特開 2024-161400 外科用構成要素の結合に使用する滅菌バリア組立体を備えた実装システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024161400

(43)【公開日】2024-11-19

(54)【発明の名称】外科用構成要素の結合に使用する滅菌バリア組立体を備えた実装システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/30 20160101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

A61B34/30

【審査請求】有

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024121236

(22)【出願日】2024-07-26

(62)【分割の表示】P 2021532032の分割

【原出願日】2019-12-04

(31)【優先権主張番号】62/775,126

(32)【優先日】2018-12-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/937,529

(32)【優先日】2019-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/934,771

(32)【優先日】2019-11-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】507280594

【氏名又は名称】マコ サージカル コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100169018

【弁理士】

【氏名又は名称】網屋 美湖

(72)【発明者】

【氏名】フラット，ジェイムス・イー．

(72)【発明者】

【氏名】ダッジ，ロバート

(72)【発明者】

【氏名】ボイヤー，ジョナサン

(72)【発明者】

【氏名】オクル，ラリー・ダグラス

(72)【発明者】

【氏名】ソト，ヴィクター

(72)【発明者】

【氏名】ジョーンズ，クリストファー・ダブリュー

(57)【要約】      （修正有）

【課題】外科用構成要素の結合に使用する滅菌バリア組立体を備えた改良された手術ロボット用実装システムを提供する。
【解決手段】実装システム２０は、第１の外科用構成要素に関連する第１の実装部分と、第２の外科用構成要素に関連し、第１の位置および第２の位置間で移動可能なテンショナを含む第２の実装部分と、滅菌バリア組立体とを含む。滅菌バリア組立体２２は、第２の実装部分のテンショナが第１の位置にあるときに、第１の実装部分に解除可能に固定され第２の実装部分を解除可能に受容するように構成された結合部と、実装部分に係合するように構成され、第２の実装部分のテンショナが第２の位置にあるときに、前記外科用構成要素間の運動の６つの自由度を制約するために、滅菌バリア組立体を通して実装部分間に運動学的結合を提供するように配置された複数の運動学的カプラとを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１および第２の外科用構成要素を結合するための実装システムであって、
前記第１の外科用構成要素に接続される第１の実装部分と、
前記第２の外科用構成要素に接続され、第１の位置および第２の位置間で移動可能なテ
ンショナを含む第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と
を含み、
前記滅菌バリア組立体は、
前記第２の実装部分の前記テンショナが前記第１の位置にあるときに、前記第１の実
装部分に解除可能に固定され、前記第２の実装部分を解除可能に受容するように構成され
た結合部と、
前記実装部分に係合するように構成され、前記第２の実装部分の前記テンショナが前
記第２の位置にあるときに、前記外科用構成要素間の運動の６つの自由度を制約するため
に、前記滅菌バリア組立体を通して前記実装部分間に運動学的結合を提供するように配置
された複数の運動学的カプラと
を含む、実装システム。

【請求項2】

前記第１の実装部分は、前記滅菌バリア組立体が前記第１の実装部分に固定され前記第
２の実装部分が前記滅菌バリア組立体に固定されているときに、前記第１の位置から前記
第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の外科用構成要素に対して
前記第２の実装部分および前記滅菌バリア組立体の少なくとも一方を付勢するように構成
された負荷機構を更に含む、請求項１に記載の実装システム。

【請求項3】

前記第１の実装部分の前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動
に応じて、前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに対して前記第２の実装部
分を付勢する、請求項２に記載の実装システム。

【請求項4】

前記滅菌バリア組立体の前記結合部は、前記テンショナおよび前記負荷機構間に力変換
可能に介在する、請求項２に記載の実装システム。

【請求項5】

前記第１の実装部分は、
前記第１の外科用構成要素に取り付けるように適合された第１の実装板と、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１のボー
ルサブ組立体とを更に含む、請求項２に記載の実装システム。

【請求項6】

前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の
ボールサブ組立体を軸方向に移動するように構成される、請求項５に記載の実装システム
。

【請求項7】

前記負荷機構は、前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた駆動部を含
み、
前記駆動部は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合して配置されるように構
成される、請求項５に記載の実装システム。

【請求項8】

前記駆動部は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記駆動部の
回転が前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動し、前記第１の実装部分と前記第２の
実装部分との間にプリロード力を付与するように配置される、請求項７に記載の実装シス
テム。

【請求項9】

前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の
ボールサブ組立体を軸方向に移動するように構成された負荷アクチュエータを含む、請求
項８に記載の実装システム。

【請求項10】

前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って
転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含む、請求項９に記載
の実装システム。

【請求項11】

前記第２のハブに対する前記第１のハブの回転を検知するためのセンサを含む、請求項
１０に記載の実装システム。

【請求項12】

前記負荷機構は、２ミリメートル以下の軸方向圧縮に対してプリロード力が１０％以下
変化するような力対圧縮の関係で前記第２のハブと前記第１の実装板との間に作用するよ
うに配置および形状付けされた円錐形ばね座金を含む、請求項１０に記載の実装システム
。

【請求項13】

前記第２のハブおよび前記第１の実装板の各々は、円錐面を含み、
前記円錐形ばね座金は、前記円錐面に当接する内側および外側の側面を有する、請求項
１０に記載の実装システム。

【請求項14】

前記第２の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定されるよ
うに構成された第２のボールサブ組立体を含み、
前記テンショナは、前記結合部が前記第２の実装部分に解除可能に固定されているとき
に、前記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合するように配置されたアクティベータ
を含む、請求項８に記載の実装システム。

【請求項15】

前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記アクティベータは、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転を抑制さ
れるロック位置と、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転できるロック解
除位置と、の間で移動可能である、請求項１４に記載の実装システム。

【請求項16】

前記ロック位置に向けて前記アクティベータを付勢する付勢要素を含み、
前記アクティベータは、前記結合部が前記アクティベータを前記ロック解除位置に付勢
するように、前記滅菌バリア組立体に前記第２の実装部分を固定するときに前記結合部に
係合するように配置される、請求項１５に記載の実装システム。

【請求項17】

前記アクティベータは、前記アクティベータ、前記結合部、および前記駆動部が前記プ
リロード力を付与するために前記第１の実装板に対して同時に回転するように、前記第２
の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて回転するように構成される、請求項１４に
記載の実装システム。

【請求項18】

前記テンショナは、レバーと、前記レバーおよび前記アクティベータ間に力変換可能に
介在されたアクティベータリンクとを更に含み、前記第２の実装部分が前記結合部に解除
可能に固定されているときに、前記プリロード力を付与するために、前記第２の位置への
前記テンショナの移動によって前記アクティベータを回転させて、前記結合部および前記
駆動部を同時回転させる、請求項１７に記載の実装システム。

【請求項19】

前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記レバーは、前記第１の位置で前記第２の実装板から外方に延び、前記第２の位置で
前記第２の実装板にはまり込む、請求項１８に記載の実装システム。

【請求項20】

前記テンショナが前記第２の位置にあるときに前記レバーをロックするために前記レバ
ーに動作可能に結合されるレバーロックを含む、請求項１８に記載の実装システム。

【請求項21】

前記第１の実装部分に前記結合部を解除可能に固定するために、前記第１の実装部分と
前記滅菌バリア組立体の前記結合部との間に介在するように構成された第１のロック組立
体と、
前記テンショナが前記第１の位置にあるときに、前記結合部に前記第２の実装部分を解
除可能に固定するために、前記結合部と前記第２の実装部分との間に介在するように構成
された第２のロック組立体と、
を更に含む、請求項１に記載の実装システム。

【請求項22】

前記ロック組立体の各々は、
前記結合部および対応する前記実装部分の一方に動作可能に取り付けられたボールサブ
組立体と、
前記ボールサブ組立体を受容するように形状付けされた、前記結合部および対応する前
記実装部分の他方に画定されたボール戻り止めとを含む、請求項２１に記載の実装システ
ム。

【請求項23】

前記結合部は、前記滅菌バリア組立体が前記第１の実装部分に固定され、前記第２の実
装部分が前記滅菌バリア組立体に固定されているときに、前記ボールサブ組立体の各々と
連通して配設されるように構成される、請求項２２に記載の実装システム。

【請求項24】

前記ロック組立体の前記ボール戻り止めの各々は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部
に画定される、請求項２２に記載の実装システム。

【請求項25】

前記ロック組立体の各々は、１つの前記ボール戻り止めに受容された１つの前記ボール
サブ組立体を固定するように配置された解除カラーを更に含む、請求項２２に記載の実装
システム。

【請求項26】

前記ロック組立体の前記解除カラーの各々は、前記滅菌バリア組立体に動作可能に取り
付けられている、請求項２５に記載の実装システム。

【請求項27】

前記ロック組立体の前記解除カラーは、互いに遠ざかるように軸方向に付勢される、請
求項２５に記載の実装システム。

【請求項28】

前記滅菌バリア組立体は、前記解除カラーを互いに遠ざかるように軸方向に付勢するた
めに前記結合部および前記解除カラー間に力変換可能に介在されるカラー付勢要素を更に
含む、請求項２７に記載の実装システム。

【請求項29】

前記第２の実装部分は、前記第２の実装部分を前記結合部から解除するために１つの前
記解除カラーを移動させるように動作可能である解除機構を含む、請求項２７に記載の実
装システム。

【請求項30】

前記解除機構は、解除アクチュエータと、前記第２の実装部分が前記滅菌バリア組立体
に解除可能に取り付けられているときに前記解除アクチュエータと前記１つの解除カラー
との間に配置されるように構成された１つまたは複数の解除要素とを含み、前記解除アク
チュエータの作動により、前記１つまたは複数の解除要素を移動させて、前記１つの解除
カラーを変位させ、１つの前記ボールサブ組立体が１つの前記ボール戻り止めから取り外
されるのを許容する、請求項２９に記載の実装システム。

【請求項31】

前記テンショナは、前記第１および第２の位置間を移動可能なレバーを含み、
前記解除アクチュエータは、前記第２の位置への前記レバーの移動が少なくとも部分的
に前記解除アクチュエータをカバーするように位置する、請求項３０に記載の実装システ
ム。

【請求項32】

前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記解除機構は、前記解除アクチュエータと前記１つまたは複数の解除要素との間に力
変換可能に介在される解除リンクを含み、前記１つまたは複数の解除要素を前記第２の実
装板に対して休止位置から解除位置に移動させる、請求項３０に記載の実装システム。

【請求項33】

前記解除リンクは、前記解除アクチュエータの作動に応じて前記１つまたは複数の解除
要素を前記解除位置に移動させるように、前記１つまたは複数の解除要素に係合するよう
に構成される、請求項３２に記載の実装システム。

【請求項34】

前記滅菌バリア組立体は、インターフェースと、前記インターフェースに動作可能に取
り付けられるドレープとを更に含む、請求項１に記載の実装システム。

【請求項35】

前記結合部および前記運動学的カプラは、前記インターフェースに動作可能に取り付け
られる、請求項３４に記載の実装システム。

【請求項36】

前記滅菌バリア組立体は、割出しフィンガを更に含み、
前記実装部分の少なくとも１つは、前記運動学的カプラを前記実装部分の少なくとも１
つに対して整列させるために前記割出しフィンガを受容するように形状付けされた割出し
凹部を画定する、請求項１に記載の実装システム。

【請求項37】

前記複数の運動学的カプラは、複数のボールとして更に画定される、請求項１に記載の
実装システム。

【請求項38】

前記複数のボールは、前記外科用構成要素間の運動の前記６つの自由度を制約するよう
に構成された３つのボールとして更に画定される、請求項３７に記載の実装システム。

【請求項39】

前記第１の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するための第１の複数の接触
面を含み、
前記第２の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するための第２の複数の接触
面を含み、
前記接触面は、前記外科用構成要素間の運動の前記６つの自由度を制約するために、前
記複数の運動学的カプラと協働するように形状付けされる、請求項３８に記載の実装シス
テム。

【請求項40】

前記第１の実装部分は、前記第１の複数の接触面を有する第１の複数の受容器を含み、
前記第２の実装部分は、前記第２の複数の接触面を有する第２の複数の受容器を含む、
請求項３９に記載の実装システム。

【請求項41】

前記第２の複数の接触面は、前記複数の運動学的カプラとの接触点を６つのみ提供する
ように構成される、請求項３９に記載の実装システム。

【請求項42】

結合部と複数の運動学的カプラとを有する滅菌バリア組立体を介して外科用ロボットの
第１の実装部分に解除可能に取り付けられるエンドエフェクタであって、
エネルギアプリケータを支持するためのハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ、第１の位置および第２の位置間で移動可能なテンショ
ナを含む第２の実装部分とを含み、
前記第２の実装部分は、前記第２の実装部分の前記テンショナが前記第１の位置にある
ときに、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に結合するように構成され、
前記第２の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合する
ための複数の接触面を含む、エンドエフェクタ。

【請求項43】

前記第２の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するよう
に構成されたボールサブ組立体を含み、
前記テンショナは、前記第２の実装部分が前記結合部に解除可能に固定されているとき
に、前記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合するように配置されたアクティベータ
を含む、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。

【請求項44】

前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記アクティベータは、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転を抑制さ
れるロック位置と、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転できるロック解
除位置と、の間で移動可能である、請求項４３に記載のエンドエフェクタ。

【請求項45】

前記ロック位置に向けて前記アクティベータを付勢する付勢要素を含み、
前記アクティベータは、前記結合部が前記アクティベータを前記ロック解除位置に付勢
するように、前記滅菌バリア組立体に前記第２の実装部分を固定するときに前記結合部に
係合するように配置される、請求項４４に記載のエンドエフェクタ。

【請求項46】

前記アクティベータは、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応答して回転
するように構成される、請求項４３に記載のエンドエフェクタ。

【請求項47】

前記テンショナは、レバーと、前記レバーおよび前記アクティベータ間に力変換可能に
介在されるアクティベータリンクとを更に含む、請求項４６に記載のエンドエフェクタ。

【請求項48】

前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記レバーは、前記第１の位置で前記第２の実装板から外方に延び、前記第２の位置で
前記第２の実装板にはまり込む、請求項４７に記載のエンドエフェクタ。

【請求項49】

前記テンショナが前記第２の位置にあるときに前記レバーをロックするために前記レバ
ーに動作可能に結合されるレバーロックを含む、請求項４７に記載のエンドエフェクタ。

【請求項50】

前記第２の実装部分は、前記第２の実装部分を前記結合部から解除するように動作可能
である解除機構を含む、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。

【請求項51】

前記解除機構は、解除アクチュエータと、１つまたは複数の解除要素とを含む、請求項
５０に記載のエンドエフェクタ。

【請求項52】

前記テンショナは、前記第１および第２の位置間を移動可能なレバーを含み、
前記解除アクチュエータは、前記第２の位置への前記レバーの移動が少なくとも部分的
に前記解除アクチュエータをカバーするように設置されている、請求項５１に記載のエン
ドエフェクタ。

【請求項53】

前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記解除機構は、前記解除アクチュエータと前記１つまたは複数の解除要素との間に力
変換可能に介在される解除リンクを含み、前記１つまたは複数の解除要素を前記第２の実
装板に対して休止位置から解除位置に移動させる、請求項５１に記載のエンドエフェクタ
。

【請求項54】

前記解除リンクは、前記解除アクチュエータの作動に応じて前記１つまたは複数の解除
要素を前記解除位置に移動させるように、前記１つまたは複数の解除要素に係合するよう
に構成される、請求項５３に記載のエンドエフェクタ。

【請求項55】

前記第２の実装部分は、前記運動学的カプラを前記第２の実装部分に対して整列させる
ために前記滅菌バリア組立体の割出しフィンガを受容するように形状付けされた割出し凹
部を画定する、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。

【請求項56】

前記第２の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するための前記複数の接触面
を有する複数の受容器を含み、
前記複数の接触面は、前記複数の運動学的カプラと協働するように形状付けされる、請
求項４２に記載のエンドエフェクタ。

【請求項57】

前記複数の接触面は、前記複数の運動学的カプラとの接触点を６つのみ提供するように
構成される、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。

【請求項58】

第１の外科用構成要素の第１の実装部分、および、テンショナを有する第２の外科用構
成要素の第２の実装部分に、解除可能に取り付けられる滅菌バリア組立体であって、
ドレープを受容するように構成されたインターフェースと、
前記インターフェースに動作可能に取り付けられ、前記第２の実装部分の前記テンショ
ナが第１の位置にあるときに、前記第１の実装部分に解除可能に固定され前記第２の実装
部分を解除可能に受容するように構成された結合部と、
前記インターフェースによって支持されて前記実装部分に係合するように構成され、前
記第２の実装部分の前記テンショナが第２の位置にあるときに、前記外科用構成要素間の
運動の６つの自由度を制約するように前記実装部分間に運動学的結合を提供するように配
置された複数の運動学的カプラと
を含む、滅菌バリア組立体。

【請求項59】

前記結合部は、
前記第１の実装部分に解除可能に取り付けるための、第１のボールサブ組立体および第
１のボール戻り止めの一方と、
前記第２の実装部分に解除可能に取り付けるための、第２のボールサブ組立体および第
２のボール戻り止めの一方と
を含む、請求項５８に記載の滅菌バリア組立体。

【請求項60】

前記結合部は、前記第１のボール戻り止めおよび前記第２のボール戻り止めを含む、請
求項５９に記載の滅菌バリア組立体。

【請求項61】

前記結合部のまわりに配置される解除カラーを含む、請求項６０に記載の滅菌バリア組
立体。

【請求項62】

前記解除カラーを軸方向に互いに遠ざかるように付勢するためのカラー付勢要素を含む
、請求項６１に記載の滅菌バリア組立体。

【請求項63】

前記実装部分の割出し凹部と嵌合するための、前記インターフェースから延びる割出し
フィンガを含む、請求項５８に記載の滅菌バリア組立体。

【請求項64】

前記複数の運動学的カプラは、複数のボールとして更に画定される、請求項５８に記載
の滅菌バリア組立体。

【請求項65】

前記複数のボールは、前記外科用構成要素間の運動の６つの自由度を制約するように構
成された３つのボールとして更に画定される、請求項６４に記載の滅菌バリア組立体。

【請求項66】

結合部と複数の運動学的カプラとを有する滅菌バリア組立体を介してエンドエフェクタ
の第２の実装部分を解除可能に受容する外科用ロボットであって、前記第２の実装部分は
、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを有し、
前記外科用ロボットは、
前記滅菌バリア組立体を介して前記エンドエフェクタの前記第２の実装部分を解除可能
に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含み、
前記第１の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合する
ための複数の接触面を含み、
前記第１の実装部分は、前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動
時に、前記滅菌バリア組立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するよう
に構成された負荷機構を更に含む、外科用ロボット。

【請求項67】

前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の
実装部分に対して前記第２の実装部分を付勢するように構成される、請求項６６に記載の
外科用ロボット。

【請求項68】

前記第１の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するよう
に構成された第１の実装板および第１のボールサブ組立体を更に含む、請求項６６に記載
の外科用ロボット。

【請求項69】

前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の
ボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成される、請求項６８に記載の外科用ロ
ボット。

【請求項70】

前記負荷機構は、前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた駆動部を含
み、
前記駆動部は、前記滅菌バリア組立体が前記第１の実装部分に結合されているときに前
記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合して配置されるように構成される、請求項６
９に記載の外科用ロボット。

【請求項71】

前記駆動部は、前記第２の位置への前記テンショナの移動に応じて、前記駆動部の回転
によって前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させ、前記第１の実装部分と前記第
２の実装部分との間に前記プリロード力を付与するように配置される、請求項７０に記載
の外科用ロボット。

【請求項72】

前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の
ボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含む、請
求項６９に記載の外科用ロボット。

【請求項73】

前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って
転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含む、請求項７２に記
載の外科用ロボット。

【請求項74】

前記負荷機構は、前記第２のハブと前記第１の実装板との間に作用するように配置され
た付勢要素を含む、請求項７３に記載の外科用ロボット。

【請求項75】

前記付勢要素は、円錐形ばね座金を含む、請求項７４に記載の外科用ロボット。

【請求項76】

前記円錐形ばね座金は、２ミリメートル以下の圧縮に対して力の変化が１０％以下とな
るような力対圧縮の関係を有するように配置および形状付けされる、請求項７５に記載の
外科用ロボット。

【請求項77】

前記第２のハブに対する前記第１のハブの回転を検知するためのセンサを含む、請求項
７３に記載の外科用ロボット。

【請求項78】

前記第１の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するために前記複数の接触面
を有する第１の複数の受容器を含む、請求項６６に記載の外科用ロボット。

【請求項79】

外科用構成要素に接続される第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と、
前記滅菌バリア組立体を介して前記滅菌バリア組立体および第１の実装部分を解除可能
に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含む外科用ロボッ
トと、
前記ロボットアームに結合された照明デバイスと、
１つまたは複数のセンサに結合された１つまたは複数の制御器と
を含み、前記制御器は、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅
菌バリア組立体および前記第２の実装部分のうちの１つまたは複数の設置に関連する状態
を検出し、
前記状態を使用者に表示するために前記照明デバイスを制御する
ように構成されている、
外科用システム。

【請求項80】

前記外科用構成要素は、エンドエフェクタとして更に画定され、
前記エンドエフェクタは、
エネルギアプリケータを支持するためのハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられた前記第２の実装部分と
を含む、請求項７９に記載の外科用システム。

【請求項81】

前記第２の実装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを含み、前
記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の実装部分に対して前記
第２の実装部分を付勢し、
前記１つまたは複数の制御器は、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、
前記第１の実装部分への前記第２の実装部分の設置に関連する前記状態を検出し、更に、
前記テンショナが前記第１の位置にあるという第１の状態を検出し、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制
御し、
前記テンショナが前記第２の位置にあるという第２の状態を検出し、
前記第２の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制
御する
ように構成されている、請求項７９に記載の外科用システム。

【請求項82】

前記滅菌バリア組立体は、結合部と複数の運動学的カプラとを更に含み、
前記第１の実装部分は、
前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面と
、
前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動時に前記滅菌バリア組
立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するように構成された負荷機構と
、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１の実
装板および第１のボールサブ組立体とを含み、
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の
ボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含み、
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿っ
て転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含み、
前記１つまたは複数の制御器は、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第１の位置または回転量を、前記１つまた
は複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記
第１の位置にあるという前記第１の状態を検出し、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第２の位置または回転量を、前記１つまた
は複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記
第２の位置にあるという前記第２の状態を検出する
ように構成される、請求項８１に記載の外科用システム。

【請求項83】

前記１つまたは複数の制御器は、
前記テンショナの第１の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値
を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記
第１の状態を検出し、
前記テンショナの第２の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値
を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記
第２の状態を検出する
ように構成される、請求項８１に記載の外科用システム。

【請求項84】

前記照明デバイスは、前記第１の態様において第１の色を射出し、
前記照明デバイスは、前記第２の態様において前記第１の色とは異なる第２の色を射出
する、請求項８１に記載の外科用システム。

【請求項85】

前記照明デバイスは、前記第１の態様において不作動であるように制御され、
前記照明デバイスは、前記第２の態様において作動して光を射出するように制御される
、請求項８１に記載の外科用システム。

【請求項86】

前記照明デバイスは、前記第１の実装部分に隣接して前記ロボットアームに配設される
、請求項７９に記載の外科用システム。

【請求項87】

前記照明デバイスは、前記ロボットアームの外面を取り囲む環状構成を有する、請求項
７９に記載の外科用システム。

【請求項88】

前記滅菌バリア組立体は、前記第１の実装部分に解除可能に固定するように構成された
結合部を有し、
前記１つまたは複数の制御器は、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、
前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体の設置に関連する前記状態を検出し、更に
、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に固定されるという第１の
状態を検出し、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制
御し、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に非固定であるという第２
の状態を検出し、
前記第２の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制
御する
ように構成されている、請求項７９に記載の外科用システム。

【請求項89】

外科用構成要素に関連する第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と、
前記滅菌バリア組立体を介して前記滅菌バリア組立体および第１の実装部分を解除可能
に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含む外科用ロボッ
トと、
前記ロボットアームに結合された照明デバイスと、
１つまたは複数のセンサに結合された１つまたは複数の制御器と
を含む外科用システムを動作させる方法であって、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌
バリア組立体および前記第２の実装部分のうちの１つまたは複数の設置に関連する状態を
検出することと、
前記状態を使用者に表示するために前記照明デバイスを制御することと、を含む方法。

【請求項90】

前記第２の実装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを含み、前
記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の実装部分に対して前記
第２の実装部分を付勢し、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記第２
の実装部分の設置に関連する前記状態を検出することを含み、これは、
前記テンショナが前記第１の位置にあるという第１の状態を検出することと、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制
御することと、
前記テンショナが前記第２の位置にあるという第２の状態を検出することと、
前記第２の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制
御することと
を含む、請求項８９に記載の方法。

【請求項91】

前記滅菌バリア組立体は、結合部と複数の運動学的カプラとを更に含み、
第１の実装部分は、
前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面と
、
前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動時に前記滅菌バリア組
立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するように構成された負荷機構と
、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１の実
装板および第１のボールサブ組立体とを含み、
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の
ボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含み、
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿っ
て転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含み、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第１の位置または回転量を、前記１つまたは
複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第
１の位置にあるという前記第１の状態を検出することと、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第２の位置または回転量を、前記１つまたは
複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第
２の位置にあるという前記第２の状態を検出することと
を含む、請求項９０に記載の方法。

【請求項92】

前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記テンショナの第１の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値
を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記
第１の状態を検出することと、
前記テンショナの第２の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値
を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記
第２の状態を検出することと
を含む、請求項９０に記載の方法。

【請求項93】

前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
第１の色を射出するように前記照明デバイスを前記第１の態様に制御することと、
前記第１の色とは異なる第２の色を射出するように前記照明デバイスを前記第２の態様
に制御することと
を含む、請求項９０に記載の方法。

【請求項94】

前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記照明デバイスを前記第１の態様において不作動であるように制御することと、
前記照明デバイスを前記第２の態様において作動して光を射出するように制御すること
と
を含む、請求項９０に記載の方法。

【請求項95】

前記滅菌バリア組立体は、前記第１の実装部分に解除可能に固定するように構成された
結合部を有し、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌
バリア組立体の設置に関連する前記状態を検出することを含み、これは、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に固定されているという第
１の条件を検出することと、
前記第１の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制
御することと、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に非固定であるという第２
の状態を検出することと、
前記第２の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制
御することと
を含む、請求項８９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本出願は、２０１８年１２月４日に出願された米国仮特許出願第６２／７７５，１２６
号、２０１９年１１月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／９３４，７７１号、お
よび、２０１９年１１月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／９３７，５２９号に
ついての優先権と利益とを主張し、各々の内容は全体が本明細書に参照によって組み込ま
れる。

【0002】

本開示は、一般に、外科用構成要素のための実装システムに関し、より詳細には、外科
用構成要素の結合に使用する滅菌バリア組立体を備えた実装システムに関する。

【背景技術】

【0003】

外科用ドレープなどの滅菌バリア組立体は、手術中に外科用構成要素間にバリアを確立
することが知られている。例えば、外科用ドレープは、ロボットアームとロボットアーム
に取り付けられたエンドエフェクタとの間にバリアを提供するために使用されることがあ
る。手術では、ロボットアームは、非滅菌として処置され、他方、エンドエフェクタは、
滅菌されている。外科用ドレープは、エンドエフェクタが動作している滅菌野の汚染を防
止するために、ロボットアームおよびエンドエフェクタ間にバリアを作り出す。

【0004】

典型的には、ロボットアームおよびエンドエフェクタ間に置かれた外科用ドレープは、
穿孔または他の開口を有しており、それを通して、機械的な接続および／または電気的な
接続などの種々の接続を、ロボットアームおよびエンドエフェクタ間で行うことができる
。そういった穿孔は、手術中にカバーされる限り容認できる。エンドエフェクタが手術中
に故障して交換を必要とし、あるいは、異なるエンドエフェクタが要望され、穿孔がカバ
ーされなくなる場合、標準的な手術室の滅菌プロトコルは、異なるエンドエフェクタの設
置前に外科用ドレープの交換を必要とする、と指示することがある。外科用ドレープの除
去と新しい外科用ドレープの設置は、貴重な時間を費やすため、交換は望ましくない。

【0005】

他の外科用ドレープは、意図的には開口されていないが、その代わりに、ロボットアー
ムおよびエンドエフェクタ間で圧縮される。外科用ドレープが薄いプラスチックで形成さ
れている場合、圧縮されるときに意図しないほころびや引き裂きが生じることがある。外
科用ドレープが無傷のままであっても、ロボットアーム上のエンドエフェクタの位置決め
は、外科用ドレープの圧縮性によって不正確である。例えば、外科用ドレープは、不均等
に圧縮することがある。更に、従来のドレープ材料から作られた厚いドレープは、通常の
エンドエフェクタの負荷の下でずれる場合がある。小さなずれは、エンドエフェクタのツ
ール中心点（ＴＣＰ）において拡大され、ＴＣＰの位置決め精度の誤差に起因して許容で
きなくなる場合がある。

【0006】

それ故に、当技術分野においては、１つまたは複数のこれら欠点に対処することが必要
とされている。

【発明の概要】

【0007】

実装システムは、第１および第２の外科用構成要素を結合するために設けられる。実装
システムは、第１の外科用構成要素に接続される第１の実装部分と、第２の外科用構成要
素に接続される第２の実装部分とを含む。第２の実装部分は、第１の位置および第２の位
置間で移動可能なテンショナを含む。実装システムは、滅菌バリア組立体を更に含む。滅
菌バリア組立体は、第２の実装部分のテンショナが第１の位置にあるときに、第１の実装
部分に解除可能に固定され第２の実装部分を解除可能に受容するように構成された結合部
を含む。複数の運動学的カプラは、実装部分に係合するように構成され、第２の実装部分
のテンショナが第２の位置にあるときに、外科用構成要素間の運動の６つの自由度を制約
するために、滅菌バリア組立体を通して実装部分間に運動学的結合を提供するように配置
される。

【0008】

エンドエフェクタは、結合部と複数の運動学的カプラとを有する滅菌バリア組立体を通
して外科用ロボットの第１の実装部分に解除可能に取り付けるために設けられる。エンド
エフェクタは、エネルギアプリケータを支持するためのハウジングと、ハウジングに取り
付けられた第２の実装部分とを含む。第２の実装部分は、第１の位置および第２の位置間
で移動可能なテンショナを含む。第２の実装部分は、第２の実装部分のテンショナが第１
の位置にあるときに、滅菌バリア組立体の結合部に解除可能に結合するように構成される
。第２の実装部分は、滅菌バリア組立体の複数の運動学的カプラに係合するための複数の
接触面を含む。

【0009】

滅菌バリア組立体は、第１の外科用構成要素の第１の実装部分に、および、テンショナ
を有する第２の外科用構成要素の第２の実装部分に、解除可能に取り付けるために設けら
れる。滅菌バリア組立体は、ドレープを受容するように構成されたインターフェースと、
インターフェースに動作可能に取り付けられ、第２の実装部分のテンショナが第１の位置
にあるときに、第１の実装部分に解除可能に固定され第２の実装部分を解除可能に受容す
るように構成された結合部とを含む。複数の運動学的カプラは、インターフェースによっ
て支持されて、実装部分に係合するように構成される。複数の運動学的カプラは、第２の
実装部分のテンショナが第２の位置にあるときに、外科用構成要素間の運動の６つの自由
度を制約するために、実装部分間に運動学的結合を提供するように配置される。

【0010】

外科用ロボットは、結合部と複数の運動学的カプラとを有する滅菌バリア組立体を介し
てエンドエフェクタの第２の実装部分を解除可能に受容するように設けられる。第２の実
装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを有する。外科用ロボット
は、滅菌バリア組立体を介してエンドエフェクタの第２の実装部分を解除可能に受容する
ように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含む。第１の実装部分は、滅
菌バリア組立体の複数の運動学的カプラに係合するために複数の接触面を含む。第１の実
装部分は、第１の位置から第２の位置へのテンショナの移動時に滅菌バリア組立体を通し
て第２の実装部分にプリロード力（ｐｒｅｌｏａｄ ｆｏｒｃｅ）を付与するように構成
された負荷機構を更に含む。

【0011】

外科用システムは、以下を含むように設けられている。すなわち、外科用構成要素に接
続される第２の実装部分と、滅菌バリア組立体と、滅菌バリア組立体を介して滅菌バリア
組立体および第１の実装部分を解除可能に受容するように構成された第１の実装部分を有
するロボットアームを含む外科用ロボットと、ロボットアームに結合された照明デバイス
と、１つまたは複数のセンサに結合され、１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて
、第１の実装部分への滅菌バリア組立体および第２の実装部分のうちの１つまたは複数の
設置に関連する状態を検出し、状態を使用者に表示するために照明デバイスを制御するよ
うに構成されている、１つまたは複数の制御器とを含む。

【0012】

外科用システムを動作させる方法が設けられ、外科用システムは、外科用構成要素に接
続される第２の実装部分と、滅菌バリア組立体と、滅菌バリア組立体を介して滅菌バリア
組立体および第１の実装部分を解除可能に受容するように構成された第１の実装部分を有
するロボットアームを含む外科用ロボットと、ロボットアームに結合された照明デバイス
と、１つまたは複数のセンサに結合された１つまたは複数の制御器とを含み、１つまたは
複数の制御器を含む方法は、１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、第１の実装
部分への滅菌バリア組立体および第２の実装部分のうちの１つまたは複数の設置に関連す
る状態を検出することと、状態を使用者に表示するために照明デバイスを制御することと
を含む。

【0013】

本開示の利点は、添付の図面に関連して考察される以下の詳細な説明を参照することに
よって、より良く理解され、容易に把握されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ロボットアームおよびエンドエフェクタ間に介在する実装システムを含むロボット外科用システムの斜視図である。

【図2】ロボットアームに取り付けられた第１の実装部分、エンドエフェクタに取り付けられた第２の実装部分、および、実装部分を相互連結するための滅菌バリア組立体が示された実装システムの部分分解斜視図である。

【図3】装着構成で配置された第１、第２の実装部分および滅菌バリア組立体が示された図１の実装システムの斜視図である。

【図4】互いに離隔配置された第１の実装部分、第２の実装部分、および、滅菌バリア組立体が示された図３の実装システムの部分分解斜視図である。

【図5】図３の実装システムの別の部分分解斜視図である。

【図5A】滅菌バリア組立体のインターフェース内部に包含された運動学的カプラを例証している部分分解断面図である。

【図5B】コネクタの分解斜視図である。

【図5C】コネクタの分解斜視図である。

【図5D】図５Ｃの５Ｄ－５Ｄ線に概ね沿って切り取られた、コネクタのうちの１つの断面図である。

【図6】図４の第１の実装部分の第１の組の構成要素の分解斜視図である。

【図7】図４の第１の実装部分の第１の組の構成要素の別の分解斜視図である。

【図8】図４の第１の実装部分の第２の組の構成要素の分解斜視図である。

【図9】図４の第１の実装部分の第２の組の構成要素の別の分解斜視図である。

【図10】図４の滅菌バリア組立体の分解斜視図である。

【図11】図４の滅菌バリア組立体の別の分解斜視図である。

【図12】図４の第２の実装部分の分解斜視図である（保持板は省略）。

【図13】図４の第２の実装部分の別の分解斜視図である（保持板は省略）。

【図14A】図４の１４－１４線に概ね沿って切り取られた、第１の実装部分への滅菌バリア組立体の連結を例証する斜視的断面図である。

【図14B】図４の１４－１４線に概ね沿って切り取られた、第１の実装部分への滅菌バリア組立体の連結を例証する斜視的断面図である。

【図14C】図４の１４－１４線に概ね沿って切り取られた、第１の実装部分への滅菌バリア組立体の連結を例証する斜視的断面図である。

【図15A】図４の１５Ａ－１５Ａ線に概ね沿って切り取られた、第２の実装部分、第１実装部分、および、第１の実装部分に連結した状態が示されている滅菌バリア組立体を例証する斜視的断面図である。

【図15B】図４の１５Ｂ－１５Ｂ線に概ね沿って切り取られた、滅菌バリア組立体への第２の実装部分の連結を例証する別の斜視的断面図である。

【図16A】第１の実装部分に向けて第２の実装部分を引きつけるために実装システムに付与されるプリロード力を示すために多数の構成要素が省略されていることを除いて、図４の１５Ｂ－１５Ｂ線に概ね沿って切り取られた断面図である。

【図16B】第１の実装部分に向けて第２の実装部分を引きつけるために実装システムに付与されるプリロード力を示すために多数の構成要素が省略されていることを除いて、図４の１５Ｂ－１５Ｂ線に概ね沿って切り取られた断面図であり、プリロード力の負荷経路も示されている。

【図16C】付勢要素を示す図１６Ｂの拡大図である。

【図17】負荷アクチュエータを例証する部分斜視的断面図である。

【図18】第２のハブの上部斜視図である。

【図19】第１のハブの下部斜視図である。

【図20A】図１６Ａから切り取った拡大断面図である。

【図20B】図１６Ｂから切り取った拡大断面図である。

【図21A】第１の開位置のレバーおよびアクティベータリンクを含むテンショナを例証する第２の実装部分の平面図である。

【図21B】第２の閉位置のテンショナを例証する第２の実装部分の平面図である。

【図22】第２の実装部分の解除機構の分解斜視図である。

【図23】解除機構の保持板の下部斜視図である。

【図24A】第１の位置から第２の位置に移動する解除機構の解除アクチュエータを例証する第２の実装部分の斜視図である。

【図24B】第１の位置から第２の位置に移動する解除機構の解除アクチュエータを例証する第２の実装部分の斜視図である。

【図25A】第２の実装部分が滅菌バリア組立体から取り外しできるように、解除リンクおよび解除要素を移動させるために第１の位置から第２の位置に移動する解除機構の解除アクチュエータを例証する斜視図である。

【図25B】第２の実装部分が滅菌バリア組立体から取り外しできるように、解除リンクおよび解除要素を移動させるために第１の位置から第２の位置に移動する解除機構の解除アクチュエータを例証する斜視図である。

【図25C】解除要素のうちの１つの作動を例証する部分斜視的断面図である。

【図26】実装システムを有するロボット外科用システムの部分分解斜視図であり、照明デバイスを示す。

【図27】照明デバイスを示す図２６のロボット外科用システムの斜視図である。

【図28】第１の照明態様の照明デバイスを示す図２６のロボット外科用システムの斜視図である。

【図29】第２の照明態様の照明デバイスを示す図２６のロボット外科用システムの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

ここで図１から図３を参照すると、実装システム２０が示されており、これは滅菌バリ
ア組立体２２を用いて第１および第２の外科用構成要素を運動学的に結合するためのもの
である。本明細書で説明される例では、第１の外科用構成要素は、ロボットアームＲを有
する外科用ロボットであり、第２の外科用構成要素は、ロボットアームＲに取り付けられ
るエンドエフェクタＥＥである。ロボットアームＲおよびエンドエフェクタＥＥは、２０
１７年１０月２０日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｔｏｏｌｓ ｆｏｒ ｕｓ
ｅ ｗｉｔｈ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ」という
名称の米国特許出願公開第２０１８／０１１０５７２号で説明されたものと同様にしても
よく、それの開示全体は、ここに参照によって本明細書に組み込まれる。理解されるべき
ことは、実装システム２０が、滅菌バリア組立体２２を用いて任意の外科用構成要素を運
動学的に結合するために採用できるということである。

【0016】

図２および図３を参照すると、ロボットアームＲは、第１の実装部分２４を含み、エン
ドエフェクタＥＥは、第２の実装部分２６を含む。滅菌バリア組立体２２は、手術中にロ
ボットアームＲおよびエンドエフェクタＥＥ間にバリアを確立するために第１および第２
の実装部分２４、２６間に位置する。このバリアは、エンドエフェクタＥＥの動作する滅
菌野ＳからロボットアームＲを分離する。手術中、ロボットアームＲは、非滅菌であると
考えられ、バリアは、ロボットアームＲから滅菌野Ｓの中への汚染物質の移動の可能性を
低下させる。

【0017】

ロボットアームＲに対する滅菌バリア組立体２２およびエンドエフェクタＥＥの解除可
能な取付けを容易にするために、第２の実装部分２６は、以下でより詳細に説明されるよ
うに、第１の位置２８Ｆと第２の位置２８Ｓとの間で移動可能であるテンショナ２８を具
備し、滅菌バリア組立体２２は、結合部３０と複数の運動学的カプラ３２とを具備する。

【0018】

結合部３０は、第２の実装部分２６のテンショナ２８が第１の位置２８Ｆにあるときに
、第１の実装部分２４に解除可能に固定され、第２の実装部分２６を解除可能に受容する
ように構成される。運動学的カプラ３２は、実装部分２４、２６に係合するように構成さ
れており、第２の実装部分２６のテンショナ２８が第２の位置２８Ｓにあるときに、外科
用構成要素間の運動の６つの自由度を制約するために、滅菌バリア組立体２２を通して実
装部分２４、２６間に運動学的結合を提供するように配置される。

【0019】

上述したように、実装部分２４、２６は、滅菌バリア組立体２２によって解除可能に運
動学的に結合するように構成される。運動学的結合は、実装部分２４、２６間の位置決め
が確定的で反復可能であり得るように、実装部分２４、２６間に強固な連結を提供する。
この強固な、確定的で反復可能な連結の結果として、エンドエフェクタおよびロボットア
ーム間のより柔軟な連結に関係し得るエンドエフェクタＥＥの位置決めにおけるエラーを
低下させることができる。運動学的結合は、制約されるべきである数の自由度をまさに制
約する、即ち、自由度は、過剰に制約されない。例えば、本明細書で例証される代表例で
は、実装部分２４、２６間に６つの自由度（３つの並進および３つの回転）が存在する。
したがって、運動学的結合は、エンドエフェクタＥＥに関するそれらの６つの自由度をま
さに制約する。

【0020】

或る種の例では、異なるエンドエフェクタＥＥは、異なる目的のために使用できる。例
えば、異なるエネルギアプリケータＥＡ（例えば、バー、ドリル、リーマ、鋸、超音波チ
ップ、衝撃器等）を各々が備えた複数のエンドエフェクタは、同一のロボットアームＲと
共に使用でき、外科的な手順の間に様々な機能、例えば、バーリング、ドリル加工、リー
マ加工、鋸引き、アブレーション、衝撃等を実行し、エンドエフェクタの全ては、本明細
書で説明されるように、同じ第２の実装部分２６を有し、第１の実装部分２４に解除可能
に取り付けられる。図示された形態では、第２の実装部分２６は、エンドエフェクタＥＥ
のハウジング２７に取り付けられるか、あるいは一体化される。エネルギアプリケータＥ
Ａは、ハウジング２７によって支持および担持され、外科的な手順中にその機能を実行す
る。

【0021】

図４および図５を参照すると、滅菌バリア組立体２２は、実装部分２４、２６を運動学
的に結合するために、複数の運動学的カプラ３２を採用する。本明細書で例証される代表
例では、運動学的カプラ３２は、外科的構成要素間の運動の６つの自由度を制約するよう
に構成された３つの球状ボールとして実現される。一例では、ボールは、研摩された耐食
性の表面を有し、したがって、或る種の負荷下で、実装部分２４、２６を位置決めさせる
ときのサブミクロンの再現性を達成できる。ボールは、セラミック、ステンレス鋼、また
は他の適切な材料で形成できる。非限定的な例として、ボールは、炭化ケイ素または炭化
タングステンで形成されてもよい。ボールは、例えば、１インチの５０００万分の１未満
の非常に厳しい公差まで精密機械加工され得る。使用中に、ボールは、第１および第２の
実装部分２４、２６のそれぞれの第１および第２の複数の受容器３４、３６に着座する。
受容器３４、３６は、ボール３２を受容するために、サイズ決めおよび形状付けされる。

【0022】

図示された例では、第１の実装部分２４は、第１の実装板３８と、第１の実装板３８に
固定されたハブマウント４０とを含む。ハブマウント４０は、１つまたは複数の締結体も
しくはボルト（図示せず）などを介したロボットアームＲへの取付けのために適合される
。ここで、第１の複数の受容器３４は、第１の実装板３８に動作可能に取付け（例えば、
締結体、溶接、または圧入等により第１の実装板３８に固定）される。第２の実装部分２
６は、カバー４１を有する第２の実装板４２（図５参照）を同様に含み、１つまたは複数
の締結体もしくはボルト（図示せず）などを介したエンドエフェクタＥＥへの取付けのた
めに適合される。ここで、第２の複数の受容器３６は、第２の実装板４２に動作可能に取
付け（例えば、締結体、溶接、または圧入等により第２の実装板４２に固定）される。第
１の実装部分２４は、複数の運動学的カプラ３２に係合するために第１の複数の受容器３
４によって画定される第１の複数の接触面を含む。同様に、第２の実装部分２６は、複数
の運動学的カプラ３２に係合するために第２の複数の受容器３６によって画定される第２
の複数の接触面を含む。接触面は、エンドエフェクタＥＥおよびロボットアームＲ間の運
動の６つの自由度を制約するために、運動学的カプラ３２と協働するように形状付けされ
る。１つの形態では、第２の複数の接触面は、複数の運動学的カプラ３２との６つの接触
点のみを提供するように構成される。

【0023】

第１の実装部分２４の第１の複数の受容器３４は、円錐形の構成を備えた接触面を各々
が有する（円錐受容器とも呼ばれる）。第２の実装部分２６の第２の複数の受容器３６は
、概ねＶ形状の溝を備えた接触面を各々が有する（Ｖ溝付き受容器とも呼ばれる）。より
具体的には、これらのＶ溝付き受容器３６の接触面は、ゴシックアーチの形状である。接
触面は、上述された運動学的結合のための制約面として作用する。理解されるであろうこ
とは、受容器３４、３６の異なったタイプ、配置、および構成が、実装部分２４、２６間
の運動学的結合をもたらすように採用できるということである。非限定的な例として、平
坦または平面の受容器を或る種の用途のために利用できる。

【0024】

本明細書で例証される代表例は、３つの円錐受容器を備えた第１の実装部分２４と、３
つのＶ溝付き受容器を備えた第２の実装部分２６とを示しているが、理解されるであろう
ことは、各実装部分２４、２６が、異なった方法で配置された異なったタイプの受容器３
４、３６を利用できるということである。非限定的な例として、第１の実装部分２４が、
２つのＶ溝付き受容器と、１つの円錐受容器とを採用することも想定できる。第１の実装
部分２４は、３つのＶ溝付き受容器を採用することもできる。同様に、理解されるであろ
うことは、第２の実装部分２６が、運動学的カプラ３２に関する６つの自由度を確実に制
約するために十分な任意の方法で構成された受容器を採用できるということである。非限
定的な例として、第２の実装部分２６は、合計６つの自由度の制約のために、３つの自由
度を制約するための１つの円錐受容器と、２つの自由度を制約するための１つのＶ溝付き
受容器と、１つの自由度を制約するための１つの平坦受容器とを採用できる。

【0025】

受容器３４、３６は、鋼または他の適切な剛性材料で形成でき、また、実装部分２４、
２６に強固に連結された別個の構成要素として形成でき、あるいは、実装部分２４、２６
と一体にすることができ、そのケースでは、受容器３４、３６は、ボールを固定するため
に実装部分２４、２６と一体の制約面を単に含む。受容器３４、３６は、多数の構造、配
置、または構成を介して多数の方法で実装部分２４、２６に取り付けることができる。実
装部分２４、２６が、図３に示されたように、滅菌バリア組立体２２をそれらの間に配置
させた状態でほぼ最終的な配向に合体されると、滅菌バリア組立体２２の運動学的カプラ
３２、例えば、ボールは、受容器３４、３６の中に自ずから着座する。運動学的カプラ３
２、受容器３４、３６、およびそれらの配置は、２０１６年２月１９日に出願された「Ｓ
ｔｅｒｉｌｅ Ｂａｒｒｉｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ， Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
， ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔｓ」という名称の米国特許出願公開第２０１６／０２４２８６１号で説明された
ものと同様にしてもよく、ここに参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

【0026】

本明細書で例証される代表例では、滅菌バリア組立体２２は、インターフェース４８と
、インターフェース４８に動作可能に取り付けられたドレープ５０とを含む。図１から図
３に示されたドレープ５０は、それらの間にドレープ５０を保持するように締結体によっ
て相互に固定されるインターフェース４８の第１および第２のインターフェース板５２、
５４間に固定でき、あるいは、ドレープ５０は、インターフェース板５２、５４の一方に
、例えば、その側面または外面に取り付けることができる。追加または代替として、ドレ
ープ５０は、リング組立体４９（図２参照）などの、外科的な手順の前にインターフェー
ス４８に解除可能に取り付けられる別個の構成要素に取り付けてもよい。リング組立体４
９の１つの例は、２０１８年１０月４日に出願された「Ｓｔｅｒｉｌｅ Ｄｒａｐｅ Ａ
ｓｓｅｍｂｌｙ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｒｏｂｏｔ」という名称の米国特許出願第
１６／１５１，４３９号に示されて説明されており、ここに参照によってその全体が本明
細書に組み込まれる。理解されるであろうことは、インターフェース板５２、５４が、溶
接によるなど、任意の適切な方法で、相互に動作可能に取付けできるということである。

【0027】

ドレープ５０は、内部面と外部面を有する。内部面は、手術中にロボットアームＲに隣
接して置かれる。図１に示された例では、ドレープ５０は、ロボットアームＲを概ね包囲
するためにロボットアームＲに取り付けられる。ドレープ５０は、ポリエチレン、ポリウ
レタン、およびポリカーボネートのうちの少なくとも１つで形成される。ドレープ５０は
、超音波溶接、テープ、または接着剤等によって、インターフェース４８に取り付けるこ
とができ、あるいは、ドレープ５０は、インターフェース４８に取り外し可能に結合され
るリング組立体４９に取り付けることができる。ドレープ５０は、穿孔が存在しない、即
ち、ドレープがインターフェース４８と共に連続的なバリアを形成するように、インター
フェース４８に取り付けられる。ドレープ５０は、他の構成要素をより良く説明するため
に、幾つかの図面では図示されていない。

【0028】

運動学的カプラ３２は、インターフェース板５２、５４間に包含される。このため、滅
菌バリア組立体２２を介して互いに固定された実装部分２４、２６を示す図５Ａを参照す
ると、滅菌バリア組立体２２は、運動学的カプラ３２の各々（図５Ａには１つが示されて
いる）に関連するシール５８を具備する。インターフェース板５２、５４の各々は、ポケ
ット６０と、ポケット６０に隣接して配置されてインターフェース板５２、５４によって
画定されたボールアパーチャ６２と、を具備する。運動学的カプラ３２は、ボールアパー
チャ６２を通って突出し、ボールアパーチャ６２は、インターフェース板５２、５４間に
運動学的カプラ３２を保持するために、シール５８と協働する。運動学的カプラ３２は、
インターフェース４８を通した汚染物質の移動についての可能性を低下させるために、イ
ンターフェース板５２、５４、シール５８、および運動学的カプラ３２間のバリアが破壊
されないまま維持されるように配置される。このように、ドレープ５０およびインターフ
ェース４８は、ロボットアームＲから滅菌野Ｓの中への汚染物質の移動に対する連続的な
バリアを提供する。

【0029】

図４および図５に最も良く例証されているように、１つの例では、滅菌バリア組立体２
２は、１つまたは複数の割出しフィンガ（ｉｎｄｅｘｉｎｇ ｆｉｎｇｅｒｓ）６４を含
み、実装部分２４、２６の少なくとも一方は、実装部分２４、２６のうちの少なくとも一
方と関連する受容器３４、３６とに対して運動学的カプラ３２を整列させるために、割出
しフィンガ６４を受容するように形成された１つまたは複数の割出し凹部（ｉｎｄｅｘｉ
ｎｇ ｒｅｃｅｓｓｅｓ）６６を画定する。本明細書で例証される代表例では、滅菌バリ
ア組立体２２は、合計６つの割出しフィンガ６４を具備し、それらのうちの３つは、第２
の実装部分２６の第２の実装板４２に形成された割出し凹部６６に対応し、他の３つは、
第１の実装部分２４の第１の実装板３８に形成された割出し凹部６６に対応する。

【0030】

理解されるであろうことは、割出しフィンガ６４および／または割出し凹部６６が、滅
菌バリア組立体２２および実装部分２４、２６の適切な配向を促進するために十分な任意
の適切な形状、配置、または構成を有することができるということである。例えば、割出
しフィンガ６４を実装部分２４、２６に設け、対応する割出し凹部６６を滅菌バリア組立
体２２に形成することができる。例証された形態では、割出しフィンガ６４のうちの１つ
は、他の割出しフィンガ６４とは異なるサイズおよび／または形状を有し、実装部分２４
、２６の割出し凹部６６は、対応してサイズ決め／形状付けされており、したがって、滅
菌バリア組立体２２は、実装部分２４、２６に対して１つの配向だけに整列できる。

【0031】

更に、図４および図５を参照すると、滅菌バリア組立体２２および実装部分２４、２６
の整列および配向は、両者間への取付け前、またはそれと同時に、エンドエフェクタＥＥ
およびロボットアームＲ間の通信を容易にするために採用される１つまたは複数の通信イ
ンターフェースの対応する整列を促進するように有利に実施できる。ここで、第１の実装
部分２４、第２の実装部分２６、および滅菌バリア組立体２２はそれぞれ、使用中にロボ
ットアームＲおよびエンドエフェクタＥＥ間の通信を容易にするために、第１の実装部分
２４および第２の実装部分２６間の電気的接続を提供するように適合された、シールされ
た電気コネクタなどの１つまたは複数のコネクタを採用できる。図示された形態では、第
１、第２、および第３のコネクタＣ１、Ｃ２、Ｃ３が採用される。コネクタＣ１、Ｃ２、
Ｃ３を通した異なったタイプの通信は、限定ではないが、電気式、気圧式、光学式、およ
び液圧式等を含むと企図され、それらは、ロボットアームＲおよびエンドエフェクタＥＥ
間で伝達される信号、電力、データおよび／または他のタイプの情報を含むか、表すか、
または、それらから構成できる。理解されるであろうことは、滅菌バリア組立体２２の結
合部３０および実装部分２４、２６に例えば一体化され得るシールされたコネクタの使用
により、滅菌バリア組立体２２からエンドエフェクタＥＥが除去されるときに滅菌野Ｓに
汚染物質が進入しないことを保証するということである。

【0032】

例証された形態では、第３のコネクタＣ３は、滅菌バリア組立体２２によって支持され
、また、実装部分２４、２６および滅菌バリア組立体２２を通って画定される長手方向軸
線Ｌ１まわりをインターフェース４８に対して回転するように結合部３０の内部に回転可
能に支持される。第１および第２のコネクタＣ１、Ｃ２の一方または双方は、それらの対
応する実装部分２４、２６で、回転しないように固定され、または、回転しないように少
なくとも部分的に制限される。図５Ｂおよび図５Ｃを参照すると、コネクタＣ１、Ｃ２、
Ｃ３は、嵌合式の城郭状（ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ）の突起６７を有し、第３のコネクタ
Ｃ３の回転可能な特性のおかげで、滅菌バリア組立体２２を第１の実装部分２４に取り付
けるときに、少なくとも第３のコネクタＣ３を第１のコネクタＣ１と自己整列させること
ができる。換言すると、第３のコネクタＣ３が結合部３０で自由に回転するので、滅菌バ
リア組立体２２が第１の実装部分２４に取り付けられているときに、突起６７は、第１の
コネクタＣ１に対して、複数の離散位置のうちの１つに、例えば、４つの離散位置のうち
の１つに、第３のコネクタＣ３を適切に合わせる（ｃｌｏｃｋ）。この目的のため、図５
Ｄに示されたように、第３のコネクタＣ３は、第３のコネクタＣ３を通る中央面ＣＰに関
して、対称的な配置のピンを有することができる。

【0033】

図２および図３に戻って簡単に参照すると、使用中、第１の実装部分２４は、ロボット
アームＲの概ね永続的な固定具にすることができる。医療関係者が外科的な手順のための
準備を開始するとき、滅菌バリア組立体２２は、先ず第１の実装部分２４に取り付けられ
、ロボットアームＲは、滅菌バリア組立体２２のドレープ５０でカバーされる。実装シス
テム２０は、第１の実装部分２４への滅菌バリア組立体２２の解除可能な取付け、ならび
に、滅菌バリア組立体２２への第２の実装部分２６の解除可能な取付け、を容易にするよ
うに構成され、その目的は、滅菌バリア組立体２２によって与えられるロボットアームＲ
を包囲する滅菌野Ｓを崩壊させることなく、エンドエフェクタＥＥ（および／または手順
中の他のエンドエフェクタＥＥ）の反復可能で確定的な運動学的結合を保証することであ
る。追加として、テンショナ２８を第１の位置２８Ｆ（図２）から第２の位置２８Ｓ（図
３）に回転させることによって、滅菌バリア組立体２２を介して第２の実装部分２６を第
１の実装部分２４に固定するためにプリロード力（ｐｒｅｌｏａｄ ｆｏｒｃｅ）が付与
される。図６から図１３は、第１の実装部分２４、滅菌バリア組立体２２、および第２の
実装部分２６の分解図であり、幾つかの構成要素は、明瞭性のために省略されている。第
１の実装部分２４、滅菌バリア組立体２２、および第２の実装部分２６の構成要素は、後
述するように、第１の実装部分２４への滅菌バリア組立体２２の結合および装着と、滅菌
バリア組立体２２への第２の実装部分２６の結合および装着とを容易にするものである。

【0034】

図１４Ａから図１５Ｂを参照すると、第１および第２のロック組立体は、滅菌バリア組
立体２２を第１の実装部分２４に解除可能にロックし（図１４Ａから図１４Ｃへの進行を
参照）、その後に、第２の実装部分２６を滅菌バリア組立体２２に解除可能にロックする
（図１５Ａから図１５Ｂへの進行を参照）ために設けられている。ロック組立体は、第２
の位置２８Ｓにテンショナ２８が移動したときに得られる運動学的結合がない場合に、滅
菌バリア組立体２２および実装部分２４、２６間の解除可能な連結を容易にするのに役立
つ。この構成は、プリロード力を付与するための第２の位置２８Ｓへのテンショナ２８の
移動に先立って、滅菌バリア組立体２２が第１の実装部分２４に固定できて第２の実装部
分２６が滅菌バリア組立体２２に固定できる、という点で使い勝手の良さに貢献しており
、それは、一人で取り扱うにはエンドエフェクタＥＥが比較的重い、または扱いにくいな
どの或る種の適用において望ましいことがある。

【0035】

第１および第２のロック組立体は、第１および第２のボールサブ組立体７４、７６、お
よび、第１および第２のボール戻り止め７８、８０を含む（図１４Ａおよび図１５Ａ、そ
して図６、図１１、図１２も参照）。第１のロック組立体は、結合部３０を第１の実装部
分２４に解除可能に固定するために、第１の実装部分２４と滅菌バリア組立体２２の結合
部３０との間に介在される。同様に、第２のロック組立体は、テンショナ２８が第１の位
置２８Ｆにあるときに、第２の実装部分２６を結合部３０に解除可能に固定するために、
結合部３０および第２の実装部分２６間に介在される。図示された形態では、ボールサブ
組立体７４、７６は、実装部分２４、２６に動作可能に取り付けられ、ボール戻り止め７
８、８０は、ボールサブ組立体７４、７６を受容するために結合部３０に画定される。こ
のように、結合部３０は、滅菌バリア組立体２２が第１の実装部分２４に固定され、第２
の実装部分２６が滅菌バリア組立体２２に固定されているときに、ボールサブ組立体７４
、７６の各々と連通して配設されるように構成される。理解されるであろうことは、この
構成を逆にして、ボールサブ組立体７４、７６の一方または双方を結合部３０に紐づけ、
ボール戻り止め７８、８０を実装部分２４、２６に紐づけることができるということであ
る。

【0036】

ロック組立体の各々は、ボール戻り止め７８、８０の一方に受容されるボールサブ組立
体７４、７６の一方を固定するように配置された解除カラー８４、８６（図１４Ａ参照）
を更に含む。解除カラー８４、８６は、滅菌バリア組立体２２に各々が動作可能に取り付
けられ、また、互いに遠ざかるように軸方向に付勢される。この目的のため、概して参照
符号８８および８９で示された１つまたは複数の付勢要素は、結合部３０および解除カラ
ー８４、８６間に力変換可能に介在するように設けられる。本明細書で例証される代表例
では、付勢要素８８、８９は、積層された波形座金として形成される。任意の適切なタイ
プ、構成、または配置からなる任意の適切な数の付勢要素８８、８９が利用できる。

【0037】

滅菌バリア組立体２２の組立てを容易にする目的で、解除カラー８４、８６の各々は、
概して参照符号９０で示されたカラーボディと、概して参照符号９２で示されたカラーキ
ーパと、を有し、カラーキーパは、タブアンドポケット配置構成を介してカラーボディ９
０と係合して共に回転するように形状付けされる（図１０および図１１参照）。カラーキ
ーパ９２は、それぞれのカラーボディ９０と同心状に配置され、カラー付勢要素８８が、
カラーボディ９０の各々に当接して、軸方向に互いに遠ざかりインターフェース板５２、
５４に当接するようにカラーボディ９０を付勢し、キーパ付勢要素８９が、カラーキーパ
９２の各々に当接して、軸方向に互いに遠ざかり対応するリング９４に当接する。ここで
、リング９４は、結合部３０と一体であるか、または結合部３０に形成されたそれぞれの
溝に着座し、結合部３０をインターフェース板５２、５４に対して軸方向に付勢して保持
するように作用する。理解されるであろうことは、この配置構成が、インターフェース板
５２、５４に対して結合部３０が回転するのを可能にするということである。その上、こ
の配置構成は、インターフェース板５２、５４および／または結合部３０に対する解除カ
ラー８４、８６の軸方向移動を可能にし、それは、上述したように、そして、以下でより
詳細に説明されるように、実装部分２４、２６に対する滅菌バリア組立体２２の解除可能
な取付け／取外しを容易にする。図示されたような幾つかの例では、滅菌バリア組立体２
２のいずれの側も、第１の実装部分２４に結合でき、即ち、滅菌バリア組立体２２は、図
１４Ａに示された配向から反転されても、依然としてうまく第１の実装部分２４に取り付
けることができる。

【0038】

図１４Ａから図１４Ｃに示された進展を参照すると、第１の実装部分２４に対して滅菌
バリア組立体２２を取り付けるとき、結合部３０の一端は、先ず第１のボールサブ組立体
７４と接触し、より具体的には、第１のボールサブ組立体７４のボール７５と接触する。
これが起こると、図１４Ｂに示されたように、ボール７５は、それらのキャリア内で半径
方向外向きに付勢される。結果として、ボール７５は、カラーボディ９０の一方の端部と
係合し、使用者がインターフェース４８により多くの力を加えると、対応するカラーボデ
ィ９０は、カラー付勢要素８８の付勢力に抗して圧縮する（図１４Ａを図１４Ｂと比較）
。使用者がインターフェース４８に力を加え続けるとき、ここで図１４Ｃを参照すると、
第１のボール戻り止め７８（例えば、結合部３０に形成された溝）は、ボール７５と整列
し、したがって、ボール７５は、第１のボール戻り止め７８に嵌合し、カラーボディ９０
は、その後に、ボール７８の後方の位置まで軸方向に移動して、ボール７５を第１のボー
ル戻り止め７８内に保持する。滅菌バリア組立体２２は、これで第１の実装部分２４に解
除可能に取り付けられた。図１５Ａを参照すると、同様の作用が起こり、第２の実装部分
２６を滅菌バリア組立体２２に、他方の解除カラー８６とボール７７を含む第２のボール
サブ組立体７６とを介してロックする。

【0039】

ここで図１５Ｂから図２１Ｂを参照すると、滅菌バリア組立体２２が第１の実装部分２
４に固定されて、第２の実装部分２６が滅菌バリア組立体２２に固定されると、第１の位
置２８Ｆ（図２参照）から第２の位置２８Ｓ（図３参照）に向けたテンショナ２８の移動
は、運動学的カプラ３２を介して、また、実装部分２４、２６に加えられるプリロード力
を介して、ロボットアームＲに対してエンドエフェクタＥＥを運動学的に結合し、実装部
分２４、２６をそれらの運動学的結合配置で互いに固定して保持する。この目的のため、
１つの例では、第１の実装部分２４は、プリロード力の付与をアシストするための、概し
て参照符号９８で示された負荷機構（ｌｏａｄｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）（図１５Ｂ
、図１６Ａおよび図１６Ｂ参照）を含む。作動時に、負荷機構９８は、第２の位置２８Ｓ
に向けたテンショナ２８の移動に応じて、第２の実装部分２６および滅菌バリア組立体２
２の少なくとも一方をロボットアームＲに向けて軸方向に付勢する。

【0040】

滅菌バリア組立体２２の結合部３０は、テンショナ２８および負荷機構９８間に力変換
可能に介在され、したがって、第１の位置２８Ｆから第２の位置２８Ｓに向けたテンショ
ナ２８の作動は、回転力を結合部３０を通して負荷機構９８に加え、それにより、結合部
３０を通してプリロード力を付与して第２の実装部分２６を第１の実装部分２４に向けて
軸方向に並進させ、運動学的カプラ３２を介して第２の実装部分２６を第１の実装部分２
４に、運動学的に結合された配置で固定して保持する。

【0041】

図示された例では、負荷機構９８は、第２の位置２８Ｓに向けたテンショナ２８の移動
に応じて、第１のボールサブ組立体７４を第１の実装板３８に対して軸方向に移動させる
ように構成され（図１６Ａを図１６Ｂと比較）、第２の実装部分２６は、第１の実装部分
２４に向けて付勢される。したがって、第１のボールサブ組立体７４に軸方向にロックさ
れた結合部３０は、第１のボールサブ組立体７４と共に軸方向に同じく移動する。同時に
、結合部３０に軸方向に同じくロックされた第２のボールサブ組立体７６は、第１のボー
ルサブ組立体７４および結合部３０と共に軸方向に同じく移動する。第２のボールサブ組
立体７６は、負荷機構９８の作動が第２の実装板４２を第１の実装板３８に向けて引きつ
けるように、負荷リング（ｌｏａｄｉｎｇ ｒｉｎｇ）９７を介して第２の実装板４２に
よって軸方向に支えられるようにサイズ決めされたフランジを有する。

【0042】

負荷機構９８は、駆動部１０２および負荷アクチュエータ（ｌｏａｄ ａｃｔｕａｔｏ
ｒ）１０４を含む。駆動部１０２は、第１のボールサブ組立体７４に動作可能に取り付け
られる。図示された例では、駆動部１０２は、圧入、または溶接等により、第１のボール
サブ組立体７４に固定される。駆動部１０２は、第１のボールサブ組立体７４と一体的に
形成することによって、第１のボールサブ組立体７４に動作可能に取り付けることもでき
る。駆動部１０２は、滅菌バリア組立体２２が第１の実装部分２４に解除可能に取り付け
られているときに、滅菌バリア組立体２２の結合部３０と回転係合して配置されるように
構成される。図示された形態では、駆動部１０２および結合部３０は、使用時に長手方向
軸線Ｌ１のまわりの同時回転を容易にするように構成された、概して参照符号８２で示さ
れた対応するスプライン構造を有する。具体的には、結合部３０は、駆動部１０２の対応
する端部スプラインまたは歯と係合する端部スプラインまたは歯を有する。結合部３０お
よび駆動部１０２間の回転伝達を容易にするために、任意の適切なタイプの回転係合を採
用できる。駆動部１０２は、第２の位置２８Ｓに向けたテンショナ２８の移動に応じて、
長手方向軸線Ｌ１まわりの駆動部１０２の回転が、第１の実装部分２４および第２の実装
部分２６間にプリロード力を付加して、第１のボールサブ組立体７４を長手方向軸線Ｌ１
に沿って軸方向に移動させるように配置される。

【0043】

図１６Ａから図２０Ｂを参照すると、負荷アクチュエータ１０４は、第１のハブ１０６
と、第１のハブ１０６に対向する第２のハブ１０８と、を含む。第１のハブ１０６は、第
１のボールサブ組立体７４に動作可能に取り付けられる。幾つかの例では、第１のハブ１
０６は、第１のボールサブ組立体７４と一体的に形成されることによって、第１のボール
サブ組立体７４に動作可能に取り付けられる。第２のハブ１０８は、第１の実装板３８に
動作可能に取り付けられる。より具体的には、第２のハブ１０８および第１の実装板３８
は、対応する幾何学的形状（例えば、図６および図７に示された対応する平坦部１０１、
１０３）を有しており、第２のハブ１０８および第１の実装板３８間の相対的な回転を抑
制するが、第２のハブ１０８および第１の実装板３８間のわずかな軸方向移動を許容する
。許容される軸方向移動量は、保持リング１０５の位置する第１の実装板３８および第２
のハブ１０８の溝のサイズによって制限される。保持リング１０５は、第２のハブ１０８
を第１の実装板３８に結合する。

【0044】

負荷アクチュエータ１０４は、第１のハブ１０６および第２のハブ１０８間に配置され
た複数のボールベアリング１１０を更に含む。ランプ（ｒａｍｐｓ）１１２は、第１のハ
ブ１０６および第２のハブ１０８のうちの１つまたは複数に画定される。図示された例で
は、第１の組のランプ１１２は、第１のハブ１０６に画定され、第２の組のランプ１１２
は、第２のハブ１０８に画定され、後述するように、（１組のランプだけの使用と比較し
て）作動中のハブ１０６、１０８間の軸方向行程を効果的に２倍にする。勿論、ランプを
１組とすることもできる。ボールベアリング１１０は、第２の位置２８Ｓに向けたテンシ
ョナ２８の移動に応じて、ランプ１１２に沿って転動する。より具体的には、図１７から
図１９に示された形態では、ボールベアリング１１０（６つ示されている）は、ハブ１０
６、１０８内に形成された対向する第１の組および第２の組のランプ１１２（各組に６つ
示されている）に配設されている。幾つかの形態では、ランプ１１２は、線形ランプ斜面
を有するが、ランプ１１２は、非線形ランプ斜面あるいは線形および非線形ランプ斜面の
組合せを有することもできる。非線形ランプ斜面は、例えば、積み上げられた公差に対す
る負荷機構９８の感度を低下させるために有利であり得る。

【0045】

ボールベアリング１１０およびランプ１１２は、ハブ１０６、１０８間の相対回転によ
って、ボールベアリング１１０がランプ１１２に沿って転動するようにサイズ決めおよび
形状付けされ、これにより、一方向の回転によってハブ１０６、１０８を互いに軸方向に
分離させ、他方、反対方向の回転によってハブ１０６、１０８を互いに軸方向に接近移動
させる（図２０Ａおよび図２０Ｂを比較）。復帰ばね１１４（例えば、１つまたは複数の
波形座金）は、テンショナ２８が第１の位置２８Ｆに戻るときに、ハブ１０６、１０８を
互いに接近移動させるために、第１のハブ１０６およびハブマウント４０間に作用する（
図１５Ｂ参照）。より具体的には、復帰ばね１１４は、ハブマウント４０およびローラベ
アリング組立体１１５間に作用し、第２のハブ１０８に対する第１のハブ１０６の円滑な
回転を容易にし、したがって、復帰ばね１１４は、第１のハブ１０６を通常の非作動位置
により容易に復帰させることができる。

【0046】

図１６Ａおよび図１６Ｂに戻って参照すると、駆動部１０２が第１のハブ１０６に固定
されているので、第１の実装板３８に対する駆動部１０２の回転は、第１の実装板３８に
対する長手方向軸線Ｌ１まわりの第１のハブ１０６の回転を引き起こす。同様に、第２の
ハブ１０８が第１の実装板３８に対して回転を抑制されているので、第１の実装板３８に
対する駆動部１０２の回転は、第２のハブ１０８に対する第１のハブ１０６の回転でもあ
る。この相対的な回転運動は、ボールベアリング１１０が対応するランプ１１２に沿って
転動することにより、長手方向軸線Ｌ１に沿ったハブ１０６、１０８間の相対的な軸方向
運動を引き起こし、即ち、ハブ１０６、１０８は、ボールベアリング１１０がランプ１１
２を上に転動すると、軸方向に離隔移動し、ハブ１０６、１０８は、ボールベアリング１
１０がランプ１１２を下に転動すると、軸方向に接近するように移動する（図１６Ａおよ
び図１６Ｂを比較）。ボールベアリング１１０は、テンショナ２８が第１の位置２８Ｆに
あるときに、ランプ１１２の最深端部に休止している。負荷アクチュエータ１０４は、第
２の位置２８Ｓに向けたテンショナ２８の移動に応じて、ハブ１０６、１０８が互いに遠
ざかるように軸方向に移動するように配置および構成される。

【0047】

負荷機構９８は、第２のハブ１０８および第１の実装板３８間に作用するように配置さ
れた付勢要素１１６を更に含む。付勢要素１１６は、図示された例では、円錐形ばね座金
（ベルビルワッシャ／スプリングとも呼ばれる）を含む。図１６Ｃに示されたように、１
つの例では、付勢要素１１６は、内側および外側の環状側面１１６ａ、１１６ｂを含む。
内側の側面１１６ａは、第２のハブ１０８の傾斜付き環状面１０８ａに当接している。外
側の側面１１６ｂは、第１の実装板３８の傾斜付き環状面３８ａに当接している。側面１
１６ａ、１１６ｂは、正方形、面取り、または丸み付け等された断面プロファイルを有す
ることができる（図１６Ｃの丸いプロファイルを参照）。環状面３８ａ、１０８ａは、形
状を円錐形にすることができる。環状面３８ａ、１０８ａは、平坦、凹状、または凸状等
の断面プロファイルを有することができる（図１６Ｃの平坦なプロファイルを参照）。環
状面３８ａ、１０８ａは、長手方向軸線Ｌ１に対して、５度から８５度、１０度から８０
度、３０度から７０度、または４０度から７０度等、に角度付けされる。環状面３８ａ、
１０８ａは、長手方向軸線Ｌ１に対して、同じ鋭角または異なった鋭角で配置できる。環
状面３８ａ、１０８ａ間の当接および圧縮を含む付勢要素１１６の配置により、線形負荷
対偏向関係を通常呈するように設計された付勢要素に、非線形負荷対偏向関係を呈するよ
うにさせることができる。

【0048】

付勢要素１１６は、第２の実装部分２６を第１の実装部分２４に適切に固定するのに要
するプリロード力を提供するために、任意の適切な弾性要素またはばねを含むことができ
る。幾つかの例では、付勢要素１１６は、１つまたは複数のダイアフラムばね、または座
屈ばね等を含むことができる。追加として、幾つかの形態では、付勢要素１１６は、スロ
ット付けすることができ、あるいは、内周および外周間に１つまたは複数の開口を有する
ことができる。

【0049】

使用中、負荷機構９８が作動されると、第１のハブ１０６は、実装板３８、４２間の弛
みを取ることによって、初めに運動学的カプラ３２を実装板３８、４２の受容器３４、３
６とより良く接触するように配置するために、第２のハブ１０８から遠ざかるように軸方
向に移動する（図１６Ａおよび図１６Ｂを比較）。いったん運動学的カプラ３２が受容器
３４、３６に固定されて、受容器３４、３６の面との所望の接触を得ると、実装板３８、
４２は、それらの所望の相対位置にあり、金属で形成され得る運動学的カプラ３２および
実装板３８、４２に強固に固定された受容器３４、３６の剛性により互いにさらに引き付
けられることがない。結果として、負荷機構９８の更なる作動、即ち、駆動部１０２の更
なる回転は、ここでは第２のハブ１０８を第１のハブ１０６から遠ざかるように軸方向に
移動させる。これは、実装板３８、４２がもはや互いに向けて軸方向に移動せず、第１の
ハブ１０６の軸方向の移動が固定されていることによる結果である。したがって、第２の
ハブ１０８が付勢要素１１６と接触しているため、負荷機構９８の更なる作動は、付勢要
素１１６の圧縮を引き起こす。結果として、付勢要素１１６は、実装部分２４、２６を共
に保持するプリロード力またはプリロード力の少なくとも一部を画定する抵抗を提供する
。付勢要素１１６は、第２のハブ１０８および第１の実装板３８間に作用し、テンショナ
２８の移動を通じて、第２のハブ１０８と第１の実装板３８とに連続的に係合する。

【0050】

１つの例では、円錐形ばね座金は、２００ｌｂｓから５００ｌｂｓのプリロード力、３
５０ｌｂｓから４５０ｌｂｓのプリロード力、または、約４００ｌｂｓのプリロード力を
提供する。円錐形ばね座金は、２ミリメートル以下の円錐形ばね座金の軸方向圧縮に対す
るプリロード力の変化が約＋／－１０％だけとなり得るように、プリロード力に対する圧
縮距離の非線形関係を有することができる。結果として、負荷機構９８または他の構成要
素の組立てにおける公差に関係なく、一貫したプリロード力を付加でき、使用のたびに使
用者は一貫したプリロード力を期待できる。

【0051】

図２１Ａおよび図２１Ｂを参照すると、テンショナ２８は、レバー１１８（ハンドルと
も呼ばれる）と、アクティベータ１２０と、レバー１１８およびアクティベータ１２０間
に力変換可能に介在されるアクティベータリンク１２２と、を含み、第２の実装部分２６
が結合部３０（結合部３０は図２１Ａ、２１Ｂに示されていない）に解除可能に固定され
ているときに、第１の位置２８Ｆ（図２１Ａ）から第２の位置２８Ｓ（図２１Ｂ）へのテ
ンショナ２８の移動は、長手方向軸線Ｌ１まわりにアクティベータ１２０を回転させて長
手方向軸線Ｌ１まわりの結合部３０および駆動部１０２の同時回転を引き起こし、プリロ
ード力を付加する。

【0052】

レバー１１８は、第１の位置（図２１Ａ）で第２の実装板４２から外方に延び、第２の
位置（図２１Ｂ）で第２の実装板４２にはまり込む。レバー１１８は、第１の旋回ジョイ
ントＰ１で、第２の実装板４２に垂直な第１の旋回軸線まわりに旋回するように、第２の
実装板４２に旋回可能に連結される。レバー１１８は、更に、第２の旋回ジョイントＰ２
で、第１の旋回軸線に平行な第２の旋回軸線まわりに旋回するように、アクティベータリ
ンク１２２に旋回可能に連結される。アクティベータリンク１２２は、第３の旋回ジョイ
ントＰ３で、第１および第２の旋回軸線に平行な第３の旋回軸線まわりに旋回するために
、アクティベータ１２０に旋回可能に連結される。

【0053】

レバー１１８が、第１の旋回軸線まわりに第１の位置２８Ｆから第２の位置２８Ｓに回
転／旋回されると、アクティベータリンク１２２は、（例えば、図２１Ａ、２１Ｂに示さ
れた平面図で反時計方向に）回転するように付勢され、それによって、アクティベータ１
２０を（ここでも、反時計方向に）回転させる。レバー１１８および第２の実装板４２間
、レバー１１８およびアクティベータリンク１２２間、および、アクティベータリンク１
２２およびアクティベータ１２０間の旋回ジョイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３の配置は、機械的
利点をテンショナ２８に与える。旋回ジョイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、連結ピン、および
シャフト等によって形成できる。負荷機構９８およびテンショナ２８は、使用者がレバー
１１８にかけることを要求される比較的高い力を制限するように、また、比較的低い力の
間にレバー１１８の行程を最大化するように構成できる。

【0054】

圧縮ばねなどの付勢要素１２４は、第２の実装板４２に固定されたばねブロック１２６
とアクティベータ１２０との間に作用して、テンショナ２８を第１の位置２８Ｆに向けて
付勢し、それは、テンショナ２８がその後に、エンドエフェクタＥＥの運動学的結合をも
たらすように第２の位置２８Ｓに移動するまで続く。レバーロック１２８は、レバー１１
８に動作可能に（例えば、旋回連結部を介して）結合されており、テンショナ２８が第２
の位置２８Ｓ（図２１Ｂ参照）にあるときに、レバー１１８を第２の実装部分２６にロッ
クする。

【0055】

図１５Ａおよび図１５Ｂに戻って簡単に参照すると、アクティベータ１２０は、第２の
実装板４２の内部に選択的な回転動作のために着座する。より具体的には、アクティベー
タ１２０は、センタリング部材１３０（例えば、センタリング板）と回転ロック板１３２
との間に配設される。センタリング部材１３０およびロック板１３２は、アクティベータ
１２０がレバー１１８を介して回転のために作動されると、アクティベータ１２０がセン
タリング部材１３０およびロック板１３２に対して長手方向軸線Ｌ１まわりに回転するよ
うに、第２の実装板４２に固定される。

【0056】

ロック板１３２は、アクティベータ１２０が、第２の実装部分２６が滅菌バリア組立体
２２から連結解除されると、回転できないように配置および構成される。換言すると、い
ったんレバー１１８が第１の位置２８Ｆに戻され、第２の実装部分２６が滅菌バリア組立
体２２から取り外されると、レバー１１８は、アクティベータ１２０およびロック板１３
２間の干渉のために、第２の位置２８Ｓまで回転できない。これは、例えば、レバー１１
８を開いたままにすること、および第２の実装部分２６の内部構成要素の中に洗剤（例え
ば、蒸気）が浸透するのを可能にすることによって、オートクレーブによる第２の実装部
分２６の掃除を容易にする。追加として、レバー１１８が閉じた第２の位置２８Ｓにある
状態で使用者が第２の実装部分２６を滅菌バリア組立体２２に設置しようとすること（こ
れは不可能であり、使用者を戸惑わせ、いらつかせることもある）を防ぐ。

【0057】

アクティベータ１２０は、回転ロック位置（図１２および図１５Ａ参照）でアクティベ
ータ１２０の平坦部１３６と軸方向に整列されているロック板１３２の平坦部１３４によ
って、ロック板１３２および第２の実装板４２に対して回転を抑制される。平坦部１３４
は、ロック板１３２のフランジ１３５に位置し、平坦部１３６は、アクティベータ１２０
のフランジ１３７に位置する。ロック解除位置では、アクティベータ１２０は、軸方向に
オフセットしている平坦部１３４、１３６によって、ロック板１３２および第２の実装板
４２に対して回転できる。付勢要素１３８（例えば、波形ばね）は、アクティベータ１２
０をロック位置に向けて付勢する。

【0058】

アクティベータ１２０は、第２の実装部分２６を滅菌バリア組立体２２に固定するとき
に、結合部３０に係合するように配置され、したがって、結合部３０は、滅菌バリア組立
体２２および第２の実装部分２６間の連結が第２のロック組立体を介して行われるとき、
アクティベータ１２０をロック解除位置に付勢する。特に、結合部３０は、アクティベー
タ１２０に軸方向に係合し、アクティベータ１２０のフランジ１３７は、ロック板１３２
のフランジ１３５の下まで軸方向に移動し、したがって、平坦部１３４、１３６は、もは
や当接および干渉しない（図１５Ａを図１５Ｂと比較）。いったんロック解除されると、
アクティベータ１２０は、第２の位置２８Ｓに向けたテンショナ２８の移動に応じて回転
でき、アクティベータ１２０、結合部３０、駆動部１０２、および第１のハブ１０６が、
プリロード力を付加するために実装板３８、４２に対して同時に回転する。

【0059】

アクティベータ１２０は、第２の実装部分２６が結合部３０に解除可能に固定されてい
るときに、滅菌バリア組立体２２の結合部３０と回転係合して配置されるように構成され
る。このため、結合部３０およびアクティベータ１０４は、概して参照符号８２で示され
た対応するスプライン構造を有し（図１５Ａ参照）、それらは、使用時に長手方向軸線Ｌ
１まわりの同時回転を容易にするように構成される。具体的には、結合部３０は、端部ス
プラインまたは歯を有し、それらは、アクティベータ１２０の対応する端部スプラインま
たは歯に係合する。しかしながら、結合部３０およびアクティベータ１２０間の回転伝達
を容易にするために、任意の適切なタイプの回転係合を採用できる。

【0060】

第１の実装部分２４は、外科用構成要素の或る種の機能を実行するために要する電子機
器を含むことができる。１つの形態では、図７および図８を参照すると、ホール効果セン
サ１４０（図８参照）が、実装ハブ４０に固定されたプリント回路基板ＰＣＢによって支
持され得る。対応する磁石１４２（図７参照）は、第１のハブ１０６と共に回転するよう
に第１のハブ１０６によって支持される。代替として、センサは、プリント回路基板ＰＣ
Ｂに固定された磁石に対して移動するように第１のハブ１０６によって支持され得る。セ
ンサ１４０は、制御器１４４に結合され、制御器は、プリント回路基板ＰＣＢ上に位置す
るかまたはセンサ１４０から適切な信号を受信するために他の場所に位置できる。センサ
１４０は、ハブマウント４０および第１の実装板３８に対する第１のハブ１０６の回転量
を示す信号を生成するために、磁石１４２と協働するように配置される。これは、第２の
実装部分２６が第１の実装部分２４に適切に固定されているか否かに関する情報を制御器
１４４に提供する。１つの例では、制御器１４４は、センサ１４０を介して回転を監視し
て、第１のハブ１０６が、例えば少なくとも１０度、少なくとも２０度、または少なくと
も３０度など、少なくとも所定量回転したかどうかを判断する。１つまたは複数の窓また
は溝１４６（図８参照）を、底壁を通してセンサ１４０を介した磁石１４２の移動の読み
込みを容易にするために、ハブマウント１４０の底壁に形成できる。

【0061】

図２２から図２５Ｂを参照すると、第２の実装部分２６は、テンショナ２８のレバー１
１８が第１の位置２８Ｆまで開かれた後、結合部３０から第２の実装部分２６を解除する
ために、解除カラー８４、８６（図１５Ｂ参照）のうちの１つまたは複数を移動させるよ
うに動作可能な解除機構１４８を含む。解除機構１４８は、解除アクチュエータ１５０、
解除リンク１５２、付勢要素１５４（例えば、圧縮ばね）、および、１つまたは複数の解
除要素１５６を含む。１つまたは複数の解除要素１５６は、解除アクチュエータ１５０の
作動が、解除リンク１５２を付勢要素１５４の付勢に抗して移動させ、解除カラー８４、
８６のうちの１つまたは複数を変位させると共にボールサブ組立体７４、７６のうちの１
つまたは複数がボール戻り止め７８、８０のうちの１つまたは複数から解放されるように
、解除アクチュエータ１５０と１つまたは複数の解除カラー８４、８６との間に動作可能
に配置される。図示された形態では、解除機構１４８は、第２のボールサブ組立体７６を
第２のボール戻り止め８０から解除するために、第２の解除カラー８６を移動させるよう
に動作する。

【0062】

図２４Ａおよび図２４Ｂを参照すると、解除アクチュエータ１５０は、第２の位置２８
Ｓへのレバー１１８の移動によって、解除アクチュエータ１５０が少なくとも部分的にカ
バーされ、レバー１１８が第２の位置２８Ｓにあるときに、解除アクチュエータ１５０が
通常は使用者にとってアクセス可能でないように位置する。レバー１１８が第１の位置２
８Ｆまで開かれると、解除アクチュエータ１５０は、アクセス可能であり、使用者によっ
て作動可能である。図示された形態では、解除アクチュエータ１５０は、第２の実装部分
２６を滅菌バリア組立体２２から解除するために使用者によって押し下げられるように構
成される押ボタンアクチュエータの形式であるが、任意の適切な形式のアクチュエータが
採用できる。この形態では、解除アクチュエータ１５０が押下（図２４Ａを図２４Ｂと比
較）されると、１つまたは複数の解除要素１５６は、第２の実装板４２に固定された保持
板１５８を通って突出して、第２の解除カラー８６に係合すると共に第２の解除カラー８
６を移動させ、したがって、第２の実装部分２６を滅菌バリア組立体２２から取り外すこ
とができる。解除アクチュエータ１５０が押下解除されていると、１つまたは複数の解除
要素１５６は、それら自体の付勢要素１６０（例えば、図２２に示されたトーションばね
）を介して付勢され、保持板１５８の下に戻る。このように、解除要素１５６は、第１の
非突出位置および第２の突出位置間の第２の実装板４２および保持板１５８に対して移動
するように配置される。

【0063】

図２５Ａから図２５Ｃ（明瞭化のためにレバーが除去）に示されたように、解除リンク
１５２は、解除アクチュエータ１５０の作動に応じて、１つまたは複数の解除要素１５６
をそれらの第２の位置に移動させるために、１つまたは複数の解除要素１５６に係合する
ように構成される。より具体的には、解除リンク１５２は１対の解除アーム１６２を含み
、解除アーム各々がカム係合端１６４を有する。カム係合端１６４が第２の実装部分４２
に対して摺動すると、カム係合端１６４は、解除要素１５６に係合する（図２５Ｃ参照）
。この形態では、解除要素１５６は、偏心軸線Ａ１まわりに回転するために保持板１５８
に偏心して取り付けられるカムディスクの形式である。カム係合端１６４は、偏心軸線Ａ
１およびカムディスクに対して隔置され、カム係合端１６４がカムディスクに当接すると
、カムディスクは、偏心軸線Ａ１まわりに回転し、保持板１５８のスロットを通って突出
し、保持板１５８を越えて飛び出て第２の解除カラー８６、即ち、そのカラーボディに係
合して、第２のボールサブ組立体７６のボール７７が戻り止めポケット８０から引き出さ
れるまでカラーボディ９０を持ち上げる（保持板１５８上に載置されたカラーボディ９０
を示す図１５Ｂと比較）。

【0064】

或る種の状況では、レバー１１８が第２の位置２８Ｓ（例えば、閉じている）にある場
合に解除アクチュエータ１５０を作動させることが必要であり得る。これが要望され得る
のは、例えば、レバー１１８が第２の位置２８Ｓにはまり込んでいるときであり、これは
、滅菌バリア組立体２２を第１の実装部分２４に結合する前に、第２の実装部分２６が滅
菌バリア組立体２２に取り付けられているときに起き得る。このため、レバーロック１２
８は、細長いツール（ねじ回し等）によってレバーロック１２８をてこ上げし、レバーロ
ック１２８を旋回させて、レバーロック１２８の後方部分を解除アクチュエータ１５０に
係合させて、上述したように第２の解除カラー８６を移動させるように配置される。図２
４Ａは、この作用を可能にする解除アクチュエータ１５０に対するレバーロック１２８の
後方部分の近傍を示す。上で説明されたようなレバーロック１２８のてこ上げは、第２の
解除カラー８６を解除して、第２の実装部分２６が滅菌バリア組立体２２から解除される
のを可能にし、それによって、レバー１１８が第１の位置２８Ｆ（例えば、開位置）に戻
ることを可能にする。別の選択肢としては、第２の実装部分２６において細長いツールを
第２の解除カラー８６に方向付けする貫通孔を含み、第２の解除カラー８６を、細長いツ
ールと共に手動で移動して、滅菌バリア組立体２２を第２の実装部分２６から解除する。

【0065】

使用時に、滅菌バリア組立体２２は、先ず、ロボットアームＲに接続された第１の実装
部分２４に固定される。このため、ロボットアームＲに向けたカプラ３０の軸方向移動に
よって、第１のボール戻り止め７８を第１のボールサブ組立体７４のボール７５との係合
に導き、したがって、第１のロック組立体は、滅菌バリア組立体２２を第１の実装部分２
４上に保持し、運動学的カプラ３２は、第１の複数の受容器３４に緩く着座する。次に、
ドレープ５０は、その後の滅菌野Ｓ内での動作を容易にするために、ロボットアームＲま
わりに配置できる。次に、固定された滅菌バリア組立体２２に向けた第２の実装部分２６
およびそれに接続されたエンドエフェクタＥＥの軸方向移動により、第２のボール戻り止
め８０を第２のボールサブ組立体７６のボール７７と係合させ、したがって、第２のロッ
ク組立体は、第２の実装部分２６を滅菌バリア組立体２２上に保持し、第２の複数の受容
器３６は、運動学的カプラ３２に緩く着座する。

【0066】

第２の実装部分２６のテンショナ２８は、付勢要素１２４によって、第１の位置２８Ｆ
に向けて付勢され、それは、テンショナ２８がその後に、ロボットアームＲに対するエン
ドエフェクタＥＥの運動学的結合をもたらすように、第２の位置２８Ｓに移動するまで続
く。テンショナ２８が第２の位置２８Ｓに向かって移動すると、アクティベータ１２０は
、結合部３０を回転させ、それはスプライン配置８２を介して駆動部１０２を回転させる
。この回転は、負荷機構９８を作動させてハブ１０６、１０８を軸方向に分離し、第１お
よび第２の実装部分２４、２６を互いに引きつけ、テンショナ２８が第２の位置２８Ｓに
進入すると、運動学的結合を引き起こす。ここで、エンドエフェクタＥＥは、ロボットア
ームＲに運動学的に結合され、滅菌野Ｓ内で使用できる。

【0067】

エンドエフェクタＥＥが手順中に滅菌野Ｓ内で取替えまたは交換されることを要する場
合、汚染物質がロボットアームＲからまたはそれに向けて滅菌バリア組立体２２を越えて
通過するのを許容することなく、第２の実装部分２６は、滅菌バリア組立体２２から取り
外すことができる。ここで、第２の実装部分２６を取り外すために、テンショナ２８は第
２の位置２８Ｓから移出して、運動学的結合を解除できる。テンショナ２８が第１の位置
２８Ｆに戻されている間、第２のロック組立体は、滅菌バリア組立体２２に固定された第
２の実装部分２６を保持し、滅菌バリア組立体２２は、第１のロック組立体によって第１
の実装部分２４に固定されたままである。第２の実装部分２６を滅菌バリア組立体２２か
ら解除するために、テンショナ２８は、第１の位置２８Ｆから移動して、解除アクチュエ
ータ１５０を露出させることができ、解除アクチュエータ１５０は、押し下げられて、第
２のロック組立体を解除する第２の解除カラー８６に解除要素１５６を係合させ、したが
って、第２のボールサブ組立体７６のボール７７は、結合部３０の第２のボール戻り止め
８０から退避することができる。より具体的には、解除要素１５６によって付加される軸
方向の力は、第２の解除カラー８６を第２のボールサブ組立体７６から軸方向に遠ざかる
ように押すが、それは、第２の解除カラー８６が第２のボール戻り止め８０における第２
のボールサブ組立体７６のボール７７をもはや制約しなくなるまで続く。この時点で、第
２の実装部分２６とそれが連結されているエンドエフェクタＥＥとは、取り外すことがで
き、異なった第２の実装部分および第２のエンドエフェクタは、その後に滅菌バリア組立
体２２に再固定できる。

【0068】

手術が完了した後などに、滅菌バリア組立体２２を第１の実装部分２４から取り外すた
めに、先ず第２の実装部分２６および接続されたエンドエフェクタＥＥが、上で説明され
たように、滅菌バリア組立体２２から取り外される。次に、滅菌バリア組立体２２を第１
の実装部分２４から取り外すために、インターフェース４８は使用者によって第１の実装
部分２４から遠ざかるように軸方向に引っぱられ、第１のロック組立体が係合解除される
。ここで、インターフェース４８に付与される軸方向の力は、第１の解除カラー８４を付
勢要素８８、８９の付勢に逆らって結合部３０に対して軸方向に移動させて第１のロック
組立体を解除し、したがって、結合部３０の第１のボール戻り止め７８は、第１の実装部
分２４の第１のボールサブ組立体７４から退避する。より具体的には、使用者は、インタ
ーフェース４８の周囲あたりを把持することによって軸方向の力を付与し、これによって
、第１の解除カラー８４が第１のボール戻り止め７８において第１のボールサブ組立体７
４のボール７５をもはや制約しなくなるまで、第１の解除カラー８４（カラーボディ９０
およびカラーキーパ９２の両方）を第１のボールサブ組立体７４から遠ざかるように軸方
向に引っぱる。

【0069】

Ｉ．実装システムのための照明
図２６から図２９を参照すると、ロボットアームＲおよびエンドエフェクタＥＥを含む
ロボット外科用システム２００は、使用者が本明細書で説明された実装システムの１つま
たは複数の部品を適切に実装するのに役立つ照明システムと共に利用される。より具体的
には、ロボット外科用システム２００は、照明デバイス２０２を含むことができ、それは
、光を射出して、少なくとも第１の照明態様（ｓｔａｔｅ）Ｓ１（図２８参照）と第２の
照明態様（ｓｔａｔｅ）Ｓ２（図２９参照）との間で発光を変化させるように構成される
。

【0070】

図２６から図２９に示された例では、照明デバイス２０２は、ロボットアームＲに結合
される。より具体的には、ロボットアームＲ、さらに具体的には、ロボットジョイント間
に配設されたアームの任意のリンクは、外面２０６を有し、照明デバイス２０２は、外面
２０６上または外面内に配設される。照明デバイス２０２は、外面２０６を取り囲む環状
の構成を有することができる。換言すると、照明デバイス２０２は、外面２０６に巻き付
けられてロボットジョイント軸線と同軸であるリングのように構成され、アームＲの任意
の姿勢で使用者には容易に認識できる。図に示されたように、照明デバイス２０２は、外
面２０６と面一（または一体）にできる。しかしながら、照明デバイス２０２は、ロボッ
トアームＲの外面２０６の上に突出または下に延在していてもよい。

【0071】

図２６から図２９に示された例では、照明デバイス２０２は、ロボットアームＲの遠位
端の近くで、第１の実装部分２４に隣接し、したがって、照明デバイス２０２は、エンド
エフェクタＥＥを操作する使用者には容易に認識される。しかしながら、照明デバイス２
０２は、第２の実装部分２６を含むロボットアームＲに沿った任意の場所に配設できる。
更に、他の例が企図され、照明デバイス２０２は、ロボット外科用システム２００のエン
ドエフェクタＥＥ、滅菌バリア組立体２２、または、任意の他の適切な部分に結合される
。その上、照明デバイス２０２は、ロボットアームＲ、エンドエフェクタＥＥ、および滅
菌バリア組立体２２から離隔できる。換言すると、照明デバイス２０２は、ロボット外科
用システム２００の使用中に使用者の視野内にある別個の構成要素にすることができる。
更に、任意の数の照明デバイス２０２を利用でき、それらは相互に同じか、または異なっ
た形状または構成を有することができる。例えば、種々の照明デバイス２０２は、ロボッ
トアームＲの異なったジョイントに配置できる。

【0072】

照明デバイス２０２は、使用者に認識できる光を射出するために任意の適切な光源を含
むことができる。例えば、照明デバイス２０２は、ＬＥＤまたはＯＬＥＤのアレイ、表示
デバイス（例えば、ＬＣＤスクリーン）を含むことができ、それらの表示内容は、ソフト
ウエア、光ファイバ、または任意の他のタイプの適切な技術によって制御される。ＬＥＤ
またはＯＬＥＤは、全可視範囲内で、または、赤外または可視波長範囲の組合せで、光を
射出でき、可視範囲内の任意の色を作り出すことができる。

【0073】

ロボット外科用システム２００は、照明デバイス２０２と通信するか、または結合され
た１つまたは複数の制御器２０４（本明細書では平易化のために制御器２０４と呼ぶ）を
更に含み、照明デバイス２０２をどのように制御するかを判断するために、他の電子・電
気構成要素またはセンサから信号を受信するように（後述するように）構成される。制御
器２０４は、信号の変動に応じて、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２間で変化させる
ために、照明デバイス２０２を制御するように構成される。制御器２０４またはその任意
の補助的な構成要素は、エンドエフェクタＥＥ、ロボットアーム、ロボットベース、第１
および第２の実装部分２４、２６や滅菌バリア組立体２２を含む実装システム２０の任意
の構成要素のうちの任意の１つまたは複数に結合でき、あるいは、照明デバイス２０２に
統合できる。１つの例では、制御器２０４は、上で説明されたように、第１の実装部分２
４内に位置する制御器１４４を包含するか、それと同一か、またはそれと通信できるよう
にしてもよい。

【0074】

制御器２０４は、照明デバイス２０２に加えて外科用システムの任意の部分を含むかそ
うでなければ通信でき、任意の部分はロボット制御システム、ナビゲーションシステム、
およびツール制御システムのうちの任意の１つまたは複数を含み、それらは、ロボットシ
ステムのアームＲを介して、ロボット外科用システム２００の標的部位および他の部分に
対して、エンドエフェクタＥＥを位置決め、移動、および／または駆動するのを容易にす
るために協働する。制御器２０４は、「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔ
ｈｏｄ ｆｏｒ Ｂａｃｋｄｒｉｖｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」という名称の米国特許第
１０，３２７，８４９号で説明されたものと同様にでき、それの開示内容は、ここに参照
によってその全体が組み込まれる。制御器２０４は、コンピュータ、プロセッサ、および
制御ユニット等といった様々な構成として、またはそれを備えて実現でき、また、個別の
構成要素を含むか、あるいは、これらを一体化できる（例えば、ハードウエア、ソフトウ
エア、入力、および出力等を共有する）。更に、制御器２０４は、プロセッサ（例えば、
中央処理ユニット）および／または他のプロセッサ、メモリ、および／または、記憶装置
（図示せず）を備えたコンピュータを含む任意の適切なハードウエアで実現でき、また、
以下でより詳細に説明されるように機能できるソフトウエアをローディングできる。プロ
セッサは、ロボット、ナビゲーションシステム、または、エンドエフェクタＥＥの動作を
制御するための１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。プロセッサは、任意の
タイプのマイクロプロセッサ、マルチプロセッサ、および／または、マルチコア処理シス
テムとすることができる。制御器２０４は、追加または代替として、１つまたは複数のマ
イクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、システム・オン・チップ
、ディスクリート回路、ならびに／あるいは、本明細書で説明される機能を実行できる他
の適切なハードウエア、ソフトウエア、および／または、ファームウエアを含むことがで
きる。用語「プロセッサ」は、任意の実施形態を単一のプロセッサに限定することを意図
するものではない。制御器２０４は、また、１つまたは複数の出力デバイス（例えばスク
リーン、ディスプレイ、およびステータスインジケータ等）および／または入力デバイス
（例えば、プッシュボタン、キーボード、マウス、マイクロフォン、音声操作デバイス、
ジェスチャ制御デバイス、タッチスクリーン、フットペダル、およびペンダント等）を備
えたユーザインターフェースを含むかそれを画定するかそうでなければそれを採用できる
。他の構成も企図される。

【0075】

図２７から図２９に示されるように、照明デバイス２０２は、少なくとも第１および第
２の照明態様Ｓ１、Ｓ２間で発光を変化させるために、制御器２０４と通信する。照明態
様は、視覚フィードバックを使用者に提供してロボット外科用システム２００の状態を使
用者に通知する。使用者は、発光を解釈し、それに応じて反応する（例えば、実装システ
ムに不適切に設置された構成要素を再設置するなど）。

【0076】

照明デバイス２０２の動作は、以下で説明されるように、実装システムに関連する状態
（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）の間で変化し得る。１つの例では、照明態様Ｓ１、Ｓ２の一方
は、エラー状態を表示し、別の態様Ｓ１、Ｓ２は、システム構成要素等の正確な設置など
の適切な状態または肯定的な状況を表示する。ここにおける説明は、必ずしも、第１また
は第２の態様Ｓ１、Ｓ２のいずれかを、指定されたエラー状況状態に限定するものではな
く、それ故に、用語「第１」および「第２」は、入れ替えることが可能である。態様Ｓ１
、Ｓ２は、エラーの有無に関係のない状態を表示することもある。例えば、状態（ｃｏｎ
ｄｉｔｉｏｎ）は、使用者に情報（例えば、使用者の動作の前または後の確認）を伝達す
るものであってもよい。１つの例では、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２は、「ｏｎ
／ｏｆｆ」状態であり、照明デバイス２０２は、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２の
一方で光を射出し、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２の他方では光を射出しない。別
の例では、照明デバイス２０２は、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２の一方または両
方でフラッシュしてもよい。その上、照明デバイス２０２が第１および第２の照明態様Ｓ
１、Ｓ２の一方または両方でフラッシュするとき、照明デバイス２０２のフラッシュする
速度は、状態間で差別化するために、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２間で変化させ
てもよい。別の例では、照明デバイス２０２は、第１の照明態様Ｓ１において、可視色ス
ペクトルの第１の色を有する光を射出し、第２の照明態様Ｓ２において、可視色スペクト
ルの、第１の色とは異なった第２の色を有する光を射出する。別の例では、第１および第
２の照明状態Ｓ１、Ｓ２で発出された光は、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２間で差
別化するために、明るさを変化させてもよい。

【0077】

以上で提示した例は、互いに排他的ではなく、任意の適切な構成で相互に関連して利用
できる（例えば、照明デバイス２０２は、第１の照明態様Ｓ１で第１の輝度を有する第１
の色をフラッシュし、他方、照明デバイス２０２は、第２の照明態様Ｓ２で第２の輝度（
第２の輝度とは異なる）を有する第２の色の安定した光を射出できる）。その上、照明デ
バイス２０２は、第１および第２の照明態様Ｓ１、Ｓ２だけに留まらずに光を射出するよ
うに構成できる。実際、照明デバイス２０２は、ロボット外科用システム２００の多くの
異なった状態を使用者に警告するために、多数の照明態様で光を射出するように構成でき
る。

【0078】

１つの例では、照明デバイス２０２は、エンドエフェクタＥＥがロボットアームＲと結
合されているときに、第１の照明態様Ｓ１にあるように制御され、また、エンドエフェク
タＥＥがロボットアームＲと結合されていないかまたは不適切に結合されているときに、
第２の照明態様Ｓ２にあるように制御される。これにより、第２の照明態様Ｓ２の照明デ
バイス２０２は、エンドエフェクタＥＥがロボットアームＲに適切に結合されて動作可能
な状態にあることを使用者に伝達する。他方、第１の照明態様Ｓ１の照明デバイス２０２
が使用者に伝達することは、エンドエフェクタＥＥが、ロボットアームＲに適切に結合さ
れていないかまたは不適切に結合されており、エンドエフェクタＥＥをロボットアームＲ
と結合するために、例えば、エンドエフェクタＥＥおよび／またはロボットアームＲの操
作不能または損傷を防止するために、エンドエフェクタＥＥおよびロボットアームＲの更
なる操作が必要であること、である。幾つかの例では、制御器２０４は、照明デバイス２
０２が第１の照明態様Ｓ１にある間において、エンドエフェクタＥＥの動作を追加で許容
でき、制御器２０４は、照明デバイス２０２が第２の照明態様Ｓ２にある間において、エ
ンドエフェクタＥＥの動作を抑制できる。

【0079】

エンドエフェクタＥＥおよびロボットアームＲ間の結合を検出する目的で、制御器２０
４は、第１の実装部分２４の電子機器と通信できる。以上で説明されたように、それに限
定されないが、ホール効果センサなどのセンサ１４０（図８参照）は、実装ハブ４０に固
定されたプリント回路基板ＰＣＢによって支持され得る。対応する磁石１４２（図７参照
）は、第１のハブ１０６と共に回転するために、第１のハブ１０６によって支持され得る
。代替として、センサ１４０は、プリント回路基板ＰＣＢ上に固定された磁石に対して移
動するように、第１のハブ１０６によって支持されてもよい。上述されたように、センサ
１４０は、ハブマウント４０および第１の実装板３８に対する第１のハブ１０６の回転量
を表示する信号を生成するために、磁石１４２と協働するように配置される。これは、第
２の実装部分２６が第１の実装部分２４に適切に固定（即ち、ロボットアームＲとエンド
エフェクタＥＥの適切な結合を保証）されているか否かに関する情報を制御器２０４（潜
在的に制御器１４４を含む）に提供する。これにより、制御器２０４は、ロボットアーム
ＲとエンドエフェクタＥＥの結合を無線で検出する。エンドエフェクタＥＥ間の結合を無
線で検出する制御器２０４の他の例は、それに限定されないが、誘導検知および容量検知
を含む。

【0080】

センサ１４０の信号（第１のハブ１０６の回転を示す）に基づいて、制御器２０４は、
制御器２０４が、第２の実装部分２６が第１の実装部分２４に適切に固定されている、と
判断したとき、照明デバイス２０２を第１の態様Ｓ１に制御できる。他方、制御器２０４
、１４４は、制御器２０４、１４４が、第２の実装部分２６が第１の実装部分２４に適切
に固定されていない、と判断したとき、照明デバイス２０２を第２の態様Ｓ２に制御でき
る。

【0081】

別の例では、センサデータは、第２の実装部分２６および第１の実装部分２４間の接近
をより一般的に検出できる。制御器２０４、１４４は、制御器２０４、１４４が、第２の
実装部分２６が第１の実装部分２４に近接した閾値内にないと判断したとき、照明デバイ
ス２０２を第１の態様Ｓ１に制御でき、また、制御器２０４、１４４は、制御器２０４、
１４４が、第２の実装部分２６が第１の実装部分２４に近接した閾値内にある、と判断し
たとき、照明デバイス２０２を第２の態様Ｓ２に制御できる。

【0082】

代替として、エンドエフェクタＥＥおよびロボットアームＲ間の結合は、エンドエフェ
クタＥＥおよびロボットアームＲ間の直接の電気的（有線）接続を通して検出できる。例
えば、上で説明されたように、第１の実装部分２４、第２の実装部分２６、および滅菌バ
リア組立体２２は、ロボットアームＲおよびエンドエフェクタＥＥ間の通信を容易にする
ために、第１の実装部分２４および第２の実装部分２６間の電気的接続を提供するように
適合されたシールされた電気コネクタなどの１つまたは複数のコネクタを各々が採用でき
る。図５Ｂおよび５Ｃに示された形態では、第１、第２、および第３のコネクタＣ１、Ｃ
２、Ｃ３が採用されている。しかしながら、コネクタＣ１、Ｃ２、Ｃ３を通した異なった
タイプの通信も、制限なく企図される。更に、他の例では、エンドエフェクタＥＥおよび
ロボットアームＲ間の電気的接続は、滅菌バリア組立体２２に関係なく達成できる。

【0083】

実装部分２４、２６の電気構成要素間の直接有線接続の存在は、実装部分２４、２６間
の適切な連結を表することができ、それに対して、直接有線接続の不存在は、実装部分２
４、２６間の不適切な連結を表すことができる。制御器２０４は、制御器２０４が実装部
分２４、２６の電気構成要素間の直接有線接続の不存在を判断したとき、照明デバイス２
０２を第１の態様Ｓ１に制御でき、また、制御器２０４が実装部分２４、２６の電気構成
要素間の直接有線接続の存在を判断したとき、照明デバイス２０２を第２の態様Ｓ２に制
御できる。

【0084】

代替として、実装部分２４、２６間の有線接続は、適切もしくは不適切な設置状態の双
方を示し得るが、制御器２０４および／または制御器の採用する任意の他のセンサは、適
切と不適切の設置を差別化するために、電気的条件（例えば、電流、電圧、信号周波数／
位相／振幅、キャパシタンス、インピーダンス等）を検出できる。制御器２０４は、この
ような場合、照明デバイス２０２をそれに応じて制御できる。

【0085】

図２８および図２９に戻って、更に別の例では、エンドエフェクタＥＥおよびロボット
アームＲ間の結合は、制御器２０４と電子的に通信するスイッチ、ボタン、トリガ、また
はプランジャなどの機械的構成要素の作動を介して検出できる。例えば、上で説明された
ように、第２の実装部分２６のテンショナ２８は、（図２および図３に示されたように）
第１の位置２８Ｆおよび第２の位置２８Ｓ間で移動可能である。滅菌バリア組立体２２の
結合部３０は、第１の実装部分２４に解除可能に固定され、第２の実装部分２６のテンシ
ョナ２８が第１の位置２８Ｆにあるときに第２の実装部分２６を解除可能に受容するよう
に構成される。運動学的カプラ３２は、実装部分２４、２６に係合するように構成されて
おり、第２の実装部分２６のテンショナ２８が第２の位置２８Ｓにあるときに、外科用構
成要素間の運動の６つの自由度を制約するために、滅菌バリア組立体２２を通して実装部
分２４、２６間に運動学的結合を提供するように配置される。ここで、テンショナ２８の
位置は、制御器２０４に結合された任意のセンサ（例えば、位置センサ、近接センサ、ス
イッチセンサ）によって検出できる。第２の実装部分２６が滅菌バリア組立体２２に実装
されている間において、制御器２０４が、テンショナ２８が第１の位置２８Ｆにある、と
判断したとき、制御器２０４は照明デバイス２０２を第１の態様Ｓ１に制御でき、また、
制御器２０４が、テンショナ２８が第２の位置２８Ｓにあると判断したとき、制御器２０
４は照明デバイス２０２を第２の態様Ｓ１に制御できる。

【0086】

関連する例では、照明デバイス２０２は、第１または第２の実装部分２４、２６に対す
る滅菌バリア組立体２２の設置状態（ｓｔａｔｕｓ）を示すように制御できる。１つの例
では、制御器２０４は、センサ（例えば、近接センサ、位置センサ、慣性センサ、または
力センサ）を、第１の実装部分２４に対する滅菌バリア組立体２２の位置または接近を判
断するために採用できる。センサは、滅菌バリア組立体および第１の実装部分２４のうち
の１つまたは複数に結合できる。センサから、制御器２０４は、滅菌バリア組立体２２の
結合部３０が（第２の実装部分２６に関係してまたは関係なく）第１の実装部分２４に適
切に固定されているときを判断できる。また、制御器２０４は、センサから、滅菌バリア
組立体２２の結合部３０が第１の実装部分２４に適切に固定されていない（または、全く
固定されていない）ときを判断できる。このような場合、制御器２０４は、滅菌バリア組
立体２２が第１の実装部分２４に適切に固定されているときに、照明デバイス２０２を第
１の態様Ｓ１に制御でき、また、滅菌バリア組立体２２が第１の実装部分２４に不適切に
固定されるかまたは固定されないときに、照明デバイス２０２を第２の態様Ｓ２に制御で
きる。

【0087】

実装システムに係る照明デバイス２０２を制御することに関係する上述した任意の例に
関して、照明デバイス２０２は、手術前、手術中、または手術後のエンドエフェクタＥＥ
および／またはロボットアームＲの状態を表示するために、任意の他の照明態様に更に制
御され得る。例えば、照明デバイス２０２は、エンドエフェクタＥＥおよび／またはロボ
ットアームＲが適切にまたは適切な状態の範囲内で動作しているときに、別の照明態様で
光を射出できる。他方、照明デバイス２０２は、エンドエフェクタＥＥおよび／またはロ
ボットアームＲが適切に動作していないかまたは不適切な状態（例えば、精度の損失、潜
在的な衝突状態、等）の範囲内で動作しているときに、別の照明態様で光を射出できる。
エンドエフェクタＥＥおよび／またはロボットアームＲの任意の他の適切な状態またはエ
ラー状態は、照明デバイス２０２によって表示できる。

【0088】

以上では、照明デバイス２０２の制御を容易にするロボット外科用システム２００の状
態を説明する多くの例を提示しているが、リストは、確定したものではなく、多くの他の
状態も存在し得、これに対して照明デバイス２０２によって射出される光を入れ替えるこ
とができる。

【0089】

前述の説明において幾つかの例を議論した。しかしながら、本明細書で議論された例は
、網羅的であることや本発明を任意の特定の形態に限定することを意図していない。使用
された用語は、限定的ではなくて説明的であるという単語の本質を意図している。多くの
修正および変形は、上の教示に鑑みて可能であり、本発明は、具体的に説明されたものと
は別の手法でも実施し得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図22】

【図23】

【図24A】

【図24B】

【図25A】

【図25B】

【図25C】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外科用構成要素に接続される第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と、
前記滅菌バリア組立体を介して前記滅菌バリア組立体および前記第２の実装部分を解除可能に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含む外科用ロボットと、
前記ロボットアームに結合された照明デバイスと、
１つまたは複数のセンサに結合された１つまたは複数の制御器と
を含み、前記制御器は、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体および前記第２の実装部分のうちの１つまたは複数の設置に関連する状態を検出し、
前記状態を使用者に表示するために前記照明デバイスを制御する
ように構成されている、
外科用システム。

【請求項2】

前記外科用構成要素は、エンドエフェクタとして更に画定され、
前記エンドエフェクタは、
エネルギアプリケータを支持するためのハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられた前記第２の実装部分と
を含む、請求項１に記載の外科用システム。

【請求項3】

前記第２の実装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを含み、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の実装部分に対して前記第２の実装部分を付勢し、
前記１つまたは複数の制御器は、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記第２の実装部分の設置に関連する前記状態を検出し、更に、
前記テンショナが前記第１の位置にあるという第１の状態を検出し、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御し、
前記テンショナが前記第２の位置にあるという第２の状態を検出し、
前記第２の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御する
ように構成されている、請求項１に記載の外科用システム。

【請求項4】

前記滅菌バリア組立体は、結合部と複数の運動学的カプラとを更に含み、
前記第１の実装部分は、
前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面と、
前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動時に前記滅菌バリア組立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するように構成された負荷機構と、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１の実装板および第１のボールサブ組立体とを含み、
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含み、
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含み、
前記１つまたは複数の制御器は、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第１の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出し、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第２の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出する
ように構成される、請求項３に記載の外科用システム。

【請求項5】

前記１つまたは複数の制御器は、
前記テンショナの第１の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出し、
前記テンショナの第２の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出する
ように構成される、請求項３に記載の外科用システム。

【請求項6】

前記照明デバイスは、前記第１の態様において第１の色を射出し、
前記照明デバイスは、前記第２の態様において前記第１の色とは異なる第２の色を射出する、請求項３に記載の外科用システム。

【請求項7】

前記照明デバイスは、前記第１の態様において不作動であるように制御され、
前記照明デバイスは、前記第２の態様において作動して光を射出するように制御される、請求項３に記載の外科用システム。

【請求項8】

前記照明デバイスは、前記第１の実装部分に隣接して前記ロボットアームに配設される、請求項１に記載の外科用システム。

【請求項9】

前記照明デバイスは、前記ロボットアームの外面を取り囲む環状構成を有する、請求項１に記載の外科用システム。

【請求項10】

前記滅菌バリア組立体は、前記第１の実装部分に解除可能に固定するように構成された結合部を有し、
前記１つまたは複数の制御器は、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体の設置に関連する前記状態を検出し、更に、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に固定されるという第１の状態を検出し、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御し、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に非固定であるという第２の状態を検出し、
前記第２の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御する
ように構成されている、請求項１に記載の外科用システム。

【請求項11】

外科用構成要素に関連する第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と、
前記滅菌バリア組立体を介して前記滅菌バリア組立体および前記第２の実装部分を解除可能に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含む外科用ロボットと、
前記ロボットアームに結合された照明デバイスと、
１つまたは複数のセンサに結合された１つまたは複数の制御器と
を含む外科用システムを動作させる方法であって、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体および前記第２の実装部分のうちの１つまたは複数の設置に関連する状態を検出することと、
前記状態を使用者に表示するために前記照明デバイスを制御することと、を含む方法。

【請求項12】

前記第２の実装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを含み、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の実装部分に対して前記第２の実装部分を付勢し、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記第２の実装部分の設置に関連する前記状態を検出することを含み、これは、
前記テンショナが前記第１の位置にあるという第１の状態を検出することと、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御することと、
前記テンショナが前記第２の位置にあるという第２の状態を検出することと、
前記第２の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御することと
を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記滅菌バリア組立体は、結合部と複数の運動学的カプラとを更に含み、
第１の実装部分は、
前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面と、
前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動時に前記滅菌バリア組立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するように構成された負荷機構と、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１の実装板および第１のボールサブ組立体とを含み、
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含み、
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含み、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第１の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出することと、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第２の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出することと
を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記テンショナの第１の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出することと、
前記テンショナの第２の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出することと
を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
第１の色を射出するように前記照明デバイスを前記第１の態様に制御することと、
前記第１の色とは異なる第２の色を射出するように前記照明デバイスを前記第２の態様に制御することと
を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記照明デバイスを前記第１の態様において不作動であるように制御することと、
前記照明デバイスを前記第２の態様において作動して光を射出するように制御することと
を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項17】

前記滅菌バリア組立体は、前記第１の実装部分に解除可能に固定するように構成された結合部を有し、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体の設置に関連する前記状態を検出することを含み、これは、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に固定されているという第１の条件を検出することと、
前記第１の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御することと、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に非固定であるという第２の状態を検出することと、
前記第２の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御することと
を含む、請求項１４に記載の方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0089】

前述の説明において幾つかの例を議論した。しかしながら、本明細書で議論された例は、網羅的であることや本発明を任意の特定の形態に限定することを意図していない。使用された用語は、限定的ではなくて説明的であるという単語の本質を意図している。多くの修正および変形は、上の教示に鑑みて可能であり、本発明は、具体的に説明されたものとは別の手法でも実施し得る。
出願時の特許請求の範囲は以下の通り。
［請求項１］
第１および第２の外科用構成要素を結合するための実装システムであって、
前記第１の外科用構成要素に接続される第１の実装部分と、
前記第２の外科用構成要素に接続され、第１の位置および第２の位置間で移動可能なテンショナを含む第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と
を含み、
前記滅菌バリア組立体は、
前記第２の実装部分の前記テンショナが前記第１の位置にあるときに、前記第１の実装部分に解除可能に固定され、前記第２の実装部分を解除可能に受容するように構成された結合部と、
前記実装部分に係合するように構成され、前記第２の実装部分の前記テンショナが前記第２の位置にあるときに、前記外科用構成要素間の運動の６つの自由度を制約するために、前記滅菌バリア組立体を通して前記実装部分間に運動学的結合を提供するように配置された複数の運動学的カプラと
を含む、実装システム。
［請求項２］
前記第１の実装部分は、前記滅菌バリア組立体が前記第１の実装部分に固定され前記第２の実装部分が前記滅菌バリア組立体に固定されているときに、前記第１の位置から前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の外科用構成要素に対して前記第２の実装部分および前記滅菌バリア組立体の少なくとも一方を付勢するように構成された負荷機構を更に含む、請求項１に記載の実装システム。
［請求項３］
前記第１の実装部分の前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに対して前記第２の実装部分を付勢する、請求項２に記載の実装システム。
［請求項４］
前記滅菌バリア組立体の前記結合部は、前記テンショナおよび前記負荷機構間に力変換可能に介在する、請求項２に記載の実装システム。
［請求項５］
前記第１の実装部分は、
前記第１の外科用構成要素に取り付けるように適合された第１の実装板と、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１のボールサブ組立体とを更に含む、請求項２に記載の実装システム。
［請求項６］
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動するように構成される、請求項５に記載の実装システム。
［請求項７］
前記負荷機構は、前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた駆動部を含み、
前記駆動部は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合して配置されるように構成される、請求項５に記載の実装システム。
［請求項８］
前記駆動部は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記駆動部の回転が前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動し、前記第１の実装部分と前記第２の実装部分との間にプリロード力を付与するように配置される、請求項７に記載の実装システム。
［請求項９］
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動するように構成された負荷アクチュエータを含む、請求項８に記載の実装システム。
［請求項１０］
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含む、請求項９に記載の実装システム。
［請求項１１］
前記第２のハブに対する前記第１のハブの回転を検知するためのセンサを含む、請求項１０に記載の実装システム。
［請求項１２］
前記負荷機構は、２ミリメートル以下の軸方向圧縮に対してプリロード力が１０％以下変化するような力対圧縮の関係で前記第２のハブと前記第１の実装板との間に作用するように配置および形状付けされた円錐形ばね座金を含む、請求項１０に記載の実装システム。
［請求項１３］
前記第２のハブおよび前記第１の実装板の各々は、円錐面を含み、
前記円錐形ばね座金は、前記円錐面に当接する内側および外側の側面を有する、請求項１０に記載の実装システム。
［請求項１４］
前記第２の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定されるように構成された第２のボールサブ組立体を含み、
前記テンショナは、前記結合部が前記第２の実装部分に解除可能に固定されているときに、前記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合するように配置されたアクティベータを含む、請求項８に記載の実装システム。
［請求項１５］
前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記アクティベータは、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転を抑制されるロック位置と、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転できるロック解除位置と、の間で移動可能である、請求項１４に記載の実装システム。
［請求項１６］
前記ロック位置に向けて前記アクティベータを付勢する付勢要素を含み、
前記アクティベータは、前記結合部が前記アクティベータを前記ロック解除位置に付勢するように、前記滅菌バリア組立体に前記第２の実装部分を固定するときに前記結合部に係合するように配置される、請求項１５に記載の実装システム。
［請求項１７］
前記アクティベータは、前記アクティベータ、前記結合部、および前記駆動部が前記プリロード力を付与するために前記第１の実装板に対して同時に回転するように、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて回転するように構成される、請求項１４に記載の実装システム。
［請求項１８］
前記テンショナは、レバーと、前記レバーおよび前記アクティベータ間に力変換可能に介在されたアクティベータリンクとを更に含み、前記第２の実装部分が前記結合部に解除可能に固定されているときに、前記プリロード力を付与するために、前記第２の位置への前記テンショナの移動によって前記アクティベータを回転させて、前記結合部および前記駆動部を同時回転させる、請求項１７に記載の実装システム。
［請求項１９］
前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記レバーは、前記第１の位置で前記第２の実装板から外方に延び、前記第２の位置で前記第２の実装板にはまり込む、請求項１８に記載の実装システム。
［請求項２０］
前記テンショナが前記第２の位置にあるときに前記レバーをロックするために前記レバーに動作可能に結合されるレバーロックを含む、請求項１８に記載の実装システム。
［請求項２１］
前記第１の実装部分に前記結合部を解除可能に固定するために、前記第１の実装部分と前記滅菌バリア組立体の前記結合部との間に介在するように構成された第１のロック組立体と、
前記テンショナが前記第１の位置にあるときに、前記結合部に前記第２の実装部分を解除可能に固定するために、前記結合部と前記第２の実装部分との間に介在するように構成された第２のロック組立体と、
を更に含む、請求項１に記載の実装システム。
［請求項２２］
前記ロック組立体の各々は、
前記結合部および対応する前記実装部分の一方に動作可能に取り付けられたボールサブ組立体と、
前記ボールサブ組立体を受容するように形状付けされた、前記結合部および対応する前記実装部分の他方に画定されたボール戻り止めとを含む、請求項２１に記載の実装システム。
［請求項２３］
前記結合部は、前記滅菌バリア組立体が前記第１の実装部分に固定され、前記第２の実装部分が前記滅菌バリア組立体に固定されているときに、前記ボールサブ組立体の各々と連通して配設されるように構成される、請求項２２に記載の実装システム。
［請求項２４］
前記ロック組立体の前記ボール戻り止めの各々は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に画定される、請求項２２に記載の実装システム。
［請求項２５］
前記ロック組立体の各々は、１つの前記ボール戻り止めに受容された１つの前記ボールサブ組立体を固定するように配置された解除カラーを更に含む、請求項２２に記載の実装システム。
［請求項２６］
前記ロック組立体の前記解除カラーの各々は、前記滅菌バリア組立体に動作可能に取り付けられている、請求項２５に記載の実装システム。
［請求項２７］
前記ロック組立体の前記解除カラーは、互いに遠ざかるように軸方向に付勢される、請求項２５に記載の実装システム。
［請求項２８］
前記滅菌バリア組立体は、前記解除カラーを互いに遠ざかるように軸方向に付勢するために前記結合部および前記解除カラー間に力変換可能に介在されるカラー付勢要素を更に含む、請求項２７に記載の実装システム。
［請求項２９］
前記第２の実装部分は、前記第２の実装部分を前記結合部から解除するために１つの前記解除カラーを移動させるように動作可能である解除機構を含む、請求項２７に記載の実装システム。
［請求項３０］
前記解除機構は、解除アクチュエータと、前記第２の実装部分が前記滅菌バリア組立体に解除可能に取り付けられているときに前記解除アクチュエータと前記１つの解除カラーとの間に配置されるように構成された１つまたは複数の解除要素とを含み、前記解除アクチュエータの作動により、前記１つまたは複数の解除要素を移動させて、前記１つの解除カラーを変位させ、１つの前記ボールサブ組立体が１つの前記ボール戻り止めから取り外されるのを許容する、請求項２９に記載の実装システム。
［請求項３１］
前記テンショナは、前記第１および第２の位置間を移動可能なレバーを含み、
前記解除アクチュエータは、前記第２の位置への前記レバーの移動が少なくとも部分的に前記解除アクチュエータをカバーするように位置する、請求項３０に記載の実装システム。
［請求項３２］
前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記解除機構は、前記解除アクチュエータと前記１つまたは複数の解除要素との間に力変換可能に介在される解除リンクを含み、前記１つまたは複数の解除要素を前記第２の実装板に対して休止位置から解除位置に移動させる、請求項３０に記載の実装システム。
［請求項３３］
前記解除リンクは、前記解除アクチュエータの作動に応じて前記１つまたは複数の解除要素を前記解除位置に移動させるように、前記１つまたは複数の解除要素に係合するように構成される、請求項３２に記載の実装システム。
［請求項３４］
前記滅菌バリア組立体は、インターフェースと、前記インターフェースに動作可能に取り付けられるドレープとを更に含む、請求項１に記載の実装システム。
［請求項３５］
前記結合部および前記運動学的カプラは、前記インターフェースに動作可能に取り付けられる、請求項３４に記載の実装システム。
［請求項３６］
前記滅菌バリア組立体は、割出しフィンガを更に含み、
前記実装部分の少なくとも１つは、前記運動学的カプラを前記実装部分の少なくとも１つに対して整列させるために前記割出しフィンガを受容するように形状付けされた割出し凹部を画定する、請求項１に記載の実装システム。
［請求項３７］
前記複数の運動学的カプラは、複数のボールとして更に画定される、請求項１に記載の実装システム。
［請求項３８］
前記複数のボールは、前記外科用構成要素間の運動の前記６つの自由度を制約するように構成された３つのボールとして更に画定される、請求項３７に記載の実装システム。
［請求項３９］
前記第１の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するための第１の複数の接触面を含み、
前記第２の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するための第２の複数の接触面を含み、
前記接触面は、前記外科用構成要素間の運動の前記６つの自由度を制約するために、前記複数の運動学的カプラと協働するように形状付けされる、請求項３８に記載の実装システム。
［請求項４０］
前記第１の実装部分は、前記第１の複数の接触面を有する第１の複数の受容器を含み、
前記第２の実装部分は、前記第２の複数の接触面を有する第２の複数の受容器を含む、請求項３９に記載の実装システム。
［請求項４１］
前記第２の複数の接触面は、前記複数の運動学的カプラとの接触点を６つのみ提供するように構成される、請求項３９に記載の実装システム。
［請求項４２］
結合部と複数の運動学的カプラとを有する滅菌バリア組立体を介して外科用ロボットの第１の実装部分に解除可能に取り付けられるエンドエフェクタであって、
エネルギアプリケータを支持するためのハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ、第１の位置および第２の位置間で移動可能なテンショナを含む第２の実装部分とを含み、
前記第２の実装部分は、前記第２の実装部分の前記テンショナが前記第１の位置にあるときに、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に結合するように構成され、
前記第２の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面を含む、エンドエフェクタ。
［請求項４３］
前記第２の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成されたボールサブ組立体を含み、
前記テンショナは、前記第２の実装部分が前記結合部に解除可能に固定されているときに、前記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合するように配置されたアクティベータを含む、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。
［請求項４４］
前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記アクティベータは、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転を抑制されるロック位置と、前記第２の実装板に対して前記アクティベータが回転できるロック解除位置と、の間で移動可能である、請求項４３に記載のエンドエフェクタ。
［請求項４５］
前記ロック位置に向けて前記アクティベータを付勢する付勢要素を含み、
前記アクティベータは、前記結合部が前記アクティベータを前記ロック解除位置に付勢するように、前記滅菌バリア組立体に前記第２の実装部分を固定するときに前記結合部に係合するように配置される、請求項４４に記載のエンドエフェクタ。
［請求項４６］
前記アクティベータは、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応答して回転するように構成される、請求項４３に記載のエンドエフェクタ。
［請求項４７］
前記テンショナは、レバーと、前記レバーおよび前記アクティベータ間に力変換可能に介在されるアクティベータリンクとを更に含む、請求項４６に記載のエンドエフェクタ。
［請求項４８］
前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記レバーは、前記第１の位置で前記第２の実装板から外方に延び、前記第２の位置で前記第２の実装板にはまり込む、請求項４７に記載のエンドエフェクタ。
［請求項４９］
前記テンショナが前記第２の位置にあるときに前記レバーをロックするために前記レバーに動作可能に結合されるレバーロックを含む、請求項４７に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５０］
前記第２の実装部分は、前記第２の実装部分を前記結合部から解除するように動作可能である解除機構を含む、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５１］
前記解除機構は、解除アクチュエータと、１つまたは複数の解除要素とを含む、請求項５０に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５２］
前記テンショナは、前記第１および第２の位置間を移動可能なレバーを含み、
前記解除アクチュエータは、前記第２の位置への前記レバーの移動が少なくとも部分的に前記解除アクチュエータをカバーするように設置されている、請求項５１に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５３］
前記第２の実装部分は、第２の実装板を含み、
前記解除機構は、前記解除アクチュエータと前記１つまたは複数の解除要素との間に力変換可能に介在される解除リンクを含み、前記１つまたは複数の解除要素を前記第２の実装板に対して休止位置から解除位置に移動させる、請求項５１に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５４］
前記解除リンクは、前記解除アクチュエータの作動に応じて前記１つまたは複数の解除要素を前記解除位置に移動させるように、前記１つまたは複数の解除要素に係合するように構成される、請求項５３に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５５］
前記第２の実装部分は、前記運動学的カプラを前記第２の実装部分に対して整列させるために前記滅菌バリア組立体の割出しフィンガを受容するように形状付けされた割出し凹部を画定する、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５６］
前記第２の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するための前記複数の接触面を有する複数の受容器を含み、
前記複数の接触面は、前記複数の運動学的カプラと協働するように形状付けされる、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５７］
前記複数の接触面は、前記複数の運動学的カプラとの接触点を６つのみ提供するように構成される、請求項４２に記載のエンドエフェクタ。
［請求項５８］
第１の外科用構成要素の第１の実装部分、および、テンショナを有する第２の外科用構成要素の第２の実装部分に、解除可能に取り付けられる滅菌バリア組立体であって、
ドレープを受容するように構成されたインターフェースと、
前記インターフェースに動作可能に取り付けられ、前記第２の実装部分の前記テンショナが第１の位置にあるときに、前記第１の実装部分に解除可能に固定され前記第２の実装部分を解除可能に受容するように構成された結合部と、
前記インターフェースによって支持されて前記実装部分に係合するように構成され、前記第２の実装部分の前記テンショナが第２の位置にあるときに、前記外科用構成要素間の運動の６つの自由度を制約するように前記実装部分間に運動学的結合を提供するように配置された複数の運動学的カプラと
を含む、滅菌バリア組立体。
［請求項５９］
前記結合部は、
前記第１の実装部分に解除可能に取り付けるための、第１のボールサブ組立体および第１のボール戻り止めの一方と、
前記第２の実装部分に解除可能に取り付けるための、第２のボールサブ組立体および第２のボール戻り止めの一方と
を含む、請求項５８に記載の滅菌バリア組立体。
［請求項６０］
前記結合部は、前記第１のボール戻り止めおよび前記第２のボール戻り止めを含む、請求項５９に記載の滅菌バリア組立体。
［請求項６１］
前記結合部のまわりに配置される解除カラーを含む、請求項６０に記載の滅菌バリア組立体。
［請求項６２］
前記解除カラーを軸方向に互いに遠ざかるように付勢するためのカラー付勢要素を含む、請求項６１に記載の滅菌バリア組立体。
［請求項６３］
前記実装部分の割出し凹部と嵌合するための、前記インターフェースから延びる割出しフィンガを含む、請求項５８に記載の滅菌バリア組立体。
［請求項６４］
前記複数の運動学的カプラは、複数のボールとして更に画定される、請求項５８に記載の滅菌バリア組立体。
［請求項６５］
前記複数のボールは、前記外科用構成要素間の運動の６つの自由度を制約するように構成された３つのボールとして更に画定される、請求項６４に記載の滅菌バリア組立体。
［請求項６６］
結合部と複数の運動学的カプラとを有する滅菌バリア組立体を介してエンドエフェクタの第２の実装部分を解除可能に受容する外科用ロボットであって、前記第２の実装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを有し、
前記外科用ロボットは、
前記滅菌バリア組立体を介して前記エンドエフェクタの前記第２の実装部分を解除可能に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含み、
前記第１の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面を含み、
前記第１の実装部分は、前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動時に、前記滅菌バリア組立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するように構成された負荷機構を更に含む、外科用ロボット。
［請求項６７］
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の実装部分に対して前記第２の実装部分を付勢するように構成される、請求項６６に記載の外科用ロボット。
［請求項６８］
前記第１の実装部分は、前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１の実装板および第１のボールサブ組立体を更に含む、請求項６６に記載の外科用ロボット。
［請求項６９］
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成される、請求項６８に記載の外科用ロボット。
［請求項７０］
前記負荷機構は、前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた駆動部を含み、
前記駆動部は、前記滅菌バリア組立体が前記第１の実装部分に結合されているときに前記滅菌バリア組立体の前記結合部と回転係合して配置されるように構成される、請求項６９に記載の外科用ロボット。
［請求項７１］
前記駆動部は、前記第２の位置への前記テンショナの移動に応じて、前記駆動部の回転によって前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させ、前記第１の実装部分と前記第２の実装部分との間に前記プリロード力を付与するように配置される、請求項７０に記載の外科用ロボット。
［請求項７２］
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含む、請求項６９に記載の外科用ロボット。
［請求項７３］
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含む、請求項７２に記載の外科用ロボット。
［請求項７４］
前記負荷機構は、前記第２のハブと前記第１の実装板との間に作用するように配置された付勢要素を含む、請求項７３に記載の外科用ロボット。
［請求項７５］
前記付勢要素は、円錐形ばね座金を含む、請求項７４に記載の外科用ロボット。
［請求項７６］
前記円錐形ばね座金は、２ミリメートル以下の圧縮に対して力の変化が１０％以下となるような力対圧縮の関係を有するように配置および形状付けされる、請求項７５に記載の外科用ロボット。
［請求項７７］
前記第２のハブに対する前記第１のハブの回転を検知するためのセンサを含む、請求項７３に記載の外科用ロボット。
［請求項７８］
前記第１の実装部分は、前記複数の運動学的カプラに係合するために前記複数の接触面を有する第１の複数の受容器を含む、請求項６６に記載の外科用ロボット。
［請求項７９］
外科用構成要素に接続される第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と、
前記滅菌バリア組立体を介して前記滅菌バリア組立体および第１の実装部分を解除可能に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含む外科用ロボットと、
前記ロボットアームに結合された照明デバイスと、
１つまたは複数のセンサに結合された１つまたは複数の制御器と
を含み、前記制御器は、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体および前記第２の実装部分のうちの１つまたは複数の設置に関連する状態を検出し、
前記状態を使用者に表示するために前記照明デバイスを制御する
ように構成されている、
外科用システム。
［請求項８０］
前記外科用構成要素は、エンドエフェクタとして更に画定され、
前記エンドエフェクタは、
エネルギアプリケータを支持するためのハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられた前記第２の実装部分と
を含む、請求項７９に記載の外科用システム。
［請求項８１］
前記第２の実装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを含み、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の実装部分に対して前記第２の実装部分を付勢し、
前記１つまたは複数の制御器は、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記第２の実装部分の設置に関連する前記状態を検出し、更に、
前記テンショナが前記第１の位置にあるという第１の状態を検出し、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御し、
前記テンショナが前記第２の位置にあるという第２の状態を検出し、
前記第２の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御する
ように構成されている、請求項７９に記載の外科用システム。
［請求項８２］
前記滅菌バリア組立体は、結合部と複数の運動学的カプラとを更に含み、
前記第１の実装部分は、
前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面と、
前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動時に前記滅菌バリア組立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するように構成された負荷機構と、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１の実装板および第１のボールサブ組立体とを含み、
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含み、
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含み、
前記１つまたは複数の制御器は、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第１の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出し、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第２の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出する
ように構成される、請求項８１に記載の外科用システム。
［請求項８３］
前記１つまたは複数の制御器は、
前記テンショナの第１の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出し、
前記テンショナの第２の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出する
ように構成される、請求項８１に記載の外科用システム。
［請求項８４］
前記照明デバイスは、前記第１の態様において第１の色を射出し、
前記照明デバイスは、前記第２の態様において前記第１の色とは異なる第２の色を射出する、請求項８１に記載の外科用システム。
［請求項８５］
前記照明デバイスは、前記第１の態様において不作動であるように制御され、
前記照明デバイスは、前記第２の態様において作動して光を射出するように制御される、請求項８１に記載の外科用システム。
［請求項８６］
前記照明デバイスは、前記第１の実装部分に隣接して前記ロボットアームに配設される、請求項７９に記載の外科用システム。
［請求項８７］
前記照明デバイスは、前記ロボットアームの外面を取り囲む環状構成を有する、請求項７９に記載の外科用システム。
［請求項８８］
前記滅菌バリア組立体は、前記第１の実装部分に解除可能に固定するように構成された結合部を有し、
前記１つまたは複数の制御器は、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体の設置に関連する前記状態を検出し、更に、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に固定されるという第１の状態を検出し、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御し、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に非固定であるという第２の状態を検出し、
前記第２の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御する
ように構成されている、請求項７９に記載の外科用システム。
［請求項８９］
外科用構成要素に関連する第２の実装部分と、
滅菌バリア組立体と、
前記滅菌バリア組立体を介して前記滅菌バリア組立体および第１の実装部分を解除可能に受容するように構成された第１の実装部分を有するロボットアームを含む外科用ロボットと、
前記ロボットアームに結合された照明デバイスと、
１つまたは複数のセンサに結合された１つまたは複数の制御器と
を含む外科用システムを動作させる方法であって、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体および前記第２の実装部分のうちの１つまたは複数の設置に関連する状態を検出することと、
前記状態を使用者に表示するために前記照明デバイスを制御することと、を含む方法。
［請求項９０］
前記第２の実装部分は、第１の位置から第２の位置に移動可能なテンショナを含み、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１の実装部分に対して前記第２の実装部分を付勢し、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記第２の実装部分の設置に関連する前記状態を検出することを含み、これは、
前記テンショナが前記第１の位置にあるという第１の状態を検出することと、
前記第１の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御することと、
前記テンショナが前記第２の位置にあるという第２の状態を検出することと、
前記第２の状態を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御することと
を含む、請求項８９に記載の方法。
［請求項９１］
前記滅菌バリア組立体は、結合部と複数の運動学的カプラとを更に含み、
第１の実装部分は、
前記滅菌バリア組立体の前記複数の運動学的カプラに係合するための複数の接触面と、
前記第１の位置から前記第２の位置への前記テンショナの移動時に前記滅菌バリア組立体を通して前記第２の実装部分にプリロード力を付与するように構成された負荷機構と、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部に解除可能に固定するように構成された第１の実装板および第１のボールサブ組立体とを含み、
前記負荷機構は、前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて、前記第１のボールサブ組立体を軸方向に移動させるように構成された負荷アクチュエータを含み、
前記負荷アクチュエータは、
前記第１のボールサブ組立体に動作可能に取り付けられた第１のハブと、
前記第１の実装板に動作可能に取り付けられた第２のハブと、
前記ハブ間に配置された複数のボールベアリングと、
前記第２の位置に向けた前記テンショナの移動に応じて前記ボールベアリングが沿って転動する前記ハブのうちの１つまたは複数に画定されたランプとを含み、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第１の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出することと、
前記第２のハブに対する前記第１のハブの第２の位置または回転量を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出することと
を含む、請求項９０に記載の方法。
［請求項９２］
前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記テンショナの第１の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第１の位置にあるという前記第１の状態を検出することと、
前記テンショナの第２の位置または移動を、前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて更に検出することによって、前記テンショナが前記第２の位置にあるという前記第２の状態を検出することと
を含む、請求項９０に記載の方法。
［請求項９３］
前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
第１の色を射出するように前記照明デバイスを前記第１の態様に制御することと、
前記第１の色とは異なる第２の色を射出するように前記照明デバイスを前記第２の態様に制御することと
を含む、請求項９０に記載の方法。
［請求項９４］
前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記照明デバイスを前記第１の態様において不作動であるように制御することと、
前記照明デバイスを前記第２の態様において作動して光を射出するように制御することと
を含む、請求項９０に記載の方法。
［請求項９５］
前記滅菌バリア組立体は、前記第１の実装部分に解除可能に固定するように構成された結合部を有し、
前記方法は、前記１つまたは複数の制御器を含み、更に、
前記１つまたは複数のセンサからの測定値を用いて、前記第１の実装部分への前記滅菌バリア組立体の設置に関連する前記状態を検出することを含み、これは、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に固定されているという第１の条件を検出することと、
前記第１の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第１の態様に制御することと、
前記滅菌バリア組立体の前記結合部が前記第１の実装部分に非固定であるという第２の状態を検出することと、
前記第２の条件を前記使用者に表示するために、前記照明デバイスを第２の態様に制御することと
を含む、請求項８９に記載の方法。

【外国語明細書】