用于移除驱动构件中的松弛的绞盘组件以及相关系统和方法与流程

本公开内容的方面涉及一种用于张紧致动构件的绞盘组件，所述致动构件用于传输致动力，如例如致动器械的部件的移动。还公开了相关的装置、系统和方法。

背景技术：

1、各种医疗和工业器械包括轴并且具有一个或多个部件，所述一个或多个部件给予这种器械一个或多个移动自由度。这种部件可以是在一个或多个自由度上移动的端部执行器的形式，如例如平移机构、打开和闭合的爪等。其它这种部件可以包括沿轴的可铰接结构，如接头机构，其能够枢转或以其它方式允许轴或部件相对于轴弯曲（例如，在俯仰和/或偏航中）。给予器械一个或多个自由度的这些部件能够经由沿轴的长度延伸的致动构件来致动和控制。这种致动构件可以是可拉动（张力）构件的形式，如缆线、丝线、细丝等，其沿所有方向是柔性的，并且通常通过拉动致动构件以将其置于张力中来传输更强的力（有时称为拉-拉式（pull-pull）致动构件）。

2、致动构件延伸穿过器械轴以在轴的相对远侧部分处联接到可致动部件（例如，可移动的端部执行器部件和/或可铰接的结构）并且在器械轴的相对近侧部分处联接到力传输系统的驱动装置。以这种方式，致动构件将来自力传输系统的力传输到邻近工作部位（例如，在医疗器械执行医疗程序的情况下，在患者身体内部）的可致动部件，所述力传输系统可保持在距工作部位的远程位置处（例如，在医疗器械执行医疗程序的情况下，在患者身体外部）。力传输系统可以具有手动操作的器械的手动操作输入件，或可以包括驱动输入接口，所述驱动输入接口被配置为与输出驱动件接合，如与远程操作的计算机辅助系统的操纵器系统的一部分接合，所述操纵器系统包括从远程输入机构控制的电动输出驱动件，如本领域普通技术人员所熟知的。输出驱动也可以包括动力传输系统上的马达或其它致动器。

3、在一些力传输系统中，拉-拉式致动构件联接的驱动装置包括旋转驱动机构，并且旋转运动使致动构件被收卷（部分地缠绕在旋转驱动构件周围）和松出（部分地从旋转驱动构件解开）。收卷张紧致动构件，使得其能够传输力以向可致动部件施加移动。致动构件联接的旋转驱动机构可包括输入驱动轴，所述输入驱动轴手动接收输入或接收输出驱动装置，如力传输系统的机载马达或其它致动器，或接收输出驱动装置，如伺服马达和与力传输系统联接的操纵器系统的输出驱动构件。

4、此外，为了减少间隙并促进可致动部件的精确移动和控制，期望维持这种拉-拉式致动构件中的张力并控制可能使可致动部件的移动和定位不精确的松弛发展。

5、此外，在一些应用中，一对（或多对）拉-拉式致动构件可以通过相同的旋转驱动机构串联工作，使得一个致动构件被收卷到旋转驱动构件上以提供拉力（张力）以在一个自由度上移动可致动部件，而另一个致动构件被从旋转驱动构件松出，并且反之亦然，以在不同（或相反）的自由度运动中移动可致动部件。在这种应用中，被松出的致动构件可以发展松弛，所述松弛可能会干扰致动构件穿过器械的各种部件的布线，如滑轮或致动构件沿其布线的其它引导结构。当具有松弛度的致动构件被收卷回以将其张紧并且以与该致动构件相关联的自由度致动可致动部件时，致动构件的松弛度的移除和重新定位引入了额外的时间，所述额外的时间能够对可致动部件的移动的响应性产生不利影响。此外，在这种重新定位期间，致动构件有可能不被布线回其初始位置和/或被捕获在各种元件上。此外，在重新定位期间，致动构件可以滑动、摩擦或以其它方式接触各种布线和其它元件，从而潜在地损坏致动构件，如通过随着时间造成磨损增加。

6、因此，需要提供控制致动构件中的张力（如移除松弛）的能力，所述致动构件处于松出状态并且不主动地产生拉力（张力）以致动可致动部件，所述致动构件可操作地与所述可致动部件联接。还需要允许利用具有与可用于致动致动构件的机构相似尺寸空间要求的机构进行这种控制。还需要提供这种在操作和制造中稳健的机构。

技术实现思路

1、本公开的实施例可以解决一个或多个上述问题和/或可以展示一个或多个上述所需特征。其它特征和/或优点可以从下面的描述中变得显而易见。

2、根据本公开内容的至少一个方面中，用于控制用于传输致动力的致动构件中的张力的驱动系统包括具有纵向轴线的输入驱动轴，所述输入驱动轴能够围绕所述纵向轴线旋转；绞盘组件，所述绞盘组件包括：第一绞盘本体零件，所述第一绞盘本体零件与所述输入驱动轴旋转地固定，第二绞盘本体零件，所述第二绞盘本体零件与所述输入驱动轴和所述第一绞盘本体零件联接，所述第二绞盘本体零件能够相对于所述输入驱动轴旋转，第一致动构件接收零件，所述第一致动构件接收零件与所述第一绞盘本体零件旋转地固定，以及第二致动构件接收零件，所述第二致动构件接收零件与所述第二绞盘本体零件固定地旋转。所述驱动系统可进一步包括第一致动构件，所述第一致动构件被联接到所述第一致动构件接收部分并且被配置为相对于所述第一致动构件接收部分被收卷；以及第二致动构件，所述第二致动构件被联接到所述第二致动构件接收部分并且被配置为相对于所述第二致动构件接收部分被收卷。在所述第二致动构件响应于被收卷到所述第二致动构件接收部分以传输致动力的张力状态下，所述第一绞盘本体零件和第二绞盘本体零件能够与所述输入驱动轴一起旋转，在所述第二致动构件响应于所述第二致动构件从所述第二致动构件接收部分松出，并且在所述第一致动构件被收卷到所述第一致动构件接收部分并且被张紧以传输致动力时而松弛的状态下，所述第一绞盘本体零件能够与所述输入驱动轴一起旋转，并且所述第二绞盘本体零件能够相对于所述第一绞盘本体零件和所述输入驱动轴旋转。

3、在本公开内容的至少另一个方面中，用于控制致动构件中的张力的绞盘组件包括第一绞盘本体零件；第二绞盘本体零件，所述第二绞盘本体零件联接到所述第一绞盘本体零件并且能够相对于所述第一绞盘本体零件旋转；第一致动构件接收部分，所述第一致动构件接收部分与所述第一绞盘本体零件旋转地固定并且被配置为提供收卷致动构件的表面；第二致动构件接收部分，所述第二致动构件接收部分与所述第二绞盘本体零件旋转地固定并且被配置为提供收卷致动构件的表面；以及可弹性变形偏置元件，所述可弹性变形偏置元件联接在所述第一绞盘本体零件和所述第二绞盘本体零件之间，所述可弹性变形偏置元件在所述第二绞盘本体零件相对于所述第一绞盘本体零件的第一旋转位置具有压缩状态，并且在所述第二绞盘本体零件相对于所述第一绞盘本体零件的第二旋转位置具有扩张状态。

4、在本公开内容的又一个方面中，控制用于传输致动力的致动构件中的张力的方法包括沿第一方向旋转绞盘组件的第一绞盘本体零件，从而使第一致动构件被收卷到绞盘组件中以张紧第一致动构件；使所述绞盘组件的第二绞盘本体零件通过所述第一绞盘本体零件的旋转而沿所述第一方向旋转，从而使第二致动构件从所述绞盘组件中松出；以及响应于所述第二致动构件的松出和所述第二致动构件中的张力减小到足够的水平，使所述第二绞盘本体零件沿与所述第一方向相反的第二方向并且相对于所述第一绞盘本体零件旋转，从而使所述第二致动构件被收卷到所述绞盘组件第一绞盘本体零件。

5、本公开内容的又一个方面考虑了一种器械，其包括轴；端部执行器，所述端部执行器包括联接到所述轴的可致动部件；以及上述讨论的驱动系统，所述驱动系统被联接到所述轴。所述第一致动构件可操作地联接到所述可致动部件，并且被配置为响应于所述第一致动构件被收卷并且被置于张力中而致动所述可致动部件在第一自由度中的移动，以及所述第二致动构件可操作地联接到所述可致动部件并且被配置为响应于所述第二致动构件被收卷并且被置于张力中而致动所述可致动部件在第二自由度中的移动。

6、附加的目的、特征和/或优点将部分地在下面的说明书中阐述，并且部分地将从说明书中显而易见，或可以通过本公开内容和/或权利要求的实践来习得。这些目的和优点中的至少一些可以通过特别在所附权利要求中指出的元件和组合来实现和获得。

7、应理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例和解释性的，并且不限制权利要求；相反，权利要求应享有其全部范围，包括等同范围。