專利名稱：具有電力增強(qiáng)系統(tǒng)的手動(dòng)鉸接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手動(dòng)鉸接裝置，其中，該裝置包括電力增強(qiáng)系統(tǒng)。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于在微創(chuàng)外科手術(shù)中使用的手動(dòng)鉸接手術(shù)器械，其中，該器械中包括電力增強(qiáng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
腹腔鏡手術(shù)在本領(lǐng)域中是公知的。但是，當(dāng)前的腹腔鏡手術(shù)器械通常具有直的本體，該直的本體使用起來是相當(dāng)笨拙的。盡管這種現(xiàn)有的腹腔鏡手術(shù)器械可執(zhí)行侵入式外科手術(shù)，但是該器械對(duì)于在拐角及其它的這種難以觸及的位置周圍進(jìn)行操作是較為困難的。另外，現(xiàn)有腹腔鏡手術(shù)器械通常使用推桿、纜材和液壓管線來操作該器械的手術(shù)尖端。 當(dāng)縮小現(xiàn)有腹腔鏡手術(shù)器械的尺寸時(shí)，其中使用的液壓管線也在尺寸方面被縮小。但是，當(dāng)縮小液壓管線的尺寸時(shí)，手動(dòng)地促使液壓流體通過液壓管線變得更為難以實(shí)現(xiàn)。此外，在外科醫(yī)生正在從與患者相距遠(yuǎn)距離或遠(yuǎn)程位置控制體內(nèi)的手術(shù)器械的情況下，液壓管線是相對(duì)長(zhǎng)的，其中，手動(dòng)促使液體通過液壓管線變得難以實(shí)現(xiàn)。此外，在移動(dòng)手術(shù)器械時(shí)會(huì)出現(xiàn)摩擦力或有害阻力，從而限制了由外科醫(yī)生感覺到的觸覺反饋。由此，在延長(zhǎng)的外科手術(shù)期間，或者在外科醫(yī)生相對(duì)于該器械和患者處于遠(yuǎn)程位置處的情況下，外科醫(yī)生通常經(jīng)歷手部疲勞。此外，在操作該手術(shù)器械的同時(shí)產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遮掩住或顯著限制由外科醫(yī)生感覺到的觸覺反饋。由此，在本領(lǐng)域中對(duì)于下述手動(dòng)鉸接裝置存在一種需要，該手動(dòng)鉸接裝置易于使用、補(bǔ)償摩擦力或其它運(yùn)動(dòng)阻力，并且降低使用者所經(jīng)歷的手部疲勞。此外，在本領(lǐng)域中對(duì)于下述手動(dòng)鉸接裝置存在一種需要，該手動(dòng)鉸接裝置能夠在拐角和其它的這種難以觸及的地方周圍易于操作。

發(fā)明內(nèi)容
盡管處于說明的目的，本發(fā)明隨后所討論的方面用于外科手術(shù)，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的環(huán)境并不限于外科手術(shù)，而是可以在多種其它的環(huán)境中使用。例如，本發(fā)明的方面可以在制造、構(gòu)造、組裝管線、危險(xiǎn)材料的處理和處置、水下操縱、處理高溫材料或使用者可以遠(yuǎn)離正操作的物體或者在操作機(jī)械裝置時(shí)會(huì)經(jīng)受疲勞的任何其它環(huán)境中使用。本發(fā)明的方面通過為手動(dòng)鉸接手術(shù)器械提供電力增強(qiáng)而有助于使用者，例如，外科醫(yī)生或其它這種醫(yī)療從業(yè)人員操縱手動(dòng)鉸接手術(shù)器械。該電力增強(qiáng)補(bǔ)償由患者體內(nèi)的手動(dòng)鉸接手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)或力輸入產(chǎn)生的摩擦力和有害阻力。本發(fā)明的其它方面提供手動(dòng)鉸接手術(shù)器械，其能夠在拐角周圍進(jìn)行操作并且在難以觸及的位置中起作用。在本發(fā)明的一個(gè)方面，外科醫(yī)生將力輸入至本發(fā)明的手術(shù)器械，從而導(dǎo)致該手術(shù)器械在輸入的力的方向上移動(dòng)。感測(cè)裝置檢測(cè)本發(fā)明的手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)和/或力已經(jīng)被起動(dòng)并且將檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)信號(hào)傳輸至電氣元件。該電氣元件將電力增強(qiáng)提供至本發(fā)明的手術(shù)器械，通過補(bǔ)償在正被操作時(shí)由該器械承受的任何有害摩擦力和/或這種阻力、例如通過提供在患者體內(nèi)以與輸入相同的方向作用的補(bǔ)償力來有助于該運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的另一方面，可使用控制裝置。當(dāng)感測(cè)元件檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)已經(jīng)被起動(dòng)時(shí)，感測(cè)裝置將信號(hào)發(fā)送至控制裝置，該控制裝置將控制信號(hào)傳輸至電氣元件。該電氣元件將在與輸入相同的方向上作用的補(bǔ)償力發(fā)出至本發(fā)明的手術(shù)器械，該手術(shù)器械處于患者體內(nèi)并且通過補(bǔ)償在患者體內(nèi)被操作時(shí)由器械承受的任何有害摩擦力和/或其它這種阻力來有助于本發(fā)明的手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的方面提供了益處和優(yōu)點(diǎn)，該益處和優(yōu)點(diǎn)包括補(bǔ)償當(dāng)操作患者體內(nèi)的手術(shù)器械時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力和有害阻力的能力。由此，操作患者體內(nèi)的手術(shù)器械更為容易實(shí)現(xiàn)， 并且減少了外科醫(yī)生所經(jīng)受的疲勞。此外，對(duì)于器械的運(yùn)動(dòng)的有害阻力進(jìn)行的補(bǔ)償增加了外科醫(yī)生在操作該手術(shù)器械時(shí)所感覺到的觸覺反饋。另外，本發(fā)明對(duì)于由外科醫(yī)生輸入的運(yùn)動(dòng)形成了平穩(wěn)的力增強(qiáng)響應(yīng)。本發(fā)明的方面有助于外科醫(yī)生沿與由外科醫(yī)生輸入的運(yùn)動(dòng)的方向上操縱該手術(shù)器械。此外，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高鉸接度，由此在拐角周圍易于操作，并且在難以觸及的位置中起作用。與本發(fā)明有關(guān)的其它優(yōu)點(diǎn)和新穎的特征將在隨后的說明中進(jìn)行闡述，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦對(duì)下列內(nèi)容進(jìn)行分析或者一旦通過實(shí)踐本發(fā)明的方面進(jìn)行學(xué)習(xí)，這些優(yōu)點(diǎn)和特征對(duì)他們將部分變得更為明白。


通過于此在下面給出的詳細(xì)說明和附圖將會(huì)充分理解本發(fā)明，這些附圖僅作為實(shí)例和示例給出，并由此并不就本發(fā)明的方面進(jìn)行限定，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有電力增強(qiáng)系統(tǒng)的手動(dòng)鉸接手術(shù)器械的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有旋轉(zhuǎn)性能的控制手柄的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一方面的聯(lián)接于電力增強(qiáng)系統(tǒng)的、具有旋轉(zhuǎn)性能的控制手柄的側(cè)視圖；圖4是與本發(fā)明一起使用的應(yīng)變儀式感測(cè)元件的示意圖；圖5是與本發(fā)明一起使用的開關(guān)式感測(cè)元件的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一方面的旋轉(zhuǎn)感測(cè)元件和旋轉(zhuǎn)電氣元件的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將在下文中參照附圖，更為充分地描述本發(fā)明的方面，附圖中示出了本發(fā)明的改型和方面。但是，本發(fā)明的方面可以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)被理解為被限定于此處所述的改型；相反，提供改型以使得該公開在說明性的實(shí)現(xiàn)方式方面將是詳盡而完整的， 并且將對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)其范圍。除非以其它方式作出限定，于此使用的所有技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的意思相同的意思。于此提供的方法和示例僅是說明性的且并不意欲進(jìn)行限定?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的手動(dòng)鉸接裝置1。該裝置1包括增強(qiáng)系統(tǒng)122，其接收一個(gè)或更多個(gè)使用者輸入以指示從動(dòng)系統(tǒng)IM執(zhí)行工作。該增強(qiáng)系統(tǒng)122包括諸如軸之類的輸入接收器102，其接收來自使用者的輸入120。增強(qiáng)系統(tǒng)122還包括電氣元件106，其通過提供電力增強(qiáng)來有助于將使用者輸入傳遞至從動(dòng)系統(tǒng)124，該電力增強(qiáng)補(bǔ)償由運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)和/或系統(tǒng)的力產(chǎn)生的摩擦力和有害阻力。在一方面，電力增強(qiáng)可以是沿與輸入相同的方向作用的補(bǔ)償力，其有助于系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)并且補(bǔ)償由系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦力和有害阻力。應(yīng)該理解的是，由系統(tǒng)執(zhí)行的工作可以由通過輸入接收器102的機(jī)械傳遞產(chǎn)生。 增強(qiáng)系統(tǒng)122還包括感測(cè)元件104，其通過在使用者已經(jīng)起動(dòng)運(yùn)動(dòng)和/或力時(shí)進(jìn)行檢測(cè)以有助于利用適量的動(dòng)力在適當(dāng)?shù)姆较蛏现聞?dòng)電氣元件106。另外，增強(qiáng)系統(tǒng)122包括控制電路 108，其有助于將使用者輸入傳遞至電氣元件106。軸102可包括、但不限于被構(gòu)造成用于接收一個(gè)或更多個(gè)使用者輸入，并且用于將使用者輸入的全部或某些部分或者其表示傳輸至感測(cè)元件104和/或電氣元件106的任何裝置或機(jī)構(gòu)。同樣，軸102利用布置在軸102的近端與電動(dòng)元件106的近端之間的感應(yīng)元件104可操作地連接于電動(dòng)元件106。例如，軸102可具有一個(gè)或更多個(gè)輸入機(jī)構(gòu)，以接收來自裝置1的使用者的手動(dòng)輸入或手指致動(dòng)輸入。在其它方面，軸102可包括輸入機(jī)構(gòu)， 以接收來自使用者的腳致動(dòng)輸入、臂致動(dòng)輸入或身體致動(dòng)輸入等。在其它方面，軸102可包括輸入機(jī)構(gòu)，以接收來自使用者的聲音致動(dòng)輸入或音頻致動(dòng)輸入或眼致動(dòng)輸入。該輸入機(jī)構(gòu)可包括、但不限于例如操縱桿、跟蹤球、旋鈕、編碼器或操縱傳輸器、以及除此之外的其它輸入機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或更多個(gè)。圖2中示出了輸入機(jī)構(gòu)的示例。感測(cè)元件104檢測(cè)軸102的由使用者起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)。應(yīng)該理解的是，感測(cè)元件104例如可以是、但不限于被定位在軸102的頂部、下方、被定位成遮蓋或環(huán)繞軸102。另外，感測(cè)元件104可直接或間接地連接于軸102。感測(cè)元件104可以是、但不限于例如應(yīng)變儀、小位移的雙極開關(guān)、單極開關(guān)、兩個(gè)單極開關(guān)、閘刀開關(guān)、檢測(cè)壓縮或拉伸的元件、檢測(cè)扭轉(zhuǎn)的元件、檢測(cè)彎曲的元件、檢測(cè)響應(yīng)于力120而改變的阻力值的元件、檢測(cè)光響應(yīng)于力 120的傳輸中的偏轉(zhuǎn)或改變的光學(xué)系統(tǒng)、或者是可檢測(cè)運(yùn)動(dòng)起動(dòng)和/或施加于軸102的力的任何其它適當(dāng)?shù)母袦y(cè)元件。感測(cè)元件104將帶有檢測(cè)到的軸102的力和/或運(yùn)動(dòng)的信號(hào)傳輸至電氣元件106。電氣元件106可串聯(lián)或并聯(lián)于軸102和感測(cè)元件104。此外，電氣元件106可直接或間接地連接于軸102。電氣元件106可以是、但不限于例如線性馬達(dá)或線性音圈、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)音圈、或快速響應(yīng)于運(yùn)動(dòng)并且可具有高頻響應(yīng)的任何其它裝置。另外，控制電路 108可直接或間接地連接于感測(cè)元件104和電氣元件106?？刂齐娐?08可接收來自感測(cè)裝置的信號(hào)并且將控制信號(hào)傳輸至電氣元件106?？刂菩盘?hào)可包括、但不限于例如用以基于使用者輸入激勵(lì)電氣元件106的電流。應(yīng)該理解的是，電流可以是能夠基于使用者輸入而變化的，例如，增大和/或減小。另外，控制電路108可以是、但不限于一系列不可編程的元件、一個(gè)或更多個(gè)硬接線元件、計(jì)算機(jī)或處理器，以及除此之外的其它類似物?？刂齐娐?108也可以在操作之前定期執(zhí)行自檢驗(yàn)和/或系統(tǒng)檢驗(yàn)，用于確定系統(tǒng)是否正在適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行，例如，確定電氣元件106是否正在提供大小恰當(dāng)?shù)牧σ匝a(bǔ)償該系統(tǒng)的摩擦力。如果控制電路108確定電氣元件106并未提供大小恰當(dāng)?shù)牧?，那么控制電?08可更改供應(yīng)至電氣元件106的電流的大小，以增大和/或減小由電氣元件106提供的力的大小?？蛇x擇地，在一方面，增強(qiáng)系統(tǒng)122也可包括輸出傳感器130，例如運(yùn)動(dòng)或力傳感器，其可操作地連接于裝置和/或工件以及控制電路108。例如，如果輸出傳感器130確定電氣元件106正在提供的力的大小和/或運(yùn)動(dòng)的量已經(jīng)下降到低于被確定用于補(bǔ)償摩擦力的量時(shí)，那么輸出傳感器130可發(fā)送信號(hào)至控制電路以增大供應(yīng)至電氣元件106的電流，從而增大該補(bǔ)償力。作為選擇，如果輸出傳感器130確定正由電氣元件106提供的力的大小和/或運(yùn)動(dòng)的量高于被確定用于補(bǔ)償摩擦力的量，那么輸出傳感器130可發(fā)送信號(hào)至控制電路108，該控制電路108又減小供應(yīng)至電氣元件106的電流，從而減小該補(bǔ)償力。由此，輸出傳感器130可基于實(shí)際輸出計(jì)量正由電氣元件106提供的力的大小和/或運(yùn)動(dòng)的量并且有助于改變供應(yīng)至電氣元件106的電流，例如，提高和/或降低供應(yīng)至電氣元件106的電流的大小，以基于反饋改變補(bǔ)償力。另外，應(yīng)該理解的是，可將其它傳感器用于幫助控制供應(yīng)至電氣元件106的電流。 傳感器可包括、但不限于例如速度傳感器、加速度傳感器、偏轉(zhuǎn)量傳感器、溫度傳感器、角度傳感器、壓力傳感器、質(zhì)量傳感器、重量傳感器或位置傳感器、以及除此之外的任何其它類似物。在一方面，加速傳感器可被控制電路108用于獲知外科醫(yī)生的手部運(yùn)動(dòng)的特征，以便調(diào)節(jié)提供至電氣元件106的電力的提高和/或降低。在另一方面，角度傳感器可被控制電路108用于確定裝置的角位置或姿態(tài)并且響應(yīng)以調(diào)節(jié)電流。此外，從動(dòng)系統(tǒng)IM可操作地連接于軸102的遠(yuǎn)端。從動(dòng)系統(tǒng)IM可以是被構(gòu)造成用于接收來自軸102的一個(gè)或更多個(gè)諸如使用者輸入或其表示之類的輸入，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的輸出用于以與原始使用者輸入120成比例或者作為該原始使用者輸入120的函數(shù)的方式控制功能端118的任何裝置或機(jī)構(gòu)。例如，在一方面，從動(dòng)系統(tǒng)IM包括、但不限于雙動(dòng)式閉環(huán)液壓系統(tǒng)，其包括控制缸110，該控制缸110通過液壓控制管線114和116可操作地連接于從動(dòng)缸112。另外，功能端118可操作地連接于從動(dòng)缸112的遠(yuǎn)端。在該方面，閉環(huán)雙動(dòng)液壓管路是用于將力傳遞至裝置1的遠(yuǎn)端、例如從動(dòng)系統(tǒng)124的基本機(jī)械元件。例如， 控制缸110接收諸如使用者輸入或者其表示的全部或部分之類的輸入，并且將該輸入經(jīng)由液壓控制管線114或116傳遞至從動(dòng)缸112，該從動(dòng)缸112產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)從動(dòng)系統(tǒng)IM的功能端118的輸出。在這些方面，閉環(huán)雙動(dòng)液壓系統(tǒng)具有與美國(guó)專利No. 6，607，475中公開的功能相同或類似的功能，該美國(guó)專利以參引的方式被全部結(jié)合于此。在另一方面，從動(dòng)系統(tǒng) 124和增強(qiáng)系統(tǒng)122可被集成為單個(gè)系統(tǒng)。在替代方面，從動(dòng)缸112和控制缸110可被可操作地連接于軸102的遠(yuǎn)端和功能端118的近端的機(jī)械元件所代替。該機(jī)械元件可以是、但不限于例如聯(lián)動(dòng)齒輪、凸輪、一系列U形接頭、推拉式線材或纜材、纜材/滑輪系統(tǒng)、纜材齒輪移位系統(tǒng)、推拉式鏈條、推拉式旋轉(zhuǎn)鏈條、導(dǎo)螺桿、推拉式柔性條帶、柔性鋼帶、或者這些機(jī)械元件(例如，一系列U形接頭和推拉式鏈條)的任意組合，以及除此以外的在使用者操縱機(jī)械元件時(shí)會(huì)造成疲勞的任何其它機(jī)械元件。功能端118接收來自對(duì)應(yīng)的從動(dòng)系統(tǒng)124的輸出作為輸入，并且響應(yīng)執(zhí)行某項(xiàng)工作，該某項(xiàng)工作作為由軸102接收的原始使用者輸入120中的一或更多個(gè)的函數(shù)而受到控制。同樣，功能端118可包括或者可連接于被構(gòu)造成用于執(zhí)行任意類型工作的裝置或機(jī)構(gòu)中的任意一個(gè)或其組合。在本發(fā)明的一方面，功能端118可包括或可被連接于多種工具。例如，功能端118可包括或者可被連接于手術(shù)工具、手術(shù)器械、剪刀、小刀、螺絲刀、夾具、或鉗子、以及除此之外的其它工具，但是不限于此。另外，軸102可具有、但不限于諸如實(shí)心、中空或“C”形之類的結(jié)構(gòu)。在軸102是實(shí)心的情況下，液壓管線或者電子線路可被連接于軸102的外部。在軸102是中空的情況下，液壓管線或者電子線路可處于軸102的內(nèi)部，穿過內(nèi)腔。此外，在軸102是“C”形的情況下，在軸上可具有縱向狹縫或其它形狀的孔口，這使液壓管線和電子線路能夠穿過軸102 的內(nèi)部和外部。在一個(gè)改型中，增強(qiáng)系統(tǒng)122定位在患者身體的外側(cè)，例如，連接于手術(shù)室手術(shù)臺(tái)并且由該手術(shù)室手術(shù)臺(tái)支承。在其它方面，增強(qiáng)系統(tǒng)122可定位成遠(yuǎn)離從動(dòng)系統(tǒng)124，例如， 定位在另一房間或位置中。在增強(qiáng)系統(tǒng)122與從動(dòng)系統(tǒng)IM之間可形成適當(dāng)?shù)挠芯€和/或無(wú)線連接。在手術(shù)中，使用者的手、臂和/或手指例如可通過將力120施加于軸102的近端來引導(dǎo)裝置1的移動(dòng)。力120被傳遞至軸102，從而在與力120的方向相對(duì)應(yīng)的方向上移動(dòng)軸102。例如，如果使用者輸入線性推力，則補(bǔ)償力輔助機(jī)械負(fù)載(例如，線性方向上的軸) 的移動(dòng)。用于一個(gè)或更多個(gè)摩擦力的力補(bǔ)償通過在力120的方向上移動(dòng)軸102來產(chǎn)生。例如，摩擦力可包括由在使流體移動(dòng)通過液壓控制管線114和116中的阻力所導(dǎo)致的摩擦力 128。在一方面，用來確定用于補(bǔ)償力的設(shè)定點(diǎn)的等式可包括(I)Fc = C · Fp，式中C彡1，并且Fc是電補(bǔ)償力，例如，由電氣元件106提供的力；Fp是寄生系統(tǒng)力，例如，通過移動(dòng)該系統(tǒng)所產(chǎn)生的摩擦力和/或有害阻力；以及C是通常被設(shè)定成低于寄生系統(tǒng)力Fp的補(bǔ)償力。例如，如果C = 0.9，則所提供的電補(bǔ)償力會(huì)是寄生系統(tǒng)力的90%，例如，F(xiàn)。= (0.9) (Fp)0另外，如果不將如上就等式(1)所討論的補(bǔ)償力應(yīng)用于由使用者輸入的力，則由使用者輸入的力可利用下列等式進(jìn)行計(jì)算(2) Fi = Fp+Fr,式中，F(xiàn)i是由使用者輸入的力，例如，力120 ;Fp是寄生系統(tǒng)力；并且Fr是由目標(biāo)所施加的反作用力。由此，當(dāng)不將補(bǔ)償力應(yīng)用于使用者的輸入時(shí)，在將力施加于該裝置時(shí)，使用者既感覺到由目標(biāo)所施加的反作用力又感覺到系統(tǒng)的摩擦力。但是，如果由使用者輸入的力包括如上就等式(1)所討論的補(bǔ)償力，則由使用者輸入的力可利用下列等式進(jìn)行計(jì)算(3) Fi = Fp-Fc+Fr,式中，F(xiàn)i是由使用者輸入的力，例如，力120 ;Fp是寄生系統(tǒng)力；F。是電補(bǔ)償力，如上就等式(1)計(jì)算出的那樣；以及&是由目標(biāo)所施加的反作用力。由此，當(dāng)將補(bǔ)償力施加于使用者的輸入時(shí)，使用者感覺到對(duì)于正被執(zhí)行的工作的阻力而并不感覺到系統(tǒng)的摩擦力， 例如，使液壓流體移動(dòng)通過該系統(tǒng)。補(bǔ)償力可以是預(yù)置因數(shù)(例如，在工廠、或者在手術(shù)室中、以及除此之外的其它位置處)，或者補(bǔ)償力可以是通過測(cè)量移動(dòng)軸的阻力獲得的自獲得因數(shù)。在一方面，該預(yù)置因數(shù)可以被設(shè)定成高于或低于與移動(dòng)軸102或其某一部分相關(guān)聯(lián)的摩擦力128。應(yīng)該理解的是，軸102的運(yùn)動(dòng)可以是例如，推、拉、旋轉(zhuǎn)、向左移動(dòng)、向右移動(dòng)、向上移動(dòng)、向下移動(dòng)、彎曲、旋壓、對(duì)角移動(dòng)或者裝置1移動(dòng)所需的任何其它方向。此外，在替代方案中，使用者可將力120施加于輸入機(jī)構(gòu)，該輸入機(jī)構(gòu)并未示出，其可操作地連接于軸102。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了控制手柄輸入機(jī)構(gòu)902的示例，其可接收來自使用者的輸入并且將該輸入傳遞至裝置1 (圖1)。該控制手柄902圍繞第一軸線904旋轉(zhuǎn)并且可操作地連接于第一擺動(dòng)齒輪906。由圍繞第一軸線904旋轉(zhuǎn)控制手柄902起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和/或力導(dǎo)致第一擺動(dòng)齒輪906例如在圍繞第一軸線904的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)中旋轉(zhuǎn)。該第一擺動(dòng)齒輪906的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)使中間齒輪908旋轉(zhuǎn)。該中間齒輪908被布置在第一擺動(dòng)齒輪906與第二擺動(dòng)齒輪910之間。中間齒輪908的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二擺動(dòng)齒輪910在圍繞第二軸線918的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)中旋轉(zhuǎn)，第二擺動(dòng)齒輪910可操作地連接于第二軸線918，其中，第二軸線918由導(dǎo)螺桿912 限定。第二擺動(dòng)齒輪910的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該導(dǎo)螺桿912圍繞第二軸線918旋轉(zhuǎn)。在導(dǎo)螺桿 912與液壓缸916之間布置有導(dǎo)螺帽914并且該導(dǎo)螺帽914可操作地連接于導(dǎo)螺桿912和液壓缸916。由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)螺桿912起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和/或力導(dǎo)致液壓缸916的軸沿著第二軸線移動(dòng)。在一方面，液壓缸916可操作地連接于導(dǎo)螺帽914，其中，導(dǎo)螺桿912的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生輸入至導(dǎo)螺帽914的力120。應(yīng)該理解的是，輸入機(jī)構(gòu)902僅是能與裝置1 一起操作的輸入機(jī)構(gòu)的一個(gè)非限定性示例。還應(yīng)該理解的是，導(dǎo)螺帽914可操作地連接于增強(qiáng)系統(tǒng)122 (圖1)，如在圖3中所示。現(xiàn)在轉(zhuǎn)回圖1，感測(cè)元件104檢測(cè)軸102的運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)。感測(cè)元件104可以是、但不限于例如，應(yīng)變儀、小位移的雙極開關(guān)、單極開關(guān)、閘刀開關(guān)、檢測(cè)壓縮或拉伸的元件、檢測(cè)響應(yīng)于力120而改變的阻力值的元件、檢測(cè)光響應(yīng)于力120的傳輸中的偏轉(zhuǎn)或改變的光學(xué)系統(tǒng)、或者是可檢測(cè)運(yùn)動(dòng)起動(dòng)和/或施加于軸102的力的任何其它適當(dāng)?shù)母袦y(cè)元件。感測(cè)元件104將帶有檢測(cè)到的軸102的力和/或運(yùn)動(dòng)的信號(hào)傳輸至控制電路108，從而沿適當(dāng)方向致動(dòng)該電氣元件106。另外，在一方面，可將來自感測(cè)元件104的輸出傳輸至控制電路108，用于適當(dāng)?shù)馗淖兊竭_(dá)電氣元件106的電流。例如，控制電路108可基于來自感測(cè)元件104的檢測(cè)到的力和/或運(yùn)動(dòng)確定電氣元件106應(yīng)當(dāng)多快地移動(dòng)，例如，基于使用者輸入 120提高和/或降低電氣元件106的運(yùn)動(dòng)。由此，由電氣元件106提供的力的大小可以是能夠基于使用者輸入的力和/或速度改變的。應(yīng)該理解的是，該電氣元件106可以是音圈、線性馬達(dá)或快速響應(yīng)運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)和/或力輸入并且可具有高頻響應(yīng)的任何其它裝置，以及除此之外的任何其它類似裝置，但不限于這些。電氣元件106通過沿與力120相同的方向?qū)⒘Πl(fā)出至軸102來響應(yīng)從感測(cè)元件 104傳輸?shù)男盘?hào)。該力幫助使用者沿力120的方向移動(dòng)軸102。例如，如果使用者想向左移動(dòng)軸102，則感測(cè)元件104檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)和/或輸入至軸102的力，并且致動(dòng)電氣元件 106以發(fā)出有助于使用者向左移動(dòng)軸102的力。用于摩擦力128的力補(bǔ)償通過移動(dòng)軸102 產(chǎn)生，從而使使用者能夠感覺到反作用力1 并且感覺不到摩擦力128。在本發(fā)明的一方面，感測(cè)元件104將帶有檢測(cè)到的軸102的運(yùn)動(dòng)的信號(hào)傳輸至控制電路108?？刂齐娐?08可以是、但不限于一系列不可編程的元件、一或更多個(gè)硬接線元件、 計(jì)算機(jī)或處理器，以及除此之外的其它控制電路?？刂齐娐?08將諸如動(dòng)力信號(hào)之類的信號(hào)傳遞至電氣元件106，從而使電氣元件106在與力120相同的方向上發(fā)出力。用于摩擦力 128的該力補(bǔ)償通過移動(dòng)軸102產(chǎn)生，從而使得使用者能夠感覺到反作用力1 而感覺不到諸如摩擦力1 之類的摩擦力。應(yīng)該理解的是，由電氣元件106產(chǎn)生的力約等于軸102在力120的方向上的運(yùn)動(dòng)阻力，例如，摩擦力。阻力可以是能夠基于以下因素改變的，例如，但不限于，患者的溫度、裝置1的位置、進(jìn)入和離開手術(shù)口的裝置1、液壓管線的潤(rùn)滑、液壓管線的狀態(tài)、例如，直的或圍繞彎曲處盤繞的、運(yùn)動(dòng)的軸線、針被執(zhí)行的手術(shù)程序的類型、手術(shù)室的溫度、時(shí)間和會(huì)導(dǎo)致摩擦力1 改變的任何其它因素。此外，應(yīng)該理解的是，由電氣元件106發(fā)出的力可以是接近裝置1的運(yùn)動(dòng)阻力的預(yù)置因數(shù)。在一方面，該預(yù)置因數(shù)可以被設(shè)定成高于或低于軸102或者其某一部分的摩擦力 128。例如，如果用于移動(dòng)機(jī)械負(fù)載(例如沿與力120的方向?qū)?yīng)的方向移動(dòng)軸102)的摩擦力1 等于1磅(lb)，則該預(yù)置因數(shù)可以被設(shè)定為0.9，從而產(chǎn)生0.91b的補(bǔ)償力。應(yīng)該理解的是，如果將預(yù)置因數(shù)設(shè)定為高于摩擦力，則使用者可能需要控制和/或抑制該系統(tǒng)，以防止來自軸102的意外運(yùn)動(dòng)。例如，該預(yù)置因數(shù)的值可由制造商來設(shè)定，或者由將該預(yù)置因數(shù)的值調(diào)節(jié)到使用者的具體舒適程度的使用者來設(shè)定，或者該預(yù)置因數(shù)的值可以是自獲得的。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)使用者正調(diào)節(jié)該預(yù)置因數(shù)的值時(shí)，他們可例如在使用者正在使用的輸入裝置上具有電位計(jì)、或者控制面板。由此，如果使用者具有可操作地連接于軸102的控制手柄，則控制面板/手柄可具有電位計(jì)，使用者使用該電位計(jì)調(diào)節(jié)用于例如由電氣元件106 產(chǎn)生的力的預(yù)置因數(shù)的值。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一旦設(shè)定由電氣元件106產(chǎn)生的力的值， 則該力的值可以是基本上不變的。應(yīng)該理解的是，當(dāng)預(yù)置因數(shù)可以例如在系統(tǒng)自確定預(yù)置因數(shù)的起動(dòng)過程期間是自獲得的時(shí)，可以增大供應(yīng)至電氣元件106的電流，直到軸102移動(dòng)如由傳感器130檢測(cè)到的增量距離，并且控制電路108可由此獲知需要多少電流來使軸102移動(dòng)。此外，控制電路 108可以是處理器，例如，用于將預(yù)置因數(shù)設(shè)定成低于在電氣元件106移動(dòng)軸102時(shí)獲知的電流強(qiáng)度。一旦已經(jīng)設(shè)定該預(yù)置因數(shù)，控制電路108就指示電氣元件106在該預(yù)置因數(shù)下在軸102上產(chǎn)生與力120的方向相同的力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由電氣元件106產(chǎn)生的力可以是飼服函數(shù)，其響應(yīng)于由使用者施加的力120而增大由電氣元件106產(chǎn)生的力。由此，電氣元件106產(chǎn)生的力的值響應(yīng)于力120而改變。通過將力120傳遞至控制缸110，軸102控制該機(jī)械裝置1的對(duì)應(yīng)于力120的方向的運(yùn)動(dòng)。例如，如果使用者推、拉、旋轉(zhuǎn)、向左移動(dòng)、向右移動(dòng)、向上移動(dòng)、向下移動(dòng)、彎曲他們的手腕或手指、或旋壓可操作地連接于軸102的輸入裝置，則控制缸110沿相同的方向移動(dòng)。應(yīng)該理解的是，控制缸110、從動(dòng)缸112、液壓控制管114和116、以及功能端118可以被包含在閉合回路雙作用液壓管路124中。該閉合回路雙作用液壓管路IM是用于將力傳遞至患者體內(nèi)的手術(shù)器械的遠(yuǎn)端的基本機(jī)械元件。此外，在一方面，該閉合回路雙作用液壓管路IM可具有與美國(guó)專利No. 6，607，475中公開的基本相同的功能，該美國(guó)專利以參引的方式被全部結(jié)合于此。通過使流體移動(dòng)通過液壓控制管線114和116，控制缸110將力120傳遞至從動(dòng)缸112。應(yīng)該理解的是，流體可以是已知的或稍后研發(fā)的任何適當(dāng)?shù)囊簤毫黧w，但是優(yōu)選地為水或鹽水。功能端118可操作地連接于從動(dòng)缸112的遠(yuǎn)端。從動(dòng)缸112致動(dòng)功能端118 在力120的方向上的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)該理解的是，功能端118可以是手術(shù)工具、手術(shù)器械、或者可在手術(shù)中使用的任何其它裝置。在一方面，功能端118可以是多種工具或者可以連接于多種工具。例如，工具可以是扳手、剪刀、螺絲刀、夾具、小刀、鉗子、或切刀，以及除此之外的其它工具?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了裝置2，其中控制手柄902(圖2)可操作地聯(lián)接于根據(jù)本發(fā)明的一方面的示例增強(qiáng)系統(tǒng)122 (圖1)。應(yīng)該理解的是，控制手柄902和增強(qiáng)系統(tǒng)122具有與就圖2所述的控制手柄和就圖1所述的增強(qiáng)系統(tǒng)122類似的功能和附圖標(biāo)記。在這一點(diǎn)上，在導(dǎo)螺桿912與感測(cè)元件104(圖1)之間布置有導(dǎo)螺帽914，并且導(dǎo)螺帽914可操作地連接于導(dǎo)螺桿912與感測(cè)元件104。由此，由圍繞第一軸線904旋轉(zhuǎn)控制手柄902起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和/或力導(dǎo)致導(dǎo)螺桿912的運(yùn)動(dòng)并且將輸入力120的功能傳遞至導(dǎo)螺帽914。感測(cè)元件104檢測(cè)導(dǎo)螺帽914的運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)并且將帶有檢測(cè)到的導(dǎo)螺帽914的運(yùn)動(dòng)和/或力的信號(hào)傳輸至可操作地連接于感測(cè)元件104的電氣元件106，從而在適當(dāng)?shù)姆较蛏现聞?dòng)電氣元件106。該電氣元件106通過在與力120(圖1)相同的方向?qū)⒘Πl(fā)出至液壓缸110來響應(yīng)從感測(cè)元件104傳輸?shù)男盘?hào)。由此，由電氣元件106提供的補(bǔ)償力有助于使用者在輸入力120的方向上移動(dòng)裝置2。參照?qǐng)D4，根據(jù)本發(fā)明的一方面，感測(cè)元件104(圖1)可以是應(yīng)變儀式傳感器204。 例如，應(yīng)變儀式傳感器204可以可操作地連接于軸102的遠(yuǎn)端。應(yīng)變儀式傳感器204檢測(cè)軸102上的力120，例如，軸102的壓縮或拉伸。例如，如果使用者推動(dòng)軸102，則應(yīng)變儀式傳感器204檢測(cè)到軸102壓縮。由此，應(yīng)變儀式傳感器204基于由使用者提供的力的大小和輸入的速率，例如，使用者正施加力的速度來提供可變的輸出。應(yīng)該理解的是，應(yīng)變儀式傳感器204檢測(cè)使用者可移動(dòng)軸102的其它方向。例如， 使用者可通過拉、旋轉(zhuǎn)、向左移動(dòng)、向右移動(dòng)、向上移動(dòng)、向下移動(dòng)、彎曲、旋壓、對(duì)角移動(dòng)或者裝置1移動(dòng)所需的任何其它方向移動(dòng)軸102。此外，應(yīng)該理解的是，如上參照?qǐng)D1所討論的那樣，可以在本發(fā)明的該方面使用控制電路，但該控制電路并不是必須的。參照?qǐng)D5，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，感測(cè)裝置104可包括開關(guān)式感測(cè)元件304。應(yīng)該理解的是，開關(guān)304例如可以是低行程的雙極開關(guān)。該開關(guān)式感測(cè)元件304在軸102的近端與電氣元件106的近端之間可操作地連接于軸102。在另一方面，開關(guān)式感測(cè)元件304 可以可操作地連接于軸102的上方、下方或環(huán)繞該軸102。開關(guān)式感測(cè)元件304通過連接一個(gè)極或另一個(gè)極來檢測(cè)軸102上的力120。由此，開關(guān)式感測(cè)元件304依據(jù)連接的哪個(gè)極來發(fā)送電流到電氣元件106，從而在適當(dāng)方向上致動(dòng)電氣元件106。此外，可以存在電位計(jì)或類似裝置，以設(shè)定由電氣元件106產(chǎn)生的補(bǔ)償力的值。應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明的該方面中，可以使用如上參照?qǐng)D1所討論的控制電路，但該控制電路并不是必須的。參照?qǐng)D5，可選擇地，所述方面可進(jìn)一步包括在輸入端318與輸出端320之間具有一定柔度的軸102，以補(bǔ)償起動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)所需的力。換言之，當(dāng)起動(dòng)提供輸入120時(shí)，為避免使用者感覺到系統(tǒng)1(圖1)中的有害摩擦力和/或其它阻力128(圖1)，該可選擇的方面使軸102的輸入端318能夠相對(duì)于輸出端320移動(dòng)，直到可激勵(lì)增強(qiáng)系統(tǒng)122(圖1)以克服該有害摩擦力和/或其它阻力128(圖1)。這避免了使用者施加額外的輸入來克服系統(tǒng)的有害摩擦力和/或其它阻力，并且避免在增強(qiáng)系統(tǒng)122(圖1)致動(dòng)時(shí)將有害摩擦力和 /或其它阻力突然移除。如圖5中所示，感測(cè)元件304的中心極308可朝向極306的方向向前并朝向極310 的方向向后，例如，在中間位置314、向前位置312與向后位置316之間移動(dòng)。在一方面，軸 102用于分別在中間位置314與向前位置312之間或者在中間位置314與向后位置316之間改變中心極308所移動(dòng)的距離分別對(duì)應(yīng)于軸102的向前柔量3 或向后柔量322。例如， 在使用者輸入120處于向前方向中的情況下，當(dāng)軸102與感測(cè)元件304初始接觸時(shí)，中心極
11308可在與極306在前向位置312處相接觸之前向前行進(jìn)短距離。所述方面可在軸102中提供一定的柔量，以補(bǔ)償使軸102在極306的方向上移動(dòng)所必需的力的大小，同時(shí)使系統(tǒng)能夠定時(shí)激勵(lì)。例如，所述方面可允許感測(cè)元件304在從動(dòng)系統(tǒng)124(圖1)的運(yùn)動(dòng)開始之前或同時(shí)，起動(dòng)該電氣元件106(圖1)，以使該使用者并不感覺到移動(dòng)該系統(tǒng)所需的力，并且由此，為裝置1提供激勵(lì)時(shí)間并且?guī)椭褂谜哐a(bǔ)償由系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)和/或力所產(chǎn)生的摩擦力和有害阻力。應(yīng)該理解的是，這是在系統(tǒng)中提供柔量的一個(gè)非限定性示例，并且本發(fā)明的多種方面可需要對(duì)該柔量進(jìn)行補(bǔ)償。參照?qǐng)D6，根據(jù)本發(fā)明的一方面，感測(cè)裝置104可以是扭力感測(cè)元件604，并且電氣元件106可以是旋轉(zhuǎn)電氣元件606。扭力感測(cè)元件604可以可操作地連接于輸入機(jī)構(gòu)602 和旋轉(zhuǎn)電氣元件606。在一個(gè)非限定性示例中，旋轉(zhuǎn)電氣元件606可與軸線608是同心的并且與扭力感測(cè)元件604串聯(lián)。例如，在一方面的操作中，使用者的手、臂和/或手指例如可通過將力120施加、例如旋轉(zhuǎn)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)至輸入機(jī)構(gòu)602來引導(dǎo)輸入機(jī)構(gòu)602的運(yùn)動(dòng)。扭力感測(cè)元件604檢測(cè)輸入機(jī)構(gòu)602上的力120并且在適當(dāng)?shù)姆较蛏虾?或以適當(dāng)?shù)拇笮≈聞?dòng)該旋轉(zhuǎn)電氣元件606。例如，如果使用者旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)該輸入機(jī)構(gòu)602，則扭力感測(cè)元件604 檢測(cè)旋轉(zhuǎn)方向，從而在力120的適當(dāng)方向上致動(dòng)該旋轉(zhuǎn)電氣元件606。應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明的該方面中，可使用如上參照?qǐng)D1所討論的控制電路，但該控制電路并不是必須的。本發(fā)明的一個(gè)改型可包括使用者控制多個(gè)感測(cè)元件和電氣元件，用于產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)。例如，可以存在單獨(dú)的系統(tǒng)用于推、拉、旋轉(zhuǎn)、向左移動(dòng)、向右移動(dòng)、向上移動(dòng)、向下移動(dòng)、彎曲、旋壓、對(duì)角移動(dòng)、以及除此之外的其它系統(tǒng)。這些單獨(dú)的系統(tǒng)通過對(duì)適當(dāng)?shù)氖褂谜呤植窟\(yùn)動(dòng)起反作用來致動(dòng)。此外，根據(jù)由特定系統(tǒng)執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)，每個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)可補(bǔ)償不同的摩擦特性。本發(fā)明的另一改型可包括使用機(jī)械真空壓力和/或壓力輔助裝置，來代替如上所述的電氣元件。例如，使用者操作雙作用膜片和閥。由此，當(dāng)使用者向前移動(dòng)該手術(shù)器械時(shí)， 閥將真空導(dǎo)入膜片的一側(cè)，從而幫助使用者向前移動(dòng)。另外，如果使用者拉回該手術(shù)器械， 則閥反向并且?guī)椭褂谜呃卦撌中g(shù)器械。盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的多個(gè)方面和關(guān)于手術(shù)器械的示例描述了本發(fā)明，但是結(jié)合或使用任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)械裝置處于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。此外，盡管已經(jīng)參照外科醫(yī)生描述了本發(fā)明，但是取決于本發(fā)明所使用的環(huán)境，本發(fā)明可由另一使用者使用。由此，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下可作出多種的且不同的改型。
權(quán)利要求
1.一種鉸接裝置，包括輸入接收器，所述輸入接收器能夠接收輸入；從動(dòng)系統(tǒng)，所述從動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)接于所述輸入接收器，所述從動(dòng)系統(tǒng)能夠操作以接收來自所述輸入接收器的所述輸入并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的輸出，其中，所述從動(dòng)系統(tǒng)包括第一從動(dòng)端和第二從動(dòng)端，所述第一從動(dòng)端聯(lián)接于所述輸入接收器；功能端，所述功能端聯(lián)接于所述第二從動(dòng)端，其中，所述功能端執(zhí)行所述輸出；感測(cè)元件，所述感測(cè)元件聯(lián)接于所述輸入接收器并且能夠操作以檢測(cè)在所述輸入接收器上接收到的所述輸入；以及聯(lián)接于所述感測(cè)元件和所述輸入接收器并且能夠操作以將檢測(cè)到的所述輸入的功能從所述感測(cè)元件傳遞至所述從動(dòng)系統(tǒng)的元件；其中，所述元件還提供補(bǔ)償力，所述補(bǔ)償力補(bǔ)償在移動(dòng)所述鉸接裝置過程中的阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，還包括控制電路，所述控制電路聯(lián)接于所述感測(cè)元件和所述元件，所述控制電路能夠操作用于將控制信號(hào)傳遞至所述元件，從而指示所述元件在與所述輸入相同的方向上發(fā)出所述補(bǔ)償力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉸接裝置，其中，所述控制電路還能夠操作以計(jì)算由所述鉸接裝置產(chǎn)生的阻力并且將所述控制信號(hào)供給至所述元件，以基于計(jì)算出的所述阻力發(fā)出所述補(bǔ)償力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉸接裝置，其中，傳輸至所述元件的所述控制信號(hào)包括用于激勵(lì)所述元件的電流，其中，所述電流是能夠基于所述輸入的力變化的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉸接裝置，其中，所述控制電路還能夠操作以診斷所述鉸接裝置是否正適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述補(bǔ)償力是由所述鉸接裝置產(chǎn)生的所述阻力的百分率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述補(bǔ)償力由使用者設(shè)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述補(bǔ)償力通過在移動(dòng)所述輸入接收器時(shí)測(cè)量阻力而自獲得。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述補(bǔ)償力是能夠基于所述輸入的速度和力變化的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述從動(dòng)系統(tǒng)包括閉合回路雙作用液壓系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述從動(dòng)系統(tǒng)包括機(jī)械元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鉸接裝置，其中，所述機(jī)械元件包括連桿、齒輪、凸輪、一系列U形接頭、推拉式鏈條、導(dǎo)螺桿、纜線-滑輪系統(tǒng)或柔性鋼帶中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述功能端包括手術(shù)工具、手術(shù)器械、剪刀、小刀、螺絲刀、夾具或鉗子中的一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述感測(cè)元件是應(yīng)變儀、雙極開關(guān)、閘刀開關(guān)、或光學(xué)系統(tǒng)中的一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述元件是音圈或線性馬達(dá)中的一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述元件串聯(lián)聯(lián)接于所述輸入接收器和所述感測(cè)元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述元件并聯(lián)聯(lián)接于所述輸入接收器和所述感測(cè)元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接裝置，其中，所述元件是電氣元件。
19.一種裝置，包括機(jī)械系統(tǒng)，所述機(jī)械系統(tǒng)能夠接收輸入；傳感器，所述傳感器聯(lián)接于所述機(jī)械系統(tǒng)，所述傳感器能夠操作以檢測(cè)接收到的所述輸入；力增強(qiáng)元件，所述力增強(qiáng)元件聯(lián)接于所述機(jī)械系統(tǒng)，所述力增強(qiáng)元件能夠操作以將檢測(cè)到的所述輸入的功能傳遞至所述機(jī)械系統(tǒng)；以及控制元件，所述控制元件聯(lián)接于所述傳感器和所述力增強(qiáng)元件，其中，所述控制元件能夠操作以在接收到的所述輸入的方向上激勵(lì)所述力增強(qiáng)元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述傳感器與所述機(jī)械系統(tǒng)串聯(lián)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述傳感器與所述機(jī)械系統(tǒng)并聯(lián)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述力增強(qiáng)元件與所述機(jī)械系統(tǒng)串聯(lián)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述力增強(qiáng)元件與所述機(jī)械系統(tǒng)并聯(lián)。
24.一種方法，包括經(jīng)由傳感器檢測(cè)在輸入接收器上的輸入力；將補(bǔ)償力提供至檢測(cè)到的所述輸入，所述輸入補(bǔ)償阻力；將檢測(cè)到的所述輸入的功能傳輸至從動(dòng)系統(tǒng)，所述輸入包括所述補(bǔ)償力，所述從動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)接于所述輸入接收器；以及在所述從動(dòng)系統(tǒng)處產(chǎn)生與檢測(cè)到的所述輸入相對(duì)應(yīng)的輸出。
全文摘要
一種鉸接裝置元件及其操作方法，該鉸接裝置元件包括用于補(bǔ)償當(dāng)被操作時(shí)由該裝置承受的任何有害摩擦力和/或其它這種阻力的補(bǔ)償力增強(qiáng)裝置。本發(fā)明的方面可在制造、構(gòu)造、組裝管線、危險(xiǎn)材料的處理和處置、水下操作、處理高溫材料、或者使用者可遠(yuǎn)離正被操作的物體或在當(dāng)操作機(jī)械裝置時(shí)使用者可能經(jīng)受疲勞的任何其它環(huán)境中使用。
文檔編號(hào)B25J3/00GK102421570SQ201080019868
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者馬克·道爾 申請(qǐng)人:康爾福盛2200有限公司