特許 7281223 展開可能および折り畳み可能な外部切断または把持機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-17

(45)【発行日】2023-05-25

(54)【発明の名称】展開可能および折り畳み可能な外部切断または把持機構

(51)【国際特許分類】

   A61B 10/02 20060101AFI20230518BHJP

【ＦＩ】

A61B10/02 110H

A61B10/02 110Z

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021514528

(86)(22)【出願日】2019-09-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-04

(86)【国際出願番号】 US2019051727

(87)【国際公開番号】W WO2020061190

(87)【国際公開日】2020-03-26

【審査請求日】2022-04-08

(31)【優先権主張番号】62/732,903

(32)【優先日】2018-09-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513093081

【氏名又は名称】ブリガム ヤング ユニバーシティ

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ハイアット、ランス

(72)【発明者】

【氏名】シェフィールド、ジェイコブ

(72)【発明者】

【氏名】シーモア、ケンダル、ハル

(72)【発明者】

【氏名】カニングトン、スコット

(72)【発明者】

【氏名】マグレビー、スペンサー

(72)【発明者】

【氏名】ハウエル、ラリー

【審査官】外山 未琴

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／０２７５４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表平０４－５０７３６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １０／０２

Ａ６１Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空ロッド展開可能アクチュエータツールであって、
シリンダを含む第１のリンクであって、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、中空ロッドの外周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する壁と、
第１のジョイントと前記第１のジョイントからずらして配置された第２のジョイントとを前記壁に装着させる、前記壁内の孔と、を含む、第１のリンクと、
第１のツール機構であって、
第１のツール部材を含む、前記中央通路に対して垂直な第１の平面内の第２のリンクであって、前記第１のツール部材が、
第１の端部および第２の端部を有する本体と、
前記本体の前記第１の端部上の接触領域と、
前記本体の前記第１の端部に近接する第３のジョイントと、
前記本体の前記第２の端部における第４のジョイントと、を含む、第２のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な第２の平面内の第３のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第１のジョイントと旋回可能近くに接続された第１の端部と、
前記第２のリンクの前記第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第３のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な前記第２の平面内の第４のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第２のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第２のリンクの前記第４のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第４のリンクと、を含む、第１のツール機構と、
第２のツール機構であって、
第２のツール部材を含む、前記中央通路に対して垂直な第２の平面内の第５のリンクであって、前記第２のツール部材が、
第１の端部および第２の端部を有する本体と、
前記本体の前記第１の端部上の接触領域と、
前記本体の前記第１の端部に近接する第５のジョイントと、
前記本体の前記第２の端部における第６のジョイントと、を含む、第５のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な前記第１の平面内の第６のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第２のジョイントに旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第５のリンクの前記第５のジョイントに旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体とを、含む、第６のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な前記第１の平面内の第７のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第１のジョイントに旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第５のリンクの前記第６のジョイントに旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第７のリンクと、を含む、第２のツール機構と、を備え、
前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記中空ロッドの前記外周の内部に完全に収容されている第１の状態から、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記第１のリンクの前記壁内の前記孔を通過して前記中空ロッドの前記外周の外側に延出する第２の状態に移行する、
中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項2】

前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が、前記第１のツール部材の前記接触領域と前記第２のツール部材の前記接触領域との間にある物体に係合する、請求項１に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項3】

前記第１のツール機構の前記接触領域および前記第２のツール機構の前記接触領域のうちの少なくとも１つがブレードである、請求項２に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項4】

前記第１のツール機構の前記接触領域および前記第２のツール機構の前記接触領域のうちの少なくとも１つが安定化足部であり、かつ／または、
前記第２のリンクの前記本体、前記第３のリンクの前記本体、前記第４のリンクの前記本体、前記第５のリンクの前記本体、前記第６のリンクの前記本体、および前記第７のリンクの前記本体のうちの少なくとも１つが前記第１のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、その結果、前記第２のリンク、前記第３のリンク、前記第４のリンク、前記第５のリンク、前記第６のリンク、および前記第７のリンクは、前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールが前記第１の状態にあるときに前記外周と同一平面にある、請求項１から３のいずれか一項に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項5】

前記第１のリンクの前記孔が、前記第１のリンクの前記第２の端部に近接して配置され、かつ／または、
前記第１の状態から前記第２の状態への移行が、前記第１のリンクの前記シリンダの長さを延長するケーブルにより作動される、請求項１から４のいずれか一項に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項6】

中空ロッド展開可能アクチュエータツールであって、
内側シリンダを含む第１のリンクであって、前記内側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、中空ロッドの内周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する第１の壁と、
第１のジョイントおよび第２の摺動ジョイントを有する、前記第１の壁内の第１の孔と、を含む、第１のリンクと、
第１のツール機構であって、
第１のツール部材を含む第２のリンクであって、前記第１のツール部材が、
前記第１のジョイントにおいて前記第１のリンクの前記第１の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第２のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第３のジョイントと、を含む、第２のリンクと、
第３のリンクであって、
前記第２のリンクの前記第３のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
第４のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第３のリンクと、を含む、第１のツール機構と、
外側シリンダを含む第４のリンクであって、前記外側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、前記中空ロッドの外周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路を画定する第２の壁と、
前記第４のジョイントおよび第５のジョイントを有する、前記第２の壁内の第２の孔と、を含む、第４のリンクと、
第２のツール機構であって、
第２のツール部材を含む第５のリンクであって、前記第２のツール部材が、
前記第５のジョイントにおいて前記第４のリンクの前記第２の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第５のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第６のジョイントと、を含む、第５のリンクと、
第６のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第２の摺動ジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第５のリンクの前記第６のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体とを含む、第６のリンクとを含む、第２のツール機構と、を備え、
前記第１のリンクの前記内側シリンダが前記第４のリンクの外輪に対して回転されると、前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記第１の壁の前記第１の孔および前記第２の壁の前記第２の孔内に収容されている第１の状態から、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記中空ロッドの前記外周の外側に延出する第２の状態に移行する、
中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項7】

前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が、前記第１のツール機構の前記接触領域と前記第２のツール機構の前記接触領域との間にある物体に係合するように構成される、請求項６に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項8】

前記第１のツール機構の前記接触領域および前記第２のツール機構の前記接触領域のうちの少なくとも１つがブレードである、請求項７に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項9】

前記第１のツール機構の前記接触領域および前記第２のツール機構の前記接触領域のうちの少なくとも１つが安定化足部であり、かつ／または、
前記第２のリンクの前記本体および前記第５のリンクの前記本体が前記第４のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、前記第３のリンクの前記本体および前記第６のリンクの前記本体が前記第１のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、その結果、前記第２のリンク、前記第３のリンク、前記第５のリンク、および前記第６のリンクは、前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールが前記第１の状態にあるときに前記内周および前記外周と同一平面にあり、かつ／または、
前記第１のリンクの前記第１の孔および前記第４のリンクの前記第２の孔が、前記第１のリンクの前記第２の端部および前記第４のリンクの前記第２の端部に近接して配置される、請求項６から８のいずれか一項に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項10】

中空ロッド展開可能アクチュエータツールであって、
内側シリンダを含む第１のリンクであって、前記内側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、中空ロッドの内周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する第１の壁と、
第１のジョイントを有する第１の壁内の第１の孔と、を含む、第１のリンクと、
第１のツール機構であって、
第２のリンクであって、
前記第１のジョイントにおいて前記第１のリンクの前記第１の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第２のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第２のジョイントと、を含む、第２のリンクと、
第３のリンクであって、
前記第２のリンクの前記第２のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第３のリンクと、を含む、第１のツール機構と、
外側シリンダを含む第４のリンクであって、前記外側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、前記中空ロッドの外周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する第２の壁と、
前記第３のジョイントを有する前記第２の壁内の第２の孔と、を含む、第４のリンクと、
第２のツール機構であって、
第５のリンクであって、
前記第１のジョイントにおいて前記第１のリンクの前記第１の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第５のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第４のジョイントと、を含む、第５のリンクと、
第６のリンクであって、
前記第５のリンク上の前記第４のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第４のリンクの前記第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第６のリンクと、を含む、第２のツール機構と、を備え、
前記第１のリンクの前記内側シリンダが、前記第４のリンクの外輪に対して回転されると、前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記第１の壁の前記第１の孔および前記第２の壁の前記第２の孔内に収容されている第１の状態から、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記中空ロッドの前記外周の外側に延出する第２の状態に移行する、
中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項11】

前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が、前記第１のツール機構の前記接触領域と前記第２のツール機構の前記接触領域との間にある物体に係合するように構成される、請求項１０に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項12】

前記第１のツール機構の前記接触領域および前記第２のツール機構の前記接触領域のうちの少なくとも１つがブレードである、請求項１１に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項13】

前記第１のツール機構の前記接触領域および前記第２のツール機構の前記接触領域のうちの少なくとも１つが安定化足部であり、かつ／または、
前記第２のリンクの前記本体および前記第５のリンクの前記本体が前記第４のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、前記第３のリンクの前記本体および前記第６のリンクの前記本体が前記第１のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、その結果、前記第２のリンク、前記第３のリンク、前記第５のリンク、および前記第６のリンクは、前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールが前記第１の状態にあるときに前記内周および前記外周と同一平面にある、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項14】

前記第１のリンクの前記第１の孔および前記第４のリンクの前記第２の孔が、前記第１のリンクの前記第２の端部および前記第４のリンクの前記第２の端部に近接して配置され、かつ／または、
前記第１のジョイントおよび前記第３のジョイントのうちの少なくとも１つがコンプライアント機構である、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール。

【請求項15】

中空ロッド展開可能アクチュエータツールを使用する方法であって、
中空ロッド展開可能アクチュエータツールを提供することと、
前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールを作動させて、第１の閉鎖状態から第２の開放状態に移行させることと、を含み、
前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールが、
シリンダを含む第１のリンクであって、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、中空ロッドの外周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する第１の壁と、
第１のジョイントと前記第１のジョイントからずらして配置された第２のジョイントとを前記第１の壁に装着させる、前記第１の壁内の孔と、を含む、第１のリンクと、
第１のツール機構であって、
第１のツール部材を含む、前記中央通路に対して垂直な第１の平面内の第２のリンクであって、前記第１のツール部材が、
第１の端部および第２の端部を有する本体と、
前記本体の前記第１の端部上の接触領域と、
前記本体の前記第１の端部に近接する第３のジョイントと、
前記本体の前記第２の端部における第４のジョイントと、を含む、第２のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な第２の平面内の第３のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第１のジョイントと旋回可能近くに接続された第１の端部と、
前記第２のリンクの前記第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第３のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な前記第２の平面内の第４のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第２のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第２のリンクの前記第４のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第４のリンクと、を含む、第１のツール機構と、
第２のツール機構であって、
第２のツール部材を含む、前記中央通路に対して垂直な第２の平面内の第５のリンクであって、前記第２のツール部材が、
第１の端部および第２の端部を有する本体と、
前記本体の前記第１の端部上の接触領域と、
前記本体の前記第１の端部に近接する第５のジョイントと、
前記本体の前記第２の端部における第６のジョイントと、を含む、第５のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な前記第１の平面内の第６のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第２のジョイントに旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第５のリンクの前記第５のジョイントに旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体とを、含む、第６のリンクと、
前記中央通路に対して垂直な前記第１の平面内の第７のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第１のジョイントに旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第５のリンクの前記第６のジョイントに旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第７のリンクと、を含む、第２のツール機構と、を備え、
前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記中空ロッドの前記外周の内部に完全に収容されている第１の状態から、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記第１のリンクの前記第１の壁内の前記孔を通過して前記中空ロッドの前記外周の外側に延出する第２の状態に移行する、
方法。

【請求項16】

中空ロッド展開可能アクチュエータツールを使用する方法であって、
中空ロッド展開可能アクチュエータツールを提供することと、
前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールを作動させて、第１の閉鎖状態から第２の開放状態に移行させることと、を含み、
内側シリンダを含む第１のリンクであって、前記内側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、中空ロッドの内周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する第１の壁と、
第１のジョイントおよび第２の摺動ジョイントを有する、前記第１の壁内の第１の孔と、を含む、第１のリンクと、
第１のツール機構であって、
第１のツール部材を含む第２のリンクであって、前記第１のツール部材が、
前記第１のジョイントにおいて前記第１のリンクの前記第１の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第２のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第３のジョイントと、を含む、第２のリンクと、
第３のリンクであって、
前記第２のリンクの前記第３のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
第４のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第３のリンクと、を含む、第１のツール機構と、
外側シリンダを含む第４のリンクであって、前記外側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、前記中空ロッドの外周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路を画定する第２の壁と、
前記第４のジョイントおよび第５のジョイントを有する前記第２の壁内の第２の孔と、を含む、第４のリンクと、
第２のツール機構であって、
第２のツール部材を含む第５のリンクであって、前記第２のツール部材が、
前記第５のジョイントにおいて前記第４のリンクの前記第２の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第５のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第６のジョイントと、を含む、第５のリンクと、
第６のリンクであって、
前記第１のリンク上の前記第２の摺動ジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第５のリンクの前記第６のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体とを含む、第６のリンクとを含む、第２のツール機構と、を備え、
前記第１のリンクの前記内側シリンダが前記第４のリンクの外輪に対して回転されると、前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記第１の壁の前記第１の孔および前記第２の壁の前記第２の孔内に収容されている第１の状態から、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記中空ロッドの前記外周の外側に延出する第２の状態に移行し、かつ／または、
前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールが、
内側シリンダを含む第１のリンクであって、前記内側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在し、中空ロッドの内周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する第１の壁と、
第１のジョイントを有する第１の壁内の第１の孔と、を含む、第１のリンクと、
第１のツール機構であって、
第２のリンクであって、
前記第１のジョイントにおいて前記第１のリンクの前記第１の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第２のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第２のジョイントと、を含む、第２のリンクと、
第３のリンクであって、
前記第２のリンクの前記第２のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第３のリンクと、を含む、第１のツール機構と、
外側シリンダを含む第４のリンクであって、前記外側シリンダが、
第１の開口を有する第１の端部と、
第２の開口を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部の間に延在し、前記中空ロッドの外周と、内部を通る前記第１の端部から前記第２の端部への中央通路とを画定する第２の壁と、
前記第３のジョイントを有する前記第２の壁内の第２の孔と、を含む、第４のリンクと、
第２のツール機構であって、
第５のリンクであって、
前記第１のジョイントにおいて前記第１のリンクの前記第１の壁と旋回可能に接続された第１の端部と、
接触領域を有する第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、
前記第５のリンクの前記本体の前記第２の端部からずらして配置された第４のジョイントと、を含む、第５のリンクと、
第６のリンクであって、
前記第５のリンク上の前記第４のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、
前記第４のリンクの前記第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する本体と、を含む、第６のリンクと、を含む、第２のツール機構と、を備え、
前記第１のリンクの前記内側シリンダが、前記第４のリンクの外輪に対して回転されると、前記中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記第１の壁の前記第１の孔および前記第２の壁の前記第２の孔内に収容されている第１の状態から、前記第１のツール機構および前記第２のツール機構が前記中空ロッドの前記外周の外側に延出する第２の状態に移行する、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願への相互参照］
本願は、同時継続中の２０１８年９月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／７３２，９０３号の優先権を主張し、両出願に共通するすべての主題についてその利益を受ける。当該仮特許出願の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

［連邦支援の研究または開発に関する文書］
本発明は、米国国立科学財団により与えられたＮＳＦ賞第１６６３３４５号の下で政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明に対して一定の権利を有する。

【0003】

本発明は、ツールに関し、より具体的には、中空ロッドの外側にある物体に対して切断、把持、および／または圧搾などのタスクを実行するのに好適な、中空ロッド内に配置された作動機構に関する。

【背景技術】

【0004】

一般に、中空円筒状シャフト、チューブ、またはロッド内に配置された作動機構を有するツールの分野において、従来のツールは、ロッドの端部において１つの機構のみが動作することが可能であることが多い。これは、中空ロッドの内側断面積が小さい場合にとりわけそうである。例えば、ダウンホール掘削機器および低侵襲外科器具などは、シャフト／チューブ／ロッドの遠位端部で動作するために単一のツールを使用することが多く、そのようなシャフト、チューブ、またはロッド型のツール実装を代表する。

【発明の概要】

【0005】

小さい断面積を有する中空ロッド内に配置された複数の展開可能な作動機構を有する中空ロッド展開可能アクチュエータツールが必要である。本発明は、他の所望の特徴を有することに加えて、この必要性に対処するためのさらなる解決策を対象とする。

【0006】

本発明の例示的な実施形態によれば、中空ロッド展開可能アクチュエータツールが提供される。中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、シリンダを含む第１のリンクと、第１のツール機構と、第２のツール機構とを含む。

【0007】

第１のリンクのシリンダは、第１の開口を有する第１の端部と、第２の開口を有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在し、中空ロッドの外周と、内部を通る第１の端部から第２の端部への中央通路とを画定する壁と、第１のジョイントと、第１のジョイントからずらして配置された第２のジョイントとを壁に装着させる、壁内の孔とを含む。

【0008】

第１のツール機構は、第１のツール部材を含む中央通路に対して垂直な第１の平面内の第２のリンクと、中央通路に対して垂直な第２の平面内の第３のリンクと、中央通路に対して垂直な第２の平面内の第４のリンクとを含む。第２のリンクの第１のツール部材は、第１の端部および第２の端部を有する本体と、本体の第１の端部上の接触領域と、本体の第１の端部に近接する第３のジョイントと、本体の第２の端部における第４のジョイントとを含む。第３のリンクは、第１のリンク上の第１のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第２のリンクの第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。第４のリンクは、第１のリンク上の第２のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第２のリンクの第４のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。

【0009】

第２のツール機構は、第２のツール部材を含む中央通路に対して垂直な第２の平面内の第５のリンクと、中央通路に対して垂直な第１の平面内の第６のリンクと、中央通路に対して垂直な第１の平面内の第７のリンクとを含む。第５のリンクの第２のツール部材は、第１の端部および第２の端部を有する本体と、本体の第１の端部上の接触領域と、本体の第１の端部に近接する第５のジョイントと、本体の第２の端部における第６のジョイントとを含む。第６のリンクは、第１のリンク上の第２のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第５のリンクの第５のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。第７のリンクは、第１のリンク上の第１のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第５のリンクの第６のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。

【0010】

中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、第１のツール機構および第２のツール機構が中空ロッドの外周の内部に完全に収容されている第１の状態から、第１のツール機構および第２のツール機構が第１のリンクの壁内の孔を通過して中空ロッドの外周の外側に延出する第２の状態に移行する。

【0011】

本発明の態様によれば、第１のツール機構および第２のツール機構は、第２の開放状態にあるときに、第１のツール部材の接触領域と第２のツール部材の接触領域との間にある物体に係合するように構成される。特定のそのような態様において、第１のツール機構の接触領域および第２のツール機構の接触領域のうちの少なくとも１つはブレードである。

【0012】

本発明の態様によれば、第１のツール機構の接触領域および第２のツール機構の接触領域のうちの少なくとも１つは安定化足部である。

【0013】

本発明の態様によれば、第２のリンクの本体、第３のリンクの本体、第４のリンクの本体、第５のリンクの本体、第６のリンクの本体、および第７のリンクの本体のうちの少なくとも１つは、第１のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、その結果、第２のリンク、第３のリンク、第４のリンク、第５のリンク、第６のリンク、および第７のリンクは、アクチュエータツールが第１の状態にあるときに外周と同一平面にある。

【0014】

本発明の態様によれば、第１のリンクの孔は、第１のリンクの第２の端部に近接して配置される。

【0015】

本発明の態様によれば、第１の状態から第２の状態への移行は、第１のリンクのシリンダの長さを延長するケーブルにより作動される。

【0016】

本発明の例示的な実施形態によれば、中空ロッド展開可能アクチュエータツールが提供される。中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、内側シリンダを含む第１のリンクと、第２のリンクおよび第３のリンクを有する第１のツール機構と、外側シリンダを含む第４のリンクと、第５のリンクおよび第６のリンクを有する第２のツール機構とを含む。

【0017】

第１のリンクの内側シリンダは、第１の開口を有する第１の端部と、第２の開口を有する第２の端部と、第１の開口と第２の開口との間に延在し、中空ロッドの内周と、内部を通る第１の開口から第２の開口への中央通路とを画定する第１の壁と、第１のジョイントおよび第２の摺動ジョイントを有する壁内の第１の孔とを含む。

【0018】

第１のツール機構は、第１のツール部材を含む第２のリンクと、第３のリンクとを含む。第２のリンクの第１のツール部材は、第１のジョイントにおいて第１のリンクの壁と旋回可能に接続された第１の端部と、接触領域を有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体と、第２のリンクの本体の第２の端部からずらして配置された第３のジョイントとを含む。第３のリンクは、第２のリンクの第３のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第４のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。

【0019】

第４のリンクの外側シリンダは、第１の開口を有する第１の端部と、第２の開口を有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在し、中空ロッドの外周と、内部を通る第１の端部から第２の端部への中央通路とを画定する第２の壁と、第４のジョイントおよび第５のジョイントを有する第２の壁内の第２の孔とを含む。

【0020】

第２のツール機構は、第２のツール部材を含む第５のリンクと、第６のリンクとを含む。第５のリンクの第２のツール部材は、第５のジョイントにおいて第４のリンクの壁と旋回可能に接続された第１の端部と、接触領域を有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体と、第５のリンクの本体の第２の端部からずらして配置された第６のジョイントとを含む。第６のリンクは、第１のリンク上の第２の摺動ジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第５のリンクの第６のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。

【0021】

第１のリンクの内側シリンダが第４のリンクの外輪に対して回転されると、アクチュエータツールは、第１のツール機構および第２のツール機構が壁の孔内に収容されている第１の状態から、第１のツール機構および第２のツール機構が中空ロッドの外周の外側に延出する第２の状態に移行する。

【0022】

本発明の態様によれば、第１のツール機構および第２のツール機構は、第１のツール機構の接触領域と第２のツール機構の接触領域との間にある物体に係合するように構成される。特定の態様において、第１のツール機構の接触領域および第２のツール機構の接触領域のうちの少なくとも１つはブレードである。

【0023】

本発明の態様によれば、第１のツール機構の接触領域および第２のツール機構の接触領域のうちの少なくとも１つは安定化足部である。

【0024】

本発明の態様によれば、第２のリンクの本体および第５のリンクの本体は第４のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、第３のリンクの本体および第６のリンクの本体は、第１のリンクの湾曲と一致するように湾曲しており、その結果、第２のリンク、第３のリンク、第５のリンク、および第６のリンクは、アクチュエータツールが第１の状態にあるときに内周および外周と同一平面にある。

【0025】

本発明の態様によれば、第１のリンクの孔および第４のリンクの孔は、第１のリンクの第２の端部および第４のリンクの第２の端部に近接して配置される。

【0026】

本発明の例示的な実施形態によれば、中空ロッド展開可能アクチュエータツールが提供される。中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、内側シリンダを含む第１のリンクと、第２のリンクおよび第３のリンクを有する第１のツール機構と、外側シリンダを含む第４のリンクと、第５のリンクおよび第６のリンクを有する第２のツール機構とを含む。

【0027】

第１のリンクの内側シリンダは、第１の開口を有する第１の端部と、第２の開口を有する第２の端部と、第１の開口と第２の開口との間に延在し、中空ロッドの内周と、内部を通る第１の開口から第２の開口への中央通路とを画定する第１の壁と、第１のジョイントを有する壁内の第１の孔とを含む。

【0028】

第１のツール機構は、第２のリンクおよび第３のリンクを含む。第２のリンクは、第１のジョイントにおいて第１のリンクの壁と旋回可能に接続された第１の端部と、接触領域を有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体と、第２のリンクの本体の第２の端部からずらして配置された第２のジョイントとを含む。第３のリンクは、第２のリンクの第２のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第３のジョイントと旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。

【0029】

第４のリンクの外側シリンダは、第１の開口を有する第１の端部と、第２の開口を有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在し、中空ロッドの外周と、内部を通る第１の端部から第２の端部への中央通路とを画定する第２の壁と、第３のジョイントを有する第２の壁内の第２の孔とを含む。

【0030】

第２のツール機構は、第５のリンクおよび第６のリンクを含む。第５のリンクは、第１のジョイントにおいて第１のリンクの壁と旋回可能に接続された第１の端部と、接触領域を有する第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体と、第５のリンクの本体の第２の端部からずらして配置された第４のジョイントとを含む。第６のリンクは、第５のリンク上の第４のジョイントと旋回可能に接続された第１の端部と、第４のリンクの第３のジョイントお旋回可能に接続された第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する本体とを含む。

【0031】

第１のリンクの内側シリンダが第４のリンクの外輪に対して回転されると、アクチュエータツールは、第１のツール機構および第２のツール機構が壁の孔内に収容されている第１の状態から、第１のツール機構および第２のツール機構が中空ロッドの外周の外側に延出する第２の状態に移行する。

【0032】

本発明の態様によれば、第１のジョイントおよび第３のジョイントのうちの少なくとも１つはコンプライアント機構であり得る。

【0033】

本発明の例示的な実施形態によれば、中空ロッド展開可能アクチュエータツールを使用するための方法が提供される。本方法は、中空ロッド展開可能アクチュエータツールを提供することと、中空ロッド展開可能アクチュエータツールを作動させて、第１の閉鎖状態から第２の開放状態に移行させることと、を含む。

【0034】

本発明の態様によれば、中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、シリンダを含む第１のリンクと、第１のツール機構と、第２のツール機構とを含む。

【0035】

本発明の態様によれば、中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、内側シリンダを含む第１のリンクと、第２のリンクおよび第３のリンクを有する第１のツール機構と、外側シリンダを含む第４のリンクと、第５のリンクおよび第６のリンクを有する第２のツール機構とを含む。

【0036】

本発明の態様によれば、本方法は、物体を、第１のツール部材および第２のツール部材の接触領域に係合させることをさらに含む。

【図面の簡単な説明】

【0037】

本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明を参照することによって、より完全に理解されるであろう。

【0038】

【図1】中央切断および／または把持展開可能アクチュエータ機構を有する中空ロッド展開可能アクチュエータツールの連続図を示し、ツールは、ロッド内に格納されている段階から、開放状態に配備された段階、閉鎖状態に配備された段階へと異なる作動段階を移行している。

【0039】

【図2】配備されて閉鎖した構成における図１の中空ロッド展開可能アクチュエータツールの図であり、作動引き紐には引く力がかけられている。

【0040】

【図3】切断および／または把持展開可能アクチュエータ機構を有する中空ロッド展開可能アクチュエータツールの連続等大図を示し、ツールは、ロッド内に格納されている段階から、部分的に配備され、配備されて閉鎖された段階へと異なる作動段階を移行している。

【0041】

【図4A】切断および／または把持展開可能アクチュエータ機構を有する中空ロッド展開可能アクチュエータツールの連続図を示し、ツールは、ロッド内に格納されている段階から、部分的に配備され、配備されて閉鎖された段階へと異なる作動段階を移行している。

【0042】

【図4B】切断および／または把持展開可能アクチュエータ機構を有する図４Ａの中空ロッド展開可能アクチュエータツールの連続図を示し、ツールは、ロッド内に格納されている段階から、部分的に配備され、配備されて閉鎖された段階へと異なる作動段階を移行している。

【0043】

【図4C】コンプライアント機構を使用する切断および／または把持展開可能アクチュエータ機構を有する中空ロッド展開可能アクチュエータツールの連続斜視図を示し、ツールは、ロッド内に格納されている段階から、部分的に配備され、配備されて閉鎖された段階へと異なる作動段階を移行している。

【0044】

【図5A】格納状態における中空ロッド展開可能アクチュエータツールを示し、ツールは、円筒状チューブ用の着陸装置または安定化足部としての機構の使用など、非把持用途に向けられている。

【図5B】完全に配備された状態における中空ロッド展開可能アクチュエータツールを示し、ツールは、円筒状チューブ用の着陸装置または安定化足部としての機構の使用など、非把持用途に向けられている。

【0045】

【図6】中空ロッド展開可能アクチュエータツールを使用するための方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0046】

本発明の例示的な実施形態は、中空ロッド展開可能アクチュエータツールに関する。このツールは、円筒状チューブの外側にある加工物に２つ以上の側面から接触する（例えば、切断、把持、または圧搾する）ために作動し得る湾曲したリンク（展開可能）の四節機構を隠す円筒状チューブを含む。機構が格納されると、シャフトは、一定の外径を有する単純な円筒状チューブのように見える。機構は、外側シリンダに対して内側シリンダを回転させること、他の回転アクチュエータを用いること、作動ケーブル、形状記憶アロイ、または他の作動デバイスを使用することによって作動される。

【0047】

単一の中空ロッド展開可能アクチュエータツールは、狭い入口を通って作業空間に進入してもよい一方、ツールの中央を通過する機構は、中空ロッドの端部において何らかの機能を実行する。機構が動作している間、機構は、円筒状チューブの外側に対して作動して、中空ロッドの外側にある任意の物体を切断、把持、または圧搾するなどのタスクを実行することができる。これにより、作業空間への単一の進入により複数の機能を実行することが可能となる。

【0048】

システムを双安定または多安定にするために、コンプライアント部品がシステムに含まれ得る。そのようなセグメントはまた、同じ平面内にデュアルシステムを置くために使用され得る。

【0049】

図１から図６において、全体にわたり同様の部品は同様の参照番号によって示され、これらの図は、本発明による中空ロッド展開可能アクチュエータツールの例示的な実施形態または複数の実施形態を示す。本発明は図面に示される例示的な実施形態または複数の実施形態を参照して説明されるものの、本発明は多くの変形形態によって具現化され得ることを理解されたい。当業者であれば、本発明の趣旨および範囲に依然として留まる様式で、要素または材料のサイズ、形状、または種類などの、開示される実施形態のパラメータを変更するための異なる方法をさらに認識するであろう。

【0050】

本明細書で利用される場合、「展開可能」という用語は特定の定義を有する。展開可能面は、破損または延伸を伴わずに材料の薄板から作製され得る形状である。「展開可能機構」または「展開可能アクチュエータ」という用語は、本明細書で利用される場合、互換的な用語であり、展開可能面に適合するかまたはそれから作られた機構を説明する。展開可能機構は、飛行機の胴体および翼、潜水艦の船体、ロケットコーン、および低侵襲外科器具などの展開可能面に適合するかまたはそれから生み出され得る。

【0051】

図１および図２は、本発明の中空ロッド展開可能アクチュエータツール１００の一実施形態を示す。図１は、連続図（ａ）～（ｃ）において中空ロッド展開可能アクチュエータツール１００の上面図を示し、第１の格納状態（ａ）から第２の配備状態（ｃ）のツールの作動を示している。図２は、使用中の中空ロッドアクチュエータを示す。図１および図２の実施形態では、円筒状中空チューブの形態の単一の中空ロッドには２つの四節機構が設けられ、その両方はシリンダの直径および厚さに適合しており、その結果、当該機構の個々のリンクはシリンダと同じ湾曲を有する（ただし、これは動作のための必要条件ではない）。

【0052】

両方の四節機構は、シリンダを含む第１のリンク１０２を共有する。第１の四節機構の残りは、第２のリンク１０６、第３のリンク１０８、および第４のリンク１１０を含む第１のツール機構１０４を構成する。第２の四節機構の残りは、第５のリンク１１４、第６のリンク１１６、および第７のリンク１１８を含む第２のツール機構１１２を構成する。これらの要素のそれぞれは、以下により詳細に説明される。

【0053】

第１のリンク１０２のシリンダは、第１の開口を有する第１の端部１２０と、第２の開口を有する第２の端部１２２と、第１の端部１２０と第２の端部１２２との間に延在し、中空ロッド展開可能アクチュエータツール１００の外周と、内部を通る第１の端部１２０から第２の端部１２２への中央通路１２６とを画定する壁１２４とを有する。孔１２８が壁１２４内に配置されており、第１のジョイント１３０と、第１のジョイント１３０からずらして配置された第２のジョイント１３２とをそこに装着させる。

【0054】

第１のリンク１０２の壁１２４は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。他の好適な材料は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。第１のリンク１０２の外周、ならびに第１の端部１２０と第２の端部１２２との間の壁１２４の長さは、中空ロッド展開可能アクチュエータツール１００の意図される使用または用途に応じて変動し得る。

【0055】

壁１２４内の孔１２８は、本デバイスの機構が閉鎖位置にあるときに第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２が第１の孔内に存在するかまたは他の様式で格納されることを可能にするようにサイズ決めおよび寸法決めされた凹部、切欠き部、チャネル、通路、またはウィンドウなどを含む。第１のジョイント１３０は、壁１２４内に埋め込まれ、孔１２８の一端において孔１２８をまたぐピンである。第２のジョイント１３２は、壁１２４内に埋め込まれ、孔１２８の他端において孔１２８をまたぐピンであり、その結果、第２のジョイント１３２は第１のリンク１０２のシリンダの円周に沿って第１のジョイント１３０からずらして配置される。他の好適なジョイントデバイスおよび構成は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0056】

説明されるように、第１のツール機構１０４は、第２のリンク１０６、第３のリンク１０８、および第４のリンク１１０を含む。これらの要素は、第１のリンク１０２と合わせて、第１の四節機構を構成する。

【0057】

図１および図２の例において、第２のリンク１０６は、中央通路１２６に対して垂直な第１の平面内にあり、第１のツール部材を構成する。第２のリンク１０６の第１のツール部材は、第１の端部および第２の端部を有する本体１３４と、本体１３４の第１の端部上の接触領域１３６と、本体１３４の第１の端部に近接する第３のジョイント１３８と、本体１３４の第２の端部における第４のジョイント１４０とを含む。

【0058】

第２のリンク１０６の第１のツール部材を構成する本体１３４は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第２のリンク１０６の本体１３４は、図１の第１の図（ａ）に見られるように機構が閉鎖状態にあるとき、第１のツール機構１０４が第１のリンク１０２の壁１２４内の孔１２８内に格納または他の様式でドッキングされているときに第２のリンク１０６の本体１３４が第１のリンク１０２のシリンダの外周と位置合わせされてその中に収容され得るように、第１のリンク１０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0059】

接触領域１３６は、第１のツール部材が開放状態にある機構の外側に延出しているときに物体に係合するように構成される。特定の実施形態では、接触領域１３６は把持表面である。他の実施形態では、接触領域１３６はブレードである。さらに他の実施形態では、接触領域１３６は安定化足部である。特定の実施形態では、接触領域１３６は、本体１３４の一部として、本体１３４と同じ材料から形成される。他の実施形態では、接触領域１３６は、本体１３４とは異なる材料で形成されて、本体１３４に取り付けられ得る。特定の実施形態では、接触領域１３６は、中央通路１２６に対して垂直な第１の平面から中央通路１２６に対して垂直な第２の平面内へ延出し得る。他の好適な材料および実装は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0060】

図１および図２の例において、第３のリンク１０８は、中央通路１２６に対して垂直な第２の平面内にある。第３のリンク１０８は、第１のリンク１０２の第１のジョイント１３０と旋回可能に接続された第１の端部１４２と、第２のリンク１０６の第３のジョイント１３８と旋回可能に接続された第２の端部１４４と、第１の端部１４２と第２の端部１４４との間に延在する本体１４６とを含む。第３のリンク１０８の本体１４６は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第３のリンク１０８の本体１４６は、図１の第１の図（ａ）に見られるように機構が閉鎖状態にあるときに、第３のリンク１０８の本体１４６が第１のリンク１０２内の孔１２８内に存在し、第１のリンク１０２の外周と同一平面であり得るように、第１のリンク１０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0061】

図１および図２の例では、第４のリンク１１０は、中央通路１２６に対して垂直な第２の平面内にある。第４のリンク１１０は、第１のリンク１０２の第２のジョイント１３２と旋回可能に接続された第１の端部１４８と、第２のリンク１０６の第４のジョイント１４０と旋回可能に接続された第２の端部１５０と、第１の端部１４８と第２の端部１５０との間に延在する本体１５２とを有する。第４のリンク１１０の本体１５２は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第４のリンク１１０の本体１５２は、図１の第１の図（ａ）に見られるように機構が閉鎖状態にあるときに、第４のリンク１１０の本体１５２が第１のリンク１０２内の孔１２８内に存在し、第１のリンク１０２の外周と同一平面であり得るように、第１のリンク１０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0062】

説明されるように、第２のツール機構１１２は、第５のリンク１１４、第６のリンク１１６、および第７のリンク１１８を含む。これらの要素は、第１のリンク１０２と合わせて、第２の四節機構を構成する。

【0063】

図１および図２の例において、第５のリンク１１４は、中央通路１２６に対して垂直な第２の平面内にあり、第２のツール部材を構成する。第５のリンク１１４の第２のツール部材は、第１の端部および第２の端部を有する本体１５４と、本体１５４の第１の端部上の接触領域１５６と、本体１５４の第１の端部に近接する第５のジョイント１５８と、本体１５４の第２の端部における第６のジョイント１６０とを含む。

【0064】

第５のリンク１１４の第２のツール部材を構成する本体１５４は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第５のリンク１１４の本体１５４は、図１の第１の図（ａ）に見られるように機構が閉鎖状態にあるとき、第２のツール機構１１２が第１のリンク１０２内の壁１２４の孔１２８内に格納または他の様式でドッキングされているときに第２のリンク１０６の本体１５４が第１のリンク１０２のシリンダの外周と位置合わせされてその中に収容され得るように、第１のリンク１０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0065】

接触領域１５６は、第２のツール部材が開放状態にある機構の外側に延出しているときに物体に係合するように構成される。特定の実施形態では、接触領域１５６は把持表面である。他の実施形態では、接触領域１５６はブレードである。さらに他の実施形態では、接触領域１５６は安定化足部である。特定の実施形態では、接触領域１５６は、本体１５４の一部として、本体１５４と同じ材料から形成される。他の実施形態では、接触領域１５６は、本体１５４とは異なる材料で形成されて、本体１５４に取り付けられ得る。特定の実施形態では、接触領域１５６は、中央通路１２６に対して垂直な第２の平面から中央通路１２６に対して垂直な第１の平面へと延出し得る。他の好適な材料および実装は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0066】

図１および図２の例において、第６のリンク１１６は、中央通路１２６に対して垂直な第１の平面内にある。第６のリンク１１６は、第１のリンク１０２の第２のジョイント１３２と旋回可能に接続された第１の端部１６２と、第５のリンク１１４の第５のジョイント１５８と旋回可能に接続された第２の端部１６４と、第１の端部１６２と第２の端部１６４との間に延在する本体１６６とを有する。第６のリンク１１６の本体１６６は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第６のリンク１１６の本体１６６は、図１の第１の図（ａ）に見られるように機構が閉鎖状態にあるときに、第６のリンク１１６の本体１６６が第１のリンク１０２内の孔１２８内に存在し、第１のリンク１０２の外周と同一平面であり得るように、第１のリンク１０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0067】

図１および図２の例において、第７のリンク１１８は、中央通路１２６に対して垂直な第１の平面内にある。第７のリンク１１８は、第１のリンク１０２の第１のジョイント１３０と旋回可能に接続された第１の端部１６８と、第５のリンク１１４の第６のジョイント１６０と旋回可能に接続された第２の端部１７０と、第１の端部１６８と第２の端部１７０との間に延在する本体１７２とを有する。第７のリンク１１８の本体１７２は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第７のリンク１１８の本体１７２は、図１の第１の図（ａ）に見られるように機構が閉鎖状態にあるときに、第７のリンク１１８の本体１７２が第１のリンク１０２内の孔１２８内に存在し、第１のリンク１０２の外周と同一平面であり得るように、第１のリンク１０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0068】

第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２の第１のリンク１０２上の深さ（またはシリンダの長さに沿った距離）は、機構の機能を変化させない。特定の実施形態では、壁１２４の孔１２８は、第１のリンク１０２の第２の端部１２２に近接して位置する。こうして、第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２も第２の端部１２２に近接して位置する。通常、第１の端部１２０はユーザに近接し、遠位の第２の端部１２２は作業空間内に挿入される。

【0069】

作動されると、ツール１００は、第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２が第１のリンク１０２のシリンダの外周の内部に完全に収容されている第１の状態から、第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２が第１のリンク１０２の壁１２４内の孔１２８を通過して第１のリンク１０２の外周の外側に延出する第２の状態に移行する。

【0070】

いったん第２の状態に配備されると、第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２は、ツールの外周の外側の周囲環境内の物体と相互作用するために使用され得る。特定の実施形態では、図１および図２に見られるように、第２のリンク１０６の第１のツール部材および第５のリンク１１４の第２のツール部材は、第２のリンク１０６の接触領域１３６と第５のリンク１１４の接触領域１５６との間にある物体に係合するように構成される。そのような実施形態では、接触領域１３６、１５６は、それぞれのツール部材の平面から対応するツール部材の平面へと延出し得る。こうして、第２のリンクの接触領域１３６は、第１のツール部材の第１の平面から第２のツール部材の第２の平面へと延出し、第５のリンク１１４の接触領域１５６は、第２のツール部材の第２の平面から第１のツール部材の第１の平面へと延出する。このように、近づけられると接触領域１３６、１５６は合わさり、接触領域１３６、１５６の間に物体が把持されることを可能にする。他の実施形態では、接触領域１３６、１５６のうちの少なくとも１つがブレードであり、接触領域１３６、１５６が近づけられると物体は切断される。

【0071】

同様に、ツール１００は、第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２が第１のリンク１０２の外周の外側に延出する第２の状態から、第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２が第１のリンク１０２の壁１２４内の孔１２８を通過して第１のリンク１０２の孔１２８および外周内に収容される第１の状態に移行し得る。

【0072】

２つの四節機構の作動は、低侵襲器具と同様に、ケーブルを使用することによって達成され得る。この作動方法は図２に見ることができ、ここで、ツール１００の第１のリンク１０２のシリンダの第２の端部１２２に位置する第１のツール機構１０４および第２のツール機構１１２を作動させるために、ツール１００の第１のリンク１０２のシリンダの第１の端部１２０から延在するケーブル１７４が使用されている。

【0073】

図３は、本発明の中空ロッド展開可能アクチュエータツール２００の別の実施形態を示す。図３は、連続図（ａ）～（ｄ）において中空ロッド展開可能アクチュエータツール２００の斜視図を示し、第１の格納状態（ａ）から第２の配備状態（ｄ）のツールの作動を示している。

【0074】

図３の中空ロッド展開可能アクチュエータツール２００では、同心円状シリンダの形態の単一の中空ロッドには２つの四節機構が設けられ、その両方はシリンダの直径および厚さに適合しており、その結果、当該機構の個々のリンクはシリンダと同じ湾曲を有する（ただし、これは動作のための必要条件ではない）。

【0075】

内側シリンダを含む第１のリンク２０２は、両方の四節機構により共有される。第１の四節機構はまた、第２のリンク２０６および第３のリンク２０８を含む第１のツール機構２０４を含む。四節機構の最後の要素は、外側シリンダを含む第４のリンク２１０である。第４のリンク２１０はまた、第２の四節機構と共有される。第２の四節機構の残りは、第５のリンク２１４および第６のリンク２１６を含む第２のツール機構２１２を含む。これらの要素のそれぞれは、以下により詳細に説明される。

【0076】

第１のリンク２０２のシリンダは、第１の開口を有する第１の端部２１８と、第２の開口を有する第２の端部２２０と、第１の端部２１８と第２の端部２２０との間に延在し、ツール２００の内周と、内部を通る第１の端部２１８から第２の端部２２０への中央通路２２４とを画定する第１の壁２２２とを有する。第１の孔２２６が第１の壁２２２内に配置されており、第１のジョイント２２８と、第２の摺動ジョイント２３０とをそこに装着させる。

【0077】

第１のリンク２０２の第１の壁２２２は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。他の好適な材料は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。第１のリンク２０２の内周、ならびに第１の端部２１８と第２の端部２２０との第１の壁２２２の長さは、中空ロッド展開可能アクチュエータツール２００の意図される使用または用途に応じて変動し得る。

【0078】

第１の壁２２２内の第１の孔２２６は、本デバイスの機構が格納状態にあるときに第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２が第１の孔２２６内に存在するかまたは他の様式で格納されることを可能にするようにサイズ決めおよび寸法決めされた凹部、切欠き部、チャネル、通路、またはウィンドウなどを含む。第１のジョイント２２８は、第１の壁２２２内に埋め込まれ、第１の孔２２６の一端において第１の孔２２６をまたぐピンである。第２の摺動ジョイント２３０は、第１の壁２２２内のスロット２３２内に嵌め込まれ、第１の孔２２６の他端において第１の孔２２６をまたぐピンである。他の好適なジョイントデバイスおよび構成は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0079】

説明されるように、第１のツール機構２０４は、第２のリンク２０６および第３のリンク２０８を含む。これらの要素は、第１のリンク２０２および第４のリンク２１０と合わせて、第１の四節機構を構成する。

【0080】

図３の例において、第２のリンク２０６は第１のツール部材を構成する。第２のリンク２０６の第１のツール部材は、第１のジョイント２２８において第１のリンク２０２の第１の壁２２２と旋回可能に接続された第１の端部２３４と、接触領域２３８を有する第２の端部２３６と、第１の端部２３４と第２の端部２３６との間に延在する本体２４０と、第２のリンク２０６の第２の端部２３６からずらして配置された第３のジョイント２４２とを含む。

【0081】

第２のリンク２０６の第１のツール部材を構成する本体２４０は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第２のリンク２０６の本体２４０は、図３の第１の図（ａ）に見られるように第１のツール機構２０４が格納状態にあるときに、第２のリンク２０６の本体２４０が第４のリンク２１０のシリンダの外周と位置合わせされてその中に収容され得るように、第１のリンク２０２お湾曲に適合するように湾曲している。

【0082】

接触領域２３８は、第１のツール部材が配備状態にある機構の外側に延出しているときに物体に係合するように構成される。特定の実施形態では、接触領域２３８は把持表面である。他の実施形態では、接触領域２３８はブレードである。さらに他の実施形態では、接触領域２３８は安定化足部である。特定の実施形態では、接触領域２３８は、本体２４０の一部として、本体２４０と同じ材料から形成される。他の実施形態では、接触領域２３８は、本体２４０とは異なる材料から形成されて、本体２４０に取り付けられ得る。他の好適な材料および実装は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0083】

第３のリンク２０８は、第２のリンク２０６の第３のジョイント２４２と旋回可能に接続された第１の端部２４４と、第４のジョイント２４８と旋回可能に接続された第２の端部２４６と、第１の端部２４４と第２の端部２４６との間に延在する本体２５０とを有する。第３のリンク２０８の本体２５０は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第３のリンク２０８の本体２５０は、図３の第１の図（ａ）に見られるように機構が格納状態にあるときに、第３のリンク２０８の本体２５０が第１のリンク２０２内の第１の孔２２６内に存在し、第１のリンク２０２の内周と同一平面であるように、第１のリンク２０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0084】

第４のリンク２１０の外側シリンダは、第１の開口を有する第１の端部２５２と、第２の開口を有する第２の端部２５４と、第１の端部２５２と第２の端部２５４との間に延在し、中空ロッドの外周と、内部を通る第１の端部２５２から第２の端部２５４への中央通路２２４とを画定する第２の壁２５６とを有する。第２の孔２５８が第２の壁２５６内に配置されており、第４のジョイント２４８と第５のジョイント２６０とをそこに装着させる。

【0085】

第４のリンク２１０の第２の壁２５６は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。他の好適な材料は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。第４のリンク２１０の外周、ならびに第１の端部２５２と第２の端部２５４との間の第２の壁２５６の長さは、中空ロッド展開可能アクチュエータツール２００の意図される使用または用途に応じて変動し得る。

【0086】

第２の壁２５６内の第２の孔２５８は、本デバイスの機構が閉鎖位置にあるときに第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２が第２の孔２５８内に存在するかまたは他の様式で格納されることを可能にするようにサイズ決めおよび寸法決めされた凹部、切欠き部、チャネル、通路、またはウィンドウなどを含む。図３の実施形態では、第４のジョイント２４８は、第２の壁２５６内に埋め込まれ、第２の孔２５８の一端に位置する第２の孔２５８をまたぐピンである。第５のジョイント２６０は、第２の壁２５６内に埋め込まれ、第２の孔２５８の他端において第２の孔２５８をまたぐピンである。他の好適なジョイントデバイスおよび機構は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0087】

説明されるように、第２のツール機構２１２は、第５のリンク２１４および第６のリンク２１６を含む。これらの要素は、第１のリンク２０２および第４のリンク２１０と合わせて、第２の四節機構を構成する。

【0088】

図３の例において、第５のリンク２１４は第２のツール部材を構成する。第５のリンク２１４の第２のツール部材は、第５のジョイント２６０において第４のリンク２１０の第２の壁２５６と旋回可能に接続された第１の端部２６２と、接触領域２６６を有する第２の端部２６４と、第１の端部２６２と第２の端部２６４との間に延在する本体２６８と、第５のリンク２１４の第２の端部２６４からずらして配置された第６のジョイント２７０とを含む。

【0089】

第５のリンク２１４の第２のツール部材を構成する本体２６８は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第５のリンク２１４の本体２６８は、図３の第１の図（ａ）に見られるように第２のツール機構２１２が格納状態にあるときに、第５のリンク２１４の本体２６８が第４のリンク２１０のシリンダの外周と位置合されてその中に収容され得るように、第４のリンク２１０の湾曲に適合するように湾曲している。

【0090】

接触領域２６６は、第２のツール部材が配備状態にある機構の外側に延出しているときに物体に係合するように構成される。特定の実施形態では、接触領域２６６は把持表面である。他の実施形態では、接触領域２６６はブレードである。さらに他の実施形態では、接触領域２６６は安定化足部である。特定の実施形態では、接触領域２６６は、本体２６８の一部として、本体２６８と同じ材料から形成される。他の実施形態では、接触領域２６６は、本体２６８とは異なる材料で形成されて、本体２６８に取り付けられ得る。他の好適な材料および実装は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0091】

第６のリンク２１６は、第１のリンク２０２の第２の摺動ジョイント２３０と旋回可能に接続された第１の端部２７２と、第５のリンク２１４の第６のジョイント２７０と旋回可能に接続された第２の端部２７４と、第１の端部２７２と第２の端部２７４との間に延在する本体２７６とを有する。第６のリンク２１６の本体２７６は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第６のリンク２１６の本体２５０は、図３の第１の図（ａ）に見られるように機構が格納状態にあるときに、第６のリンク２１６の本体２５０が第１のリンク２０２内の第１の孔２２６内に存在し、第１のリンク２０２の内周と同一平面であり得るように、第１のリンク２０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0092】

第１のリンク２０２、第１のツール機構２０４、および第２のツール機構２１２の第４のリンク２１０上の深さ（またはシリンダの長さに沿った距離）は、機構の機能を変化させない。特定の実施形態では、第１のリンク２０２は、第４のリンクの全長を延長する。特定の実施形態では、第１の壁２２２の第１の孔２２６および第２の壁２５６の第２の孔２５８は、第４のリンク２１０の第２の端部２５４および第１のリンク２０２の第２の端部２２０に近接して位置する。こうして、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２も第２の端部２２０、２５４に近接して位置する。通常、第１の端部２１８、２５２はユーザに近接する一方、遠位の第２の端部２２０、２５４は作業空間内に挿入される。

【0093】

矢印２８０によって示されるように第１のリンク２０２の内側シリンダが第４のリンク２１０の外側シリンダに対して回転されると、ツール２００は、図３の第１の図（ａ）に見られるように、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２が第１のリンク２０２の第１の壁２２２の第１の孔２２６および第４のリンク２１０の第２の壁２５６の第２の孔２５８内に収容されている第１の状態から、図３の最後の図（ｄ）に見られるように、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２が第４のリンク２１０の第２の壁２５６内の第２の孔２５８を通過して、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２がツール２００の外側で物体と相互作用し得る第４のリンク２１０の外周の外側に延出する第２の状態に移行する。図３の２番目の図（ｂ）において、第１のツール機構２０４は延出しており、第１のリンク２０２の内側シリンダは、矢印２８０によって示されるように第４のリンク２１０の外側シリンダに対して回転され、第１のリンク２０２上の第１のジョイント２２８を第４のリンク２１０上の第４のジョイント２４８に向かって移動させ、第３のリンク２０８を外向きに揺らし、これにより第２のリンク２０６の第１のツール部材がツール２００の外側に移動される。スロット２３２内を摺動する第２の摺動ジョイント２３０のピンは、第２のツール機構２１２が配備されるのを防止する。図３の３番目の図（ｃ）において、第２の摺動ジョイント２３０のピンは、スロット２３２の端部に到達し、第６のリンク２１６は外向きに揺れ、これにより第５のリンク２１４の第２のツール部材がツール２００の外側に移動される。図３の最後の図（ｄ）において、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２は、第２の配備状態において延出している。

【0094】

いったん第２の状態に配備されると、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２は、ツールの外周の外側の環境内の物体と相互作用するために使用され得る。特定の実施形態では、図３に見られるように、第２のリンク２０６の第１のツール部材および第５のリンク２１４の第２のツール部材は、第２のリンク２０６の接触領域２３８と第５のリンク２１４の接触領域２６６との間にある物体に係合するように構成される。

【0095】

同様に、ツール２００は、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２が第４のリンク２１０の外周の外側に延出している第２の状態から、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２が第４のリンク２１０の第２の壁２５６内の第２の孔２５８を通過してツール２００の内周および外周内に収容される第１の状態に移行し得る。これは、第１のリンク２０２の内側シリンダを、ツール２００を作動させるのに使用したのとは反対の方向に第４のリンク２１０の外側シリンダに対して回転させることによって達成される。

【0096】

本発明の別の実施形態によれば、図４Ａから図４Ｃを参照して、２つの四節機構は、２つの同心円状シリンダ上に位置する２つの共通ジョイントを共有する。内側シリンダおよび機構の回転により作動が達成される。これらの特徴により、回転の方向に基づき２つの異なる位置で把持表面が合わさることが可能となる。

【0097】

図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の中空ロッド展開可能アクチュエータツール４００の別の実施形態を示す。図４Ａは、連続図において中空ロッド展開可能アクチュエータツール３００の上面図を示し、第１の格納状態から第２の配備状態のツール３００の作動を示している。図４Ｂは、連続図において中空ロッド展開可能アクチュエータツール３００の等大図を示す。

【0098】

図４Ａおよび図４Ｂの中空ロッド展開可能アクチュエータツール２００では、同心円状シリンダの形態の単一の中空ロッドには２つの四節機構が設けられ、その両方はシリンダの直径および厚さに適合しており、その結果、当該機構の個々のリンクはシリンダと同じ湾曲を有する（ただし、これは動作のための必要条件ではない）。

【0099】

内側シリンダを含む第１のリンク３０２は、両方の四節機構により共有される。第１の四節機構はまた、第２のリンク３０４および第３のリンク３０６を含む第１のツール機構を含む。四節機構の最後の要素は、外側シリンダを含む第４のリンク３０８である。第４のリンク３０８はまた、第２の四節機構と共有される。第２の四節機構の残りは、第５のリンク３１０および第６のリンク３１２を含む第２のツール機構である。これらの要素のそれぞれは、以下により詳細に説明される。

【0100】

第１のリンク３０２のシリンダは、第１の開口を有する第１の端部３１４と、第２の開口を有する第２の端部３１６と、第１の端部３１４と第２の端部３１６との間に延在し、ツール３００の内周と、内部を通る第１の端部３１４から第２の端部３１６への中央通路３２０とを画定する第１の壁３１８とを有する。第１の孔３２２が第１の壁３１８内に配置されており、第１のジョイント３２４をそこに装着させる。

【0101】

第１のリンク３０２の第１の壁３１８は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。他の好適な材料は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。第１のリンク３０２の内周、ならびに第１の端部３１４と第２の端部４１６との間の第１の壁３１８の長さは、中空ロッド展開可能アクチュエータツール３００の意図される使用または用途に応じて変動し得る。

【0102】

第１の壁３１８内の第１の孔３２２は、本デバイスの機構が格納状態にあるときに、第１のツール機構の第２のリンク３０４および第３のリンク３０６、ならびに第２のツール機構の第５のリンク３１０および第６のリンク３１２が第１の孔３２２内に存在するかまたは他の様式で格納されることを可能にするようにサイズ決めおよび寸法決めされた凹部、切欠き部、チャネル、通路、またはウィンドウなどを含む。第１のジョイント３２４は、第１の壁３１８内に埋め込まれ、第１の孔３２２をまたぐピンである。他の好適なジョイントデバイスおよび構成は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0103】

説明されるように、第１のツール機構は、第２のリンク３０４および第３のリンク３０６を含む。これらの要素は、第１のリンク３０２および第４のリンク３０８と合わせて、第１の四節機構を構成する。

【0104】

第２のリンク３０４は、第１のジョイント３２４において第１のリンク３０２の第１の壁３１８と旋回可能に接続された第１の端部３２６と、接触領域３３０を有する第２の端部３２８と、第１の端部３２６と第２の端部３２８との間に延在する本体３３２と、第２のリンク３０４の第２の端部３２８からずらして配置された第２のジョイント３３４とを含む。

【0105】

第２のリンク３０４の本体３３２は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第２のリンク３０４の本体３３２は、図４Ａおよび図４Ｂの左端の図に見られるようにツール３００が格納状態にあるときに、第２のリンク３０４の本体３３２が第４のリンク３０８のシリンダの外周と位置合されてその中に収容され得るように、第１のリンク３０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0106】

接触領域３３０は、第１のツール機構が配備状態にある機構の外側に延出しているときに物体に係合するように構成される。特定の実施形態では、接触領域３３０は把持表面である。他の実施形態では、接触領域３３０はブレードである。さらに他の実施形態では、接触領域３３０は安定化足部である。特定の実施形態では、接触領域３３０は、本体３３２の一部として、本体３３２と同じ材料から形成される。他の実施形態では、接触領域３３０は、本体３３２とは異なる材料から形成されて、本体３３２に取り付けられ得る。他の好適な材料および実装は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0107】

第３のリンク３０６は、第２のリンク３０４の第２のジョイント３３４と旋回可能に接続された第１の端部３３６と、第３のジョイント３４０と旋回可能に接続された第２の端部３３８と、第１の端部３３６と第２の端部３３８との間に延在する本体３４２とを有する。第３のリンク３０６の本体３４２は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第３のリンク３０６の本体３４２は、図４Ａおよび図４Ｂの左端の図に見られるように機構が格納状態にあるときに、第３のリンク３０６の本体３４２が第１のリンク３０２内の第１の孔３２２内に存在し、第１のリンク３０２の内周と同一平面であり得るように、第１のリンク３０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0108】

第４のリンク３０８の外側シリンダは、第１の開口を有する第１の端部３４４と、第２の開口を有する第２の端部３４６と、第１の端部３４４と第２の端部３４６との間に延在し、中空ロッドの外周と、内部を通る第１の端部３４４から第２の端部３４６への中央通路３２０とを画定する第２の壁３４８とを有する。第２の孔３５０が第２の壁３４８内に配置されており、第３のジョイント３４０をそこに装着させる。

【0109】

第４のリンク３０８の第２の壁３４８は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。他の好適な材料は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。第４のリンク３０８の外周、ならびに第１の端部３４４と第２の端部３４６との間の第２の壁３４８の長さは、中空ロッド展開可能アクチュエータツール３００の意図される使用または用途に応じて変動し得る。

【0110】

第２の壁３４８の第２の孔３５０は、本デバイスの機構が閉鎖位置にあるときに、第１のツール機構の第２のリンク３０４および第３のリンク３０６、ならびに第２のツール機構の第５のリンク３１０および第６のリンク３１２が第２の孔３５０内に存在するかまたは他の様式で格納されることを可能にするようにサイズ決めおよび寸法決めされた凹部、切欠き部、チャネル、通路、またはウィンドウなどを含む。図４Ａおよび図４Ｂの実施形態では、第３のジョイント３４０は、第２の壁３４８内に埋め込まれ、第２の孔３５０をまたぐピンである。他の好適なジョイントデバイスおよび機構は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0111】

説明されるように、第２のツール機構は、第５のリンク３１０および第６のリンク３１２を含む。これらの要素は、第１のリンク３０２および第４のリンク３０８と合わせて、第２の四節機構を構成する。加えて、第５のリンク３１０は、第１のジョイント３２４を第２のリンク３０４と共有し、第６のリンク３１２は、第３のジョイント３４０を第３のリンク３０６と共有する。

【0112】

第５のリンク３１０は、第１のジョイント３２４において第１のリンク３０２の第１の壁３１８と旋回可能に接続された第１の端部３５２と、接触領域３５６を有する第２の端部３５４と、第１の端部３５２と第２の端部３５４との間に延在する本体３５８と、第５のリンク３１０の第２の端部３５４からずらして配置された第４のジョイント３６０とを含む。

【0113】

第５のリンク３１０の第２のツール部材を構成する本体３５８は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第５のリンク３１０の本体３５８は、図４Ａおよび図４Ｂの左端の図に見られるように第２のツール機構が格納状態にあるときに、第５のリンク３１０の本体３５８が第４のリンク３０８のシリンダの外周と位置合されてその中に収容され得るように、第４のリンク３０８の湾曲に適合するように湾曲している。

【0114】

接触領域３５６は、第２のツール機構が配備状態にあるツール３００の外側に延出しているときに物体に係合するように構成される。特定の実施形態では、接触領域３５６は把持表面である。他の実施形態では、接触領域３５６はブレードである。さらに他の実施形態では、接触領域３５６は安定化足部である。特定の実施形態では、接触領域３５６は、本体３５８の一部として、本体３５８と同じ材料から形成される。他の実施形態では、接触領域３５６は、本体３５８とは異なる材料で形成されて、本体３５８に取り付けられ得る。他の好適な材料および実装は、本開示の利益を考慮して、当業者には明らかであろう。

【0115】

第６のリンク３１２は、第５のリンク３１０の第４のジョイント３６０と旋回可能に接続された第１の端部３６２と、第４のリンク３０８の第３のジョイント３４０と旋回可能に接続された第２の端部３６４と、第１の端部３６２と第２の端部３６４との間に延在する本体３６６とを有する。第６のリンク３１２の本体３６６は、プラスチック、金属、または展開可能面を形成するのに好適な任意の他の材料で形成され得る。好適な材料の例としては、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、炭化タングステン、カーボンスチール、アルミニウム、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびアクリル樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、第６のリンク３１２の本体３６６は、図４Ａおよび図４Ｂの左端の図に見られるように機構が格納状態にあるときに、第６のリンク３１２の本体３６６が第１のリンク３０２内の第１の孔３２２内に存在し、第１のリンク３０２の内周と同一平面であり得るように、第１のリンク３０２の湾曲に適合するように湾曲している。

【0116】

第１のリンク３０２、第１のツール機構、および第２のツール機構の第４のリンク３０８上の深さ（またはシリンダの長さに沿った距離）は、機構の機能を変化させない。特定の実施形態では、第１のリンク３０２は第４のリンク３０８の全長を延長する。特定の実施形態では、第１の壁３１８の第１の孔３２２および第２の壁３４８の第２の孔３５０は、第４のリンク３０８の第２の端部３４６および第１のリンク３０２の第２の端部３１６に近接して位置する。こうして、第１のツール機構および第２のツール機構も第２の端部３１６、３４６に近接して位置する。通常、第１の端部３１４、３４４はユーザに近接し、遠位の第２の端部３１６、３４６は作業空間に挿入される。

【0117】

矢印３７０によって示されるように第１のリンク３０２の内側シリンダが第４のリンク３０８の外側シリンダに対して回転されると、ツール３００は、図４Ａおよび図４Ｂの左端の図に見られるように、第１のツール機構の第２のリンク３０４および第３のリンク３０６ならびに第２のツール機構の第５のリンク３１０および第６のリンク３１２が第１のリンク３０２の第１の壁３１８の第１の孔３２２および第４のリンク３０８の第２の壁３４８の第２の孔３５０内に収容されている第１の状態から、図４Ａおよび図４Ｂの右端の図に見られるように、第１のツール機構の第２のリンク３０４および第３のリンク３０６ならびに第２のツール機構の第５のリンク３１０および第６のリンク３１２が第４のリンク３０８の第２の壁３４８内の第２の孔３５０を通過して、第２のリンク３０４の接触領域３３０および第５のリンク３１０の接触領域３５６がツール３００の外側で物体と相互作用し得る第４のリンク３０８の外周の外側に延出する第２の状態に移行する。いったん第２の状態に配備されると、第１のツール機構２０４および第２のツール機構２１２は、ツールの外周の外側の環境内の物体と相互作用するために使用され得る。

【0118】

同様に、ツール３００は、第１のツール機構の第２のリンク３０４および第３のリンク３０６ならびに第２のツール機構の第５のリンク３１０および第６のリンク３１２が第４のリンク３０８の外周の外側に延出している第２の状態から、第１のツール機構の第２のリンク３０４および第３のリンク３０６ならびに第２のツール機構の第５のリンク３１０および第６のリンク３１２が第４のリンク３０８の第２の壁３４８内の第２の孔３５０を通過してツール３００の内周および外周内に収容される第１の状態に移行し得る。これは、第１のリンク３０２の内側シリンダを、ツール３００を作動させるのに使用したのとは反対の方向に第４のリンク３０８の外側シリンダに対して回転させることによって達成される。

【0119】

特定の実施形態では、コンプライアント機構の使用により、ツール３００の製造、組立て、および全体的な複雑さをさらに単純化することが可能である。コンプライアント機構の原理を適用することにより、ピンジョイントをコンプライアントセグメントで置き換えて同じ動きを提供することができる。図４Ｃは、図４Ａおよび図４Ｂに示される機構のコンプライアントバージョンを示す。これらのコンプライアント構成は、平面ＣＮＣルーティングおよびダイカッティングなどのより多くの製造方法を可能にする。

【0120】

図４Ｃは、連続図において中空ロッド展開可能アクチュエータツール３００の斜視図を示す。左端の図は閉鎖または格納状態にあるツールを示す一方、右端の図は開放または配備状態にあるツール３００を示す。

【0121】

この実施形態では、共有される第１のジョイント３２４または共有される第３のジョイント３４０のうちの１または複数がコンプライアント機構で置き換えられる。コンプライアント機構は、材料が従来のピンジョイントによって提供される動きの度合いを模倣して曲がることを可能にするために、ジョイントを形成する材料の可撓性の性質を利用する。コンプライアント機構を使用することにより、第２のリンク３０４および第５のリンク３１０は、１片の材料で形成され得る。同様の方式で、第３のリンク３０６および第６のリンク３１２も、１片の材料で形成され得る。

【0122】

２つの機構は１つの単一片を共有し、この片のコンプライアンスにより２つの別個のリンクと同様の動きが達成される。コンプライアンスはまたシステムを双安定にする。

【0123】

リンクの形状は機構の動きのために恣意的であることが強調される。ピン間の距離が同じなままであり、リンクが自己干渉しない限り、機構は同じ動きを有し得る。機構が閉鎖しているときに移動しているリンクを完全に隠すために、リンクは中空ロッドの円筒状チューブの湾曲の半径、および完全に折り畳まれたときに中空ロッドの内部に嵌まる形状に制限される。

【0124】

前述のとおり、特定の実施形態では、第１のツール機構１０４、２０４および第２のツール機構１１２、２１２の接触領域１３６、１５６、２３８、２６６は、安定化足部として構成される。図５Ａおよび５Ｂは、ツール１００、２００の着陸装置または安定化足部として第１のツール機構１０４、２０４および第２のツール機構１１２、２１２を使用するなどの非把持用途を示す。図５Ａは、接触領域１３６、１５６が安定化足部４００、４０２として構成され、第１の格納状態にある、図１および図２のツール１００を示す。図５Ｂは、安定化足部４００、４０２が第２の配備状態にあるツール１００を示す。

【0125】

図６は、本発明の中空ロッド展開可能アクチュエータツール１００、２００を使用するための方法５００を示す。まず、本明細書に記載の中空ロッド展開可能アクチュエータツール１００、２００が提供される（段階５０２）。このツール１００、２００は、中空ロッドアクチュエータツールが通常使用される、掘削現場または外科環境などの特定の作業空間内に配備され得る。次に、ツール１００、２００は、作業空間内で作動されて（段階５０４）、第１の閉鎖状態から、機構がツール１００、２００の円周の外側にある物品と相互作用するために使用され得る第２の開放状態に移行し得る（段階５０６）。特定の実施形態では、ツール１００、２００はまた、第２の開放状態から第１の閉鎖状態に戻るように移行して、ツール１００、２００を係合解除し得（段階５０８）、ツール１００は作業空間から取り出され得る。

【0126】

ツール１００、２００の作動（段階５０４）は、図１から図３の、左から右に移動する連続図において示され、左端の図は第１の格納状態にあるツール１００、２００であり、右端の図は、ツール１００、２００がツール１００、２００の円周の外側にある物体に係合する配備された第２の状態にあるツール１００である。

【0127】

図１および図２の実施形態では、ツール１００は、図２に示される作動ケーブル１７４の使用によって作動される。図３の実施形態では、ツール２００は、第１のリンク２０２の内側シリンダが第４のリンク２１０の外側シリンダに対して回転することによって作動される。

【0128】

いくつかの実施形態では、第１のツール機構１０４、２０４の接触領域１３６、２３８および第２のツール機構１１２、２１２の接触領域１５６、２６６による物体の係合（段階５０６）は、第１のツール機構１０４、２０４の接触領域１３６、２３８と第２のツール機構１１２、２１２の接触領域１５６、２６６との間に物体を把持することを含む。接触領域１３６、１５６、２３８、２６６のうちの少なくとも１つがブレードである場合など、他の実施形態では、第１のツール機構１０４、２０４の接触領域１３６、２３８および第２のツール機構１１２、２１２の接触領域１５６、２６６による物体の係合は、第１のツール機構１０４、２０４の接触領域１３６、２３８と第２のツール機構１１２、２１２の接触領域１５６、２６６との間で物体を切断することを含む。図５Ａおよび図５Ｂに見られるように、さらに他の実施形態では、配備されると、接触領域１３６、１５６、安定化足部４００、４０２は、物体上にツール１００を安定化させ、バランスをとらせ、または他の様式で位置付けるように機能した。

【0129】

同様の方式で、ツール１００、２００は、ツール１００、２００を配備された第２の状態から第１の格納状態に移行させることによって、係合解除され得る（段階５０８）。その際、ツール１００、２００は環境から取り出され得る。

【0130】

従来の円筒状シャフトまたはチューブのツールは、とりわけチューブが小さい場合に、１つのツールのみがシャフトの端部で動作することを可能にすることが多い。本発明は、器具または機構が円筒状チューブ内に含まれて、シャフトの端部上の他の器具と組み合わせて単一の入口を介して作業空間に進入することを可能にする。これにより、ｉ）必要とされるツールの変更の階数を減らすことにより、制限された／遠隔の作業空間においてタスクを実行するのに必要とされる時間を短縮することができ、ｉｉ）必要とされる進入孔／点の数を減らすことにより作業空間の境界への外傷／損傷を減らすことができ、ｉｉｉ）ブレード／グリッパと相互作用する唯一の組織は円筒状シャフトの内径内に引き込まれるものだけなので、ブレード／グリッパと体組織との間の干渉を制限することにより、作業空間への外傷／損傷を減らすことができ、ｉｖ）空間内に進入するのに必要とされるシャフトがより少なくなるため、ツール設定と合わせて使用される制御システムの複雑さを低減することができ、ｖ）手順のコストを削減することができる。

【0131】

本明細書で利用される任意の程度で、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、排他的ではなく、包括的であると解釈されることが意図される。本明細書で利用される場合、用語「例示的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」、「例」、および「例示的（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅ）」は、「例、事例、または例示の役割を果たす」ことを意味することが意図され、他の構成に対して好ましいまたは有利な構成を示している、または示していないものとして解釈すべきではない。本明細書で利用される場合、用語「約」および「およそ」は、特性、パラメータ、サイズ、および寸法の変動など、主観的または客観的な値の変動の上限および下限内に存在し得る変動を網羅することが意図される。１つの非限定的な例では、用語「約」および「およそ」は、＋１０％以下または－１０％以下を意味する。１つの非限定的な例では、用語「約」および「およそ」は、関連分野の当業者により含まれるのに十分に近いと見なされることを意味する。本明細書で利用される場合、用語「実質的に」は、当業者によって理解され得るように、完全またはほぼ完全な程度または度合いの動作、特徴、特性、状態、構造、物品、または結果を指す。例えば、「実質的に」円形である物体とは、物体が数学的に決定可能な限界まで完全に円形であるか、当業者により認識若しくは理解され得るほぼ円形であるかのいずれかであることを意味し得る。いくつかの場合では、絶対的な完全性からの逸脱の正確な許容される度合いは特定の文脈に依存し得る。しかしながら、一般に、完全性の近似は、絶対的および十分な完全性が達成されたか得られたかのような同じ全体的な結果を有するためである。「実質的に」の使用は、当業者に理解され得るように、動作、特徴、特性、状態、構造、物品、または結果の完全またはほぼ完全な欠如を指すために否定的な意味合いで利用される場合にも同等に適用可能である。

【0132】

前述の説明を鑑みて、本発明の数々の変更および代替的な実施形態が当業者には明らかであろう。したがって、この説明は例示的のみであり、本発明を実行するための最良のモードを当業者に挟持する目的のためのものとして解釈すべきである。構造の詳細は、本発明の趣旨から逸脱することなく実質的に変動し得、添付の特許請求の範囲内にあるすべての変更の排他的な使用が確保される。本明細書内で、実施形態は明確かつ簡潔な明細書が記述されることを可能にするように説明されているが、実施形態は、本発明から逸脱することなく様々に組み合わされるまたは分けられ得ることが意図され、理解されるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲および適用可能な法的規則により必要とされる程度にのみ限定されることが意図される。

【0133】

また、以下の請求項は本明細書に記載の本発明のすべての一般的および特定の特徴を網羅するものであり、本発明の範囲のすべての記述は、言語上、それに含まれると言えることも理解され得る。

【図1(a)】

【図1(b)】

【図1(c)】

【図2】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図3(c)】

【図3(d)】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6】