用于独立转动构件中的平行驱动轴的电动机接口制作方法

B·M·舍纳, G·W·达克斯二世, T·E·墨菲, W·A·伯班克, W·麦克唐纳

2012年7月18日

2010年11月12日

2009年11月13日

直观外科手术操作公司

A61B19/00GK102596087SQ201080051059

构件 转动 平行 驱动 独立 用于

1.一种机构，其包括 底座；主轴，该主轴被安装为相对于所述底座转动并且包括近端、远端和被限定在其间的主轴转动轴线；第一驱动轴，该第一驱动轴被安装在所述主轴内部并且与所述主轴转动轴线偏置；以及与所述第一驱动轴啮合的第一驱动元件，其中第一驱动元件转动轴线针对所述第一驱动元件被限定，并且当所述主轴转动时，所述第一驱动元件转动轴线相对于所述底座被固定，并且所述第一驱动元件转动所述第一驱动轴2.如权利要求1所述的机构，其中，所述主轴转动轴线和所述第一驱动元件转动轴线重合3.如权利要求1所述的机构，其中，所述第一驱动元件与所述第一驱动轴之间的啮合允许所述第一驱动轴相对于所述底座的轴向移动4.如权利要求1所述的机构，其中，所述第一驱动元件通过所述主轴中的开口与所述第一驱动轴啮合5.如权利要求4所述的机构，其中，所述第一驱动轴包括第二驱动元件，所述第二驱动元件穿过所述主轴开口伸出并且啮合所述第一驱动元件6.如权利要求5所述的机构，其中 所述第二驱动元件包括外部齿轮齿；并且所述第一驱动元件包括内部齿轮齿7.如权利要求1所述的机构，其进一步包括第三驱动元件，其中 对所述第三驱动元件定义第三驱动元件转动轴线；所述第三驱动元件与所述主轴啮合；并且当所述第三驱动元件转动所述主轴时，所述第三驱动元件转动轴线相对于所述底座保持固定8.如权利要求7所述的机构，其进一步包括第二驱动轴，所述第二驱动轴被安装在所述主轴内部并且与所述主轴转动轴线偏置；以及与所述第二驱动轴啮合的第四驱动元件，其中对所述第四驱动元件定义了第四驱动元件转动轴线； 当所述主轴转动时，所述第四驱动元件转动轴线相对于所述底座被固定，并且所述第四驱动元件转动所述第二驱动轴9.如权利要求1所述的机构，其进一步包括第二驱动轴，所述第二驱动轴被安装在所述主轴内部并且与所述主轴转动轴线偏置；以及与所述第二驱动轴啮合的第四驱动元件，其中对所述第四驱动元件定义第四驱动元件转动轴线；当所述主轴转动时，所述第四驱动元件转动轴线相对于所述底座被固定，并且所述第四驱动元件转动所述第二驱动轴10.如权利要求9所述的机构，其中，所述第四驱动元件通过所述主轴中的开口与所述第二驱动轴啮合11.如权利要求1所述的机构，其中，所述主轴包括被配置来与支撑所述第一驱动轴的轴承配合的凹陷，并且所述机构进一步包括支撑所述第一驱动轴的所述轴承12.如权利要求11所述的机构，其进一步包括保持圈以保持支撑所述第一驱动轴的所述轴承13.如权利要求1所述的机构，其进一步包括末端执行器，所述末端执行器与所述主轴的远端联接并且联接到所述第一驱动轴，其中所述末端执行器通过所述主轴的转动而转动；并且所述第一驱动轴相对于所述主轴的转动致动所述末端执行器14.如权利要求1所述的机构，其进一步包括 与所述底座联接的控制缆线驱动元件；以及与所述控制缆线驱动元件啮合的控制缆线，所述控制缆线位于所述主轴内的所述主轴的近端与远端之间15.如权利要求14所述的机构，其进一步包括与所述控制缆线联接的末端执行器，其中所述控制缆线的运动致动所述末端执行器16.一种机器人组件，其包括 底座；主轴，所述主轴被安装为相对于所述底座转动并且包括近端、远端以及被限定在其间的主轴转动轴线；驱动轴，所述驱动轴被安装在所述主轴内部并且与所述主轴转动轴线偏置； 与所述主轴和所述驱动轴联接的致动组件，所述致动组件可操作以独立地相对于所述底座转动所述主轴；并且相对于所述主轴转动所述驱动轴；以及与所述主轴联接的末端执行器，所述末端执行器包括与所述驱动轴联接的轴驱动的致动机构17.如权利要求16所述的组件，其进一步包括第二驱动轴，所述第二驱动轴被安装在所述主轴内部并且与所述主轴转动轴线偏置，其中所述致动组件进一步可操作来独立地相对于所述主轴转动所述第二驱动轴，并且其中所述末端执行器进一步包括与所述第二驱动轴联接的第二轴驱动的致动机构18.如权利要求16所述的组件，其进一步包括与所述末端执行器联接的控制缆线，所述控制缆线位于所述主轴内的所述主轴的近端与远端之间，其中所述控制缆线的运动致动所述末端执行器19.一种机器人系统，其包括 底座；主轴，所述主轴被安装为相对于所述底座转动并且包括近端、远端以及被限定在其间的主轴转动轴线；第一驱动轴，所述第一驱动轴被安装在所述主轴内部并且与所述主轴转动轴线偏置；第二驱动轴，所述第二驱动轴被安装在所述主轴内部并且与所述主轴转动轴线偏置； 致动组件，所述致动组件与所述主轴、所述第一驱动轴以及所述第二驱动轴偶联； 控制器，所述控制器包括输入端和输出端，所述输入端与输入装置联接以接收来自所述输入装置的至少一个输入信号，所述输出端与所述致动组件联接以将至少一个控制信号输出至所述致动组件，所述控制器包括处理器和实体介质，所述实体介质包含指令，所述指令在被执行时致使所述处理器响应于所述至少一个输入信号而产生所述至少一个控制信号，使得所述输入装置可以被使用者用来独立地相对于所述底座转动所述主轴， 相对于所述主轴转动所述第一驱动轴，并且相对于所述主轴转动所述第二驱动轴；以及末端执行器，所述末端执行器与所述主轴联接使得所述末端执行器通过所述主轴的转动而转动，所述末端执行器包括与所述第一驱动轴联接的第一轴驱动的致动机构，以及与所述第二驱动轴联接的第二轴驱动的致动机构20.如权利要求19所述的系统，其中，所述致动组件包括 与所述第一驱动轴和所述控制器联接的第一电动机；与所述第二驱动轴和所述控制器联接的第二电动机；以及与所述主轴和所述控制器联接的主轴电动机21.如权利要求20所述的系统，其中，所述致动组件进一步包括与所述第一电动机和所述控制器联接的第一编码器，所述第一编码器响应于所述第一电动机的位置输出第一电动机位置信号至所述控制器；与所述第二电动机和所述控制器联接的第二编码器，所述第二编码器响应于所述第二电动机的位置输出第二电动机位置信号至所述控制器；以及与所述主轴电动机和所述控制器联接的主轴编码器，所述主轴编码器响应于所述主轴电动机的位置而输出主轴电动机位置信号至所述控制器22.如权利要求19所述的系统，其进一步包括与所述末端执行器联接的控制缆线，所述控制缆线位于所述主轴内的所述主轴的近端与远端之间，其中所述控制缆线的运动致动所述末端执行器23.一种用于安装在操纵器上的机器人工具，所述操纵器具有带有第一、第二和第三驱动元件的工具接口，所述工具包括能可释放地安装至所述工具接口的近端工具底盘； 具有远端自由度和轴驱动的致动机构的远端执行器；主轴，所述主轴具有与所述底盘相邻的近端、与所述末端执行器相邻的远端、在其间延伸的孔以及在所述近端的远侧的侧向开口；以及混合缆线/轴驱动系统，当所述底盘被安装至所述工具接口时，所述混合缆线/轴驱动系统将所述工具接口的驱动元件可操作地联接至所述末端执行器，使得所述第一驱动元件的致动使得所述主轴和所述末端执行器绕主轴转动轴线相对于所述底盘转动，使得在所述主轴的所述孔内从所述底盘向远处延伸的缆线将所述末端执行器的远侧自由度联接至所述第二驱动元件，并且使得第一驱动轴通过主轴中的所述侧向开口将所述末端执行器的所述轴驱动的致动机构联接至所述第三驱动元件，所述第一驱动轴与所述主轴转动轴线偏置24.一种用于通过位于可转动主轴中的偏置驱动轴传递扭矩的方法，所述方法包括 支撑主轴以相对于底座转动，使得所述主轴绕主轴转动轴线转动；支撑驱动轴以相对于所述主轴转动，使得所述驱动轴绕与所述主轴转动轴线偏置的驱动轴转动轴线转动；啮合所述驱动轴与驱动元件，所述驱动元件具有驱动元件转动轴线，当所述主轴转动时，所述驱动元件转动轴线相对于所述底座被固定； 相对于所述底座转动所述主轴；并且相对于所述主轴转动所述驱动元件，从而相对于所述主轴转动所述驱动轴25.如权利要求M所述的方法，其中所述主轴相对于所述底座转动并且同时所述驱动轴相对于所述主轴转动26.—种微创手术方法，其包括通过操纵底座将末端执行器经微创开孔或天然孔口引入病人体内的内部手术部位，其中所述末端执行器相对于所述底座由细长器械轴支撑；通过相对于所述底座绕器械轴转动轴线转动所述器械轴，使所述末端执行器相对于所述底座转动；并且通过相对于所述器械轴转动第一驱动轴来用所述末端执行器进行手术任务，使得所述第一驱动轴致动所述末端执行器，所述第一驱动轴相对于所述器械轴绕与所述器械轴转动轴线偏置的第一驱动轴转动轴线转动27.如权利要求沈所述的方法，其进一步包括通过转动第二驱动轴来致动所述末端执行器，所述第二驱动轴相对于所述器械轴绕与所述器械轴转动轴线偏置的第二驱动轴转动轴线转动

提供了将偏置驱动轴的使用结合在独立转动构件之中的机构、组件、系统、工具以及方法这样的机构、组件、系统、工具以及方法可以特别有益于用在手术中，例如用在微创手术中、微创机器人手术中以及其他类型的手术中虽然在此披露的不同实施例主要是关于手术应用进行描述的，但相关的机构、组件、系统、工具以及方法可以用于多种应用中，在体内和体外均可，并且用于非手术应用中微创机器人手术现在参见附图，在几个视图中附图中类似的附图标记代表类似的部件，图1是微创机器人手术(iORS)系统10的平面图展示，该系统通常用于对躺在手术台14上的病人12 进行微创诊断或手术程序该系统可以包括在该程序过程中供外科医生18使用的外科医生控制台16一个或多个助手20也可以参与这个过程该MIRS系统10可以进一步包括病人侧推车22 (手术机器人)以及电子仪器推车M在外科医生18通过控制台16查看手术部位的同时，病人侧推车22可以通过病人12体内的一个微创切口操纵至少一个可拆卸地连接的工具组件沈(以下简称为“工具”)手术部位的图像可以通过内窥镜观(例如立体内窥镜)获得，其可以由病人侧推车22来操纵以便对内窥镜观定向电子仪器推车M 可以用来处理手术部位的图像用于随后通过外科医生控制台16显示给外科医生18一次使用的手术工具26的数目一般取决于诊断或手术程序以及手术室内的空间限制如果有必要在程序期间改换在使用的一个或多个工具沈，则助手20可以从病人侧推车22上移除工具沈并且用手术室内的托盘30上的另一个工具沈来替换它图2是外科医生控制台16的透视图外科医生控制台16包括一个左眼显示器32 和一个右眼显示器34，用于给外科医生18呈现手术部位的协调的立体视图，该视图能获得深度感知控制台16进一步包括一个或多个输入控制装置36，该输入控制装置进而使得病人侧推车22 (图1中所示)操纵一个或多个工具输入控制装置36将提供与它们的相关联的工具26 (图1中所示)相同的自由度，从而为外科医生提供远程呈现或输入控制装置 36与工具沈一体的感知，使得外科医生具有直接控制工具沈的强烈感觉为此，位置、力以及触觉反馈传感器(未示出)可以用来将来自工具沈的位置、力和触觉通过输入控制装置 36传输回外科医生的手上外科医生控制台16通常位于与病人相同的房间以便外科医生可以直接监视这个过程，如果有必要可以亲自上阵，并且直接与助手说话而不是通过电话或其他通信媒介然而，外科医生可以位于不同的房间内、完全不同的建筑物内或允许远程手术程序(即，在无菌场所外进行手术)的远离病人的其他远程位置图3是电子仪器推车M的透视图电子仪器推车M可以与内窥镜观联接并且可以包括处理器来处理捕获的图像以便随后例如在外科医生控制台上显示给外科医生、或者显示在位于附近和/或远处的另一个适当的显示器上例如，当使用立体内窥镜时，电子仪器推车M可以处理捕获的图像从而为外科医生呈现手术部位的协调的立体图像这样的协调可以包括相反图像之间的对准，并且可以包括调节立体内窥镜的立体工作距离作为另一个例子，图像处理可以包括使用之前确定的相机校准参数来对图像捕获装置的成像误差(如光学像差)进行补偿图4图解地图示说明了机器人手术系统50 (例如图1的MIRS系统10)如以上讨论的，外科医生控制台52 (例如图1中的外科医生控制台16)可以被外科医生用来在微创程序中控制病人侧推车(手术机器人)M (例如图1中的病人侧推车22)该病人侧推车 M可以使用成像装置，例如立体内窥镜，来捕获手术部位的图像并且将所捕获的图像输出至电子仪器推车56 (例如图1中的电子仪器推车M)如以上讨论的，电子仪器推车56可以在任何的随后显示之前以多种方式来处理所捕获的图像例如，在将组合的图像通过外科医生控制台52显示给外科医生之前，电子仪器推车56可以用虚拟的控制界面覆盖所捕获的图像病人侧推车M可以将所捕获的图像输出以便在电子仪器推车56外部进行处理例如，病人侧推车M可以将所捕获的图像输出至处理器58，该处理器可以用来处理捕获的图像图像还可以通过电子仪器推车56与处理器58的组合进行处理，电子仪器推车和处理器可以联接在一起以便共同地、相继地和/或其组合来处理所捕获的图像一个或多个显示器60也可以与处理器58和/或电子仪器推车56联接，用于原地和/或远程显示图像，例如手术部位的图像或其他相关图像图5A和5B分别显示了病人侧推车22和手术工具62手术工具62是手术工具 26的一个示例所示的病人侧推车22提供了对三个手术工具沈以及一个成像装置观的操纵，例如用于捕获手术部位的图像的立体内窥镜操纵由具有多个机器人接头的机器人机构提供成像装置观和手术工具26可以穿过病人体内的切口来定位和操纵，使得远程运动中心被保持在该切口处从而将该切口的尺寸最小化手术部位的图像可以包括手术工具沈的远端被定位在成像装置观的视场内时的图像可转动的轴内的(多个)偏置驱动轴图6图解地图示说明了根据许多实施例的在可转动主轴内具有两个偏置驱动轴的机器人组件70该机器人组件70包括与可转动主轴74的远端联接的末端执行器72，以及与主轴74和末端执行器72 二者联接的致动组件76末端执行器72包括末端执行器底座、第一致动机构78、第二致动机构80以及(多个)控制缆线机构82末端执行器底座可枢转地联接至该可转动主轴74第一致动机构78 和第二致动机构80是轴驱动的并且可以用来致动和/或铰接例如夹紧元件、可移动的切割元件、切割和订合装置的多种末端执行器元件和/或装置，或可以用轴驱动机构来致动和/ 或铰接的另一种适当的末端执行器元件和/或装置(多个)控制缆线机构82还可以用来致动和/或铰接多种末端执行器元件和/或装置，特别是期望快速响应的那些，例如抓握元件、至用来将该末端执行器相对于主轴进行铰接的末端执行器底座腕部的主轴，或可以通过一个或多个控制缆线来致动和/或铰接的另一种适当的元件和/或装置末端执行器底座与可转动主轴74联接，使得主轴74绕主轴转动轴线的转动产生末端执行器底座的对应转动如以上讨论的，独立转动主轴74的能力提供了末端执行器相对于不转动的主轴的增大的可操作性，这在某些手术程序中，例如在某些微创手术程序中可以是有益的末端执行器底座还可以用适当的腕部机构84来与可转动主轴74联接，该腕部机构提供了额外的末端执行器可操作性使用两个驱动轴来驱动末端执行器轴驱动的致动机构第一驱动轴86被安装为绕与主轴转动轴线偏置的第一驱动轴转动轴线转动第一驱动轴86与第一致动机构78可操作地联接同样，第二驱动轴88被安装为绕与主轴转动轴线偏置的第二驱动轴转动轴线转动第二驱动轴88与第二致动机构80可操作地联接致动组件76与可转动主轴74、第一驱动轴86、第二驱动轴88以及(多个)控制缆线机构82联接可转动主轴74被安装为相对于致动组件76的底座转动致动组件76可操作以产生可转动主轴74相对于底座的转动致动组件76还可操作以产生可转动主轴74 相对于底座的转动、第一驱动轴86相对于可转动主轴74的转动以及第二驱动轴88相对于可转动主轴74的转动的任意组合这样，第一致动机构78和/或第二致动机构80可以通过可转动主轴74的转动来独立地和/或同时地被致动致动组件76被配置为提供上述功能，其中第一驱动轴86和第二驱动轴88可以相对于可转动主轴74独立地转动，甚至是在可转动主轴74相对于底座转动的过程中致动组件76包括与主轴编码器92和主轴接口 94联接的主轴电动机90、与第一编码器98和第一接口 100联接的第一电动机96、与第二编码器104和第二接口 106联接的第二电动机 102以及与(多个)控制缆线编码器110和(多个)控制缆线接口 112联接的(多个)控制缆线电动机108主轴接口 94与可转动主轴74联接以便将来自主轴电动机90的旋转运动传递至可转动主轴74主轴电动机90可以与底座固定地联接，使得所传递的转动运动导致可转动主轴74相对于底座转动主轴编码器92测量主轴电动机90、主轴接口 94和/或可转动主轴74的取向，并且可以与控制器(在图6中未示出)联接，从而为控制器提供所测量的取向第一接口 100与第一驱动轴86联接从而可操作以在可转动主轴74的任何定向和/或转动运动过程中将来自第一电动机96的转动运动传递至第一驱动轴86第一编码器98测量第一电动机96、第一接口 100和/或第一驱动轴86的取向，并且可以与控制器联接，从而为该控制器提供所测量的取向第二接口 106与第二驱动轴88联接从而可操作以在可转动主轴74的任何定向和/或转动运动过程中将来自第二电动机102的转动运动传递至第二驱动轴88第二编码器104测量第二电动机102、第二接口 106和/或第二驱动轴88的取向，并且可以与控制器联接，从而为控制器提供所测量的取向(多个)控制缆线接口 112与(多个)控制缆线114联接，控制缆线114与(多个)控制缆线机构82可操作地联接(多个)控制缆线114可以布线为容忍可转动主轴74的一个范围的转动取向，例如通过布线在主轴转动轴线附近而将由于可转动主轴74的转动而造成的控制缆线长度的变化最小化，并且通过被配置为容忍由于主轴74的某些转动取向造成的(多个)控制缆线的任意扭绞和/或控制缆线之间的扭绞(例如，通过具有容忍缆线至缆线的摩擦的构造)(多个)控制缆线编码器110测量(多个)控制缆线电动机108和/或(多个)控制缆线接口 112 的取向，并且可以与控制器联接，从而为控制器提供所测量的(多个)取向图7是简化的框图，其图示说明了根据许多实施例的机器人组件70的部件与控制器116的整合控制器116包括至少一个处理器118，该处理器通过总线子系统120与多个外围设备通信这些外围设备通常包括存储子系统122存储子系统122维持基本的编程和数据构件，其提供控制器116的功能用于实施以上讨论的机器人组件功能的软件模块通常储存在存储子系统122中存储子系统122 通常包括存储器子系统1 和文件储存子系统126存储器子系统IM通常包括多个存储器，该多个存储器包括用于在程序执行过程中存储指令和数据的主随机存取存储器(RAM) 128和其中储存固定的指令的只读存储器(ROM) 130文件储存子系统1 提供对程序和数据文件的永久(非易失的)储存，并且可以包括硬盘驱动器、磁盘驱动器或其他非易失性存储器，例如闪速存储器例如磁盘驱动器的输入装置可以被用来输入以上讨论的软件模块可替换地，其他已知的结构可以替代地用来输入软件模块，例如USB端口在本文中，术语“总线子系统”一般用来以便包括用于允许不同部件和子系统如所预期的相互通信的任何机构总线子系统120被示意性地显示为单个总线，但典型的系统具有多个总线，例如局部总线和一个或多个扩展总线(例如ADB、SCSI、ISA、EISA、MCA、NuBus 或PCI)，以及串行和并行端口控制器116响应于组合的接收信号控制机器人组件70的多个部件，该组合的接收信号包括来自(多个)输入控制装置36 (图2中所示)的信号以及来自主轴编码器92、第一编码器98、第二编码器104以及(多个)控制缆线编码器110的信号所控制的部件包括主轴电动机90、第一电动机96、第二电动机102以及(多个)控制缆线电动机108另外的部件(未示出)，例如数字/模拟转换器，可以用来使部件与控制器116配合图8是简化的框图，其图示说明了根据许多实施例的机器人手术工具132在机器人手术系统内的整合工具132包括近端工具底盘134，该底盘被配置为能可释放地安装在操纵器136上，该操纵器具有被配置为与近端工具底盘134配合的工具接口工具132进一步包括细长主轴74，该细长主轴被安装为当被主轴电动机转动时相对于近端工具底盘134 转动，如以上讨论的末端执行器140与主轴74的远端联接，以便随着主轴转动主控制系统142与操纵器136可操作地联接辅助控制系统144也可以与操纵器136可操作地联接主控制系统142与辅助控制系统144的组合可以用来通过操纵器136控制工具132的所有可能的铰接例如，辅助控制系统144可以控制用于第一驱动轴的转动和第二驱动轴的转动的驱动电动机主控制系统142可以控制用于主轴的转动的驱动电动机和(多个)控制缆线驱动电动机这样的辅助控制器可以用来补充现有的机器人手术系统构型，从而允许使用之前公开的具有布置在独立转动的主轴内的一个或多个偏置驱动轴的机器人工具图9是根据许多实施例的机器人手术工具132的透视图如以上讨论的，工具132 包括近端工具底盘134，该底盘被配置为能可释放地安装在工具操纵器136上可转动主轴 74将末端执行器140与近端工具底盘134联接图10是图9的近端工具底盘134 (无盖子)的透视图，其示出了根据许多实施例的致动组件142致动组件142包括用于致动第一偏置驱动轴的第一电动机96和用于致动第二偏置驱动轴的第二电动机102以上讨论的各种编码器(例如，主轴编码器92、第一编码器98、第二编码器104以及(多个)控制缆线编码器110)可以整合在致动组件142内 第一电动机96与一组电连接销144联接，该组电连接销144被配置为与匹配的电连接件联接，该电连接件与用于选择性驱动第一电动机96的控制器联接同样，第二电动机102与一组电连接销146联接，该组电连接销146被配置为与匹配的电连接件联接，该电连接件与用于选择性驱动第二电动机102的控制器联接图11是图10的致动组件142的横截面透视图，其图示说明了根据许多实施例的用来致动第一偏置内部驱动轴的部件第一电动机96与第一电动机齿轮148转动地联接 第一电动机齿轮148啮合并驱动第一联接轴近端齿轮150，该第一联接轴近端齿轮150驱动第一联接轴152偶联轴152进而转动第一联接轴远端齿轮154第一联接轴远端齿轮154 啮合第一环形齿轮156，该第一环形齿轮156包括外部齿轮齿158和内部环形齿轮齿160， 外部齿轮齿158啮合第一联接轴远端齿轮154第一环形齿轮156被安装为通过第一环形齿轮轴承162绕可转动主轴74的中线转动第一驱动轴86被安装为绕与可转动主轴转动轴线偏置的第一驱动轴转动轴线转动第一驱动轴86通过两个第一驱动轴支撑轴承164 而安装至主轴第一驱动轴86与第一驱动轴齿轮166联接，该第一驱动轴齿轮166包括外部齿轮齿，该外部齿轮齿从主轴联接配件168中的开口伸出从而啮合第一环形齿轮156的内部齿轮齿160在运行中，第一电动机96的转动使第一电动机齿轮148转动，该第一电动机齿轮148使第一联接轴近端齿轮150转动，该第一联接轴近端齿轮150使联接轴152转动，该联接轴152使第一联接轴远端齿轮IM转动，该第一联接轴远端齿轮IM使第一环形齿轮156转动，该第一环形齿轮156使第一驱动轴齿轮166转动，该第一驱动轴齿轮166使第一驱动轴86相对于主轴74转动在许多实施例中，致动组件142被设计为容纳第一驱动轴86的一个范围的轴向运动，例如通过针对第一驱动轴86的一个范围的轴向运动设计第一环形齿轮156和主轴联接配件168中的开口(例如，通过在第一驱动轴86的轴向运动的方向上增大开口和环形齿轮 156的尺寸，超过足以容纳第一驱动轴齿轮166的伸出的齿轮齿的尺寸，由此允许第一驱动轴齿轮166相对于第一环形齿轮156的内部环形齿轮齿轴向滑动)第一驱动轴86的这种轴向运动可以发生在末端执行器底座相对于主轴铰接的过程中，其中末端执行器底座绕与第一驱动轴86的中线偏置的腕部轴线转动图11还图示说明了根据许多实施例的用来致动第二偏置内部驱动轴88的致动部件第二驱动轴88被安装为绕与可转动主轴转动轴线偏置的第二驱动轴转动轴线转动第二驱动轴88通过第二驱动轴支撑轴承170安装至主轴第二驱动轴88与第二驱动轴齿轮 172联接，第二驱动轴齿轮172包括外部齿轮齿，该外部齿轮齿从主轴联接配件168中的开口伸出从而啮合第二环形齿轮174的内部环形齿轮齿第二环形齿轮174被安装为通过第二环形齿轮轴承175绕可转动主轴74的中线转动如以上关于第一驱动轴所讨论的，致动组件142也可以被设计为容纳第二驱动轴88的一个范围的轴向运动，例如通过针对第二驱动轴88的一个范围的轴向运动设计第二环形齿轮174和主轴联接配件168中的开口图12是透视图，其图示说明了根据许多实施例的图10的致动组件142的部件，该部件被用来致动第二偏置内部驱动轴第二电动机102与第二电动机齿轮176转动地联接 第二电动机齿轮176啮合并驱动第二联接轴近端齿轮178，该第二联接轴近端齿轮178驱动第二联接轴180第二偶联轴180进而转动第二联接轴远端齿轮182第二联接轴远端齿轮182啮合第二环形齿轮174，该第二环形齿轮174包括外部齿轮齿和内部环形齿轮齿，该外部齿轮齿啮合第二联接轴远端齿轮182第二环形齿轮174被安装为通过第二环形齿轮轴承绕可转动主轴的中线转动在运行中，第二电动机102的转动使第二电动机齿轮176 转动，该第二电动机齿轮176使第二联接轴近端齿轮178转动，该第二联接轴近端齿轮178 使第二联接轴180转动，该第二联接轴180使第二联接轴远端齿轮182转动，该第二联接轴远端齿轮182使第二环形齿轮174转动，该第二环形齿轮174使第二驱动轴齿轮172转动， 该第二驱动轴齿轮172使第二驱动轴88相对于可转动主轴74转动在许多实施例中，主轴联接配件168包括与主轴接口 94 (未示出)啮合的外部齿轮齿184，主轴接口 94由该主轴电动机90 (未示出)驱动主轴接口 94和主轴电动机90 可以位于工具操纵器136 (图8中所示)上，从而当近端工具底盘134被安装在工具操纵器 136上时与该主轴联接配件168联接图13是图10的致动组件的部件的横截面透视图，其图示说明了根据许多实施例的各种部件和末端执行器控制缆线的布线近端工具底盘134包括底座186，该底座为不同的部件提供安装底座主轴联接配件168通过两个轴承188被安装为相对于底座186转动主轴联接配件168支撑可转动主轴74主轴74具有轴向孔，第一驱动轴86、第二驱动轴88以及两对控制缆线114延伸穿过该轴向孔第一驱动轴86和第二驱动轴88与主轴联接配件168和可转动主轴74的中线偏置，这允许控制缆线114沿着主轴的中线布置在许多实施例中，由于末端执行器底座相对于近端底盘底座186的相应转动，主轴相对于底座的转动引起控制缆线114的扭绞沿着主轴的中线布置控制缆线114可以帮助减小可能与这样的扭绞相关地发生的对控制缆线的操作的有害影响，例如通过减少缆线至缆线的摩擦力和/或通过减少相关联的控制缆线的伸长在许多实施例中，一对控制缆线由常规致动机构致动，例如通过这对控制缆线缠绕在其上的绞盘这样的常规致动机构可以用来缩回一对控制缆线中的一个控制缆线，而这对中的另一个控制缆线放出相应的量图13图示说明了用于致动第一控制缆线对的第一绞盘190和用于致动第二控制缆线对的第二绞盘192在许多实施例中，第一驱动轴86通过第一花键联接194与第一驱动轴延伸段200 联接，第一花键联接194将第一驱动轴86的远端与第一驱动轴延伸段200的近端联接第一花键联接194可以用来使得能够使用常规大小的第一驱动轴86，例如，使得可以在没有过度费用的情况下生产第一驱动轴86并且使其更容易组装到整个组件中第一花键联接 194还可以提供对于第一驱动轴延伸段200的一个范围的轴向运动的适应性，如上面所讨论的，这种轴向运动可能在末端执行器底座相对于主轴铰接的过程中由于第一驱动轴延伸段200与主轴中线偏置而发生同样，第二花键连接196可以与第二偏置驱动轴88结合使用，并且可以提供类似的益处图14是图10的致动组件的部件的横截面视图，其进一步图示说明了根据许多实施例的各种部件和末端执行器控制缆线的布线第一环形齿轮156的内部环形齿轮齿与第一驱动轴齿轮166相互作用，使得第一环形齿轮156相对于主轴联接配件的转动导致第一驱动轴86相对于主轴联接配件的相应转动第二环形齿轮174的内部环形齿轮齿与第二驱动轴齿轮172相互作用，使得第二环形齿轮174相对于主轴联接配件的转动导致第二驱动轴88相对于主轴联接配件的相应转动图15A是根据许多实施例的主轴联接配件168的透视图主轴联接配件168包括多个开口、槽缝、紧固件孔以及外部齿轮齿第一开口 206容纳第一驱动轴齿轮166的伸出的齿轮齿第二开口 208容纳第二驱动轴齿轮172的伸出的齿轮齿第三开口 210容纳用来支撑第二驱动轴的近端的驱动轴轴承支撑配件的伸出元件提供了容纳驱动轴支撑轴承安装紧固件的多个紧固件孔212在许多实施例中，主轴联接配件168包括对称的元件从而允许第一和第二驱动轴的可逆安装外部齿轮齿184被用来相对于近端工具底盘的底座转动主轴联接配件168两个槽缝214容纳第一花键联接194和第二花键联接196图15B是根据许多实施例的包括这两个内部偏置驱动轴和相关联的支撑轴承安装部件的内部子组件的透视图第一驱动轴近端部分198和第二驱动轴近端部分202被容纳在由四个内部支撑配件216支撑的轴承内四个内部支撑配件216通过对应的四个外部支撑配件218被保持在主轴联接配件168内的位置，外部支撑配件通过每个配件对的两个紧固件220与内部支撑配件216联接图15C和15D是示出根据许多实施例的图15A和15B的部件的组合的视图图 15C是该组合的透视图并且图15D示出端视图，其示出紧固件220、外部齿轮齿184、外部支撑配件218、第一驱动轴齿轮166、第二驱动轴齿轮172、两个内部支撑配件216以及保持圈 222，该保持圈被用来将第二驱动轴近端相对于内部支撑配件216固定位于相邻的内部支撑配件216之间的中心空间2 容纳控制缆线的布线(未示出)可以使用替代的途径来支撑偏置内部驱动轴例如，图16是具有减少部件数构型的致动组件230的透视图致动组件230提供以上描述的两个偏置驱动轴86、88的独立致动，但去除了用来支撑两个偏置驱动轴86、88的一些上述部件致动组件230包括上述部件中的一些，例如第一驱动轴86 (在视图中隐藏)、第二驱动轴88、第一环形齿轮156以及第二环形齿轮174致动组件230包括主轴联接配件168A，主轴联接配件168A配置有用于驱动轴支撑轴承的整体支撑件与上述主轴联接配件168类似，主轴联接配件168A包括用于与上述主轴接口 94 (未示出)啮合的内部齿轮齿184图17是致动组件230的横截面透视图，其图示说明了用于驱动轴轴承的支撑件整合到主轴联接配件168A中的细节主轴联接配件168A配置有外部可进入的凹陷232、 234、236，这些凹陷与第一驱动轴支撑轴承164A、164B以及第二驱动轴支撑轴承170A、170B 配合保持圈M4、246被用来将支撑轴承164A、164B保持在凹陷234内保持圈240、242 被用来将支撑轴承170A、170B保持在凹陷236内布置在远侧的凹陷232被成形为容纳第一驱动轴86的远端布置在近侧的凹陷234被成形为支撑布置在近侧的支撑轴承164A、 164B并且容纳第一驱动轴86的近端主轴联接配件168A包括孔238，孔238被配置为滑动地接收并容纳第一驱动轴86布置在远侧的凹陷236被成形为支撑支撑轴承170A、170B 并且容纳第二驱动轴88第一驱动轴86可以使用以下组装顺序组装到致动组件230中首先，将支撑轴承 164A置于其安装位置中然后将保持圈244从主轴联接配件168A的近端移动至其安装位置中然后将包括第一环形齿轮156和第一环形齿轮轴承162的子组件从主轴联接配件 168A的近端移动至其安装位置中然后通过拧动第一驱动轴86的远端穿过支撑轴承164A 并且穿过孔238来安装第一驱动轴86然后将支撑轴承164B沿凹陷234滑动进入其安装位置中最后，将保持圈246从主轴联接配件168A的近端移动至其安装位置中可以使用类似的顺序来将第二驱动轴88安装到该致动组件230中图18A和18B分别是致动组件230的近端和远端视图图18A示出相对于近侧凹陷2；34和第一驱动轴86而言位于近侧的支撑轴承164B保持圈M0、M2、M4、246被局部成形为分别容纳支撑轴承170A、170B、164A、164B图18B示出第一驱动轴86和第二驱动轴88的远端、主轴联接配件168A内的相关凹陷234、236以及布置在凹陷236中的支撑轴承 170A图19是根据许多实施例的致动组件230整合在近端工具底盘250内的平面图展示除了支撑和致动致动组件230之外，近端工具底盘250进一步包括用于布置在可转动主轴内的三对控制缆线的致动和布线部件图20是根据许多实施例的手术组件沈0的简化透视图解展示手术组件260包括近端致动机构沈2、可转动主轴沈4、末端执行器沈6以及腕部机构沈8末端执行器266 可以包括一个或多个轴驱动的机构(例如，夹紧机构、线性切割机构、订合机构)手术组件 260还可以包括一个或多个缆线致动的机构，例如，通过腕部机构268来相对于主轴铰接末端执行器的底座的缆线致动机构，和/或相对于末端执行器底座来铰接末端执行器的一部分的缆线致动机构近端致动机构262可以包括以上讨论的致动机构，用于安装和致动布置在可转动主轴沈4内的一个或多个偏置驱动轴近端致动机构262可以被配置用于多种应用中，例如用作具有对主轴264和/ 一个或多个内部驱动轴的转动的手动和/或自动致动的手持装置这样，手术组件260可以具有微创机器人手术之外的应用，例如非机器人微创手术、非微创机器人手术、非机器人非微创手术以及使用可转动外部轴内的一个或多个偏置驱动轴将会有益的其他应用图21是根据许多实施例的用于通过位于可转动主轴中的偏置驱动轴传递扭矩的方法270的简化流程图在步骤272，主轴被支撑为相对于底座转动在步骤274，驱动轴被支撑为相对于主轴绕与主轴转动轴线偏置的驱动轴转动轴线转动在步骤276，偏置驱动轴与具有相对于底座被固定的转动轴线的驱动元件啮合在步骤278，使主轴相对于底座转动在步骤观0，通过相对于主轴转动驱动元件来使驱动轴相对于主轴转动方法270 的这些步骤可以例如使用以上关于图6至图19所讨论的实施例来实现图22是根据许多实施例的微创手术方法四0的简化流程图在步骤四2，将手术工具的末端执行器引入手术部位，例如经微创开口或天然的人体孔口引入内部手术部位 将末端执行器安装至细长器械轴的远端，该细长器械轴被安装为相对于底座转动，使得该末端执行器可以用该器械轴相对于底座转动末端执行器与第一驱动轴可操作地联接，使得相对于器械轴转动第一驱动轴致动末端执行器第一机构，第一驱动轴被安装为相对于器械轴绕与器械轴转动轴线偏置的第一驱动轴转动轴线转动在步骤四4，通过转动器械轴来转动末端执行器在步骤四6，通过致动末端执行器第一机构用末端执行器进行手术任务在许多实施例中，方法290涉及由两个驱动轴致动的末端执行器的使用多种多样的末端执行器机构都可以进行驱动轴致动例如，末端执行器可以包括由第一驱动轴致动的夹紧元件末端执行器可以包括由第二驱动轴致动的可移动切割元件手术任务可以包括用夹紧元件夹紧组织和用可移动切割元件来切割组织第二驱动轴可以被安装为相对于器械轴绕与主轴转动轴线偏置的第二驱动轴转动轴线转动末端执行器可以包括由第二驱动轴致动的切割和订合装置手术任务可以包括用夹紧元件夹紧组织、用切割和订合装置订合组织以及用切割和订合装置切割组织应理解的是在此描述的示例和实施例是出于展示的目的，并且建议本领域技术人员根据这些示例和实施例进行各种修改或改变，并且这些修改或改变将包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求书的范围之内大量不同的组合是可能的，并且这样的组合被认为是本发明的一部分