施方案中，除了操作構(gòu)件200包括偏心部分220以外，操 作構(gòu)件200與操作構(gòu)件100相同。舉例來(lái)說(shuō)，如圖6A-6C中所示，操作構(gòu)件200包括構(gòu)造成 嚙合驅(qū)動(dòng)馬達(dá)112的近端200a和包括嚙合與切削元件116相同或類(lèi)似的切削元件（未示 出）的附接機(jī)構(gòu)214的遠(yuǎn)端200b。偏心部分220連接于軸干210并且包括具有萬(wàn)向接頭 228的偏心軸干224。偏心軸干224由支撐外殼222包圍，并且成對(duì)雙聯(lián)滾珠軸承226使得 偏心軸干224能夠相對(duì)于支撐外殼222以低摩擦旋轉(zhuǎn)。偏心部分220還包括防旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)232， 其嚙合在末端執(zhí)行器40的外殼60中的相應(yīng)狹槽632。防旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)232確保偏心部分220正 確組裝于末端執(zhí)行器40并防止在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)112施加轉(zhuǎn)矩時(shí)支撐外殼222相對(duì)于外殼60旋 轉(zhuǎn)。操作構(gòu)件200以與操作構(gòu)件100相同的方式經(jīng)耦合裝置70耦合于末端執(zhí)行器40。具 體地說(shuō)，操作構(gòu)件200包括耦合區(qū)202,耦合區(qū)202具有以與上文結(jié)合操作構(gòu)件100所述相 同的方式嚙合末端執(zhí)行器40的耦合裝置70的凹槽204。在操作時(shí)，外科醫(yī)生使操作構(gòu)件 200的軸干210耦合于末端執(zhí)行器40 (如上文結(jié)合操作構(gòu)件100所述），將旋鈕84、驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)112和切削元件116附接于軸干210,并以與操作構(gòu)件100相同的方式操作操作構(gòu)件200。
[0077] 末端執(zhí)行器40還構(gòu)造成與具有不同功能的多種操作構(gòu)件個(gè)別地和可互換地使 用。舉例來(lái)說(shuō)，第一操作構(gòu)件可構(gòu)造成具有第一功能，且第二操作構(gòu)件可構(gòu)造成具有第二功 能。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一操作構(gòu)件是具有擴(kuò)孔功能的操作構(gòu)件100 (圖4A-5B中所示） 或操作構(gòu)件200 (圖6A-6C中所示），并且第二操作構(gòu)件是具有沖擊功能的操作構(gòu)件300 (圖 7A-8B中所示）。在此實(shí)施方案中，操作構(gòu)件300是用于將髖臼杯（例如髖臼杯28a)植入 準(zhǔn)備好的髖白中的筆直沖擊器?；蛘?，第二操作構(gòu)件可以是操作構(gòu)件400(圖9A和9B中所 示），如偏心沖擊器。除了操作構(gòu)件300構(gòu)造成嚙合假體組件316(例如髖臼杯28a)替代切 削元件和沖擊器頭312替代驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以外，操作構(gòu)件300與操作構(gòu)件100類(lèi)似。另外，操作 構(gòu)件300構(gòu)造成相對(duì)于末端執(zhí)行器40沿方向Tl、T2平移。具體地說(shuō)，操作構(gòu)件300構(gòu)造成 在外科醫(yī)生對(duì)沖擊器頭312施加沖擊力時(shí)相對(duì)于耦合的安裝部分35、50平移。
[0078] 操作構(gòu)件300包括軸干310,其具有近端300a和遠(yuǎn)端300b。遠(yuǎn)端300b是構(gòu)造成 耦合于假體組件316 (例如經(jīng)螺紋）的工件嚙合端。近端300a構(gòu)造成承受住足以將假體裝 置316沖擊至患者髖關(guān)節(jié)10中的沖擊力。舉例來(lái)說(shuō)，近端300a構(gòu)造成使用任何適合機(jī)制 (例如螺紋、機(jī)械扣件、鍵槽等）嚙合沖擊器頭312。如所熟知，沖擊器頭312提供外科醫(yī)生 擊打（例如用木槌340)以對(duì)操作構(gòu)件300施加力的表面312a。沖擊器頭312還可由外科 醫(yī)生抓握并用于旋轉(zhuǎn)操作構(gòu)件300以將假體組件316旋到遠(yuǎn)端300b上或從遠(yuǎn)端300b旋出。
[0079] 除了操作構(gòu)件300構(gòu)造成當(dāng)耦合裝置70處于連接位置時(shí)相對(duì)于末端執(zhí)行器40平 移以外，操作構(gòu)件300以與上文結(jié)合操作構(gòu)件100所述相同的方式經(jīng)耦合裝置70耦合于末 端執(zhí)行器40。舉例來(lái)說(shuō)，如圖8A和8B中所示，操作構(gòu)件300包括耦合區(qū)302,耦合區(qū)302 口齒合末端執(zhí)行器40的親合裝置70。以與第一操作構(gòu)件100的親合區(qū)102相同的方式，當(dāng) 耦合區(qū)302與接納部分62的孔68對(duì)準(zhǔn)并且耦合裝置70移動(dòng)至連接位置（圖8B中所示） 時(shí)，耦合裝置70使操作構(gòu)件100沿縱向方向L的移動(dòng)限于限制區(qū)Z (圖8B中所示）。例如， 耦合區(qū)302包括在軸干310的周邊表面306中的凹槽304。凹槽304具有近端304a和遠(yuǎn)端 304b。近端304a和遠(yuǎn)端304b界定操作構(gòu)件300在限制區(qū)Z中的運(yùn)動(dòng)范圍。圖8A示出處 于釋放位置的耦合裝置70。當(dāng)耦合裝置70移動(dòng)至連接位置（圖8B中所示）時(shí)，鎖緊構(gòu)件 72的滾珠軸承（即，第二部分76)徑向向內(nèi)移動(dòng)至孔68中并嚙合凹槽304。當(dāng)滾珠軸承與 凹槽304嚙合時(shí)，滾珠軸承與凹槽304的近端304a和/或遠(yuǎn)端304b相互作用（即，接觸） 以限制操作構(gòu)件300的縱向移動(dòng)。在此實(shí)施方案中，凹槽304的縱向長(zhǎng)度L3的尺寸設(shè)定為 使得操作構(gòu)件可在凹槽304的界限內(nèi)平移。例如，操作構(gòu)件300可沿方向T2平移直至凹槽 304的近端304a接觸滾珠軸承，由此限制操作構(gòu)件300沿方向T2的移動(dòng)。類(lèi)似地，操作構(gòu) 件300可沿方向Tl平移直至凹槽304的遠(yuǎn)端304b接觸滾珠軸承，由此限制操作構(gòu)件300 沿方向Tl的移動(dòng)。當(dāng)耦合裝置70處于連接位置時(shí)操作構(gòu)件300在限制區(qū)Z中被動(dòng)平移的 能力有利地允許外科醫(yī)生用木槌340擊打沖擊器頭312,而不會(huì)有木槌擊打力通過(guò)末端執(zhí) 行器40傳輸?shù)綑C(jī)器人臂30。以此方式，耦合區(qū)302保護(hù)機(jī)器人臂30不會(huì)因沖擊力而導(dǎo)致 損壞。
[0080] 如通過(guò)比較圖5B和8B可見(jiàn)，操作構(gòu)件100的凹槽104的縱向長(zhǎng)度Ll小于操作構(gòu) 件300的縱向長(zhǎng)度L3。凹槽104的縱向長(zhǎng)度LI以及凹槽104的近端104a和遠(yuǎn)端104b與 鎖緊構(gòu)件72 (即滾珠軸承）的相互作用界定限制區(qū)Y。因?yàn)榻?04a和遠(yuǎn)端104b在滾珠 軸承與處于連接位置的第一耦合區(qū)102嚙合時(shí)同時(shí)接觸滾珠軸承，所以限制區(qū)Y是相對(duì)于 外殼60實(shí)質(zhì)上固定的軸位置。因此，在耦合裝置70處于連接位置時(shí)，操作構(gòu)件100沿縱向 方向L(即方向Tl、T2)的移動(dòng)實(shí)質(zhì)上受限。相反，操作構(gòu)件300的限制區(qū)Z允許操作構(gòu)件 300平移。例如，凹槽304的縱向長(zhǎng)度L3以及凹槽304的近端304a和遠(yuǎn)端304b與鎖緊構(gòu) 件72(即滾珠軸承）的相互作用界定限制區(qū)Z。因?yàn)榘疾?04為長(zhǎng)形的，所以在耦合裝置70 處于連接位置時(shí)（即，在鎖緊構(gòu)件72與耦合區(qū)302嚙合時(shí)），（鎖緊構(gòu)件72的）滾珠軸承 接觸凹槽304的近端304a、凹槽304的遠(yuǎn)端304b或都不接觸。因而，限制區(qū)Z包括第一軸 位置（即，凹槽304的近端304a接觸滾珠軸承的位置）和第二軸位置（即，凹槽304的遠(yuǎn) 端304b接觸滾珠軸承的位置），并且操作構(gòu)件300可在其間移動(dòng)。以此方式，耦合裝置70 和操作構(gòu)件1〇〇、300構(gòu)造成使所接納的操作構(gòu)件沿縱向方向L的移動(dòng)在耦合裝置70嚙合 操作構(gòu)件100的耦合區(qū)102時(shí)限于第一限制區(qū)Y，并且在耦合裝置70嚙合操作構(gòu)件300的 耦合區(qū)302時(shí)限于不同于第一限制區(qū)Y的第二限制區(qū)Z。
[0081] 末端執(zhí)行器40還可包括停止構(gòu)件90,其構(gòu)造成嚙合操作構(gòu)件以限制操作構(gòu)件相 對(duì)于外殼60的移動(dòng)并提供操作構(gòu)件300相對(duì)于末端執(zhí)行器40的準(zhǔn)確軸位置。舉例來(lái)說(shuō)，如 圖7A和7B中所示，停止構(gòu)件90包括安置于末端執(zhí)行器40的外殼60內(nèi)的定位表面92 (例 如鏜孔）和安置于操作構(gòu)件300的軸干310上的相應(yīng)定位表面94 (例如肩或突起）。盡管 停止構(gòu)件90可安置于任何適合位置，但在此實(shí)施方案中，停止構(gòu)件90遠(yuǎn)離凹槽304和耦合 裝置70安置。具體地說(shuō)，停止構(gòu)件90較接近操作構(gòu)件300的遠(yuǎn)端300b，而凹槽304和耦合 裝置70較接近操作構(gòu)件300的近端300a。當(dāng)定位表面94接觸定位表面92時(shí)（圖7A中所 示的固定位置），阻止操作構(gòu)件300沿方向Tl的平移。相反，當(dāng)定位表面92、94不接觸時(shí) (圖7B中所示的開(kāi)離位置），操作構(gòu)件300可在限制區(qū)Z內(nèi)沿方向Tl和方向T2平移。以 此方式，停止構(gòu)件90構(gòu)造成嚙合操作構(gòu)件300以限制操作構(gòu)件300在限制區(qū)Z中的平移。 在一個(gè)實(shí)施方案中，停止構(gòu)件90定位成使得操作構(gòu)件300在限制區(qū)Z的全范圍內(nèi)的平移被 阻止。在此實(shí)施方案中，操作構(gòu)件300在由凹槽304的近端304a界定的第一位置與由定位 表面94界定的第二位置之間平移。以此方式，停止構(gòu)件90可用于在耦合裝置70處于連接 位置時(shí)有效縮小操作構(gòu)件300的行進(jìn)范圍。以此方式縮小行進(jìn)范圍有利地減小接觸應(yīng)力， 因?yàn)槎ㄎ槐砻?2、94之間的接觸面積大于滾珠軸承與凹槽304的遠(yuǎn)端304b之間的表面積。
[0082] 在操作時(shí)，外科醫(yī)生完成髖臼22的擴(kuò)孔后，外科醫(yī)生從末端執(zhí)行器40移除操作構(gòu) 件100 (或操作構(gòu)件200)。外科醫(yī)生將操作構(gòu)件300 (或操作構(gòu)件400)耦合至末端執(zhí)行器 40 (以與上文結(jié)合操作構(gòu)件100所述相同的方式）并將假體組件316和沖擊器頭312連接 至操作構(gòu)件300。如圖IOB中所示，外科醫(yī)生用一只手抓握末端執(zhí)行器40并使用另一只手 握持木槌340。如下文結(jié)合圖11的步驟SlO進(jìn)一步描述，外科醫(yī)生相對(duì)于經(jīng)過(guò)擴(kuò)孔的髖臼 22適當(dāng)安放假體組件316并使用木槌340向沖擊器頭312的表面312a施加力。在沖擊期 間，凹槽304充當(dāng)滑動(dòng)被動(dòng)接頭，其使得操作構(gòu)件300能夠如上文所述平移。沖擊力將假體 組件316沖擊至髖白22上。在木槌擊打之間，外科醫(yī)生向前推動(dòng)末端執(zhí)行器40直至停止構(gòu) 件90的定位表面92、94發(fā)生接觸（圖7A中所示）。外科醫(yī)生繼續(xù)手動(dòng)沖擊假體組件316 直至假體組件316以計(jì)劃深度植入到髖白22上。在植入假體組件316后，外科醫(yī)生抓握沖 擊器頭312并旋轉(zhuǎn)操作構(gòu)件300以將操作構(gòu)件從植入的假體組件316中旋出。如果髖臼杯 包括內(nèi)襯（例如內(nèi)襯28b)，那么外科醫(yī)生接著將內(nèi)襯插入杯中。
[0083] 根據(jù)患者的位置，外科醫(yī)生可首選使用偏心沖擊器（例如操作構(gòu)件400)替代筆直 沖擊器（例如操作構(gòu)件300)。在一個(gè)實(shí)施方案中，除了操作構(gòu)件400包括偏心部分420以 外，操作構(gòu)件400 (圖9A和9B中所示）與操作構(gòu)件300類(lèi)似。舉例來(lái)說(shuō)，如圖9A和9B中 所示，操作構(gòu)件400包括構(gòu)造成嚙合沖擊器頭312的近端400a和構(gòu)造成耦合于假體組件 316 (例如經(jīng)螺紋）的遠(yuǎn)端400b。偏心部分420連接于軸干410并且包括具有萬(wàn)向接頭428 和耦合旋鈕430的偏心軸干424。因?yàn)槠?，所以使用耦合旋鈕430替代沖擊器頭312以將 操作構(gòu)件400旋進(jìn)/旋出假體組件316。一個(gè)替代實(shí)施方案可包括兩個(gè)萬(wàn)向接頭（類(lèi)似于 操作構(gòu)件200的偏心部分220)，其使得能夠使用沖擊器頭312將操作構(gòu)件400旋進(jìn)/旋出 假體組件316。然而，此替代構(gòu)造的一個(gè)缺點(diǎn)在于其可能會(huì)增加復(fù)雜性和降低偏心軸干424 的強(qiáng)度。偏心軸干424由外殼422包圍并包括防旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)432。防旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)432嚙合在外殼60 中的相應(yīng)狹槽632以相對(duì)于末端執(zhí)行器40適當(dāng)定位偏心部分420并防止外殼422相對(duì)于外 殼60旋轉(zhuǎn)。操作構(gòu)件400以與上文結(jié)合操作構(gòu)件300所述相同的方式經(jīng)耦合裝置70耦合 于末端執(zhí)行器40。具體地說(shuō)，操作構(gòu)件400包括具有凹槽404的耦合區(qū)402,所述凹槽404 嚙合末端執(zhí)行器40的耦合裝置70并使得操作構(gòu)件400能夠在限制區(qū)Z中縱向平移。如圖 11中所示，狹槽632為長(zhǎng)形的，由此使得防旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)432能夠在狹槽632中在限制區(qū)Z的軸 向限制內(nèi)縱向平移。在操作時(shí)，除了使用耦合旋鈕430 (替代沖擊器頭312)來(lái)使假體組件 316與操作構(gòu)件400耦合/去耦以外，操作構(gòu)件400以與操作構(gòu)件300相同的方式起作用。
[0084] 手術(shù)應(yīng)用
[0085] 在手術(shù)時(shí)，外科醫(yī)生可以使用機(jī)器人臂30來(lái)促進(jìn)關(guān)節(jié)置換程序，如對(duì)骨進(jìn)行擴(kuò)孔 和植入髖白杯以用于全髖關(guān)節(jié)置換或髖關(guān)節(jié)表面重整程序。如上文所說(shuō)明，機(jī)器人臂30包 括手術(shù)工具，所述手術(shù)工具構(gòu)造成耦合于切削元件（用于擴(kuò)孔）和嚙合假體組件（用于沖 擊）。例如，對(duì)于擴(kuò)孔，末端執(zhí)行器40可耦合于操作構(gòu)件100或操作構(gòu)件200,所述操作構(gòu) 件各自耦合于切削元件116。類(lèi)似地，對(duì)于沖擊，末端執(zhí)行器40可耦合于操作構(gòu)件300或操 作構(gòu)件400,所述操作構(gòu)件各自嚙合假體組件316?？墒褂脵C(jī)器人臂30來(lái)確保在擴(kuò)孔和沖 擊期間的適當(dāng)定位。
[0086] 圖11說(shuō)明執(zhí)行全髖關(guān)節(jié)置換的手術(shù)程序的步驟的一個(gè)實(shí)施方案。在此實(shí)施方案 中，步驟S1-S7、S9、S11和S12可在有或沒(méi)有機(jī)器人輔助的情況下以任何已知方式執(zhí)行。步 驟S8和SlO優(yōu)選使用機(jī)器人臂30執(zhí)行。例如，步驟S8 (擴(kuò)孔）可使用具有