常地隔離或分隔開組裝好的才幾構(gòu)的 近端和遠端。中心部件可具有變化的長度，從而可根據(jù)要求改變組裝好的 機構(gòu)的近端和遠端之間的距離。中心部件還可具有變化的剛性，例如中心 部件可比較硬，或者例如在并入例如內(nèi)窺鏡的柔性軸時可具有一定的柔性。 中心部件通常但并不必須為柱形。中心部件還提供用于控制纜索的通道。
通常，類似于其它部件，中心部件將包括與接納纜索的部件的縱向軸線徑 向隔開的多個纜索通道。如其它部件的情況一樣，中心部件可并入或與其 它結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)的元件成一體地形成。例如，在玩具的情況下，中心部 件可與玩具體部、形成例如各種附加物例如玩具的頭部和尾部的部件的其 它組合成一體地形成。
文中使用的術(shù)語"纜索組"是指操作性地連接一對鏈節(jié)或鏈節(jié)-接頭單 元的一個或多個纜索的集合或裝置。
文中使用的術(shù)語"器械"和"工具"可互換并且是指通常被用戶操縱 以實現(xiàn)特定目的的設(shè)備。在本發(fā)明的另外的方面中，工具或器械可連接到 用于各種應(yīng)用的組裝好的鉸接機構(gòu)并從該機構(gòu)的一端延伸出。通常，任何 這種應(yīng)用包括希望將器械或工具導(dǎo)向到其中不易于用手進行手動導(dǎo)向或者 否則就會帶來危險的工作空間內(nèi)的情況。在外科應(yīng)用的情況下，外科或診 斷工具的示例包括但不局限于內(nèi)窺鏡、光源、套管針、多普勒流量計、麥 克風、探針、牽開器、解剖器、手術(shù)釘、夾持器、抓鉗、剪刀或切割器， 以及切除或燒灼元件。對于其它應(yīng)用，同樣可想到多種工具或器械，包括 但不局限于例如抓持器、驅(qū)動器、動力工具、焊接器、磁體、光學(xué)透鏡和 觀察器、電氣工具、音頻A見頻工具、激光器、光源、監(jiān)控器等。這種其它 應(yīng)用包括但不局限于工業(yè)應(yīng)用，例如將工具、探4十、傳感器導(dǎo)向到例如收 縮的空間內(nèi)，或者工具的遠程精確操縱例如機械的組裝或維修。還包括其 中工具或器械的應(yīng)用的目標位置難以接近的商業(yè)和家用情況，其它情況可
作空間的工業(yè)應(yīng)用。再有的情況可包括其中用戶處于危險之中例如將工具 或器械部署在危險或敵方位置的法律實施或軍事應(yīng)用。再有的使用包括其 中希望對復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)進行簡單的遠程操縱的應(yīng)用。這些應(yīng)用包括休閑、 教育或娛樂中的應(yīng)用，例如玩具或游戲一例如木偶、玩偶、塑像等的遠程 操縱或集成。工具或器械的類型、連接到組裝好的鉸接機構(gòu)上的方法和位
置，以及應(yīng)用和使用包括但不局限于申請人的未決美國申請No. 10/444769、 No. 10/928479、No. 10/9489111和No. 10/997372內(nèi)所述的那些，
這些申請全文結(jié)合在此以作參考。
轉(zhuǎn)到圖1A-1B，鉸接機構(gòu)100由許多獨立的部件組裝成，所述部件包 括中心部件iio、鏈節(jié)部件120、接頭部件140和160以及間隔部件180 組裝成。鏈節(jié)部件、接頭部件和間隔部件定位在中心部件的兩側(cè)，以形成 被該中心部件分隔開的第一 (或近端)區(qū)段和第二 (或遠端)區(qū)段。成對 的鏈節(jié)部件通過纜索組202、 204和206連接，其中每對鏈節(jié)部件中的構(gòu)件 定位在中心部件100的兩側(cè)，從而該對中的一個鏈節(jié)部件的運動會導(dǎo)致該 對中另一個鏈節(jié)部件進行相應(yīng)的運動。由于接頭部件能夠進行樞轉(zhuǎn)運動因 此這種運動是可能的。每個鏈節(jié)部件(直接或間接地)連接到至少一個接 頭部件以形成鏈節(jié)-接頭單元。能夠操縱鏈節(jié)部件對使得機構(gòu)可容易地形成 復(fù)雜的三維構(gòu)型和幾何形狀，如下文將詳細說明以及美國申請No. 10/444769內(nèi)總體上說明的，該申請全文結(jié)合在此以作參考。
如圖2更清楚地看到的，中心部件110整體為柱形且具有兩相對端部 113和115，每個端部具有從該端部延伸出的多個管狀突出部116。如下文 將說明的，這些突出部構(gòu)造成與其它部件即鏈節(jié)部件、接頭部件或間隔部 件實現(xiàn)搭扣配合連接。纜索通道118與該中心部件的中心軸線隔開一定的 徑向距離并延伸通過該部件，并且在每個端部113和115處開口。這些纜
通過。如圖所示，通道118是完全封裝的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解， 其它通道設(shè)計也將有效地起作用。在此設(shè)計中，組裝好的機構(gòu)的近端和遠 端將進行相互倒向的運動。或者，中心部件可以是空心的，并且纜索穿過 任何端部處的入口并按一定路線通過中心部件的空心內(nèi)部。這允許纜索在 通過中心部件時扭動，從而使組裝好機構(gòu)的近端和遠端發(fā)生其它相對的互 逆(互補，reciprocal)運動。例如，180度的扭動會產(chǎn)生鏡像的運動。根 據(jù)組裝好的機構(gòu)的近端和遠端區(qū)段之間的預(yù)期距離，可設(shè)置具有變化的長 度的中心部件。或者，中心部件可包括具有預(yù)定扭曲度以實現(xiàn)預(yù)期的交互 運動的纜索通道。中心部件通常向系統(tǒng)提供柔性。通過設(shè)置不同長度的中 心部件，得到的組裝好的機構(gòu)的對應(yīng)的接頭部件、鏈節(jié)部件和/或間隔部件
可相互間隔更遠或更近。在中心部件和接頭部件、鏈節(jié)部件和/或間隔部件 可釋放地相互連接的情況下，中心部件還使該機構(gòu)易于組裝，因為中心部 件可以是隨后部件的連接的起始點。但是應(yīng)理解，只要兩個鏈節(jié)-接頭部件 彼此相對地組裝在一起，可在無中心部件的情況下組裝鉸接機構(gòu)。
圖3A-3B更詳細地示出鏈節(jié)部件120。鏈節(jié)部件120的體部122大致 為柱形并包括從體部122沿徑向向外延伸的輪緣部分124。輪緣部分124 包括用于接納纜索組的延伸通過該輪緣部分的纜索通道128。如圖所示， 通道128也是完全封裝的。同樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，只要能以一定 路線將纜索保持在通道內(nèi)，其它通道設(shè)計也可有效地起作用。另外，盡管 如圖所示纜索通道128位于輪緣部分124內(nèi)，但是應(yīng)理解，纜索通道可位 于遠離鏈節(jié)部件縱向軸線的任何徑向位置，并且這種輪緣部分不是必需的。 類似于中心部件110的突出部116，管狀突出部126從鏈節(jié)部件的端部123 延伸出。相對端部125包括成一體的空心管132和134,并且內(nèi)部管132 套在外部管134內(nèi)。管狀突出部126以及管132和134定向和構(gòu)造成4吏得 一個鏈節(jié)部件的管狀突出部可被接納在管132和134之間的空間內(nèi)，從而 與管132和134搭扣配合。此互鎖管系統(tǒng)類似于用于例如互鎖塑料塊的系 統(tǒng)中的互鎖管系統(tǒng)，所述互鎖塑料塊例如市場上的商標為LEGO (Billund， Denmark)的塑料塊。在接頭和間隔部件140、 160和180上同樣設(shè)有具有 類似尺寸的管狀突出部和空心管，從而任何這樣的部件都可與鏈節(jié)部件 120連接或相互連接。中心部件IIO也具有類似尺寸的管狀突出部，并且 可同樣以類似方式連接到鏈節(jié)部件120、接頭部件140和160或間隔部件 180。
圖4A-4D更詳細地示出接頭部件140。接頭部件140由鉸連在一起的 兩部分142 (圖4C)和144 (圖4D)形成。如圖所示，鉸鏈銷158^f吏從部 分142延伸出的托架157連接到從部分144延伸出的臂159,從而這些部 分可圍繞延伸通過該銷的軸線彼此相對地樞轉(zhuǎn)?；蛘撸谕屑芑虮凵峡沙?一體地形成凸起部，該凸起部可被接納在臂或托架上設(shè)置的對應(yīng)的接收孔 內(nèi)，并且此設(shè)置同樣可形成鉸接關(guān)系。類似于鏈節(jié)部件120和中心部件110
上的突出部，管狀突出部146從部分142的端部143延伸出。類似于鏈節(jié) 部件120,部分144包括空心管152和154，并且內(nèi)部管152套在外部管 154內(nèi)?？梢姡獠抗?54形成部分144的周緣，而內(nèi)部管152從橫跨部 分144的橫桿156延伸。如前文所述的鏈節(jié)部件120，接頭部件140可以 以類似方式連接到另一類似的接頭部件140或160或者鏈節(jié)部件110、間 隔部件120和中心部件180。
圖5A-5C更詳細地示出接頭部件160。接頭部件160類似地由通過球 窩接頭連接的兩個部分162和164形成，并且球178從部分162延伸出并 接頭在部分164的窩176內(nèi)。球窩接頭允許這兩個部分沿任何方向彼此相 對地樞轉(zhuǎn)。管狀突出部166 (類似于鏈節(jié)部件、接頭部件和中心部件IIO、 120和140上的突出部)從部分162延伸出。部分164包括空心管172和 174，并且內(nèi)部管174套在外部管172內(nèi)(類似于鏈節(jié)部件120和接頭部件 140的那些管)。外部管172形成部分164的周緣(類似于接頭部件140 )。 如前文所述的鏈節(jié)部件和接頭部件120和140，接頭部件160可以以前文 所述的方式連接到另一類似的接頭部件160或140或者鏈節(jié)部件110、間 隔部件120和中心部件180。
還可設(shè)想另外的接頭部件，其包括但不局限于依賴于部分之間的柔性 鉸鏈的接頭部件，例如申請人的未決美國申請No. 10/948911中所述的接頭 部件，該申請全文結(jié)合在此以作參考。依賴于通過柔性鉸鏈連接的兩個部 分的接頭部件將圍繞彎曲件彎曲或撓曲而不是樞轉(zhuǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng) 理解，現(xiàn)有技術(shù)已知的多種接頭或接頭系統(tǒng)可應(yīng)用于本發(fā)明。
圖6A-6B更詳細地示出間隔部件180。間隔部件180的體部182大致 為柱形，其中纜索通道188定位在距部件的中心軸線的一定徑向距離處并 且朝每一端183和185開口。管狀突出部186從間隔部件的端部183延伸 出(類似于中心部件IIO、鏈節(jié)部件120和接頭部件140和160)。相對端 185包括空心管192和194，并且內(nèi)部管192套在外部管194內(nèi)(類似于鏈 節(jié)部件120和接頭部件140、 160)。
圖7A-7B示出可用于連接鏈節(jié)部件的纜索組的纜索的替代實施例。圖
7A示出其兩端具有較窄的頸部201和203以及端帽205和207的纜索202。 比鏈節(jié)部件上的纜索通道寬的纜索止擋208包括槽209,并構(gòu)造成搭扣配 合在頸部201和203上。回到圖1A-1B，可理解纜索如何連接鏈節(jié)部件對。 纜索202、 204和206具有變化的長度，并連接位于中心部件110兩側(cè)的鏈 節(jié)部件120的分離對。每組纜索旋擰通過一個或多個鏈節(jié)部件120以及中 心部件的纜索通道。給定纜索定位成連接一對鏈節(jié)部件，從而纜索的頸部 201從纜索通道延伸出(沿遠離中心部件的方向)。纜索止擋208然后在 纜索的頸部上搭扣就位。纜索止擋208可進一步旋轉(zhuǎn)，從而槽209被定向 成從鏈節(jié)部件朝向外以避免止擋的不經(jīng)意的掉落。
在圖1A的組裝好的機構(gòu)中，每對連接的鏈節(jié)部件與位于中心部件110 兩側(cè)的分離的部件子組件相關(guān)聯(lián)，從而形成子組件對101和102、 103和 104、 105和106。每個子組件包括建立鏈節(jié)-接頭單元的至少一個鏈節(jié)部件 120和至少一個接頭部件140或160。子組件對的至少一對鏈節(jié)部件通過纜 索組連接。這些子組件的鏈節(jié)部件和接頭部件可直接相互連接，或例如通 過設(shè)置一個或多個中間間隔部件而間接相互連接。鏈節(jié)部件、接頭部件和 可選的間隔部件的多種組合可形成子組件對。如圖1A可見并在圖1B內(nèi)更 清楚地看到的，子組件102由球窩接頭部件160、間隔部件180和鏈節(jié)部 件120形成。子組件104由兩個連續(xù)的鉸鏈接頭部件140和鏈節(jié)部件120 形成。子組件106由設(shè)有中間間隔部件180的兩個鉸鏈接頭部件140和鏈 節(jié)部件120形成。任何一對子組件的運動都由其對應(yīng)的纜索組控制，并且 與任何其它子組件對相獨立。在一些變型中，例如，纜索組可包括相互隔 開120度的三個纜索，但可使用其它的纜索數(shù)量和間隔構(gòu)型。
由于球窩接頭部件160可沿任何方向樞轉(zhuǎn)，所以包括球窩接頭部件160 的子組件例如子組件101和102可進行三自由度運動，即上下運動、左右 運動和旋轉(zhuǎn)或"滾動"運動?？赏ㄟ^將兩個(或更多)鉸接的接頭部件140 組合成一個子組件例如子組件103、 104、 105和106來實現(xiàn)類似的運動。 為了實現(xiàn)最大的運動自由度，至少一個鉸接的接頭部件140垂直于至少一 個其它鉸接的接頭部件140，如在子組件103、 104、 105和106內(nèi)。通過
使用 一組至少三個纜索來連接一對這樣的子組件，該子組件可獨立于任何 其它子組件對地以三自由度操縱或移動。在其中可接受的移動自由度更有 限的應(yīng)用中，鉸接的接頭部件不需要垂直。在這種應(yīng)用中，可利用其中兩
個或多個鉸接的接頭部件140定向為相互平行或者相互偏離0-90度的構(gòu) 型?；蛘呖墒褂脝蝹€鉸接的接頭部件140，以便提供單運動自由度。
對于圖1A的組裝好的鉸接機構(gòu)，固定在給定對的近端子組件上的纜 索直接通過中心部件IIO延伸以連接到與該對相應(yīng)的遠端子組件。更具體 地，如已經(jīng)提到的，近端和遠端子組件的至少一對鏈節(jié)部件通過纜索組連 接。近端子組件內(nèi)的活動鏈節(jié)或鏈節(jié)-接頭單元的運動通過遠端子組件的活 動鏈節(jié)或鏈節(jié)-接頭單元使得遠端子組件進行反向的交互運動。在中心部件 的其它變型中，如前所述，纜索可在通過中心部件的同時扭動或轉(zhuǎn)動180 度，從而在遠端鏡像交互運動。本發(fā)明的組裝好的鉸接機構(gòu)可構(gòu)造成包括 扭動0-360度之間任何度數(shù)的纜索以提供360度范圍的交互運動。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可知，包括例如中心部件的機構(gòu)部件可修改適應(yīng)這種扭動，該修 改例如為以允許纜索在通過部件時扭轉(zhuǎn)的管狀方式構(gòu)造部件。
在圖1A-1B的組裝好的機構(gòu)中，存在每對子組件的部件的一對一或?qū)?稱的對應(yīng)。這并不總是必需的，并且可存在希望子組件對具有部件的不對 稱設(shè)置的應(yīng)用。例如，可向子組件對中的一個子組件添加額外的間隔部件， 這是使機構(gòu)的近端和/或遠端具有額外的長度所希望。另外，在組裝好的機 構(gòu)的一端包含額外的(或更大相對數(shù)的)間隔部件則可允許對應(yīng)的另一端 的移動或運動成比例地縮放。例如，在近端包含額外的間隔部件(或較大 相對數(shù)的間隔部件)將需要用戶在近端進行過大的運動以在遠端實現(xiàn)預(yù)期 的運動。這在其中需要精細、細致地受控運動的情況下，例如其中存在用 戶不具有在缺少這種遠端移動或運動的成比例縮放時執(zhí)行希望的過程所必 需的靈巧性的情況下，是有利的?；蛘?，可在遠端^L置額外的間隔部件(或 較大相對數(shù)的間隔部件)，在此情況下遠端的運動程度將成比例地大于近 端，這也是特定應(yīng)用所希望的。除上述內(nèi)容外，運動或動作的成比例縮放 還可通過增加或減少在近端或遠端的鏈接或間隔部件的纜索通道圖案半徑 來實現(xiàn)，如例如申請人的未決美國申請No. 10/948911和No. 10/9284"內(nèi) 所述的，這些申請全文結(jié)合在此以作參考。也可通過改變鏈節(jié)-接頭單元內(nèi) 的纜索通道的構(gòu)型來調(diào)節(jié)纜索偏壓一即提供中性的、正的或負的纜索偏壓， 如美國申請No. 10/948911和No. 10/928479內(nèi)所述的，該申請全文結(jié)合在 此以作參考。
盡管圖1A-1B的組裝好的鉸接機構(gòu)已示出為具有一定數(shù)量的部件和子 組件，但是這僅是為了說明部件和子組件的相互關(guān)系。根據(jù)諸如預(yù)期的使 用和組裝好的鉸接機構(gòu)的期望長度的因素，可使用任意數(shù)量的部件和子組 件。此外，盡管文中舉例說明了鏈節(jié)部件、接頭部件、間隔部件和中心部 件的一些實施例，^旦是本發(fā)明的部件、系統(tǒng)和組裝好的機構(gòu)并不受此限制。 例如，鏈節(jié)部件和接頭部件可具有多種已知鏈接系統(tǒng)和如美國申請No. 10/444769、 No. 10/928479、 No. 10/948911和No. 10/997372內(nèi)所述的鏈接 系統(tǒng)的樞轉(zhuǎn)或彎曲特征和特性，所述申請全文結(jié)合在此以作參考。此外， 任何或所有部件還可設(shè)有允許可連接到或包括進控制工具或其它設(shè)置在機 構(gòu)的一端或另一端的元件的絲線、其它纜索、光纖等通過的通道，例如美 國申請No. 10/444769、 No. 10/928479、 No. 10/948911和No. 10/997372所 述的。此外，盡管在此分別說明了鏈接部件、接頭部件、間隔部件和中心 部件，但是應(yīng)理解， 一個或多個這種部件的各種特征可共同形成在一個部 件內(nèi)。例如，可一體形成鏈節(jié)-接頭單元或間隔-接頭單元。
如圖1A所示，可提供具有變化的長度的不同纜索即纜索202、 204和 206以組裝希望的鉸接機構(gòu)。另外，可提供如圖8A-8B內(nèi)所示的纜索延長 器210以延長給定纜索202、 204和206的長度，從而使纜索具有變化的總 長度。設(shè)置纜索延長器可在組裝具有變化尺寸的鉸接機構(gòu)時提供更大的靈 活性，該變化的尺寸大于并超過基于預(yù)定長度的有限纜索組形成的鉸接機 構(gòu)。纜索延長器210的直徑與纜索202、 204和206相同，并且在一個端部 具有類似的頸部211和端蓋215。另一個端部包括構(gòu)造成接納和保持纜索 202、 204和206或另 一纜索延長器210的頸部和端蓋的槽213和切口 217。 纜索止擋208類似地搭扣在頸部211上以將纜索延長器210固定在組裝好
的機構(gòu)內(nèi)的鏈節(jié)部件上。作為預(yù)防措施，纜索止擋可旋轉(zhuǎn)，從而槽209被 定向遠離鏈節(jié)部件以進一步避免止擋的不經(jīng)意的掉落。
圖9A-9D示出可類似地用于組裝根據(jù)本發(fā)明的機構(gòu)的纜索、纜索延長 器和纜索止擋系統(tǒng)的替代實施例。纜索222示出為以螺紋端221和223終 止。纜索止擋208對應(yīng)地在其內(nèi)部具有螺紋，并與端部221和223螺紋接 頭以將纜索固定在鏈節(jié)部件上。纜索延長器230可用于延長纜索222的長 度。纜索延長器230具有一個螺紋端231，并且另一端具有內(nèi)螺紋孔233, 該內(nèi)螺紋孔接納纜索232的螺紋端221或223或另一纜索延長器230的螺 紋端231 (如圖9D所示)。纜索222用作起動器纜索，該纜索可沿任何方 向延長。當此系統(tǒng)的纜索用于在組裝好的機構(gòu)內(nèi)連接鏈節(jié)部件時，可通過 旋松或旋緊螺紋連接在纜索上的纜索止擋228來調(diào)節(jié)任何給定連接纜索的 總有效張力，從而增加或減小給定纜索內(nèi)的張緊或松弛度，這有助于例如 適應(yīng)部件的變化的公差。在另外的實施例中，纜索或纜索延長器可直接螺 紋連接到具有對應(yīng)內(nèi)螺紋孔的機構(gòu)部件內(nèi)。另外的連接纜索延長器和纜索 以及纜索和纜索止擋的方法對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。例如， 纜索止擋可具有傳統(tǒng)纜索固定頭或球狀固定頭的頭部形狀，纜索上的凹口 或W接頭該頭部以將纜索連接到鏈節(jié)或其它部件。在其它情況中，可通
將纜索固定到纜索止擋或鏈節(jié)或其它部件。在此情況中，可斷開粘合或切 斷纜索來釋放和拆卸所形成的機構(gòu)。在所有情況中，纜索止擋可附裝到或 一體形成到鏈節(jié)或其它部件上。
為了提供最大程度的靈活性，可將給定系統(tǒng)的鏈節(jié)部件、接頭部件和 間隔部件的尺寸形成為單一的長度標準，并且對應(yīng)的最初的起動器纜索和 纜索延長器將相對于部件標準成比例地設(shè)定尺寸。中心部件的大小可形成 為多個鏈節(jié)、接頭和間隔標準。在這種系統(tǒng)中，可存在多種部件構(gòu)型，并 且對于每種構(gòu)型，可組裝合適長度的纜索以連接鏈節(jié)部件對。
圖IOA-IOC示出構(gòu)造成調(diào)節(jié)組裝好的機構(gòu)的所有纜索的張力的才艮據(jù)本 發(fā)明的中心部件的另一實施例。中心部件310包括第一和第二區(qū)段312和
314。區(qū)段312包括左旋螺紋段317，而區(qū)段314包括右旋螺紋段319。這 些螺紋段螺紋連接到中心螺母320上。類似于中心部件110的部分，區(qū)段 312和314還包括分別從該區(qū)段312和314的端部313和315延伸出的管 狀突出部316，從而中心部件310可同樣與鏈節(jié)部件120、接頭部件140、 160和間隔部件180接頭。可類似地設(shè)置纜索通道318以用于接納連接纜 索并使之通過。當結(jié)合進組裝好的機構(gòu)時，螺母320相對于區(qū)段312和314 的旋轉(zhuǎn)使得區(qū)段平移以增加或減小部件310的長度，從而總體上增加或減小連接的纜索組的張力。區(qū)段312和314還可構(gòu)造成例如通過螺紋區(qū)段的 相對端上的對應(yīng)凸起部和凹穴接頭面來阻止彼此相對旋轉(zhuǎn)。這種構(gòu)型將避 免在螺母320旋轉(zhuǎn)時向組裝好的纜索上施加不適當?shù)呐ちΑ?br> 中心部件通常為系統(tǒng)提供柔性。通過設(shè)置不同長度的中心部件，得到 的組裝好的機構(gòu)可具有它們相應(yīng)的分隔更遠或更靠近的接頭部件對、鏈節(jié)部件對和/或間隔部件對。中心部件還使得在中心部件和接頭部件、鏈節(jié)部
中心部件可以是隨后的部件的連接起始點。但是應(yīng)理解，只要至少兩個鉸鏈接頭部件彼此相對地組裝，則可在無中心部件的情況下組裝鉸接機構(gòu)。
圖11A-11B示出根據(jù)本發(fā)明的鏈節(jié)部件的另一實施例。鏈節(jié)部件420 在一些方面與鏈節(jié)部件120相同。類似于鏈節(jié)部件120，鏈節(jié)部件420同樣包括體部422，該體部422大致為柱形并且具有從該體部422沿徑向向 外延伸的輪緣部分424。輪緣部分424包括延伸通過輪緣部分以用于接納 纜索組的纜索通道428。鏈節(jié)部件420具有六角形凸起部426而不是互鎖 的管狀系統(tǒng)，該凸起部從端部423延伸出并構(gòu)造成被接納在另一鏈節(jié)部件 420的相對端425的凹腔432內(nèi)。可在中心部件、接頭部件和間隔部件上 設(shè)置類似的六角形凸起部和凹腔，從而部件可相容以便組裝在一起。還可 使用其它幾何形狀的凸起部和凹腔樣式。在這種系統(tǒng)中，在組裝時通過連 接纜索提供的張力可保持部件相互接觸?；蛘?，例如通過將凸起部構(gòu)造成 具有稍大的尺寸并且在凹腔壁設(shè)置應(yīng)力解除切口來使部件容易地轉(zhuǎn)變成可 釋放地相互連接。這將在部件之間形成搭扣配合連接。鏈節(jié)部件420還包
括從體部422徑向延伸出的由叉齒436和438形成的纜索錨固器。叉齒436 和438定位成圍住纜索通道，從而從纜索通道出現(xiàn)的纜索可被壓在叉齒之 間并將纜索固定在鏈節(jié)部件上。叉齒包括倒角437、 439以幫助在叉齒之間 引導(dǎo)纜索。圖12A-12B尤其詳細地示出纜索402如何凈皮旋擰通過通道428 并然后壓配合在叉齒436和438之間以將纜索固定在鏈節(jié)部件上。從而， 纜索的拉緊或松弛可被單獨控制。還可提供另外的沿其它指向的叉齒以實 現(xiàn)另外的保護。鏈節(jié)部件420可設(shè)計成具有用于固定三個分離的纜索的三 組叉齒，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的，可設(shè)想多種不同設(shè)置的叉 齒和對應(yīng)的纜索通道。還可見，凹腔432構(gòu)造成接納具有相對于第一鏈節(jié) 部件420旋轉(zhuǎn)不同角度的六角形凸起部的另一部件。這使得在組裝好的機 構(gòu)中鏈節(jié)部件相互對齊，從而給定鏈節(jié)部件上的一組叉齒可固定纜索，而通道。
圖13A-13C示出根據(jù)本發(fā)明的鏈節(jié)部件的另一實施例。鏈節(jié)部件520 包括體部522，該體部同樣大致為柱形并具有從體部522沿徑向向外延伸 出的輪緣部分524。輪緣部分524包括延伸通過該輪緣部分以用于接納纜 索組的纜索通道528。 Y形凸起部526從端部523延伸出，并構(gòu)造成被接 納在第二鏈節(jié)部件520的相對端525的凹腔532內(nèi)。同樣，可在相應(yīng)的中 心部件、接頭部件和間隔部件上設(shè)置類似的Y形凸起部和相應(yīng)的凹腔。還 應(yīng)理解，凹腔將接納相對于鏈節(jié)部件的Y形凸起部的方向旋轉(zhuǎn)不同角度的 Y形凸起部。Y形凸起部和相應(yīng)的凹腔可構(gòu)造成可釋放地連接或僅是靠接。 鏈節(jié)部件520還包括由導(dǎo)向托架536形成的纜索錨固器，該導(dǎo)向托架從體 部522徑向延伸出并限定被托架536和體部522的外壁圍繞的導(dǎo)向通道 538。導(dǎo)向托架536定位成圍住纜索通道528，從而從纜索通道露出的纜索 將被接納通過導(dǎo)向通道538。位于導(dǎo)向通道538內(nèi)的突尖537從體部522 的外壁以遠離纜索通道528的成角度的方向延伸出。突尖537偏轉(zhuǎn)以允許 纜索沿遠離纜索通道528的方向通過導(dǎo)向通道538，但是接頭這種纜索并 阻止纜索沿反方向移動。鏈節(jié)部件520示出用于固定三個分離的纜索的三
個托架536，但同樣對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的，可設(shè)想托架和相應(yīng) 纜索通道的多種不同設(shè)置。在組裝好的機構(gòu)中，給定鏈節(jié)部件上的托架導(dǎo) 向器可固定纜索，而相同組件內(nèi)的其它鏈節(jié)部件可定位成使得被固定的纜 索通過不與托架導(dǎo)向器相關(guān)聯(lián)的通道。為了拆卸使用這種鏈節(jié)部件的機構(gòu)， 可簡單地將突尖壓低以釋放纜索。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，存在許多其它 的將纜索快速固定在鏈節(jié)部件上以及從其上釋放的方法，包括例如在接納 并固定纜索的鏈節(jié)部件上設(shè)置一個或多個樞轉(zhuǎn)夾板或凸輪夾板。其它的將 纜索固定在鏈節(jié)部件上的方法包拾沒置類似的具有定位螺釘?shù)膶?dǎo)架，該定 位螺釘可被旋檸通過托架以將纜索壓在部件上。
圖14A-14C內(nèi)所示的鏈節(jié)部件620類似于鏈節(jié)部件520，但由兩個分 離的部分形成，這允許更方便地相對于希望的纜索通道定位導(dǎo)架并且使得 易于制造。鏈節(jié)部件620包括體部622和從體部沿徑向向外延伸的輪緣部 分624，該輪緣部分具有延伸通過輪緣部分以用于接納纜索組的纜索通道 628。體部622還包括圍繞體部622的周緣設(shè)置的一連串縱向延伸的凹槽 631。環(huán)634套在體部622上，并包括在環(huán)的內(nèi)部延伸且配合凹槽633的舌 片635。舌片-凹槽配合相對于體部622將環(huán)鎖定就位。在環(huán)634的外部存 在由類似于導(dǎo)架536的導(dǎo)架636形成的纜索錨固器。每個導(dǎo)架限定用于接 納纜索的導(dǎo)向通道638，并包括位于導(dǎo)向通道638內(nèi)且從環(huán)634的外壁延 伸出的突尖637。環(huán)634裝在體部622上，從而突尖位于遠離纜索通道628 的成角度方向上，且以與上述方式相同的方式操作以保持通過導(dǎo)向通道的 纜索。除導(dǎo)架636外，環(huán)634也可包括叉齒、夾板或現(xiàn)有技術(shù)已知的任何 其它快速連接方法。
如前文提到的，本發(fā)明的部件可容易地組裝以形成具有多種長度和特 征的定制鉸接機構(gòu)。此外，通過實現(xiàn)連接纜索的可釋放連接，這種才幾構(gòu)可 被快速和容易地組裝和拆卸。對于設(shè)計成可釋放地相互鏈接的部件，首先 使部件相互連接成希望的構(gòu)型，然后將每個鏈節(jié)部件的相關(guān)聯(lián)纜索旋擰通 過連接的部件并緊靠每對的鏈節(jié)部件固定以操作地連接該鏈節(jié)部件對?；?者，當部件設(shè)計成僅相互靠接或相互配合時，可較容易地將纜索或纜索組
簡單地固定在端部鏈節(jié)部件上，然后將另外的部件串接在纜索上，在添加 新的鏈節(jié)部件時添加新纜索或纜索組。 一旦所有的部件都串接在纜索上， 則還可以以上述各種方式相對于鏈節(jié)部件固定和拉緊纜索.設(shè)置與部件成 一體地形成的用于可釋放地固定和拉緊纜索的纜索錨固器可進一步幫助容 易地組裝。
可釋放地相互連接的部件具有能夠從這些部件沿組裝好的機構(gòu)傳遞轉(zhuǎn)
矩的優(yōu)點。還可使用其它傳遞轉(zhuǎn)矩的方法，如例如圖11-14中所示的包括 凸起部和相應(yīng)凹腔的部件，成滑動配合設(shè)置的相互緊靠的部件可傳遞轉(zhuǎn)矩。 其它方法包括修改鏈節(jié)以使其包括轉(zhuǎn)矩傳遞部件，例如美國申請No. 10/948911和No. 10/997372內(nèi)所述的部件，這些申請全文結(jié)合在此以作參考。
與上述考慮一致，鏈節(jié)部件、接頭部件、間隔部件和中心部件還可為 用途規(guī)定的任何尺寸和形狀。對于外科應(yīng)用，鏈節(jié)的尺寸和形狀通常依賴 于諸如患者年齡、所關(guān)心區(qū)域的解剖、預(yù)期應(yīng)用和醫(yī)生偏好的因素。該部 件通常但并不必須為柱形，并且如前文提到的，中心部件、鏈節(jié)部件和間 隔部件可包括用于連接鏈節(jié)部件對的纜索的通道。部件還可具有另外的用 于另外的纜索、絲線、光纖或與結(jié)合組裝好的機構(gòu)使用的預(yù)期工具或器械 相關(guān)聯(lián)的其它類似元件通過的通道。纜索通道的直徑或?qū)挾仍诜菆A形通道 的情況下通常稍大于纜索的直徑，從而形成滑動配合。根據(jù)應(yīng)用場合，部 件的直徑通常為約0.5mm到約15mm。對于內(nèi)窺鏡/腹腔鏡應(yīng)用，代表性 直徑對于小型內(nèi)窺鏡/腹腔鏡器械可為約2mm到約3mm，對于中等尺寸的 內(nèi)窺鏡/腹腔鏡器械可為約5mm到約7mm，而對于大型內(nèi)窺鏡/腹腔鏡器 械可為約10mm到約15mm。對于導(dǎo)液管應(yīng)用場合，直徑可為約lmm到 約5mm。部件的總長度通常可根據(jù)部件之間希望的彎曲半徑改變。工業(yè)、 軍事、消費、教育、娛樂或玩具應(yīng)用希望較大的尺寸。
各個部件可由現(xiàn)有技術(shù)已知的且可根據(jù)應(yīng)用改變的多種材料形成。為 易于制造，可使用可注射成型的聚合物，包括例如聚乙烯或其共聚物、聚 對苯二甲酸乙二醇酯或其共聚物、尼龍、聚硅氧烷、聚氨酯、含氟聚合物、
聚乙烯(乙烯基氯)和它們的組合，或者現(xiàn)有技術(shù)已知的其它合適材料。
對于外科應(yīng)用，如果希望有助于組裝好的鉸接機構(gòu)前進則可在部件上 設(shè)置光滑的涂層。光滑涂層可包括親水聚合物例如聚乙烯吡咯烷酮、含氟 聚合物例如四氟乙烯或聚硅氧烷。 一個或多個部件上可包含不透射線的標 記以在射線照相成像時指示組裝好的鉸接機構(gòu)的位置。通常，可通過熒光 檢查來檢測該標記。
纜索直徑可根據(jù)應(yīng)用改變。通常對于外科應(yīng)用，纜索直徑可在約
0.15mm到約3mm的范圍內(nèi)。對于導(dǎo)液管應(yīng)用，代表性直徑可在約0.15mm 到約0.75mm的范圍內(nèi)。對于內(nèi)窺鏡/皿鏡應(yīng)用，代表性直徑可在約0.5mm 到約3mm的范圍內(nèi)。
纜索柔性例如可通過纜索材料的類型和織法或通過物理或化學(xué)處理來 改變。通常，可根據(jù)鉸接機構(gòu)的預(yù)期應(yīng)用的要求來改變纜索硬度或柔性。 纜索可以是由以下材料制成的單股或多股絲線，所述材料包括但不局限于 生物適應(yīng)性材料例如鎳鈥合金、不銹鋼或任何其合金、超彈性合金、碳纖 維、聚合物例如聚乙烯(乙烯基氯)、聚氧化乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇 酯和其它聚酯、聚烯烴、聚丙烯以及它們的共聚物，尼龍，絲和它們的組 合，或者現(xiàn)有技術(shù)已知的其它合適材料。
組裝好的鉸接機構(gòu)的自然構(gòu)型通常為直線。如果在組裝好的鉸接機構(gòu) 的遠端希望保持一定的彎曲或其它復(fù)雜構(gòu)型，則可根據(jù)例如申請人的未決 美國申請No. 10/444769、 No. 10/928479和No. 10/948911內(nèi)所述的方式將 機構(gòu)"鎖定"就位，這些申請全文結(jié)合在此以作參考。
權(quán)利要求
1.一種用于組裝鉸接機構(gòu)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個或多個鏈節(jié)部件以及兩個或多個接頭部件，每個鏈節(jié)部件還包括用于接納一個或多個纜索的通道，每個接頭部件還能夠進行樞轉(zhuǎn)或彎曲運動；一個或多個纜索，該纜索適于被接納通過鏈節(jié)部件的通道且可釋放地固定在鏈節(jié)部件上，以便操作性地使一個鏈節(jié)部件與另一個鏈節(jié)部件相連接以形成鏈節(jié)部件對。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于，纜索錨固器適于通過壓 配合固定纜索。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于，纜索錨固器構(gòu)造成允許 纜索沿一個方向通過而限制纜索沿相反方向運動。
14. 一種鉸接4幾構(gòu)，該鉸接4幾構(gòu)包括兩個或多個鏈節(jié)部件以及兩個或多個接頭部件，每個鏈節(jié)部件包括用 于接納一個或多個纜索的通道，每個接頭部件還能進行樞轉(zhuǎn)或彎曲運動， 其中每個鏈節(jié)和接頭部件相互關(guān)聯(lián)以形成鏈節(jié)-接頭單元；一個或多個纜索，該纜索可釋放地固定在一個鏈節(jié)-接頭單元的鏈節(jié)部 件以及另一鏈節(jié)-接頭單元的鏈節(jié)部件上以形成連接的鏈節(jié)部件對，從而該 鏈節(jié)部件對中的一個鏈節(jié)部件的運動可導(dǎo)致該對中的另一個鏈節(jié)部件進行沖目關(guān)運動。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的鉸接機構(gòu)，其特征在于，該鉸接機構(gòu)還包括 設(shè)置在至少兩個鏈節(jié)-接頭單元之間的中心部件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的鉸接機構(gòu)，其特征在于，鏈節(jié)、接頭和中心 部件可釋放地連接在一起。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14的鉸接機構(gòu)，其特征在于，該鉸接機構(gòu)還包括 一個或多個間隔部件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的鉸接機構(gòu)，其特征在于，間隔部件、鏈節(jié)部 件和接頭部件可釋放地連接在一起。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15的鉸接機構(gòu)，其特征在于，該中心部件構(gòu)造成 沿其長度膨脹或收縮。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的鉸接機構(gòu)，其特征在于，該中心部件還包括 第一區(qū)段和第二區(qū)段以及中心螺母，該第一和第二區(qū)段具有帶螺紋的部分， 該中心螺母具有與所述帶螺紋的部分接合的對應(yīng)帶螺紋部分。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14的鉸接機構(gòu)，其特征在于，該鉸接機構(gòu)還包括 可釋放地固定在纜索的端部上的一個或多個纜索止擋。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14的鉸接機構(gòu)，其特征在于，纜索還包括連接在 一起的多個纜索節(jié)段。
23. 根椐權(quán)利要求14的鉸接機構(gòu)，其特征在于，鏈節(jié)部件還包括可 釋放地固定一個或多個纜索的纜索錨固器。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的鉸接機構(gòu)，其特征在于，纜索錨固器適于通 過壓配合固定一個或多個纜索。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的鉸接機構(gòu)，其特征在于，纜索錨固器允許纜 索沿 一個方向運動而限制纜索沿相反方向運動。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23的鉸接機構(gòu)，其特征在于，纜索錨固器帶有螺 紋以l更接納具有對應(yīng)螺紋的纜索。
27. —種用于結(jié)合進鉸接機構(gòu)的鏈節(jié)部件，該鏈節(jié)部件包括構(gòu)造成可 釋放地固定纜索的纜索錨固器。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27的鏈節(jié)部件，其特征在于，纜索錨固器構(gòu)造成 通過壓配合可釋放地固定纜索。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27的鏈節(jié)部件，其特征在于，纜索錨固器允許纜 索沿一個方向運動而限制纜索沿相反方向運動。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27的鏈節(jié)部件，其特征在于，纜索錨固器帶有螺 紋以^f更接納具有對應(yīng)螺紋的纜索。
全文摘要
一種鉸接機構(gòu)，該鉸接機構(gòu)包括相互關(guān)聯(lián)的多個鏈節(jié)部件(120)和接頭部件(140)，并包括纜索(202)，該纜索可釋放地固定在該鏈節(jié)部件上以形成連接的鏈節(jié)部件對，以使一對鏈接部件中的一個鏈節(jié)部件的運動會導(dǎo)致該對中的另一個鏈節(jié)部件進行相關(guān)運動。
文檔編號A61B1/005GK101106935SQ200580047097
公開日2008年1月16日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者D·J·達尼茨 申請人:諾瓦爾外科系統(tǒng)公司