CN104955620A - 操纵器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种易于操纵的操纵器(10)，所述操纵器包括：操纵部分(100)；手动关节部(370)，该手动关节部通过所述操纵部分(100)的位移直接被驱动；检测单元，该检测单元用于检测所述操纵部分(100)的位移量；根据所述检测单元检测到的位移量而移动的装置；电动关节部(350)，该电动关节部由所述装置驱动；以及选择部，该选择部用于选择性地确定所述电动关节部(350)是否被驱动。

Description

操纵器

技术领域

本申请基于并且要求提交于2013年2月8日的US申请No.61/762,386的优先权利益，其全部内容通过引用并入说明书、附图以及摘要中。

本发明通常涉及医疗操纵器，所述医疗操纵器被插入体腔中，用来对其中的各种组织施加处理。

背景技术

目前为止已经存在一种公知为操作支撑系统的医疗操纵器系统，所述操纵器系统包括由操作员操纵的主操纵器以及适于基于主操纵的操纵而实施处理的从操纵器。

在使用这种医疗操纵器系统的手术操作中，内窥镜、操纵器(或者手术钳)等通过一些小孔插入患者的腹部等，使得操作员能够实施操作，同时通过监控器从内窥镜观察图像。现在这种腹腔镜手术预期能够应用于更广的领域范围，因为其较小的侵入性，这是由于不需要打开腹部，以及因为相当大的减少术后恢复直到病人出院所需要的天数。

例如，专利公开1(JP(A)2010-253162)公开了这种系统，该系统包括：人工操纵的操纵杆；机器人臂，其以与操纵杆的移动相关联的方式被电气地驱动；触发杆，其与操纵杆一体形成并且被人工地操纵以使第一线前进或者缩回；以及安装至机器人臂的末端的操纵器。

引用列表

专利文献

专利1：JP(A)2010-253162

发明内容

技术问题

专利公开1的系统设计成使得触发杆的人工操纵允许操作员通过指尖感知施加至远端操纵部分的外力。

但是，现有技术系统存在的问题是，操纵给操作员带来一些麻烦，因为不能够感知远端操纵部分处的外力的操纵杆与能够感知远端操纵部分处的外力的触发杆(正如上文解释的)是完全不同的操纵输入部。

问题的解决方案

本发明提供了一种操纵器，包括：

操纵部分，

手动关节部，其通过所述操纵部分的位移直接被驱动，

检测单元，其检测所述操纵部分的位移量，

根据所述检测单元检测到的位移量而移动的装置，

电动关节部，其由所述装置驱动，以及

选择部，其选择性地确定所述电动关节部是否被驱动。

在本发明的操纵器中，所述选择部是离合器。

在本发明的操纵器中，当所述选择部选择了驱动所述手动关节部时，所述离合器接合以将所述操纵部分的位移传递至所述手动关节部。

在本发明的操纵器中，当所述选择部选择了驱动所述电动关节部时，所述离合器脱离以根据所述检测单元检测到的位移量来移动所述装置。

本发明的操纵器进一步包括脱离位置状态保持部，该脱离位置状态保持部用于在所述离合器脱离时保持离合器板之间的位置状态。

在本发明的操纵器中，所述脱离位置状态保持部包括设置在一个离合器板上的凸形部和设置在另一个离合器板上的凹形部。

在本发明的操纵器中，所述脱离位置状态保持部是存储部，该存储部用于在所述离合器脱离时以电磁方式存储所述检测单元检测到的位移量。

本发明的操纵器进一步包括：多个所述电动关节部，以及电动关节部选择开关，电动关节部选择开关用于选择所述多个电动关节部中的哪个将被驱动。

本发明的操纵器进一步包括：多个所述电动关节部；分别对应于多个所述电动关节部的多个所述装置；以及控制单元，其基于所述检测单元检测到的位移量实施操作，以向所述多个装置发送关于所述多个装置中的每个装置被驱动到何种程度的命令。

在本发明的操纵器中，所述操作是用于解决逆向动力学的操作。

本发明的操纵器进一步包括：多个所述手动关节部；以及手动关节部选择开关，手动关节部选择开关用于选择多个所述手动关节部中的哪个将被驱动。

本发明还提供了一种操纵器，包括：

操纵部分，

多个手动关节部，其通过所述操纵部分的位移直接被驱动，

检测单元，其用于检测所述操纵部分的位移量，

根据所述检测单元检测到的位移量而移动的装置，

电动关节部，其由所述装置驱动，以及

选择部，其用于选择性地确定多个所述手动关节部被驱动还是所述电动关节部被驱动。

在本发明的操纵器中，所述选择部包括齿轮齿条机构。

发明的有益效果

本发明的操纵器包括：操纵部分；手动关节，其能够通过操纵部分的位移直接被启动以感知远端运动部处的外力；电动关节，其由装置驱动并且不能够感知远端运动部处的外力，使得选择部能够选择这两种关节并且单个操纵部分能够操纵这两种关节，从而方便操作员实施操纵。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的操纵器10的构造的示意图。

图2是当离合器130接合时基部壳体190的内部构造的立体图。

图3是当离合器130脱离时基部壳体190的内部构造的立体图。

图4是根据本发明的一个实施例的操纵器10的方框图。

图5是根据本发明的一个实施例的操纵器10的控制流程的流程图。

图6是根据本发明的一个实施例的操纵器10的手动关节部370的示范操纵的示意图。

图7是根据本发明的一个实施例的操纵器10的电动关节部350的示范操纵的示意图。

图8是根据本发明的一个实施例的操纵器10的手动关节部370的示范操纵的示意图。

图9是根据本发明另一实施例的操纵器10的基本部分的构造的示意图。

图10是根据本发明再一实施例的操纵器10的基本部分的构造的示意图。

图11是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的基本部分的构造的示意图。

图12是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的方框图。

图13是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的构造的示意性示意图。

图14是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的方框图。

图15是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的方框图。

图16是使用齿轮齿条机构的手动关节选择开关560的构造的例子的示意图。

图17是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的方框图。

图18是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的手动关节部370的示范操纵的示意图。

图19是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的电动关节部350的示范操纵的示意图。

图20是根据本发明的进一步实施例的操纵器10的手动关节部370的示范操纵的示意图。

具体实施方式

现在参考附图说明本发明的一些实施例。图1是根据本发明的实施例的操纵器10的构造的示意图；图2是当离合器130接合时基部壳体190的内部构造的立体图；图3是当离合器130脱离时近侧壳体190的内部构造的立体图；以及图4是根据本发明的一个实施例的操纵器10的方框图。此处应该注意的是，在图2和图3中，虚线指示滑轮等的旋转轴。

应该理解的是，此处本发明的实施例仅仅是示范性的构造，用于使本发明变成实践。依靠非限制性示例，参考使用电动机作为用于驱动电动关节部350的装置来说明以下实施例。例如，还可以使用诸如利用电能的螺线管等的致动器，以及诸如采用除电能之外的能量的气缸等的致动器。

在图1中，左侧和右侧分别指示近端侧和远端侧。在使用中，操纵器10在远端侧被插入患者的体腔。此处假设操纵器10包括末端执行器(未示出)，末端执行器从近端侧向远端侧插入以观察以及处理患者的体腔。虽然此处操纵器10描述成类型是插入适当位置的具有末端执行器的处理工具，但是应该注意的是，本发明可以延伸至这样的组件：其中，末端执行器以不能拆卸的方式与操纵器10本身一体形成。

基部壳体19定位在远端侧，其包括由操纵器10的操作员操纵的操纵杆100。该操纵杆100可以偏移给定角度，以101作为旋转中心。

例如，并不是限制，此处参考使用操纵杆100作为操纵器10的操纵部分来说明本发明的实施例；但是，可以可选地使用其他输入装置，诸如旋转旋钮。

此处在本发明的实施例中，操纵杆100被描述为仅能够在二维平面中操纵，电动关节部350和手动关节部370典型地描述为在二维平面中被驱动；但是，本发明还可以延伸至这样的情况：使用能够在三维空间中操纵的操纵杆100来在三维空间中驱动电动关节部350和手动关节部370。

操纵杆100与第一旋转基部110一体形成，第一旋转基部110设置有第一离合器板131，第一离合器板131形成离合器130的一部分。第二旋转基部120设置有第二离合器板132，第二离合器板132形成离合器130的另一部分。

第一和第二离合器板131和132彼此接触以使离合器130接合，使得第一和第二旋转基部110和120链接并且一起操作。结果，基于操纵杆100的操纵的位移量被传递至第二旋转基部120。

由于第一离合器板131与第二离合器板132间隔开以使离合器130脱离，这防止基于操纵杆100的操纵的位移量被传递至第二旋转基部120侧。

离合器130的接合或者脱离是通过一机构(未示出)由人工实施的。在离合器130附近存在离合器状态检测单元140，其设置成检测离合器130是接合还是脱离。对于该离合器状态检测单元140，可以采用机械或者光学传感器。

尽管此处参考离合器130的接合或者脱离的人工选择典型地描述了本发明的实施例，但是应该理解的是，离合器130的接合或者脱离可以是电动选择的。通常可获得的离合器(诸如爪形离合器或者电磁离合器)可以用于离合器130。

离合器状态检测单元140检测到的用于离合器130的状态的检测信号被发送至主控制单元500。例如，通用微计算机可以用于该主控制单元500，主控制单元的功能可以通过上述微计算机的运行程序来实现。

旋转编码器150可操作以检测第一旋转基部110以101为旋转中心的旋转程度。具体地，旋转编码器150提供了用于检测操纵杆100的位移量的检测部。来自该旋转编码器150的检测信号被发送至主控制单元500。

此处在本发明的实施例中，旋转编码器150获取的第一旋转基部110的角度θ用作操纵杆100的位移量。另一方面，如果操纵杆100是滑动类型并且操纵杆100的操纵由线性编码器等获取，则可以以距离信息的形式获得操纵杆100的位移量。

此处在本发明的实施例中，在图1中当操纵杆100在水平线之上的位置时旋转编码器150检测到的是正旋转角度θ，在图1中当操纵杆100在水平线之下的位置时旋转编码器150检测到的是负旋转角度θ。

主控制单元500发送控制命令信号至第一电动机211和第二电动机212，第一电动机211和第二电动机212是用于驱动电动关节部350的装置，使得能够控制电动关节部350的运动。

第一刚性管310、电动关节部350、第二刚性管320以及手动关节部370从基部壳体190顺序地朝向远端侧延伸。第一和第二刚性管310和320是相对刚性的并且不易于弯折。但是，代替第一和第二刚性管310和320，还能够使用相对柔性的并且能够弹性地弯折的柔性管。

位于第一和第二刚性管310和320之间的电动关节部350包括筒形圈353、多个铆钉形式的轴构件357、第一线251和第二线252。铆钉形式的轴构件357以可弯折方式将关节圈353链接于一起以形成关节。

第一线251的一个端部通过铜焊等固定至关节圈353，而在另一端部处固定至第一驱动滑轮231。第一线251进一步缠绕在第一从动滑轮上271上。第一驱动滑轮231安装至第一电动机211的旋转轴以在第一电动机211旋转和驱动时缠绕以及放松第一线251，由此第一电动机211的旋转驱动力传递至关节圈353。

第二线252的一个端部通过铜焊等固定至关节圈353，而在另一端部处固定至第二驱动滑轮232。第二线252进一步缠绕在第二从动滑轮272上。第二驱动滑轮232安装至第二电动机212的旋转轴以在第二电动机212旋转和驱动时缠绕以及放松第二线252，由此第二电动机212的旋转驱动力传递至关节圈353。

此处本发明的实施例的描述为典型地参考使用两个电动机驱动电动关节部350：第一电动机211和第二电动机212；但是，电动关节部350可以由单个电动机驱动。

当离合器130脱离时，由旋转编码器150获取第一旋转基部110与操纵杆100的操纵关联的旋转角度θ。旋转编码器150获取的旋转角度θ进入主控制单元500。主控制单元500根据角度θ来控制第一和第二电动机211和212。这使得操作员能够基于操纵杆100的操纵来移动电动关节部350。当操纵电动关节部350时，操作员不能够感知远端关节圈375等处的外力。

从第二刚性管320朝向远端延伸的手动关节部370包括多个筒形关节圈373、多个铆钉形式的轴构件377和第三线253。铆钉形式的轴构件377以可弯折方式将相应的关节圈373链接于一起以形成关节。第三线253的两个端部通过铜焊等固定至远端关节圈375，并且缠绕在第三驱动滑轮233上。第三驱动滑轮233固定至第二旋转基部120从而当第二旋转基部120以101作为旋转中心旋转时旋转。

当离合器130接合时，第一和第二旋转基部110和120这样链接于一起使得第三驱动滑轮233由于操纵杆100的操纵而旋转，由此将操纵杆100的操作员的操纵传递至手动关节部370。手动关节部370的这种操纵使得操作员能够感知远端侧关节圈375等处的外力。

随后将参考图5说明此处根据本发明的实施例的操纵器10如何设定，图5是根据本发明的实施例的由操纵器10运行的控制流程的流程图。这种流程图由主控制单元500运行。

参考图5，控制流程开始于步骤S100，在以下步骤S101获取来自离合器状态检测单元140的检测信号。在步骤S102，基于来自离合器状态检测单元140的检测信号来判定离合器130是否脱离。

当在步骤S102判定为否时或者当离合器130保持接合时，操作员将要操纵手动关节部370。此时主控制单元500还不实施对第一和第二电动机211和212等的控制。

另一方面，当在步骤S102判定为是时或者离合器130保持脱离时，控制流程进行到步骤S103以从旋转编码器150获取角度θ。

随后，在步骤S104判定是否θ≥0。

当在步骤S104判定为是时，在步骤S105，根据|θ|驱动第一电动机211以缠绕第一线251，而在步骤S106根据|θ|驱动第二电动机212以放松第二线252。

另一方面，当在步骤S104判定为否时，在步骤S107，根据|θ|驱动第一电动机211以放松第一线251，而在步骤S108根据|θ|驱动第二电动机212以缠绕第二线252。

现在将参考示出这种例子的图6、图7和图8来说明基于上文描述的这种控制的本发明的实施例的操纵器10的操纵的具体例子。

当操作员保持离合器130接合时，这引起手动关节部370通过操纵杆100的操纵而移动，如图7所示。此时，通过操纵杆100的位移直接驱动手动关节部370，使得操作员能够感知远端侧关节圈375等处的外力。

随后，当操作员保持离合器130脱离时，这引起电动关节部350通过操纵杆100的操纵被移动，如图6所示。当基于由旋转编码器150获取的信息控制第一和第二电动机211和212时，电动关节部350移动；在该状态中，操作员不能够感知远端关节圈375等处的外力。

图8图示了操作员再次接合离合器130，从而通过操纵杆100的操纵允许移动手动关节部370。

根据上述这种实施例的操纵器10包括手动关节部370以及电动关节部350，手动关节部370能够通过操纵杆370的位移直接被驱动以感知远端运动部处的外力，电动关节部350由装置驱动，其在电能量下移动但不能够感知远端运动部处的外力，使得选择部能够选择这两种关节部并且单个操纵杆100(诸如离合器130)能够操纵这两种关节部，从而方便操作员实施操纵。

在下文中，将解释本发明的另一实施例和进一步实施例。在此处到目前为止说明的本发明的实施例中，一旦要操纵电动关节部350，通过操纵杆100的操纵移动手动关节部370以使离合器130脱离，在这之后离合器130再次接合以操纵手动关节部370。在该情况下，存在的问题在于，手动关节部370和操纵杆100的最终角度之间的关系无法复原。

根据此处描述的本发明的实施例，一旦离合器130脱离通过完好保持离合器板之间的位置状态能够克服该问题。

完好保持离合器板之间的位置状态可以通过物理器件或者电磁存储元件实现。首先，参考图9至11说明前者物理器件。

一旦离合器130脱离为了完好保持离合器板之间的位置状态，例如，根据本发明的实施例此处操纵器10包括第一离合器板131以及另一第二离合器板132，第一离合器板131具有凸形部137，及第二离合器板132具有用于接收凸形部137的凹形部138。

在如上所述的这种布置中，首先操纵操纵杆100以移动手动关节部370，以使离合器130脱离一次。在该情况下，通过凹形部138的位置保持具有第二离合器板132的第二旋转基部120的位置。

当期望操纵电动关节部350，然后再次接合离合器130以用于操纵手动关节部370时，离合器130将不接合在图10典型示出的操纵杆100所处的这种位置。

然后，操作员能够调节操纵杆100的位置以检索这样的位置，在该位置第一离合器板131的凸形部137装配到第二离合器板132的这种凹形部138(如图11所示)中用于离合器130的接合，由此一旦离合器130再接合，手动关节部370和操纵杆100的最终角度之间的状态能够复原，从而操作员能够实施更加直观的操纵。

在上述实施例中，凸形部137设置在第一离合器板131上，而凹形部138设置在第二离合器板132中，以在物理上完好保持离合器板之间的位置状态；但是，为了此目的设置在离合器板上的布置并不限于这种凹凸形布置。

在下文中，将参考图12说明依靠电磁存储元件完好保持离合器板之间的位置状态的例子，图12是根据本发明的再一实施例的操纵器10的方框图。

在目前为止描述的本发明的实施例中，离合器130的接合或者脱离是通过附图未示出的机构由人工实施的；但是，在本发明的实施例中，此处电磁离合器用作离合器130，使得离合器130能够通过离合器驱动部530电磁地接合或者脱离。

对操作员来说还能够通过给予离合器驱动信号输入部520命令以选择性地使离合器130接合或者脱离。

在本发明的实施例中，设置存储单元510以电磁地存储当离合器130脱离时旋转编码器150检测到的位移量(在该实施例中为角度θ)。对于这种存储单元510，可以使用微计算机中的存储区域，可替换地可以使用独立存储器。

在如上所述的这种布置中，手动关节部370首先由操纵杆100的操纵而移动以使离合器130脱离一次，在此情况中旋转编码器150检测到的角度θ存储在存储单元510中以保持包括第二离合器板132的第二旋转基部120的位置。

随后，操纵电动关节部350，在此之后，通过让操作员向离合器驱动信号输入部520给予离合器130接合命令使离合器130再次接合。此时，离合器驱动单元530设定成使得每当操纵杆100基于存储单元510中存储的角度θ而不返回至位置状态时，离合器130不接合。

在如上所述的这种设定中，当操纵操纵杆100时，操作员发出离合器30接合命令至离合器驱动信号输入部520以基于存储单元510中存储的角度θ检索位置状态。

当操纵杆100到达满足基于角度θ的位置状态的位置时，引起离合器驱动部530使离合器130接合。

因而当离合器130再接合时能够复原手动关节部370的最后运动状态，从而操作员能够实施更直观的操纵。

现在将参考图13说明本发明的再一实施例，图13示意性地示出根据其的操纵器10的构造，图14是根据其的操纵器10的方框图。

尽管参考图1至图8说明的本发明的实施例仅包括仅一个电动关节部350，但是应该理解的是，根据本发明的实施例的操纵器10此处除了电动关节部350还包括第二电动关节部360。

根据本发明的实施例的操纵器10此处包括第三和第四电动机213和214以用于驱动第二电动关节部360，这些电动机对应于用于驱动电动关节部360的第一和第二电动机211和212。

尽管未示出依靠线257等用于驱动第二电动关节部360的第三和第四电动机213和214的构造，但是应该注意的是，第二电动关节部360的构造也可以设计为与电动关节部350相同。

此处，根据本发明的操纵器10还包括操纵杆100，该操纵杆100具有电动关节选择开关550(电动关节部选择开关)以用于选择第一电动关节部350或者选择第二电动关节部360作为要移动的电动关节部。来自电动关节选择开关550的输出进入主控制单元500中。响应于来自电动关节选择开关550的输出，主控制单元500选择驱动第一和第二电动机211和212以驱动第一电动关节部350，或者选择驱动第三和第四电动机213和214以驱动第二电动关节部360。

尽管此处在本发明的实施例中存在设置的两个电动关节部，但是应该理解的是，用于操纵器10的电动关节部的数量并不限于两个。

根据上述的这种实施例，设置在操纵杆100上的电动关节选择开关550的切换操作使得单个操纵杆100能够操纵多个电动关节部。

现在将说明本发明的进一步实施例。以与图13和14所示差不多的方式，此处本发明的实施例也包括多个电动关节部，图13示意图示的结构可以用于此处操纵器10的通用构造。

另一方面，图15的框图中图示的内容可以用于操纵器10的控制。此框图与图14的框图不同之处在于，代替电动关节选择开关550设置了逆向动力学分析算法存储单元570。

在主控制单元500控制第一、第二、第三和第四电动机211、212、213和214时，存储在逆向动力学分析算法存储单元570中的程序被主控制单元500调用。可以使用微计算机中的存储区域，或者可替换地可以使用单独的单个存储器用于逆向动力学分析算法存储单元570。

依据存储在逆向动力学分析算法存储单元570中的程序，主控制单元500响应于操纵杆100的操纵基于检测到的角度θ解出了逆向动力学，以确定用于驱动第一电动关节部350的第一和第二电动机211和212的控制量以及用于驱动第二电动关节部360的第三和第四电动机213和214的控制量。

尽管此处在本发明的实施例中存在设置的两个电动关节部，但是应该理解的是，用于操纵器10的电动关节部的数量并不限于两个。

根据上述的这种实施例，能够仅使用操纵杆100以利于多个电动关节部的操纵。

应该注意的是，代替提供多个电动关节部以及使用电动关节选择开关550来选择哪个电动关节部将被操纵的是，能够提供多个手动关节部以及使用手动关节选择开关560，正如稍后将描述的。在该情况下，可以存在设置的多个离合器以将操纵杆100的位移传递至手动关节部。

虽然离合器可以用作手动关节选择开关560(手动关节部选择开关)以用于选择哪个手动关节部将被操纵，但是下文将说明使用齿轮齿条机构代替离合器的例子。

图16是使用这种齿轮齿条机构的手动关节选择开关560的示范构造的示意图。此处应该注意的是，图16示出的手动关节选择开关560能够选择驱动手动关节部还是驱动电动关节部。图17是当结合手动关节选择开关560使用时用于操纵器10的控制系统的方框图。

此处根据本发明的实施例的操纵器10包括第一手动关节部和第二手动关节部(都未示出)。第三线253的一个端部固定至第一齿条410，而第四线254的一个端部固定至第二齿条420。另一方面，第三线253以及第四线254的另一端部固定至第一手动关节部(未示出)。第一手动关节部根据第三线253和第四线254的位移而移动。

同样地，第五线255的一个端部固定至第三齿条430，而第六线256的一个端部固定至第四齿条440。另一方面，第五线255和第六线256的另一端部固定至第二手动关节部(未示出)。第二手动关节部根据第五线255和第六线256的位移而移动。

第一齿轮450匹配反向的第一和第二齿条410和420，当第一齿轮450旋转时，其引起第三线253和第四线254的位移。

第二齿轮460匹配反向的第三和第四齿条430和430，当第二齿轮460旋转时，其引起第五线255和第六线256的位移。

操纵杆100设置有操纵杆小齿轮400，操纵杆小齿轮具有与操纵杆100的旋转中心重叠的旋转轴线。

操纵杆100能够滑动以在图16中上下移动。

当操纵杆100朝向侧(A)滑动时，其引起操纵杆小齿轮400与第一齿条410匹配。

当操纵杆100朝向侧(B)滑动时，其引起操纵杆小齿轮400处于与第四齿条440匹配的状态。

通过操纵杆100的这种滑动移动，允许操纵杆100选择操纵第一手动关节部或者选择操纵第二手动关节部。

当操纵杆100位于图16示出的位置(C)处时，操纵杆位置检测单元580通过旋转编码器150对其进行检测以检测操纵杆100的位移量。

基于前述位移量，主控制单元500发送控制命令信号至第一和第二电动机211和212，第一和第二电动机是用于驱动电动关节部350以控制电动关节部350移动的装置。

现在将参考图18至图20说明根据本发明的上述实施例的操纵器10的示范操纵。

图18示出了操纵杆100朝向侧(A)滑动，使得操纵杆小齿轮400处于与第一齿条410匹配的状态，由此通过操纵杆100来移动第一手动关节部。

从该状态起，操纵杆100滑动至其中操纵杆小齿轮400不与第一齿条410或者第四齿条440中任何一个匹配的状态，如图19所示。此处电动关节部350通过操纵杆100的操纵而移动。

图20示出了操纵杆100朝向侧(B)滑动，使得操纵杆小齿轮400处于与第四齿条440匹配的状态，由此通过操纵杆100来移动第二手动关节部。

根据上述这种实施例，能够通过单个操纵杆100操纵甚至多个复杂组装的手动关节部，从而利于操纵。

工业应用性

本发明的操纵器包括：操纵部分；手动关节，其能够通过操纵部分的位移直接被驱动以感知远端运动部处的外力；电动关节，其由一装置驱动并且不能够感知远端运动部处的外力，使得选择部能够选择这两种关节并且单个操纵部分操纵这两种关节，从而方便操作员实施操纵，本发明的工业应用性非常高。

附图标记列表

10：操纵器

100：操纵杆(操纵部分)

101：旋转中心

110：第一旋转基部

120：第二旋转基部

130：离合器(选择部)

131：第一离合器板

132：第二离合器板

137：凸形部

138：凹形部

140：离合器状态检测单元

150：旋转编码器(检测单元)

190：基部壳体

211：第一电动机

212：第二电动机

213：第三电动机

214：第四电动机

231：第一驱动滑轮

232：第二驱动滑轮

233：第三驱动滑轮

251：第一线

252：第二线

253：第三线

254：第四线

255：第五线

256：第六线

257：线

271：第一从动滑轮

272：第二从动滑轮

310：第一刚性管

320：第二刚性管

350：(第一)电动关节部

353：关节圈

357：轴构件

360：(第二)电动关节部

363：关节圈

367：轴构件

370：手动关节部

373：关节圈

375：远端关节圈

377：轴构件

400：操纵杆小齿轮

410：第一齿条

420：第二齿条

430：第三齿条

440：第四齿条

450：第一小齿轮

460：第二小齿轮

500：主控制单元

510：存储单元

520：离合器驱动信号输入部

530：离合器驱动部

550：电动关节选择开关(电动关节部选择开关)

560：手动关节选择开关(手动开关关节部选择开关)

570：逆向动力学分析算法存储单元

580：操纵杆位置检测单元

Claims (13)

1.一种操纵器，该操纵器包括：

操纵部分，

手动关节部，该手动关节部通过所述操纵部分的位移直接被驱动，

检测单元，该检测单元检测所述操纵部分的位移量，

根据所述检测单元检测到的位移量而移动的装置，

电动关节部，该电动关节部由所述装置驱动，以及

选择部，该选择部选择性地确定所述电动关节部是否被驱动。

2.根据权利要求1所述的操纵器，其中，所述选择部是离合器。

3.根据权利要求2所述的操纵器，其中，当所述选择部选择了驱动所述手动关节部时，所述离合器接合以将所述操纵部分的位移传递至所述手动关节部。

4.根据权利要求2或3所述的操纵器，其中，当所述选择部选择了驱动所述电动关节部时，所述离合器脱离以根据所述检测单元检测到的位移量来移动所述装置。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的操纵器，该操纵器进一步包括脱离位置状态保持部，该脱离位置状态保持部用于在所述离合器脱离时保持离合器板之间的位置状态。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的操纵器，其中，所述脱离位置状态保持部包括设置在一个离合器板上的凸形部和设置在另一个离合器板上的凹形部。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的操纵器，其中，所述脱离位置状态保持部是存储部，该存储部用于在所述离合器脱离时以电磁方式存储所述检测单元检测到的位移量。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的操纵器，该操纵器进一步包括：

多个所述电动关节部，以及

电动关节部选择开关，该电动关节部选择开关用于选择所述多个电动关节部中的哪个将被驱动。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的操纵器，该操纵器进一步包括：

多个所述电动关节部，

分别对应于所述多个电动关节部的多个所述装置，以及

控制单元，该控制单元用于基于所述检测单元检测到的位移量实施操作，以向所述多个装置发送关于所述多个装置中的每个装置被驱动到何种程度的命令。

10.根据权利要求9所述的操纵器，其中，所述操作是用于解决逆向动力学的操作。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的操纵器，该操纵器进一步包括：

多个所述手动关节部，以及

手动关节部选择开关，该手动关节部选择开关用于选择所述多个手动关节部中的哪个将被驱动。

12.一种操纵器，该操纵器包括：

操纵部分，

多个手动关节部，所述多个手动关节部通过所述操纵部分的位移直接被驱动，

检测单元，该检测单元用于检测所述操纵部分的位移量，

根据所述检测单元检测到的位移量而移动的装置，

电动关节部，该电动关节部由所述装置驱动，以及

选择部，该选择部用于选择性地确定所述多个手动关节部被驱动还是所述电动关节部被驱动。

13.根据权利要求12所述的操纵器，其中，所述选择部包括齿轮齿条机构。