檢測(cè)夾緊或發(fā)射失敗的系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是2011年2月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/443,148的非臨時(shí)申請(qǐng)，并要求其權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用被并入本文。本申請(qǐng)涉及2010年2月12日提交的名稱為“CutandSealInstrument”的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?2/705,418(代理人案號(hào)ISRG02180/US)；2009年11月13日提交的名稱為“ENDEFFECTORWITHREDUNDANTCLOSINGMECHANISMS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/260,907(代理人案號(hào)ISRG02330PROV)；2009年11月13日提交的名稱為“WRISTARTICULATIONBYLINKEDTENSIONMEMBERS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/260,903(代理人案號(hào)ISRG02320PROV)，(代理人案號(hào)ISRG02320/US)；2009年11月13日提交的名稱為“WRISTARTICULATIONBYLINKEDTENSIONMEMBERS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/260,903(代理人案號(hào)ISRG02320PROV)；2009年11月13日提交的名稱為“SURGICALTOOLWITHATWODEGREEOFFREEDOMWRIST”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/260,915(代理人案號(hào)ISRG02350PROV)；和2009年11月13日提交的名稱為“MOTORINTERFACEFORPARALLELDRIVESHAFTSWITHINANINDEPENDENTLYROTATINGMEMBER”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/260,919(代理人案號(hào)ISRG02360PROV)；其中的每個(gè)以其全部通過引用被并入本文。發(fā)明背景微創(chuàng)外科技術(shù)旨在減少診斷或手術(shù)操作期間受損的外部組織的量，由此減少患者恢復(fù)時(shí)間、不舒適和有害的副作用。因此，利用微創(chuàng)外科技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)外科手術(shù)的住院期的平均長(zhǎng)度可顯著縮短。同時(shí)，利用微創(chuàng)手術(shù)還可減少患者恢復(fù)時(shí)間、患者不舒適、手術(shù)副作用和離開工作的時(shí)間。微創(chuàng)手術(shù)的通常形式是內(nèi)窺鏡檢查，而內(nèi)窺鏡檢查的通常形式是腹腔鏡檢查，其是腹腔內(nèi)微創(chuàng)的檢查和手術(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡手術(shù)中，將氣體吹入患者的腹部，使插管套管通過小的(大約半英寸或更小)切口穿過以提供腹腔鏡器械的進(jìn)入口。腹腔鏡外科器械通常包括用于觀察手術(shù)區(qū)的內(nèi)窺鏡(例如，腹腔鏡)和用于在手術(shù)部位操作的工具。該操作工具通常與用于常規(guī)的(開放的)手術(shù)的操作工具相似，除了延伸管(也被稱作，例如，器械軸或主軸)將每個(gè)工具的操作末端或末端效應(yīng)器與其手柄分開。末端效應(yīng)器可包括，例如，夾子、抓緊器、剪刀、吻合器、燒灼工具、線性切割器或持針器。為了進(jìn)行手術(shù)操作，外科醫(yī)生使操作工具通過插管套管到內(nèi)部的手術(shù)部位并從腹部外面操縱它們。外科醫(yī)生通過顯示從內(nèi)窺鏡獲取的手術(shù)部位的圖像的監(jiān)視器來(lái)觀察操作。相似的內(nèi)窺鏡技術(shù)用于，例如，關(guān)節(jié)鏡檢查、腹膜后檢查、盆腔鏡檢查、腎鏡檢查、膀胱鏡檢查、腦池檢查（cisternoscopy）、竇鏡檢查、宮腔鏡檢查、尿道鏡檢查等。正在研發(fā)微創(chuàng)遙控外科機(jī)器人系統(tǒng)（minimallyinvasivetelesurgicalroboticsystem）以增加在內(nèi)部手術(shù)部位上操作時(shí)外科醫(yī)生的靈巧以及允許外科醫(yī)生從遠(yuǎn)距離位置(無(wú)菌區(qū)外面)對(duì)患者進(jìn)行操作。在遙控外科系統(tǒng)中，常常提供給外科醫(yī)生在控制臺(tái)的手術(shù)部位的圖像。當(dāng)在合適的觀察器或顯示器上觀察手術(shù)部位的圖像時(shí)，外科醫(yī)生通過操縱控制臺(tái)的主控端輸入（masterinput）或控制裝置而對(duì)患者進(jìn)行手術(shù)操作。每個(gè)主控端輸入裝置均控制伺服機(jī)械地（sevo-machanically）致動(dòng)的/鉸接的外科器械的運(yùn)動(dòng)。手術(shù)操作期間，遙控外科系統(tǒng)可提供機(jī)械致動(dòng)和控制多種具有末端效應(yīng)器的外科器械或工具，該末端效應(yīng)器響應(yīng)主控端輸入裝置的操作為外科醫(yī)生執(zhí)行各種功能，例如，持針或推進(jìn)針、抓緊血管、解剖組織等。非機(jī)器人的線性?shī)A緊、切割和固定裝置（staplingdevice）已用于多種不同的手術(shù)操作。例如，這樣的裝置可用于從胃腸道切除癌性或異常組織。不幸的是，多種已知的外科裝置——包括已知的線性?shī)A緊、切割和固定裝置——具有相對(duì)的夾爪，其可產(chǎn)生比期望小的夾緊力，這可減小外科裝置的功效。已發(fā)展了這樣的裝置，其對(duì)可應(yīng)用的手術(shù)操作(例如，組織固定)產(chǎn)生較高水平的夾緊力，然而，用高力夾爪的夾緊周期性（偶爾地，periodically）地失敗。另外，封閉組織的U形釘發(fā)射（推動(dòng)，firing）可能失敗。然而，檢測(cè)夾緊或U形釘發(fā)射的失敗在一些微創(chuàng)外科應(yīng)用中已證明是困難的，因?yàn)橥饪漆t(yī)生可能沒有清楚觀察到正被夾緊或固定的組織，并且插入身體的工具受限于有效的尺寸和空間限制。由于機(jī)器人系統(tǒng)中外科醫(yī)生的觸覺反饋可稍微受限，所以當(dāng)失敗已發(fā)生直到夾緊或發(fā)射操作完成之后，外科醫(yī)生可能都沒有認(rèn)識(shí)到。鑒于上述，期望使外科醫(yī)生能夠在夾緊或失敗發(fā)生時(shí)發(fā)現(xiàn)它們，以便操作可暫停（suspend）或改變以減少組織損傷的可能性和/或以允許外科醫(yī)生減輕任何已被損傷的組織的效應(yīng)?？紤]到與微創(chuàng)外科環(huán)境相關(guān)的限制，期望從身體外部檢測(cè)失敗，而無(wú)需大量地增加末端效應(yīng)器的輪廓（profile）。因此，可檢測(cè)失敗和向用戶指示失敗的、而與微創(chuàng)操作的需要一致的方法和系統(tǒng)是期望的。這樣的工具在外科應(yīng)用，特別是微創(chuàng)外科應(yīng)用中可以是有益的。發(fā)明概述提供檢測(cè)和指示夾緊和/或U形釘發(fā)射失敗的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。要求保護(hù)的方法和系統(tǒng)涉及檢測(cè)夾爪之間抓住的材料的夾緊或U形釘發(fā)射進(jìn)夾緊的材料中是否可能失敗。要求保護(hù)的系統(tǒng)和方法可檢測(cè)夾緊或發(fā)射過程期間夾緊或發(fā)射的失敗，由此減少由于失敗已發(fā)生之后持續(xù)夾緊或發(fā)射U形釘帶來(lái)的組織損傷的可能性。要求保護(hù)的系統(tǒng)和方法在涉及末端效應(yīng)器的兩個(gè)夾爪之間的身體組織的夾緊和U形釘發(fā)射進(jìn)夾緊的組織的外科應(yīng)用中特別有用。多種外科應(yīng)用要求以足以切割、封閉和/或固定夾緊的組織的夾緊力來(lái)夾緊身體組織。由于夾緊和發(fā)射U形釘可需要比組織操作相對(duì)更高的力，所以?shī)A緊或發(fā)射的失敗可潛在地引起脆弱組織的損傷。本方法和系統(tǒng)在微創(chuàng)外科應(yīng)用中特別有利，因?yàn)槭∫话l(fā)生它們就指示失敗并且允許從身體外部檢測(cè)失敗。雖然本文公開的各種實(shí)施方式主要對(duì)于外科應(yīng)用來(lái)描述，但是這些外科應(yīng)用僅僅是實(shí)例應(yīng)用，并且公開的末端效應(yīng)器、工具和方法可用于其它合適的應(yīng)用——人身體的內(nèi)部和外部，以及非外科應(yīng)用。在第一方面，本發(fā)明提供檢測(cè)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的夾爪之間的材料夾緊失敗或檢測(cè)U形釘發(fā)射失敗的方法，發(fā)射力由致動(dòng)器，如電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。方法包括在夾緊或發(fā)射力的應(yīng)用期間監(jiān)測(cè)致動(dòng)器或電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，以及響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，在用戶界面上輸出夾緊或發(fā)射失敗的指示。通常，當(dāng)監(jiān)測(cè)的致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移在驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍之外時(shí)，夾緊或發(fā)射失敗的指示發(fā)生。該指示還可以指示夾緊或發(fā)射失敗的可能性，其中失敗的可能性落入第一和第二可能性之間的梯度之內(nèi)，第一可能性可能失敗，而第二可能性可能成功。在多種實(shí)施方式中，夾緊和固定的材料是身體組織，包括外部皮膚或內(nèi)臟器官，如腸、胃或肺。在多種實(shí)施方式中，方法和系統(tǒng)包括在末端效應(yīng)器的第一和第二夾爪之間的夾緊期間或U形釘發(fā)射進(jìn)夾緊的組織期間監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)。通常，在外科U形釘行沿著切割線將組織的對(duì)側(cè)固定以封閉組織之后，切割?yuàn)A緊的組織。末端效應(yīng)器通常是微創(chuàng)機(jī)器人外科系統(tǒng)的部分。第一和第二夾爪可包括兩個(gè)分開的夾爪或第一夾爪可靠近末端效應(yīng)器的部分鉸接，在這種情況下，末端效應(yīng)器的部分包括第二夾爪。一方面，方法包括：一般地響應(yīng)來(lái)自用戶的夾緊或發(fā)射命令，夾緊末端效應(yīng)器第一和第二夾爪之間的材料或使U形釘發(fā)射進(jìn)夾緊的材料。系統(tǒng)通過將夾緊力施加到夾子或?qū)l(fā)射力施加到U形釘來(lái)實(shí)施夾緊或發(fā)射。當(dāng)夾緊或發(fā)射發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)施加夾緊或發(fā)射力的致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)參數(shù)。響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，系統(tǒng)在用戶界面上輸出夾緊或發(fā)射失敗或夾緊或發(fā)射成功的指示。在多種實(shí)施方式中，響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)——位于致動(dòng)器的期望驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍，如轉(zhuǎn)矩輸出的范圍之外，提供可能的夾緊或發(fā)射失敗的指示。通常，驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍隨著致動(dòng)器或電動(dòng)機(jī)的位移而變化，以致于驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍可不同，這取決于末端效應(yīng)器的構(gòu)型。例如，在致動(dòng)器或電動(dòng)機(jī)的最初位移(當(dāng)夾子從打開的構(gòu)型開始時(shí))的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍可不同于在最后位移(如當(dāng)夾子處于關(guān)閉/夾緊的構(gòu)型時(shí))的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍。發(fā)射機(jī)構(gòu)的不同的最初構(gòu)型和最后構(gòu)型也是這樣。系統(tǒng)可通過檢測(cè)（sense）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器，或致動(dòng)器通過其實(shí)現(xiàn)夾緊或發(fā)射的機(jī)構(gòu)的位移來(lái)檢測(cè)末端效應(yīng)器的構(gòu)型。夾緊或發(fā)射通過一個(gè)或多個(gè)將致動(dòng)器連接到末端效應(yīng)器和/或U形釘?shù)臋C(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)。機(jī)構(gòu)(一個(gè)或多個(gè))可包括纜索、皮下管（海波管，hypotube）或?qū)輻U。在多種實(shí)施方式中，可能的夾緊失敗的指示是顯示在用戶界面顯示器上的視覺指示符，但還可以通過音頻信號(hào)、視覺信號(hào)或其它感覺指示符傳達(dá)給用戶。另一方面，方法或系統(tǒng)可響應(yīng)夾緊或U形釘發(fā)射失敗或可能的失敗的指示而暫停致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)。方法還可包括在指示失敗之后保持驅(qū)動(dòng)參數(shù)，或在暫停驅(qū)動(dòng)U形釘發(fā)射的力的同時(shí)保持驅(qū)動(dòng)夾緊的驅(qū)動(dòng)參數(shù)。在多種實(shí)施方式中，夾緊機(jī)構(gòu)是非后向可驅(qū)動(dòng)的（backdriveable），以便在它被應(yīng)用或建立后不需要輸入來(lái)保持夾緊力。在這樣的情況下，可需要輸入來(lái)松開和反轉(zhuǎn)導(dǎo)螺桿的運(yùn)動(dòng)。方法可包括反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，以在輸出失敗指示之后松開。在多種實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括末端效應(yīng)器、傳感器和用戶界面。末端效應(yīng)器的第一和第二夾爪連接到致動(dòng)器以便驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器產(chǎn)生夾緊力，從而在第一和第二夾爪之間夾緊材料。系統(tǒng)還可包括致動(dòng)器，如電動(dòng)機(jī)，其可拆地連接到U形釘以便驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器產(chǎn)生發(fā)射力，從而將U形釘發(fā)射進(jìn)身體組織。夾緊和發(fā)射致動(dòng)器可以是單一致動(dòng)器或可以是分開的致動(dòng)器。系統(tǒng)可包括用于監(jiān)測(cè)將夾緊或發(fā)射力施加到末端效應(yīng)器的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的傳感器。傳感器可以是分開的傳感器或可并入機(jī)器人外科系統(tǒng)，還可監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)或機(jī)構(gòu)的位移。系統(tǒng)還可包括用于比較監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)與期望的驅(qū)動(dòng)參數(shù)或參數(shù)范圍的處理器。處理器還可確定給定位移的可接受驅(qū)動(dòng)參數(shù)的范圍。系統(tǒng)可包括用于分別實(shí)現(xiàn)夾緊和發(fā)射的第一和第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)。第一和第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)可利用與夾緊模式和發(fā)射力模式的力需要相對(duì)應(yīng)的不同的力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。例如，第一夾爪致動(dòng)機(jī)構(gòu)使用的使夾爪從打開位置移動(dòng)到關(guān)閉位置的力可包括線性力或轉(zhuǎn)矩，而第二夾爪致動(dòng)機(jī)構(gòu)使用的發(fā)射U形釘通過組織的力可包括轉(zhuǎn)矩。在多種實(shí)施方式中，第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于高力夾緊模式的導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于U形釘發(fā)射的第二導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。可選地，夾緊和發(fā)射可利用部分機(jī)構(gòu)或相同的機(jī)構(gòu)。對(duì)于本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)的更完全的理解，應(yīng)當(dāng)參考接下來(lái)詳細(xì)的說明和附圖。根據(jù)下面的圖和詳細(xì)的說明，本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)勢(shì)將是明顯的。附圖簡(jiǎn)述圖1是根據(jù)多種實(shí)施方式用于進(jìn)行手術(shù)的微創(chuàng)機(jī)器人外科系統(tǒng)的平面圖。圖2是根據(jù)多種實(shí)施方式的機(jī)器人外科系統(tǒng)的外科醫(yī)生控制臺(tái)的透視圖。圖3是根據(jù)多種實(shí)施方式的機(jī)器人外科系統(tǒng)電子學(xué)手推車的透視圖。圖4概略地圖解了根據(jù)多種實(shí)施方式的機(jī)器人外科系統(tǒng)。圖5A是根據(jù)多種實(shí)施方式的機(jī)器人外科系統(tǒng)的患者側(cè)手推車(外科機(jī)器人)的正視圖。圖5B是機(jī)器人外科手術(shù)工具的正視圖。圖6A是根據(jù)多種實(shí)施方式的具有鉸接的夾爪的末端效應(yīng)器的透視圖。圖6B是根據(jù)多種實(shí)施方式的圖6A的末端效應(yīng)器的透視圖(去除了鉸接的夾爪以更好地顯示導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)部件)。圖7A和7B顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件。圖8A顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件。圖8B是根據(jù)多種實(shí)施方式的圖8A的末端效應(yīng)器的透視圖，其中去除了部分鉸接的夾爪以顯示布置在鉸接的夾爪后面的纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)部件。圖8C至8F顯示圖8A的纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)的對(duì)側(cè)部件。圖9A是顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)的透視圖，其顯示用于向夾緊的構(gòu)型鉸接夾爪的纜索。圖9B是顯示圖9A的纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)的透視圖，顯示用于向開放構(gòu)型鉸接夾爪的纜索。圖10是顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件的橫斷面視圖。圖11是根據(jù)多種實(shí)施方式的工具組件的簡(jiǎn)化圖解。圖12是根據(jù)多種實(shí)施方式的安裝到機(jī)器人工具機(jī)械手的機(jī)器人工具的簡(jiǎn)化圖解。圖13是根據(jù)多種實(shí)施方式的遙控機(jī)器人外科系統(tǒng)的圖解視圖。圖14A-14B顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的具有夾緊失敗指示符的用戶界面組件。圖15A-15B顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的夾緊失敗指示符的指示符的實(shí)例。圖16A-16B顯示根據(jù)多種實(shí)施方式與隨著電動(dòng)機(jī)位移而變化的可接受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的范圍相比夾緊期間示例性電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。圖17-20顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的方法。圖21-22顯示利用根據(jù)多種實(shí)施方式的方法的流程圖。詳細(xì)描述提供與夾緊和/或緊固件發(fā)射有關(guān)的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明涉及提供在夾緊期間給定材料的夾緊是否失敗的指示符。本發(fā)明可用于具有用于夾緊材料或?qū)形釘發(fā)射進(jìn)夾緊的材料的夾爪部件的系統(tǒng)。要求保護(hù)的系統(tǒng)和方法對(duì)于微創(chuàng)外科應(yīng)用特別有用，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S從身體外部在受限制環(huán)境中檢測(cè)失敗。這樣的系統(tǒng)常常包括具有夾爪的末端效應(yīng)器，該夾爪以相對(duì)高的力夾緊身體組織和將U形釘發(fā)射進(jìn)組織。以高的夾緊力夾緊允許使用者進(jìn)行需要堅(jiān)固夾緊的各種操作。例如，醫(yī)師可在切割、封閉或固定組織之前需要堅(jiān)固的夾緊身體組織。U形釘或其它緊固件的發(fā)射還可需要應(yīng)用相對(duì)高的力以驅(qū)動(dòng)U形釘通過身體組織。由于夾緊和U形釘發(fā)射利用施加在受限外科區(qū)域中的相對(duì)高的力，所以?shī)A緊或發(fā)射失敗可能損傷脆弱組織。要求保護(hù)的方法和系統(tǒng)是有利的，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S從身體外部檢測(cè)夾緊或發(fā)射過程期間的夾緊或發(fā)射失敗，而不增加末端效應(yīng)器的輪廓。這樣的方法和系統(tǒng)使得能力和患者的安全性增加，同時(shí)保持微創(chuàng)外科工具的比例減小。雖然本文公開的多種實(shí)施方式主要針對(duì)外科應(yīng)用來(lái)描述，但是這些外科應(yīng)用僅僅是實(shí)例應(yīng)用，并且公開的系統(tǒng)和方法可用于其它合適的應(yīng)用——人身體里面和外面，以及非外科應(yīng)用。通常，利用要求保護(hù)的發(fā)明的系統(tǒng)包括末端效應(yīng)器，其具有用于夾緊材料和/或發(fā)射U形釘或緊固件通過夾緊的材料的兩個(gè)夾爪。兩個(gè)夾爪可包括連接到末端效應(yīng)器的鉸接的夾爪，以便使鉸接的夾爪向末端效應(yīng)器的部分移動(dòng)，第二夾爪是末端效應(yīng)器的該部分。在多種實(shí)施方式中，系統(tǒng)利用兩個(gè)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)來(lái)鉸接末端效應(yīng)器的夾爪。第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)提供快速反應(yīng)/小力模式——其改變關(guān)閉的(抓緊的)構(gòu)型和打開的構(gòu)型之間的鉸接的夾爪的位置。在多種實(shí)施方式中，第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)是后向可驅(qū)動(dòng)的。例如，在小力模式抓緊模式中，第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)可被設(shè)計(jì)以在第一和第二夾爪尖端之間提供5lbs的夾緊力。第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)提供高的夾緊力模式，用于以較高夾緊力夾緊夾爪之間的身體組織。通常，第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)是非后向可驅(qū)動(dòng)的。第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)將相對(duì)弱的力或轉(zhuǎn)矩(但是具有大的可用位移)轉(zhuǎn)化成相對(duì)高的轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)動(dòng)末端效應(yīng)器夾爪。第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)可被設(shè)計(jì)以在夾緊的夾爪的尖端之間提供，例如，50磅的夾緊力。通常，在利用要求保護(hù)的方法的應(yīng)用中，外科醫(yī)生以相對(duì)高的夾緊力夾緊身體組織，并且一旦夾緊，發(fā)射一系列U形釘通過夾緊的組織，由此封閉組織。周期性地，夾爪可能沒有夾緊組織，潛在地導(dǎo)致對(duì)組織的損傷。組織的夾緊可由于多種種原因而失敗，包括太多的組織被抓住或夾爪之間抓住的組織不足，包括來(lái)自鄰近的組織如骨的干擾，或組織在夾爪之間滑動(dòng)。即使夾緊是成功的，但是U形釘或其它緊固件的發(fā)射可由于多種種原因而失敗，包括卡住的U形釘、材料不一致、來(lái)自另一種材料的干擾、或夾緊材料的滑動(dòng)。因此，夾緊或發(fā)射過程期間當(dāng)夾緊或發(fā)射失敗發(fā)生時(shí)可檢測(cè)失敗和將這樣的失敗指示給醫(yī)師，由此減小將導(dǎo)致的組織損傷的可能性的系統(tǒng)和方法將是有利的。通過使用要求保護(hù)的方法可避免組織損傷的方式包括：已指示失敗之后終止夾緊或發(fā)射過程或允許使用者終止或修改過程。描述的系統(tǒng)和方法檢測(cè)夾緊和/或?qū)形釘發(fā)射進(jìn)夾緊的材料期間這樣的失敗并將失敗或可能的失敗的指示提供給使用者。當(dāng)處于夾緊位置時(shí)，夾爪之間的距離足以進(jìn)行治療，如發(fā)射U形釘通過夾緊的組織，則夾緊可被認(rèn)為是成功的。該距離可根據(jù)多種因素，包括組織類型、治療類型或待發(fā)射通過夾緊組織的U形釘?shù)某叽缍淖?。一方面，要求保護(hù)的方法和系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)夾緊和/或U形釘發(fā)射的致動(dòng)器或電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)來(lái)檢測(cè)失敗。在優(yōu)選實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)給機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)參數(shù)或力輸出，如轉(zhuǎn)矩，以通過末端效應(yīng)器實(shí)現(xiàn)夾緊和/或U形釘?shù)陌l(fā)射。系統(tǒng)可確定驅(qū)動(dòng)參數(shù)是否在期望驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍內(nèi)。驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍可根據(jù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)或機(jī)構(gòu)的位移而改變。典型地，如果夾緊或發(fā)射失敗，則驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的力輸出降到可接受的最小值以下，如在夾緊夾爪之間沒有材料的力輸出，或力輸出可沖到最大可接受力之上，如來(lái)自骨上的夾緊或機(jī)構(gòu)的卡住的力輸出。在兩者任一的情況下的電動(dòng)機(jī)的持續(xù)驅(qū)動(dòng)可導(dǎo)致對(duì)周圍材料或組織的損傷。通過在材料夾緊和/或發(fā)射進(jìn)組織期間，監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的力輸出，要求保護(hù)的方法和系統(tǒng)檢測(cè)在夾緊或發(fā)射期間的失敗或可能的失敗并向使用者輸出這樣的失敗或可能的失敗的指示。另外，提供失敗的指示之后，系統(tǒng)和方法可自動(dòng)終止夾緊或發(fā)射或等待來(lái)自使用者的進(jìn)一步輸入。理想地，方法包括在夾緊或U形釘發(fā)射期間監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)，和響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，提供夾緊或發(fā)射失敗的可能性的指示。微創(chuàng)機(jī)器人外科手術(shù)現(xiàn)在參考附圖，其中在幾個(gè)視圖中，同樣的參考數(shù)字表示同樣的部件，圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的平面圖圖解。圖1顯示微創(chuàng)機(jī)器人外科(MIRS)系統(tǒng)10，通常用于在躺在手術(shù)臺(tái)14上的患者12上進(jìn)行微創(chuàng)診斷或手術(shù)操作。該系統(tǒng)可包括操作期間外科醫(yī)生18使用的外科醫(yī)生的控制臺(tái)16。一個(gè)或多個(gè)助手20也可參與操作。MIRS系統(tǒng)10可進(jìn)一步包括患者側(cè)手推車22(外科機(jī)器人)和電子學(xué)手推車24?；颊邆?cè)手推車22可操縱至少一個(gè)可移去的連接工具組件26(在下文中被簡(jiǎn)單地稱作“工具”)通過患者12身體中的微創(chuàng)切口，而外科醫(yī)生18通過控制臺(tái)16觀察手術(shù)部位。工具組件26包括末端效應(yīng)器25，該末端效應(yīng)器具有用于夾緊組織的夾爪和用于發(fā)射U形釘通過夾緊組織的機(jī)構(gòu)。手術(shù)部位的圖像可通過內(nèi)窺鏡28，如立體內(nèi)窺鏡獲得，這可通過患者側(cè)手推車22來(lái)操作以定向內(nèi)窺鏡28。電子學(xué)手推車24可用于處理手術(shù)部位的圖像，用于隨后通過外科醫(yī)生的控制臺(tái)16顯示給外科醫(yī)生18。電子學(xué)手推車24包括用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)輸出提供給末端效應(yīng)器的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的處理器27。處理器27可通過比較驅(qū)動(dòng)參數(shù)與驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍來(lái)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)。由于驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍可隨著實(shí)現(xiàn)末端效應(yīng)器運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)或機(jī)構(gòu)的位移而變化，所以處理器27還可在夾緊和/或發(fā)射期間接收關(guān)于電動(dòng)機(jī)或末端效應(yīng)器機(jī)構(gòu)位移的位移數(shù)據(jù)，以便處理器27針對(duì)任何給定的位移比較監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)與可接受驅(qū)動(dòng)參數(shù)的范圍。位移數(shù)據(jù)可直接測(cè)量或可根據(jù)機(jī)器人系統(tǒng)，如機(jī)器人患者側(cè)機(jī)械手(PSM)系統(tǒng)，所獲得的位置數(shù)據(jù)或其衍生數(shù)據(jù)來(lái)確定，例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)2007/0005045——其全部?jī)?nèi)容通過引用被并入本文——中描述的。響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，處理器27可輸出夾緊失敗指示到用戶界面。系統(tǒng)10然后將預(yù)測(cè)指示符傳達(dá)給外科醫(yī)生控制臺(tái)16上的醫(yī)師，以與向科醫(yī)生傳達(dá)夾緊或發(fā)射是否已失敗。圖2是外科醫(yī)生控制臺(tái)16的透視圖。外科醫(yī)生控制臺(tái)16包括左眼顯示器32和右眼顯示器34，用于將賦予深度感的手術(shù)部位的協(xié)調(diào)立體視圖呈現(xiàn)給外科醫(yī)生18?？刂婆_(tái)16進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)輸入控制裝置36，其反過來(lái)使患者側(cè)手推車22(圖1所示)操縱一個(gè)或多個(gè)工具。輸入控制裝置36將提供與它們連接的工具26(圖1所示)相同的自由度以提供給外科醫(yī)生遙現(xiàn)（遠(yuǎn)程呈現(xiàn)，telepresence），或輸入控制裝置36與工具26成一體的感覺，以便外科醫(yī)生具有直接控制工具26的強(qiáng)烈感覺。為此，位置、力和觸覺反饋傳感器(未顯示)可用于通過輸入控制裝置36從工具26將位置、力和觸覺傳遞回外科醫(yī)生的手。外科醫(yī)生控制臺(tái)16通常位于與患者相同的房間以便外科醫(yī)生可直接監(jiān)測(cè)操作，需要時(shí)身體地呈現(xiàn)，并直接與助手說話，而不是通過電話或其它通信媒介。然而，考慮到遠(yuǎn)距離手術(shù)操作(即，從無(wú)菌區(qū)外面操作)，外科醫(yī)生可位于與患者不同的房間、完全不同的建筑物或其它遠(yuǎn)距離的位置。圖3是電子學(xué)手推車24的透視圖。電子學(xué)手推車24可與內(nèi)窺鏡28連接并可包括處理器27以監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)和響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)而確定夾緊失敗的指示。處理器27還可處理捕獲的圖像，用于隨后顯示，如給外科醫(yī)生控制臺(tái)上的外科醫(yī)生，或在位于當(dāng)?shù)睾?或遠(yuǎn)處的任何其他合適的顯示器上。圖4概略地圖解機(jī)器人外科系統(tǒng)50(如圖1的MIRS系統(tǒng)10)，其中處理器58和顯示器60與電子學(xué)手推車56和外科醫(yī)生控制臺(tái)52分開描述。如上面所討論的，微創(chuàng)操作期間，外科醫(yī)生控制臺(tái)52(如圖1中的外科醫(yī)生控制臺(tái)16)可由外科醫(yī)生使用以控制患者側(cè)手推車(外科機(jī)器人)54(如圖1中的患者側(cè)手推車22)。在準(zhǔn)備發(fā)射U形釘以封閉身體組織過程中，外科醫(yī)生可命令患者側(cè)手推車54的工具在末端效應(yīng)器的夾爪部件之間夾緊。響應(yīng)該命令，處理器58可命令系統(tǒng)開始驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以接合（engage）機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)開始使夾爪一起移動(dòng)并將夾緊力增加到期望的夾緊力。隨著夾爪開始一起移動(dòng)和夾緊力增加，隨著電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)夾爪以期望的夾緊力夾緊，處理器58連續(xù)地監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)和比較驅(qū)動(dòng)參數(shù)與驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍電動(dòng)機(jī)。如果在夾緊期間的任何點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)參數(shù)超過可接受驅(qū)動(dòng)參數(shù)或降到可接受驅(qū)動(dòng)參數(shù)以下，那么處理器58可在用戶界面上輸出夾緊失敗的指示。響應(yīng)夾緊失敗的檢測(cè)，處理器58還可控制另外的功能，如暫停電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)、阻止U形釘發(fā)射、在檢測(cè)到的夾緊失敗的點(diǎn)保持夾緊力、等待用戶輸入和松開組織。相似地，處理器58在發(fā)射U形釘成功通過夾緊組織期間連續(xù)地監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)。響應(yīng)落在期望驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍之外的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，處理器58可在用戶界面上輸出失敗指示。響應(yīng)檢測(cè)到的發(fā)射失敗，處理器58可控制其它功能，如終止發(fā)射、暫停電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)、保持組織的夾緊，同時(shí)防止發(fā)射、或等待用戶輸入。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，夾緊失敗的指示可包括夾緊失敗可能有多大可能性的指示。例如，處理器58可輸出夾緊失敗的指示——指示失敗的0%可能性到失敗的100%可能性的夾緊失敗的可能性，因此允許使用者在實(shí)際的失敗發(fā)生之前基于如失敗指示所指出的失敗可能性的增加而調(diào)整或終止操作。在一些實(shí)施方式中，如果監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)處于驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受范圍內(nèi)，那么表示失敗可能性的失敗指示符可表示落入0至49%范圍內(nèi)的失敗可能性。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該范圍可被表示為梯度，包括非數(shù)值梯度，如顏色梯度。取決于如失敗指示符所傳達(dá)的失敗可能性，外科醫(yī)生可隨后安全地進(jìn)行身體組織的夾緊或可中止夾緊和夾爪的復(fù)位，直到顯示器60指示夾緊或發(fā)射成功的較高可能性。圖5A和5B分別顯示患者側(cè)手推車22和外科工具62。外科工具62——外科工具26之一——是具有一組用于夾緊組織和發(fā)射U形釘進(jìn)入夾緊的組織的夾爪部件的末端效應(yīng)器的實(shí)例。顯示的患者側(cè)手推車22提供三個(gè)外科工具26和顯像裝置28，如用于捕獲操作部位的圖像立體內(nèi)窺鏡的操作。操作由具有多種機(jī)器人關(guān)節(jié)的機(jī)器人機(jī)構(gòu)提供。顯像裝置28和外科工具26可在患者中定位并且通過切口操作以便將運(yùn)動(dòng)學(xué)的遠(yuǎn)距離中心保持在切口處從而最小化切口尺寸。手術(shù)部位的圖像可包括外科工具26遠(yuǎn)端——當(dāng)它們位于顯像裝置28的視野內(nèi)時(shí)——的圖像。使用獨(dú)立的致動(dòng)機(jī)構(gòu)夾緊組織和發(fā)射U形釘在多種實(shí)施方式中，兩個(gè)獨(dú)立的致動(dòng)機(jī)構(gòu)用于控制末端效應(yīng)器的鉸接的夾爪的鉸接。第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)可用于提供高力夾緊模式，第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)可用于提供高力發(fā)射模式。在多種實(shí)施方式中，用于提供高的夾緊力和高的發(fā)射力的第一和第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)是非后向可驅(qū)動(dòng)的。第一和第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)可包括第一和第二導(dǎo)螺桿。利用獨(dú)立的致動(dòng)機(jī)構(gòu)可在一些外科應(yīng)用，例如，電烙術(shù)封閉、固定等——其在同一操作期間對(duì)不同的功能可需要不同的力——中可以是有益的。在多種實(shí)施方式中，以高的夾緊力模式的夾爪致動(dòng)由包括導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)凸輪的導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)提供。當(dāng)導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪在其運(yùn)動(dòng)范圍的第一末端時(shí)，從動(dòng)凸輪與鉸接的夾爪上的配合（mating）的凸輪表面界面連接（，interface）以使鉸接的夾爪保持處于關(guān)閉的(夾緊的)構(gòu)型。另外，當(dāng)導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪在其運(yùn)動(dòng)范圍的第二末端(相對(duì)的末端)時(shí)，從動(dòng)凸輪不限制鉸接的夾爪的運(yùn)動(dòng)。換言之，排列配合的凸輪表面以便在一個(gè)方向上的導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪的運(yùn)動(dòng)將引起鉸接的夾爪關(guān)閉，而相反方向上的導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪的運(yùn)動(dòng)將允許(但不強(qiáng)迫)鉸接的夾爪打開到凸輪表面所提供的限制。通常，導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)是非后向可驅(qū)動(dòng)的。在多種實(shí)施方式中，末端效應(yīng)器的夾爪部件的位置可通過纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置來(lái)確定，或者如果由導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)，則由導(dǎo)螺桿的位置來(lái)確定。系統(tǒng)可包括雙驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)——具有用于以?shī)A緊力實(shí)現(xiàn)夾緊的驅(qū)動(dòng)器（drive）和用于以發(fā)射力實(shí)現(xiàn)發(fā)射U形釘?shù)尿?qū)動(dòng)器。電動(dòng)機(jī)可利用現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)器或利用另外的驅(qū)動(dòng)器或電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)U形釘?shù)陌l(fā)射。要求保護(hù)的方法和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)正驅(qū)動(dòng)夾緊或發(fā)射的任一個(gè)電動(dòng)機(jī)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)。另外，當(dāng)失敗被檢測(cè)到時(shí)終止或停止電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)還可包括實(shí)現(xiàn)另一功能的另一驅(qū)動(dòng)器或電動(dòng)機(jī)的持續(xù)驅(qū)動(dòng)。例如，如果發(fā)射失敗被指示，那么系統(tǒng)可停止驅(qū)動(dòng)發(fā)射力，而仍然保持夾緊力的驅(qū)動(dòng)和等待使用者松開組織。圖6A是根據(jù)多種實(shí)施方式的末端效應(yīng)器70的透視圖，末端效應(yīng)器70具有通過兩個(gè)獨(dú)立的致動(dòng)機(jī)構(gòu)鉸接的夾爪72。末端效應(yīng)器70包括末端效應(yīng)器基底74、鉸接的夾爪72和可拆卸的固定夾爪76——其保持U形釘。末端效應(yīng)器70通過第一驅(qū)動(dòng)軸78、第二驅(qū)動(dòng)軸80和兩個(gè)致動(dòng)纜索(未顯示)來(lái)致動(dòng)。第一驅(qū)動(dòng)軸78轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)螺桿82，導(dǎo)螺桿82位于固定夾爪76內(nèi)。第二驅(qū)動(dòng)軸80轉(zhuǎn)動(dòng)可拆卸的固定夾爪76的另一個(gè)導(dǎo)螺桿(未顯示)。在多種實(shí)施方式中，第一驅(qū)動(dòng)軸78和/或第二驅(qū)動(dòng)軸80由位于近端工具機(jī)箱中的驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)，末端效應(yīng)器70通過器械軸與其連接。在多種實(shí)施方式中，近端工具機(jī)箱被配置以能可拆地可安裝到機(jī)器人工具機(jī)械手。在多種實(shí)施方式中，第一驅(qū)動(dòng)軸78和第二驅(qū)動(dòng)軸80通過位于近端工具機(jī)箱中各自的驅(qū)動(dòng)部件來(lái)致動(dòng)。在多種實(shí)施方式中，這樣的驅(qū)動(dòng)部件由位于近端工具機(jī)箱中的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。圖6B是根據(jù)多種實(shí)施方式的圖6A的末端效應(yīng)器70的透視圖(去除了鉸接的夾爪72以更好地顯示導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件)。安裝導(dǎo)螺桿82，用于相對(duì)于末端效應(yīng)器基底74轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)凸輪84與導(dǎo)螺桿82連接以便導(dǎo)螺桿82的選擇性轉(zhuǎn)動(dòng)可用于沿著末端效應(yīng)器基底74中的凸輪槽86選擇性地平移導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84。末端效應(yīng)器70包括樞銷88——其用于將鉸接的夾爪72轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到末端效應(yīng)器基底74。圖7A至10顯示致動(dòng)機(jī)構(gòu)，末端效應(yīng)器通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以?shī)A緊模式在其夾爪之間夾緊身體組織和發(fā)射U形釘進(jìn)入夾緊的組織。圖7A和7B顯示圖6A和6B的導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)。導(dǎo)螺桿82具有遠(yuǎn)端軸頸表面96和與近端軸承98界面連接的近端軸頸表面。在多種實(shí)施方式中，遠(yuǎn)端軸頸表面96被容納于位于凸輪槽86遠(yuǎn)端的圓柱狀插孔內(nèi)。這樣的導(dǎo)螺桿82的遠(yuǎn)端支撐可被配置以使導(dǎo)螺桿82避免過分搖擺，并在遠(yuǎn)端軸頸表面96和圓柱狀插孔之間具有相對(duì)大的間隙（clearance）(一個(gè)或多個(gè))。近端軸承98由末端效應(yīng)器基底74支撐以支撐導(dǎo)螺桿82近端。近端軸承98可以是球軸承，其可有助于減小摩擦和磨損。遠(yuǎn)端軸承(未顯示)可由末端效應(yīng)器基底74支撐以支撐導(dǎo)螺桿82的遠(yuǎn)端，并且遠(yuǎn)端軸承可以是球軸承。導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84包括配置為與導(dǎo)螺桿82的外螺紋配合的帶螺紋的鏜孔。導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84包括配置為與凸輪槽86的相應(yīng)的頂面和底面相互作用的頂面和底面。導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84和凸輪槽86之間的相互作用防止導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84相對(duì)于凸輪槽86轉(zhuǎn)動(dòng)，這引起導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84響應(yīng)導(dǎo)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)沿著凸輪槽86平移。鉸接的夾爪72包括配合的凸輪表面94，其被配置以便沿著凸輪槽86的導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84的位置確定環(huán)繞樞銷88的鉸接的夾爪72的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84限制的程度。鉸接的夾爪72包括由中央槽分開的第一近端面100和第二近端面102。當(dāng)鉸接的夾爪72與末端效應(yīng)器基底74通過樞銷88連接時(shí)，第一和第二近端面布置在末端效應(yīng)器基底74的相對(duì)側(cè)。第一和第二近端面100、102中的每個(gè)包括限定配合的凸輪表面94和在導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84和近端面100、102之間提供間隙的凹陷區(qū)。當(dāng)導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84位于凸輪槽86的近端或接近凸輪槽86的近端(接近圖7A和7B中顯示的其位置)時(shí)，在導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84和鉸接的夾爪72的配合的凸輪表面94之間的接觸使鉸接的夾爪保持夾緊的構(gòu)型。當(dāng)導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84位于凸輪槽86的遠(yuǎn)端時(shí)，對(duì)于夾緊的構(gòu)型(其中導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84和鉸接的夾爪72的配合的凸輪表面94之間存在間隙)和打開構(gòu)型(其中導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84和鉸接的夾爪72的配合的凸輪表面94之間可存在或可不存在間隙)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)位置范圍，鉸接的夾爪環(huán)繞樞銷88的轉(zhuǎn)動(dòng)位置不受導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84限制。對(duì)于凸輪槽86的近端和遠(yuǎn)端之間的導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84的位置，非限制的運(yùn)動(dòng)的范圍可根據(jù)使用的凸輪表面而改變。近端面100、102每個(gè)中的凹處限定鉸接的夾爪72的配合的凸輪表面94的應(yīng)用提供多種益處。例如，相對(duì)的凹處跨過延伸通過近端面的槽的應(yīng)用為鉸接的夾爪的近端面100、102提供連續(xù)的外部表面，這較橫向槽開口不太可能在患者組織上粗磨（snag）。缺少橫向槽與具有橫向槽的近端面相比還有助于使近端面100、102變硬，并因此提供增加的夾緊剛度。這樣的近端面100、102可在兩個(gè)平面上具有增加的剛度，這可有助于在缺少外部力的情況下保持鉸接的夾爪72的對(duì)齊。這樣在兩個(gè)平面上增加的剛度在一些外科應(yīng)用中可以是有利的，例如，在組織固定中，其中它有益于在U形釘和形成U形釘?shù)恼杩诖g保持對(duì)齊。另外，凹處而不是橫向槽的應(yīng)用還提供致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其與具有帶有打開的橫向槽的近端面的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比不太可能被外部材料卡住。導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)可被配置以在末端效應(yīng)器的鉸接的夾爪和相對(duì)的夾爪之間提供期望的夾緊力以促進(jìn)組織的切割或封閉。例如，在多種實(shí)施方式中，導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)被配置以在鉸接的夾爪72的尖端(距樞銷88大約2英寸)提供至少20lbs的夾緊力。在多種實(shí)施方式中，導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)被配置以在鉸接的夾爪72的尖端提供至少50lbs的夾緊力。在多種實(shí)施方式中，為了在鉸接的夾爪72的尖端72產(chǎn)生50lbs的夾緊力，對(duì)導(dǎo)螺桿82的輸入轉(zhuǎn)矩是大約0.2Nm，并且導(dǎo)螺桿82具有29個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)（turn）。系統(tǒng)可通過檢測(cè)導(dǎo)螺桿的位移來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的位移、夾緊或發(fā)射機(jī)構(gòu)的位移或末端效應(yīng)器的構(gòu)型電動(dòng)機(jī)。例如，在多種實(shí)施方式中，在開始操作之前校準(zhǔn)系統(tǒng)以確定夾緊和發(fā)射機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)范圍和該運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)導(dǎo)螺桿的位移。這樣的校準(zhǔn)允許系統(tǒng)單獨(dú)地通過螺桿的位移確定末端效應(yīng)器的構(gòu)型或機(jī)構(gòu)的位移。導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)可利用可用的材料和部件來(lái)制造。例如，導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)的多種部件可由可用的不銹鋼（一種或多種）來(lái)制造。導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84可被涂層(例如，TiN)以減小對(duì)它摩擦的表面(例如，導(dǎo)螺桿82；末端效應(yīng)器基底74；鉸接的夾爪72的近端面100、102)的摩擦。多股絞合的纜索可用于驅(qū)動(dòng)第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖8A至8F顯示根據(jù)多種實(shí)施方式的纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)110的部件。如上面所描述的，導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84可位于凸輪槽86的遠(yuǎn)端(即，接近樞銷88)。對(duì)于導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84的這樣的遠(yuǎn)端位置，如上面所討論的，鉸接的夾爪72圍繞樞銷88的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)于一些鉸接的夾爪72的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)是不受限制的。因此，鉸接的夾爪72圍繞樞銷88的轉(zhuǎn)動(dòng)位置可由纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)110控制。纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)110是可操作的以在夾緊的構(gòu)型和打開的構(gòu)型之間改變鉸接的夾爪的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)110包括一對(duì)牽引纜索112、114。纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)110還包括第一聯(lián)動(dòng)裝置（linkage）116，其用于圍繞樞銷88向著夾緊的構(gòu)型轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接的夾爪72，和類似的第二聯(lián)動(dòng)裝置118，其用于圍繞樞銷88向著打開的構(gòu)型轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接的夾爪72。第一聯(lián)動(dòng)裝置116(圖8A和8B所示)包括旋轉(zhuǎn)鉸鏈120，其通過樞銷122被安裝，用于相對(duì)于末端效應(yīng)器基底74的轉(zhuǎn)動(dòng)。連接鉸鏈124通過樞銷126和樞銷128將旋轉(zhuǎn)鉸鏈120連接到鉸接的夾爪72。第一聯(lián)動(dòng)裝置116通過牽引纜索112的牽拉運(yùn)動(dòng)而被鉸接。在手術(shù)中，牽引纜索112的牽拉運(yùn)動(dòng)以順時(shí)針方向圍繞樞銷122轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉸鏈120。產(chǎn)生的連接鉸鏈124的運(yùn)動(dòng)以逆時(shí)針方向圍繞樞銷122向著夾緊的構(gòu)型旋轉(zhuǎn)鉸接的夾爪72。纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)110的第二聯(lián)動(dòng)裝置118(圖8C至8F所示)包括與第一聯(lián)動(dòng)裝置116類似的部件，例如，通過樞銷132安裝的用于相對(duì)于末端效應(yīng)器基底74轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)鉸鏈130，和連接鉸鏈134——其通過兩個(gè)樞銷136、138將旋轉(zhuǎn)鉸鏈130連接到鉸接的夾爪72。第二聯(lián)動(dòng)裝置118通過牽引纜索114的牽拉運(yùn)動(dòng)而被鉸接。第二聯(lián)動(dòng)裝置118被配置，以至于牽引纜索114的牽拉運(yùn)動(dòng)圍繞樞銷88向著打開的構(gòu)型轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接的夾爪72。在多種實(shí)施方式中，第二聯(lián)動(dòng)裝置118的連接鉸鏈134和旋轉(zhuǎn)鉸鏈130之間的樞銷136與第一聯(lián)動(dòng)裝置116的連接鉸鏈124和旋轉(zhuǎn)鉸鏈120之間的樞銷126是180度異相（outofphase）。纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)110的牽拉纜索112、114的協(xié)調(diào)的牽拉和延伸用于在打開的和夾緊的構(gòu)型之間鉸接鉸接的夾爪72。為了最佳地提供相等和相對(duì)的纜索運(yùn)動(dòng)(并由此在下面描述的絞盤驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中保持纜索張力)，用于樞銷122、132的通常的旋轉(zhuǎn)軸被配置，以當(dāng)鉸接的夾爪72關(guān)閉(或幾乎關(guān)閉)和當(dāng)鉸接的夾爪72又打開(或幾乎打開)時(shí)平放在平面上，該平面含有針對(duì)樞銷128、138的旋轉(zhuǎn)的軸。第一和第二聯(lián)動(dòng)裝置116、118的連接鉸鏈124、134圍繞該同一平面被對(duì)稱地相對(duì)組裝。樞銷122、126之間的距離與樞銷132、136之間的距離對(duì)于第一和第二聯(lián)動(dòng)裝置116、118是相同的，并且樞銷126、128之間的距離與樞銷136、138之間的距離對(duì)于第一和第二聯(lián)動(dòng)裝置116、118是相同的。圖9A和9B顯示根據(jù)多種實(shí)施方式通過另一個(gè)纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)140的鉸接的夾爪72的鉸接。在纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式140中，第一牽引纜索142和第二牽引纜索144直接與鉸接的夾爪72的近端連接。第一牽引纜索142繞著第一滑輪146纏繞，以便第一牽引纜索142的牽拉運(yùn)動(dòng)使鉸接的夾爪72環(huán)繞樞銷88向著夾緊的構(gòu)型轉(zhuǎn)動(dòng)。第二牽引纜索144繞著第二滑輪148纏繞，以便第二牽引纜索144的牽拉運(yùn)動(dòng)使鉸接的夾爪72環(huán)繞樞銷88向著打開的構(gòu)型轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，纜索致動(dòng)機(jī)構(gòu)140的第一和第二牽拉纜索的協(xié)調(diào)的牽拉和延伸用于在打開的和夾緊的構(gòu)型之間鉸接鉸接的夾爪72。為了最佳地提供相等和相對(duì)的纜索運(yùn)動(dòng)(并由此在下面描述的絞盤驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中保持纜索張力)，纜索142環(huán)繞樞軸88規(guī)定的弧形半徑基本上與纜索144環(huán)繞樞軸88規(guī)定的半徑相同。雖然機(jī)構(gòu)可包括導(dǎo)螺桿、纜索或皮下管，但是交替的機(jī)構(gòu)可用于實(shí)現(xiàn)夾緊或U形釘發(fā)射。例如，可使用包括推桿/牽拉桿或彈簧的致動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖10是顯示上面討論的導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件的橫斷面視圖。顯示的部件包括導(dǎo)螺桿82、導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪84、末端效應(yīng)器基底74中的凸輪槽86、遠(yuǎn)端軸頸表面96、末端效應(yīng)器基底中的圓柱狀插孔154和末端效應(yīng)器基底74支撐的近端軸承98。圖11是根據(jù)多種實(shí)施方式的工具組件170的簡(jiǎn)化圖解。工具組件170包括近端致動(dòng)機(jī)構(gòu)172、具有近端和遠(yuǎn)端的延長(zhǎng)軸174、配置在軸遠(yuǎn)端的工具主體176、在夾緊的構(gòu)型和打開的構(gòu)型之間相對(duì)于工具主體176可活動(dòng)的夾爪178、與夾爪連接的第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)和與夾爪連接的第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)。第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)是可操作的，以在夾緊的構(gòu)型和打開的構(gòu)型之間相對(duì)于工具主體改變夾爪的位置。第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)具有第一構(gòu)型——其中夾爪保持處于夾緊的構(gòu)型——和第二構(gòu)型——其中夾爪的位置相對(duì)于工具主體不受第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制。第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地與近端致動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。在多種實(shí)施方式中，第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)由近端的致動(dòng)機(jī)構(gòu)致動(dòng)的牽拉纜索。第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地與近端的致動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。在多種實(shí)施方式中，第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括位于工具主體中的導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)的凸輪，其由近端的致動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)從近端的致動(dòng)機(jī)構(gòu)延伸通過延長(zhǎng)軸174164的驅(qū)動(dòng)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)。工具組件170可被配置用于多種應(yīng)用。例如，工具組件170可被配置為用于近端的致動(dòng)機(jī)構(gòu)的、具有手動(dòng)和/或自動(dòng)致動(dòng)的手持裝置。工具組件170還可被配置用于外科應(yīng)用，例如，電烙術(shù)封閉、縫合、固定等。工具組件170可具有微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)以外的應(yīng)用，例如，非機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)、非微創(chuàng)機(jī)器人手術(shù)、非機(jī)器人的非微創(chuàng)手術(shù)以及其它應(yīng)用——其中公開的多余的夾爪致動(dòng)的使用將是有益的。多余的夾爪致動(dòng)可用于絞接機(jī)器人工具末端效應(yīng)器的夾爪。例如，圖12示意地顯示利用多余的夾爪致動(dòng)的機(jī)器人工具180。機(jī)器人工具180包括近端工具機(jī)箱182、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)184、器械軸186、遠(yuǎn)端末端效應(yīng)器188、第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)部分190和第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)192。遠(yuǎn)端末端效應(yīng)器188包括鉸接的夾爪194。當(dāng)近端工具機(jī)箱182安裝到機(jī)器人工具機(jī)械手196時(shí)，近端工具機(jī)箱182可拆地安裝到具有第一驅(qū)動(dòng)器198的機(jī)器人工具機(jī)械手196，和與機(jī)器人工具180的第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)部分190可操作地連接的第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)部分200。器械軸186具有鄰近工具機(jī)箱182的近端，和鄰近末端效應(yīng)器188的遠(yuǎn)端。當(dāng)工具機(jī)箱182安裝到工具機(jī)械手196時(shí)，第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括部分200和部分190)連接第一驅(qū)動(dòng)器198與鉸接的夾爪194以在打開的構(gòu)型和夾緊的構(gòu)型之間絞接末端效應(yīng)器188。第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)192連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)184與鉸接的夾爪194以將發(fā)射力施加到U形釘以從末端效應(yīng)器發(fā)射U形釘通過末端效應(yīng)器的夾爪內(nèi)夾緊的組織。第一致動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其提供相對(duì)高的力以發(fā)射U形釘通過組織。第二致動(dòng)機(jī)構(gòu)可包括驅(qū)動(dòng)軸，其連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)184與導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如，上面討論的提供高的夾緊力模式的導(dǎo)螺桿致動(dòng)機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)180包括夾緊和發(fā)射期間分別用于監(jiān)測(cè)第一驅(qū)動(dòng)器198和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)184的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的傳感器193。傳感器193還可檢測(cè)第一驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的位移以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的給定的位移或末端效應(yīng)器的構(gòu)型來(lái)確定期望的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受的范圍。夾緊模式的末端效應(yīng)器的構(gòu)型可包括打開的構(gòu)型、關(guān)閉的/夾緊的構(gòu)型和其間的任何構(gòu)型。發(fā)射模式的末端效應(yīng)器的構(gòu)型可包括預(yù)發(fā)射構(gòu)型——其中一個(gè)或多個(gè)U形釘被布置在末端效應(yīng)器內(nèi)并通過機(jī)構(gòu)可釋放地與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)184連接，和后發(fā)射構(gòu)型——其中一個(gè)或多個(gè)U形釘已被發(fā)射通過組織，和通常弄彎以封閉組織，U形釘已從末端效應(yīng)器釋放。末端效應(yīng)器的構(gòu)型還可包括預(yù)發(fā)射和后發(fā)射模式之間的任何構(gòu)型。通過檢測(cè)第一驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的位移，傳感器可確定任一模式的末端效應(yīng)器的給定的構(gòu)型，以更精確地確定驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受的范圍和預(yù)測(cè)夾緊或發(fā)射的失敗。圖13是結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施方式的遙控機(jī)器人外科系統(tǒng)的圖解視圖。在圖13的實(shí)例中，醫(yī)師將命令輸入系統(tǒng)以?shī)A緊組織或發(fā)射U形釘。響應(yīng)用戶命令，系統(tǒng)開始驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)210以通過夾緊和/或發(fā)射機(jī)構(gòu)240驅(qū)動(dòng)夾緊或發(fā)射。當(dāng)機(jī)構(gòu)240實(shí)現(xiàn)夾緊或發(fā)射時(shí)，處理器220監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)210的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，如轉(zhuǎn)矩輸出。監(jiān)測(cè)可包括針對(duì)電動(dòng)機(jī)或機(jī)構(gòu)的給定的位移比較轉(zhuǎn)矩輸出與轉(zhuǎn)矩輸出的可接受的范圍。處理器220可連接到電動(dòng)機(jī)210、機(jī)構(gòu)240或夾緊或發(fā)射期間用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)或機(jī)構(gòu)的位移的傳感器230中的任何一個(gè)或全部。響應(yīng)落在轉(zhuǎn)矩輸出(或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移)的可接受的范圍外面的監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，處理器220在用戶界面的顯示器60上輸出失敗指示250，指示夾緊或發(fā)射已失敗，或失敗的可能性。通常，顯示器60包括夾緊或發(fā)射期間末端效應(yīng)器的圖像。圖14A-14B顯示可出現(xiàn)在系統(tǒng)10的顯示器60上的失敗指示符250的兩個(gè)實(shí)例。通常，除了夾緊或發(fā)射失敗的指示符，手術(shù)期間外科工具末端效應(yīng)器的用戶界面顯示器60圖像和/或視覺表示。手術(shù)操作期間失敗指示符可疊加在用戶界面顯示器上的圖像上以無(wú)縫地將要求保護(hù)的發(fā)明的特征并入手術(shù)操作。優(yōu)選，失敗指示符只是當(dāng)外科醫(yī)生已命令系統(tǒng)10夾緊或發(fā)射U形釘進(jìn)入夾緊的組織時(shí)出現(xiàn)。通過監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)，操作期間，系統(tǒng)10提供失敗的指示。圖14A描述顯示器60，其中，夾緊失敗指示符250疊加在屏幕的右下區(qū)，其中失敗指示符250指示夾緊成功是可能的，并且系統(tǒng)正繼續(xù)進(jìn)行夾緊。圖15B描述顯示器60，其中，失敗指示符250疊加在屏幕的右下區(qū)，其中指示符指示夾緊將可能失敗。響應(yīng)監(jiān)測(cè)的在可接受的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的預(yù)設(shè)范圍外面的驅(qū)動(dòng)夾緊的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，失敗指示符250被輸出。圖15A-15B顯示夾緊預(yù)測(cè)指示符250的另外實(shí)例。圖15A描述以梯度顯示夾緊失敗的可能性的失敗指示符的實(shí)例，其中在該實(shí)例中，可能性被表示為可能性的百分比。例如，實(shí)際監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)在預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)范圍的外面越遠(yuǎn)，夾緊失敗的可能性越大。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，如果實(shí)際的監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩處于預(yù)設(shè)的靶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的5%內(nèi)，那么系統(tǒng)將顯示夾緊成功的90%可能性的指示符。當(dāng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步從靶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏離，可能性以單調(diào)的關(guān)系降低，如從90%夾緊可能性下降到0%。可選地，驅(qū)動(dòng)參數(shù)可以是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移。在這樣的實(shí)施方式中，系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移和當(dāng)位移處于可接受的位移的預(yù)設(shè)范圍外面時(shí)指示夾緊或發(fā)射失敗。圖15B描述具有在兩種設(shè)置之間切換（toggle）的指示符的實(shí)施方式。當(dāng)指示符的等變亮，指示可能的發(fā)射失敗，否則不指示發(fā)射失敗。圖16A-16B顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式監(jiān)測(cè)的與期望的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的可接受的范圍相關(guān)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的圖。該實(shí)施方式顯示隨著電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的夾緊或發(fā)射，系統(tǒng)可僅根據(jù)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩而提供夾緊和/或發(fā)射失敗的指示。如所顯示的，隨著電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)末端效應(yīng)器的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩的預(yù)設(shè)的范圍可與電動(dòng)機(jī)的位移相關(guān)而變化。夾緊過程期間系統(tǒng)可使電動(dòng)機(jī)的位移(一個(gè)或多個(gè))與末端效應(yīng)器的位置相關(guān)。例如，夾緊期間，隨著電動(dòng)機(jī)的位移從si運(yùn)動(dòng)到sf，末端效應(yīng)器的夾爪從打開的構(gòu)型運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉的(夾緊的)構(gòu)型。相似地，電動(dòng)機(jī)位移可用于追蹤U形釘發(fā)射進(jìn)夾緊的組織期間末端效應(yīng)器的位置或構(gòu)型。在多種實(shí)施方式中，在進(jìn)行操作之前，系統(tǒng)將末端效應(yīng)器的夾爪從第一構(gòu)型校準(zhǔn)到第二構(gòu)型，如將夾爪從打開的位置校準(zhǔn)到關(guān)閉的位置，以使電動(dòng)機(jī)的位移與末端效應(yīng)器的構(gòu)型相關(guān)聯(lián)。圖16A顯示可接受的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(t)——其隨著電動(dòng)機(jī)位移(一個(gè)或多個(gè))而變化——的預(yù)設(shè)的范圍。該范圍由兩個(gè)函數(shù)：上邊界t上和下邊界t下劃界。響應(yīng)與可接受的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的預(yù)設(shè)范圍相比的監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T，系統(tǒng)輸出夾緊失敗的指示。如果電動(dòng)機(jī)的位移達(dá)到sf和系統(tǒng)還未指示可能的夾緊或發(fā)射失敗，那么系統(tǒng)可提供成功的夾緊或發(fā)射的指示。在該實(shí)例中，圖描述夾緊或發(fā)射期間轉(zhuǎn)矩的可接受的范圍和監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為T1。如所顯示的，夾緊或發(fā)射期間，T1保持在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的可接受的范圍內(nèi)，因此系統(tǒng)將輸出夾緊或發(fā)射可能的成功的指示(其可包括缺少失敗的指示)。圖16B顯示可接受的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(t)的相似的預(yù)設(shè)范圍和兩個(gè)分開的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T2和T3(在不同時(shí)間出現(xiàn))。如所顯示的，T2落在轉(zhuǎn)矩的可接受的范圍的下邊界t下之下。在組織已滑脫出末端效應(yīng)器的夾爪，并且由于夾爪之間沒有組織，需要較小的轉(zhuǎn)矩來(lái)關(guān)閉夾爪時(shí)，這可發(fā)生。在這種情況下，系統(tǒng)將在失敗點(diǎn)F2輸出可能的夾緊失敗的指示，在該點(diǎn)系統(tǒng)可暫停夾緊的驅(qū)動(dòng)以防止在失敗發(fā)生之后由于繼續(xù)施加夾緊力而造成的任何可能的組織損傷。如果驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩超過可接受的轉(zhuǎn)矩的范圍的上邊界，失敗也可發(fā)生，如監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)矩T3所顯示的。在夾爪已夾緊到骨上，并且需要過多量的轉(zhuǎn)矩以達(dá)到關(guān)閉的/夾緊的構(gòu)型——可潛在地引起對(duì)骨或周圍組織的組織損傷——時(shí)，這可發(fā)生。在該實(shí)例中，監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)矩在失敗點(diǎn)F3超過t上，在該點(diǎn)系統(tǒng)可暫停夾緊或發(fā)射的驅(qū)動(dòng)以減小組織損傷的可能性。響應(yīng)失敗的檢測(cè)，除了提供失敗的指示以外，系統(tǒng)可暫停驅(qū)動(dòng)參數(shù)的驅(qū)動(dòng)或倒轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，以松開組織，。圖17-19圖解地顯示要求保護(hù)的方法的實(shí)施方式。圖17是示例性方法300的簡(jiǎn)化表示。方法300包括監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)工具夾緊的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的步驟302和響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)在用戶界面上輸出夾緊期間夾緊失敗可能性的指示的步驟304。圖18是示例性方法304的簡(jiǎn)化表示。方法304包括監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)工具發(fā)射U形釘?shù)綂A緊的材料的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的步驟305和響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)在用戶界面上輸出發(fā)射期間發(fā)射失敗可能性的指示的步驟307。圖19是方法310的簡(jiǎn)化表示，其進(jìn)一步包括響應(yīng)用戶的夾緊輸入而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以?shī)A緊組織的步驟312、組織夾緊期間監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的步驟314、響應(yīng)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)輸出夾緊期間夾緊失敗的可能性的指示的步驟316和步驟318——如果存在可能的失敗的指示暫停電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)或如果沒有可能的失敗的指示繼續(xù)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。圖20是方法320的簡(jiǎn)化表示，其包括響應(yīng)用戶輸入驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)夾緊或發(fā)射U形釘?shù)綂A緊的材料的步驟322、夾緊或發(fā)射期間監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)的步驟324、在用戶界面上輸出夾緊或發(fā)射期間夾緊或發(fā)射失敗可能性的指示的步驟326。如果沒有可能的失敗的指示，那么方法320進(jìn)一步包括繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)夾緊或發(fā)射的步驟328和當(dāng)夾緊或發(fā)射完成時(shí)輸出成功信息的步驟330。如果存在可能的失敗的指示，那么方法320進(jìn)一步包括響應(yīng)指示暫停電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的步驟332和輸出驅(qū)動(dòng)參數(shù)已被暫停的指示的步驟334。圖21-22描述顯示要求保護(hù)的方法的實(shí)施方式的流程圖。圖21是顯示因?yàn)閷⒉⑷胛?chuàng)機(jī)器人外科系統(tǒng)而應(yīng)用到夾緊的要求保護(hù)的方法的實(shí)施方式的流程圖。圖22是顯示因?yàn)閷⒉⑷雸D20的機(jī)器人外科系統(tǒng)而應(yīng)用到U形釘發(fā)射到夾緊的組織的要求保護(hù)的方法的實(shí)施方式的流程圖。描述的機(jī)器人系統(tǒng)可需要用戶輸入，以命令系統(tǒng)夾緊和/或發(fā)射U形釘進(jìn)入夾緊的組織。應(yīng)當(dāng)理解本文描述的實(shí)例和實(shí)施方式是用于示例的目的，并且根據(jù)其的各種修改或改變將提示給本領(lǐng)域技術(shù)人員并包括在本申請(qǐng)的精神和范圍內(nèi)和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。很多不同的組合是可能的，并且這樣的組合被認(rèn)為是本發(fā)明的部分。