Endoscopic robotic surgical tools and methods

B - Operations – Transporting – 25 – J

Patent

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B25J 13/08 (2006.01) A61B 1/00 (2006.01) A61B 17/00 (2006.01) A61B 19/00 (2006.01) B25J 3/04 (2006.01) B25J 9/06 (2006.01) B25J 9/10 (2006.01) B25J 15/02 (2006.01)

Patent

CA 2244163

The methods and devices of the invention include an encoder (12), an endoscopic robotics instrument, and an encoder/robotics instrument interface. A preferred embodiment of the encoder has a chest/shoulder plate (214) provided with telescoping tubes, and joints. Each joint is provided with a direct drive potentiometer to monitor movement and provide a corresponding signal. The chest plate (214) is preferably adaptable to a large range of human chest sizes and the telescopic segments are strapped to the arms of the practitioner at the elbows. A pistol grip is provided at the wrist end of the telescopic segments. According to the presently preferred embodiment, the encoder (12) encodes flexion and rotation at the shoulder (34), elbow (36) and wrist (38) of each arm in addition to gripping at each hand (42). The encoding device is coupled to a circuit (14) which operates a servo system (16). The servo system (16) includes a series of servo motors. A series of pulleys corresponding to the number of servo motors (60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 86). The robotics instrument preferably comprises two arms (18) mounted at the distal end of a multi-lumen tube (150). Each arm has rotational and flexion joints (22, 24, 26, 28, 30, 32) corresponding to the shoulder, elbow and wrist of the practitioner. Tendons are coupled to the pulleys of the servo motors (60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86), and are fed through the multi-lumen tube to the joints (22, 24, 26, 28, 30, 32) of the two arms.

Les procédés et dispositifs de l'invention comprennent un codeur (12), un robot endoscopique ainsi qu'une interface codeur/robot. Un mode de réalisation préféré du codeur comporte une plaque d'épaule/poitrine (214) pourvue de tubes télescopiques et d'articulations. Chaque articulation est dotée d'un potentiomètre à entraînement direct, destiné à contrôler les mouvements et à fournir un signal correspondant à ceux-ci. De préférence, la plaque de poitrine (214) peut s'adapter à une grande diversité de tailles de poitrine humaine et les segments télescopiques sont sanglés sur le bras du praticien, au niveau du coude de celui-ci. Au niveau de l'extrémité poignet des segments télescopiques, on a prévu une prise de pistolet. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le codeur (12) code les angles de flexion et de rotation au niveau de l'épaule (34), du coude (36) et du poignet (38) de chaque bras, ainsi qu'au niveau de la main (42), à l'endroit de la prise du pistolet. Ce dispositif de codage est couplé à un circuit (14) qui commande un système asservi (16) comportant une série de servomoteurs, une série de poulies correspondant au nombre de servomoteurs (60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 86). Ce robot présente, de préférence, deux bras (18) montés au niveau de l'extrémité distale d'un tube (150) à canaux multiples. Chaque bras comporte des articulations de rotation et de flexion (22, 24, 26, 28, 30, 32) correspondant à l'épaule, au coude et au poignet du praticien. Des câbles sont couplés aux poulies des servomoteurs (60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86) et sont reliés, à travers le tube à canaux multiples, aux articulations (22, 24, 26, 28, 30, 32) des deux bras du robot.

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