CN105263434B - 医疗用机械手 - Google Patents

Abstract

一种医疗用机械手(1)具有手术器具单元(4)以及手术器具驱动单元(2)。工具单元(4)具有一对钳子(30)。驱动单元(2)能够从工具单元(4)拆卸，具有用于驱动钳子(30)的电机(16)。工具单元(4)具有彼此平行运转的一对传递构件(41，43)。传递构件(41，43)具有彼此相对的各自的齿条部(41a，43a)。在齿条部(41a，43a)之间，存在接合齿条部(41a，43a)两者的小齿轮(42)。驱动单元(2)具有彼此平行运转的输入构件对(11，13)。第一输入构件11在轴向上被电机(16)驱动。第二输入构件(13)被施力构件(13b)朝向第二传递构件(43)施力。为了打开钳子(30)，电机(16)推动第一输入构件(11)。然后，第一输入构件(11)使第一传递构件(41)前进，并且第一传递构件(41)打开钳子(30)。为了关闭钳子(30)，电机(16)拉动第一输入构件(11)。然后，施力构件(13b)推动第二输入构件(13)，第二输入构件(13)使第二传递构件(43)向前，齿条部(43a)逆时针旋转小齿轮(42)，小齿轮(42)缩回第一传递构件(41)，并且第一传递构件(41)关闭钳子(30)。

Description

医疗用机械手

技术领域

本发明涉及一种医疗用机械手。

本申请要求了于2013年2月20日临时申请的美国专利申请第61/766,810号的优先权，该美国专利申请的内容通过引用被并入到本文中。

背景技术

在相关技术中，用于为外科手术执行外科援助的医疗用机械手是已知。

在这种医疗用机械手中，为了给手术器具单元消毒，必须可拆卸地提供手术器具单元和手术器具驱动单元。

例如，专利文件1描述了活动的钳子作为这种医疗用机械手，在该活动的钳子中，相对于作为手术器具驱动单元的钳子近端部分，在钳子轴部的近端部可拆卸地设置作为手术器具单元的钳子远端部分结构和钳子轴部。

在专利文件1中描述的活动的钳子中，为了手术器具单元的安装，在钳子轴部被插入到钳子近端部的框架中并且在框架的中心轴周围被旋转60度以对于持有者钩住挂钩构件之后，通过拧紧夹钳的紧固螺丝将钳子轴部固定到框架。

现有技术文件

专利文件

[专利文件1]日本专利第3686947号

发明内容

技术问题

在相关技术中，例如，在专利文件1中公开的医疗用机械手中，当手术器具单元被安装在手术器具驱动单元上时，必须用以下三个步骤执行工作：(1)将钳子轴部插入到框架中，(2)旋转钳子轴部，以及(3)拧紧紧固螺丝，并且当手术器具单元被移除时，必须倒序执行这三个步骤。因此，在相关技术的医疗用机械手中，存在问题在于，手术器具的连接和分离花费大量的时间。

鉴于这些问题提出了本发明，并且其目的是提供相对于手术器具驱动单元可以简单地并快速地执行手术器具单元的连接和分离的医疗用机械手。

问题的解决方案

根据本发明的第一方面的医疗用机械手包括：手术器具单元，其装备有给操作对象进行操作的动作体；以及手术器具驱动单元，其相对于手术器具单元被可拆卸地提供，并且供应用于驱动动作体的驱动力。手术器具驱动单元包括：输入构件对，其具有第一输入构件和第二输入构件，被成对布置在关于手术器具单元的连接和分离方向上的第一端部处，能够彼此平行地前进和缩回，并且当该对输入构件前进到手术器具单元侧时在前进方向上传递驱动力；以及驱动源，其使得该对输入构件中的至少一个前进和缩回。手术器具单元包括：第一传递构件，其面向第一输入构件，被支撑以便能够在关于手术器具驱动单元的连接和分离方向上在第一端部处前进和缩回，在来自第一输入构件的驱动力下在与第一输入构件的前进方向相同的方向上移动，并且在第二端部处连接到动作体；第二传递构件，其面向第二输入构件，被支撑以便能够在关于手术器具驱动单元的连接和分离方向上在第一端部处前进和缩回，并且在来自第二输入构件的驱动力下在与第二输入构件的前进方向相同的方向上移动；以及手术器具单元侧反转联动构件，其与第一传递构件和第二传递构件接合，并且反转第一传递构件或第二传递构件的移动方向，并且向第一传递构件和第二传递构件的另一个传递第一传递构件和第二传递构件中的一个的位移。

根据本发明的第二方面，在第一方面的医疗用机械手中，第一输入构件通过被连接到驱动源能够前进和缩回。手术器具单元还可以包括驱动单元侧反转联动构件，其与第一输入构件和第二输入构件接合，并且反转第一传递构件或第二传递构件的移动方向，并且向第二输入构件传递第一输入构件的位移，其中，驱动单元侧反转联动构件被设置在第一输入构件与第二输入构件之间。

根据本发明的第三方面，在第二方面的医疗用机械手中，接合和脱离机构可以被进一步包括，其相对于该对输入构件移动驱动单元侧反转联动构件以便切换与第一输入构件和第二输入构件接合的状态以及第一输入构件与第二输入构件之间的位移的传递被解除的状态。

根据本发明的第四方面，在第一方面至第三方面中的任何一个的医疗用机械手中，手术器具驱动单元可以具有驱动单元侧施力构件，该驱动单元侧施力构件朝向关于手术器具单元的连接和分离方向上的第一端部对输入构件对施力。

根据本发明的第五方面，在第四方面的医疗用机械手中，驱动单元侧施力构件可以具有第一驱动单元侧施力构件和第二驱动单元侧施力构件，并且第一驱动单元侧施力构件可以被设置在第一输入构件中，并且第二驱动单元侧施力构件可以被设置在第二输入构件中。

根据本发明的第六方面，在第一方面至第五方面中的任何一个的医疗用机械手中，第二施力构件可以被进一步包括，该第二施力构件在朝向关于手术器具单元的连接和分离方向上的第一端部对第一输入构件和第二输入构件两者施力。

发明的有益效果

根据上述相应方面的医疗用机械手，通过布置将驱动力从手术器具驱动单元传递到手术器具单元的输入构件对来传递驱动力，以便在连接和分离方向上的端部处面向输入构件对以及第一传递构件和第二传递构件。因此，可以由仅在连接和分离方向上的移动执行连接和分离，并且相对于手术器具驱动单元的手术器具单元的连接和分离可以被很容易地并快速地执行。

附图说明

图1是示出本发明的医疗用机械手被应用于其中的医疗用机械手系统的构造的示例的示意图。

图2是示出本发明的第一实施方式的医疗用机械手的构造的示意性平面图。

图3是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的手术器具驱动单元的远端侧上的示意性侧视图。

图4是沿着图3中的线B-B截取的截面图。

图5是沿着图3中的线A-A截取的截面图。

图6是沿着图3中的线C-C截取的截面图。

图7是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的中间构件的远端侧上的示意性侧视图。

图8是沿着图7中的线E-E截取的截面图。

图9是沿着图7中的线D-D截取的截面图。

图10是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的手术器具单元的示意性立体图。

图11是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的手术器具单元的近端侧上的示意性侧视图。

图12是沿着图11中的线H-H截取的截面图。

图13A是沿着图11中的线F-F截取的截面图。

图13B是沿着图11中的线G-G截取的截面图。

图14是沿着图2中的线J-J截取的截面图。

图15是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的主要部分的示意性结构图。

图16A是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的主要部分的示意性操作说明视图。

图16B是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的主要部分的示意性操作说明视图。

图16C是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的主要部分的示意性操作说明视图。

图17是本发明的第二实施方式的医疗用机械手的示意图。

图18是示出本发明的第二实施方式的医疗用机械手的动作的视图。

图19是示出实施方式的另一种构造示例的示意图。

图20是示出本发明的第三实施方式的医疗用机械手的示意性平面图。

图21是示出医疗用机械手的示意性侧视图。

图22是示出医疗用机械手的动作的视图。

图23是示出医疗用机械手中用于造成同时与多个齿轮接合或分离的电线和滑块的构造的示意图。

图24是示出实施方式的修改的示例的构造的立体图。

图25是示出本发明的第四实施方式的医疗用机械手的部分的构造的示意性侧视图。

图26是示出实施方式的医疗用机械手的部分的构造的示意性前视图。

图27是示出本实施方式的医疗用机械手的动作的视图。

图28是示出本实施方式的医疗用机械手的动作的视图。

图29是示出本发明的第五实施方式的医疗用机械手的部分的构造的示意性前视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。在所有附图中，即使在不同的实施方式的情况下，将用相同的附图标记指定与前述实施方式中描述的构件相同或等效的构件，并且这里将省略常见的描述。

[第一实施方式]

在下文中，虽然将描述本发明的第一实施方式，但是在描述第一实施方式之前将描述本实施方式的医疗用机械手被应用于其中的医疗用机械手系统的示例。

图1是示出本发明的医疗用机械手被应用于其中的医疗用机械手系统的构造的示例的示意图。

图1中示出了主从类型医疗用机械手系统的示例。主从类型医疗用机械手系统是这样的系统，其具有包括主臂和从臂两种类型的臂并且远程控制从臂以便跟随主臂的操作。作为手术器具被安装在该从臂上的构造，可以应用本发明的医疗用机械手。

图1中示出的医疗用机械手系统具有：手术台100、从臂200a、200b、200c、和200d、从控制电路400、主臂500a和500b、操作单元600、输入处理电路700、图像处理电路800、操作者显示器900a、以及辅助显示器900b。

在下文中，为了简化描述，按照字母顺序的符号“Xa，Xb，...，Xz”可以被表示为“Xa至Xz”。例如，“从臂200a、200b、200c、以及200d”可以被表示为“从臂200a至200d”。

手术台100是一张床，作为将被观察和治疗的目标的患者P被放置在该床上。多个从臂200a至200d被安装在手术台100的附近。另外，从臂200a至200d可以被安装在手术台100处。

各个从臂200a至200d分别被配置成具有多个多自由度关节，并且通过弯曲各自的多自由度关节相对于放置在手术台100上的患者P来放置安装在从臂200a至200d的远端侧(被称为指向患者P的体腔的一侧)的手术器具等。由未示出的电源单元单独地驱动各个多自由度关节。作为电源单元，例如，可以使用具有伺服机构的电机(伺服电机)，该电机包括增量编码器、减速器等，并且由从控制电路400执行电机的操作控制。

从臂200a至200d也具有用于驱动安装的手术器具240a至240d的多个电源单元(未示出)。例如，伺服电机也可以被用作这些电源单元，并且由从控制电路400执行其操作控制。

当从臂200a至200d的电源单元被驱动时，由位置检测器检测电源单元的驱动量。来自位置检测器的检测信号被输入到从控制电路400，并且由检测信号在从控制电路400中检测从臂200a至200d的驱动量。

外科电力传递适配器(在下文中简称为“适配器”)220a、220b、220c、和220d被插入到从臂200a至200d与手术器具240a至240d之间，并且分别连接从臂200a至200d和手术器具240a至240d。适配器220a至220d具有分别驱动手术器具240a至240d的驱动机构，并且被配置使得在相应的从臂的电源单元中产生的电力被传递到相应的手术器具。

例如，根据相应的手术器具的构造，直线运动机构、转向机构等被提供有适配器220a至220d的驱动机构。

手术器具240a至240d可以是坚硬的或可以是柔性的。即，作为手术器具240a至240d，可以适当地选择和采取操作用于通过推和拉刚性杆来对活体执行治疗的动作体的手术器具，以及操作用于通过拉柔性线来对活体执行治疗的动作体的手术器具。在图1中示出示例。手术器具240a至240c是坚硬的，并且手术器具240d是柔性的。柔性手术器具被从患者的自然开口(诸如，嘴)经由消化道等引入到身体的内部。

从控制电路400被配置成具有例如CPU、存储器等。从控制电路400存储用于执行从臂200a至200d的控制的预定的程序，并且根据来自输入处理电路700的控制信号控制从臂200a至200d或手术器具240a至240d的操作。即，从控制电路400基于来自输入处理电路700的控制信号指定作为由操作者OP操作的主臂的操作目标的从臂(或手术器具)，并且计算为了使得指定的从臂等执行与由操作者Op操作的主臂的操作量相对应的移动所需要的驱动量。

另外，从控制电路400根据计算的驱动量控制作为主臂的操作目标的从臂等的操作。在这种情况下，从控制电路400向相应的从臂输入驱动信号，并且根据按照相应的从臂的操作从电源单元的位置检测器输入的检测信号，控制驱动信号的大小和极性，使得作为操作目标的从臂的驱动量变成目标驱动量。

主臂500a和500b被配置成多个连杆机构。组成连杆机构的各个连杆装备有例如位置检测器、诸如增量编码器。通过用位置检测器检测各个连杆的操作，在输入处理电路700中检测主臂500a和500b的操作量。

图1的医疗用机械手系统使用两个主臂500a和500b操作四个从臂。在医疗用机械手系统中，必须适当地切换作为主臂的操作目标的从臂。例如，通过由操作者Op进行的操作单元600的操作来执行这种切换。当然，如果通过使主臂的数量与从臂的数量是相同的数量，操作目标一一对应，则这种切换是不必要的。

操作单元600具有各种操作构件，诸如，用于切换作为主臂500a和500b的操作目标的从臂的切换按钮、改变主臂和从臂的运行率的缩放变化开关、以及用于系统的紧急停止的脚踏开关。当由操作者操作组成操作单元600的特定的操作构件时，根据相应的操作构件的操作的操作信号被从操作单元600输入到输入处理电路700。

输入处理电路700分析来自主臂500a和500b的操作信号以及来自操作单元600的操作信号，并且产生用于根据操作信号的分析结果控制医疗用机械手系统的控制信号，以将控制信号输入到从控制电路400。

图像处理电路800执行用于显示从从控制电路400输入的图像信号的各种类型的图像处理，以在操作者显示器900a和辅助显示器900b中产生显示图像数据。操作者显示器900a和辅助显示器900b包括例如液晶显示器，并且根据经由观测仪器获得的图像信号基于在图像处理电路800中产生的图像数据显示图像。

在配置为上述的医疗用机械手系统中，如果操作者Op操作主臂500a和500b，则相应的从臂和附接到从臂的手术器具与主臂500a和500b的移动相一致地操作。因此，可以在患者P上执行所需要的过程。

接着，将描述本实施方式的医疗用机械手。

图2是示出本发明的第一实施方式的医疗用机械手的构造的示意性平面图。图3是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的手术器具驱动单元的远端侧上的示意性侧视图。图4是沿着图3中的线B-B截取的截面图。图5是沿着图3中的线A-A截取的截面图。图6是沿着图3中的线C-C截取的截面图。图7是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的中间构件的远端侧上的示意性侧视图。图8和图9分别是沿着图7中的线E-E截取的截面图以及沿着图7中的线D-D截取的截面图。图10是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的手术器具单元的示意性立体图。图11是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的手术器具单元的近端侧上的示意性侧视图。图12是沿着图11中的线H-H截取的截面图。图13A是沿着图11中的线F-F截取的截面图。图13B是沿着图11中的线G-G截取的截面图。图14是沿着图2中的线J-J截取的截面图。图15是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的主要部分的示意性结构图。

图2中所示的本实施方式的医疗用机械手1是在上述的医疗用机械手系统中可以代替具有手术器具的从臂被使用的机械手。

医疗用机械手1在其近端部分可以包括与上述中的从臂的近端侧相同的关节和臂结构，并且可以被构造为代替整个从臂。然而，下面将作为一个示例描述用医疗用机械手代替比从臂200a的关节更接近远端侧的部分的结构的示例。

即，下面描述的医疗用机械手1通过被可拆卸地设置在关节臂支撑机构(未示出)的远端部可以代替上述从臂的整体结构，该关节臂支撑机构具有与上述从臂的近端侧相同的关节和臂结构。

这样，医疗用机械手1可以代替上述医疗用机械手系统中的上述手术器具240a、适配器220a、以及从臂200a被安装。此外，本实施方式的医疗用机械手也可以代替柔性手术器具240d、适配器220d、以及从臂200d被安装。

医疗用机械手1例如包括：手术器具驱动单元2，其对应于从臂200a的远端侧上的部分；中间构件3，其对应于适配器220a；以及手术器具单元4，其对应于手术器具240a。

在下文中，当沿着医疗用机械手1的纵向的相对位置关系被表示时，除非特别地提及，与上文类似，在使用的时候指向患者P的体腔的侧被称为远端侧，并且其相反侧被称为近端侧。

手术器具驱动单元2被设置在医疗用机械手1的近端侧上，并且总体上具有从近端侧延伸到远端侧的基本上杆状的外部形状。

此外，手术器具驱动单元2在其远端侧上包括近端部2e，其被可拆卸地耦接到中间构件3的近端侧，并且在其近端侧上包括外壳2a，其形成圆柱的外部形状。

合成树脂或金属例如可以被用作近端部2e和外壳2a的材料。

在近端部2e的远端侧上形成下面将描述的紧靠中间构件3的近端侧上的联接端面3B的联接端面2d。

在本实施方式中，如图3所示，近端部2e的外部形状是八边形棱柱形状，该八边形棱柱形状在与外壳2a的中心轴O2同轴的位置处具有小于外壳2a的外部形状的外部形状。如图4所示，用于与中间构件3联接的联接突起28被设置在联接端面2d的中心部分处，以便朝远端侧突出。

在下文中，为了简化的目的，沿着手术器具驱动单元2的中心轴(由本实施方式中的外壳的中心轴O2限定)的方向可以被称为轴向，在正交于中心轴的平面内与中心轴交叉的方向可以被称为径向，并且中心在与中心轴正交的平面的中心轴上的圆的圆周方向可以被称为圆周方向。此外，当相对于中心轴径向方向上的远和近相对位置被表示时，可以使用诸如外周侧或径向外侧以及内周侧或径向内侧的术语。

此外，当不考虑误解时，对于其他中心轴是显而易见的杆状构件(也包括基本上杆状构件)也可以使用相同的术语。

联接突起28包括：八边形棱柱接合突起部2f，其沿着轴向从联接端面2d向远端侧延伸；以及接合部20，其被设置在接合突起部2f的远端侧上。

接合部20包括：接合臂部20A和20B，其被旋转支点20a可旋转地固定并且被设置成面向彼此；以及螺旋弹簧20d。

接合臂部20A和20B两者沿着接合突起部2f的延伸方向延伸到接合突起部2f的远端侧，并且被插入设置在接合突起部2f的远端的一对阻挡件2h之间。

螺旋弹簧20d是一种弹性构件，其被布置在接合臂部20A和20B的远端部之间，并且在各自面向的方向上使接合臂部20A和20B向外部施力。为此，接合臂部20A和20B被螺旋弹簧20d围绕各自的旋转节点20a朝向接合突起部2f的侧面的外部施力，并且被压在阻挡件2h的内部。

接合臂部20A和20B的远端部的形状被形成为扁平部，该扁平部在接合臂部被压在阻挡件2h上的状态下与接合突起部2f的侧面对齐。在扁平部的远端形成接合爪部20b，该接合爪部20b是朝向接合突起部2f的侧面的外部突出的阶梯部。

每个接合爪部20b的位置在轴向上被设定为在接合臂部20A和20B被压在阻挡件2h上的状态下具有与联接端面2d距离L1的位置。

在指向中心轴O2的方向上倾斜的倾斜部20c在远端侧上距离L2的范围内从突出方向上接合爪部20b的顶部延伸。各自的倾斜部20c的远端之间的宽度小于接合突起部2f的宽度。

此外，如图3所示，将下面将被描述的第二输入构件13容纳于其中的第二输入构件外壳部2c被设置在近端部2e的外周侧，以便突出到径向外侧。在本实施方式中，总共四个第二输入构件外壳部2c被设置在八边形棱柱近端部2e的交替的侧面上。

每个第二输入构件外壳部2c的外部形状在径向上与外壳2a的圆柱形外部形状对齐。

为近端部2e内部的每个第二输入构件外壳部2c和每个第二输入构件外壳部2c设置往复驱动单元10。尽管在本实施方式中各自的往复驱动单元10的构造是相同的，但是当往复驱动单元每个彼此不同时，各自的往复驱动单元在图3中所示的顺时针方向上可以被称为往复驱动单元10A、10B、10C、以及10D。

如图5所示，往复驱动单元10包括第一输入构件11(输入构件对中的一个)、直线运动转换器15(驱动源)、电机16(驱动源)、第二输入构件13(输入构件对中的另一个)、以及施力构件13b(驱动单元侧施力构件)。

第一输入构件11是在沿着中心轴O2的方向上朝向耦合在联接端面2d中的中间构件3前进和缩回的杆状构件，并且在向前的时候传递驱动力。在本实施方式中，第一输入构件11总体上是棒状的，并且具有宽度W1×厚度H1的截面形状。

作为第一输入构件11的材料，为了传递驱动力包括适当的硬度的材料是优选的；例如，可以使用金属。

远端侧上的第一输入构件11的部分被容纳在可滑动地保持第一输入构件11的引导槽2k中。

引导槽2k是在位于比接合突起部2f到外围侧更远的近端部2e的部分中延伸以在平行于中心轴O2的轴向上穿透的凹槽部分。

此外，近端侧上的第一输入构件11的部分延伸到外壳2a的内部，并且由布置在外壳2a内部的多个滑动支撑件17支撑以便能够前进和缩回。

直线运动转换器15和电机16组成在沿着中心轴O2的方向上前进和缩回第一输入构件11的驱动源，并且被固定在外壳2a中。

直线运动转换器15被设置在最接近于近端侧的第一输入构件11的端部与电机16的旋转轴16a之间，并且将电机16的旋转运动转换为沿着中心轴O2的方向上的直线运动。

尽管直线运动转换器15的构造没有被特别地限制，如果旋转运动可以被转换为直线运动，则作为本实施方式中的示例采用螺旋进给机构。

电机16被电连接到从控制电路400，并且根据来自从控制电路400的控制信号改变旋转轴16a的旋转方向和旋转角度。作为电机16，例如，可以采用DC电机等。

第二输入构件13是在沿着中心轴O2的方向上朝向耦合在联接端面2d中的中间构件3前进和缩回的杆状构件，并且在向前的时候传递驱动力。在本实施方式中，第二输入构件13总体上是基本上棒状的，并且具有宽度W1×厚度H2的横截面形状。

作为第一输入构件13的材料，为了传递驱动力包括适当的硬度的材料是优选的；例如，可以使用金属。

设置了调节第二输入构件13的前进和缩回量的滑出防止销14，以便从第二输入构件13的侧面突出。

具有这种构造的第二输入构件13被容纳在可滑动地保持第二输入构件13的引导槽2j中。

在第二输入构件13的近端侧上设置有将第二输入构件13施力到远端侧的施力构件13b。在本实施方式中，施力构件13b是压缩螺旋弹簧，该压缩螺旋弹簧将第二输入构件13的近端与第二输入构件外壳部2c联接在一起，并且在第二输入构件13的前进和缩回方向上扩张和收缩。

引导槽2j是在第二输入构件外壳部2c内部沿着中心轴O2的方向延伸以穿透的凹槽部分，并且具有在第二输入构件13的侧面上滑动的凹槽底面。

在引导槽2j的凹槽底面，长孔形阻挡凹槽2b沿着引导槽的纵向穿透。第二输入构件13的滑出防止销14通过阻挡凹槽2b的内部被插入。

为此，通过纵向上阻挡凹槽2b的开口量调整第二输入构件13可以前进和缩回的距离。

朝向第二输入构件13伸出的突起2m被设置在除了引导槽2j的远端侧以外的引导槽2j的凹槽侧面上。突起2m不被设置的范围是下面将描述的第二中间传递构件25可以从联接端面2d向前的范围。

同时，第二输入构件13的侧面被设置有接合突起2m的台阶部13c，并且因此，第二输入构件13的侧面被构造，以便当第二输入构件13前进和缩回时能够亲密接触并且在引导槽2j的凹槽底面上滑动。

引导槽2k和2j可以包括分别适合于第一输入构件11和第二输入构件13的两个分开的矩形引导孔。在本实施方式中，然而，引导槽由在径向上彼此连通并且在径向上总体上是长的矩形孔组成。即，引导槽2k被形成在径向内侧上的矩形孔的端部处，并且引导槽2j被形成在径向外侧上矩形孔的端部处。

为此，如果杆状构件在圆周方向上具有等于或小于引导槽的宽度W1的宽度，具有比第一输入构件11和第二输入构件13更大的横截面的杆状构件可以被插入到引导槽2k和2j中。

在本实施方式中，如图3所示，提供了两组具有这种构造的往复驱动单元10，以便在正交于中心轴O2的双轴方向上分别面向彼此。此外，即使在任何往复驱动单元10中，与第二输入构件13相比，第一输入构件11被布置在联接端面2d的中心侧上。此外，当第一输入构件11和第二输入构件13在联接端面2d被联接在一起的方向被定义为往复驱动单元10的布置方向时，各自的往复驱动单元10被径向地围绕中心轴O2布置。

中间构件3是可拆卸地将手术器具驱动单元2和手术器具单元4联接在一起并且向手术器具单元4侧传递来自手术器具驱动单元2的驱动力的构件。

如图7所示，中间构件3的示意性构造包括中间构件主体3a、第一中间传递构件26、以及第二中间传递构件25。

中间构件主体3在其两端包括：联接端面3B(驱动单元侧端部)，其进入密切接触并且紧靠手术器具驱动单元2的联接端面2d；以及联接端面3A(手术器具单元侧端部)，其平行于联接端面3B被布置并且进入密切接触并且紧靠手术器具单元4的联接端面4d(将下面描述)。

侧视图中中间构件主体3的示意性形状具有使得在外壳2a处对齐的圆被两条平行线切掉的形状。该形状是沿着中心轴O3延伸的基本上杆状构件，该中心轴O3是穿过在外壳2a处对齐的圆的中心线的直线。为此，中间构件主体3a包括被弯曲为圆弧形状的弯曲的侧面3C、以及包括平面的平面侧面3D和3E。

手术器具驱动单元2的接合突起部2f被插入到联接端面3B的中心部分，并且如图8所示固定手术器具驱动单元2的位置的接合孔3c在径向上相对于中间构件3沿着中心轴O3延伸。

朝向接合孔3c的外部延伸的锁定表面3g被设置在接合孔3c内部与联接端面3B间隔距离L1的位置。接合孔3c的孔后表面3h以与锁定表面3g间隔距离L3位于远端侧上。距离L3是比在接合部20的接合爪部20b的远端侧上的长度L2更大的尺寸。

通过这种构造的优点，如果联接突起28被从近端侧插入到接合孔3c，使得接合臂部20A和20B之间的面向距离变窄的力经由接合臂部20A和20B的各自的倾斜部20c从接合孔3c作用，并且当被推入到接合孔3c时螺旋弹簧被压缩并插入到接合孔3c。

当接合部20朝向远端侧被推入比锁定表面3g更远时，由螺旋弹簧20d施力的每个接合爪部20b突出到径向外侧，并且被锁定到锁定表面3g。因此，手术器具驱动单元被构造以便能够被连接到中间构件3(参照图14)。

如图8所示，用于联接手术器具单元4的联接突起27被设置在联接端面3A的中心部分，以便朝向远端侧突出。

联接突起27包括：接合突起部3f，其具有沿着轴向从联接端面3A延伸到远端侧的八边形棱柱形状，并且其具有与设置在其远端侧上的接合突起部2f的那些阻挡件相同的一对阻挡件2h；以及接合部20，其与上述在接合突起部3f上的远端侧相同。

接合突起部3f的外部形状和尺寸可以与接合突起部2f的那些相同。在本实施方式中，然而，存在从联接端面3A到接合爪部20b的距离L4比从联接突起28中的联接端面2d到接合爪部20b的距离L1短的差异。

面向接合部20的接合臂部20A和20B的接合突起部3f的面向方向是穿过中心轴O3并且正交于平面侧面3D和3E的方向。

平面侧面3D和3E分别被设置有在径向方向上在锁定表面3g和孔后表面3h之间前进和缩回的解除按钮21。

解除按钮21是这样的构件，其中，执行解除与手术器具驱动单元2的联接的操作的操作部21a被设置在轴部21b的一个端部(第一端部)处。轴部21b的其他端部(第二端部)被朝向中间构件主体3a的中心插入，并且操作部21a被布置以便朝向平面侧面3D(3E)的外部突出。

轴部21b被插入通过插入到中间构件主体3a的内部的保持构件22的内部，并且通过布置在保持构件22的内部的螺旋弹簧23被施力到中间构件主体3a的径向外侧。

轴部21b的长度被设定为这样的长度使得，当外部的力不作用于操作部21a时，轴部21b的其他端部从接合孔3c的内圆周表面撤回到径向外侧，以及当操作部21a被按压并且推入到中间构件主体3a的内侧时，轴部21b的其他端部从接合孔3c的内圆周表面伸出。

如图7所示，四个引导孔3e(第一引导部)和四个引导孔3d(第二引导部)被设置在联接端面3A和3B之间以在沿着轴线O3的方向上穿透。引导孔3e和3d被围绕中心轴O3径向地布置。在本实施方式中，沿着穿过中心轴O3并且彼此正交的两个轴线中的一个设置一组。

引导孔3e是形成于当手术器具驱动单元2被联接时面向手术器具驱动单元2的第一输入构件11的远端表面和引导槽2k的位置处的通孔。在本实施方式中，该引导孔是成角度的孔，包括宽度W1×厚度h1的矩形横截面。这里，宽度是圆周方向上的尺寸，并且厚度是径向上的尺寸。厚度h1被设定为等于或大于第一输入构件11的宽度H1的尺寸。

具有与引导孔3e相同的形状的矩形横截面的棒状的第一中间传递构件26被可滑动地插入到引导孔3e。

引导孔3d是形成于当手术器具驱动单元2被联接时面向手术器具驱动单元2的第二输入构件13的远端表面的位置处的通孔，并且在本实施方式中是包括宽度W1×厚度h2的矩形横截面的成角度的孔。这里，宽度是圆周方向上的尺寸，并且厚度是径向上的尺寸。厚度h2被设定为等于或大于第二输入构件13的宽度H2的尺寸。

具有与引导孔3d相同的形状的矩形横截面的棒状的第二中间传递构件25被可滑动地插入到引导孔3d。

如图9所示，为长孔形并且穿透引导孔3d的阻挡凹槽3b在纵向上被设置在每个引导孔3d和弯曲的侧面3C之间每个引导孔3d的中心部分处。从第二中间传递构件25的一个侧面伸出的滑出防止销24通过阻挡凹槽3b的内部被插入。

为此，通过纵向上阻挡凹槽2b的开口量调整第二中间传递构件25可以前进和缩回的距离。

此外，如图9所示，第一中间传递构件26以及第二中间传递构件25的长度等于联接端面3A和联接端面3B之间的距离。

具有能够传递驱动力的适当的硬度的金属或合成树脂可以被用作第一中间传递构件26和第二中间传递构件25两者的材料。

手术器具单元4具有操作操作目标的动作体，通过经由来自手术器具驱动单元2的中间构件3传递的驱动力以驱动动作体来操作操作目标，并且相对于中间构件3的联接端面3A被可拆卸地设置。

作为手术器具单元4的动作体，如果动作体能够由沿着一个轴向的驱动力操作，适当的动作体可以被采用，该驱动力由相对于手术器具单元4的前进和缩回的第一中间传递构件26和第二中间传递构件25传递。

在下文中，将描述手术器具4是夹持钳并且动作体具有钳子和关节的情况作为示例。

如图2所示，手术器具单元4的示意性构造总体上是基本上杆形主体，并且沿着中心轴线O4从远端侧包括手术器具主体4A和驱动力传递部4B。

如图10所示，手术器具主体4A从远端侧包括钳子部30(动作体)、关节31(动作体)、以及轴部32。

钳子部30包括围绕固定到盖子构件30d的旋转轴30c旋转的钳块30a和30b。电线的端部(未示出)被联接到钳块30a和30b的近端侧，并且电线的其他端部被插入到远端轴部41b的内部，该远端轴部41b是第一传递构件41D和41B、轴部32、以及关节31的各自的远端部，并且被联接在一起。

由于钳块30a和30b通过电线(未示出)分别被联接到第一传递构件41D和41B，如果第一传递构件41D缩回到近端侧，则钳块30a是打开的，并且如果第一传递构件41B被缩回到近端侧，则钳块30b是打开的。相反，如果第一传递构件41D前进到远端侧，则钳块30a是关闭的，如果第一传递构件41B前进到远端侧，则钳块30b是关闭的，并且钳块30a和钳块30b彼此接触，使得钳子是关闭的。

此外，如果第一传递构件41D被缩回到近端侧并且第一传递构件41B前进到远端侧，则钳块30a和30b在附图中所示的箭头Y2的方向上旋转。相反，如果第一传递构件41D前进到远端侧并且第一传递构件41B缩回到近端侧，则钳块30a和30b在附图中所示的箭头Y1的方向上旋转。

关节31在正交于轴部32的轴向的方向上旋转钳子部30。设置在钳子部30的近端部的驱动轴31c以及设置在轴部32的远端部的旋转支撑轴31b通过旋转臂31d被联接在一起。

远端侧上的驱动连杆31a的端部被联接到驱动轴31c。此外，被插入通过轴部32的内部的第一传递构件41A的远端部被可旋转地联接到远端侧上的驱动连杆31a的端部。此外，驱动连杆31a也被可旋转地联接到旋转支撑轴31b。

为此，驱动连杆31a通过第一传递构件41A的前进和缩回围绕旋转支撑轴31b旋转驱动轴31c，并且钳子部30与驱动轴31c相结合在附图中所示的箭头X的方向上被旋转。

第一传递构件41C被联接到盖子构件30d，为了通过链接(未示出)保持钳子部30的方向。

轴部32是具有以中心轴O4为中心的柱状外部形状并且允许下面将描述的第一传递构件41A、41B、41C和41D的各自的远端轴部41b被插入到其内部的构件。轴部32的远端侧连接到驱动力传递部4B。

各自的远端轴部41b被布置在以轴部32的中心轴O4为中心的圆周被相等地划分为四份的位置处，并且由引导孔4j(参照图13A)等保持以便能够在轴部32内前进和缩回。

如图2所示，驱动力传递部4B在其远端侧上包括近端部4a，该近端部4a被可拆卸地联接到中间构件3的远端侧。

在近端部4a的近端侧上形成紧靠中间构件3的联接端面3A的联接端面4d。

在本实施方式中，如图11所示，近端部4a的外部形状是八边形棱柱形状，该八边形棱柱形状在与中心轴O4同轴的位置处具有大于轴部32的外部形状的外部形状。如图12所示，用于联接中间构件3的联接突起27的接合孔4e被设置在联接端面4d的中间部分以便朝向远端侧延伸。

此外，覆盖下面将被描述于其中的第二传递构件43的第二传递构件外壳部4c被设置在近端部4a的外周侧上，以便伸出到径向外侧。在本实施方式中，总共四个第二传递构件外壳部4c被设置在八边形棱柱近端部4a的交替的侧面上。

在联接的时候，第二传递构件外壳部4c的外部形状在径向上与中间构件3的弯曲的侧面3C的圆柱形的外部形状对齐。

朝向接合孔4e的外部延伸的锁定表面4g被设置在接合孔4e内部与联接端面4d间隔距离L4的位置处。接合孔4e的孔后表面4h以与锁定表面4g间隔距离L5位于远端侧上。距离L5是比在接合部20的接合爪部20b的远端侧上的长度L2更大的尺寸。

通过这种构造的优点，如果中间构件3的联接突起27从近端侧被插入到接合孔4e，使接合臂部20A和20B之间的面向间隔变窄的力经由接合臂部20A和20B的各自的倾斜部20c从接合孔4e起作用。螺旋弹簧20d被压缩并且当联接突起27被推入到接合孔3c时联接突起27被插入到接合孔4e。

当接合部20朝向远端侧被推入比锁定表面4g更远时，由螺旋弹簧20d施力的每个接合爪部20b伸出到径向外侧，并且被锁定到锁定表面4g。因此，中间构件3能够被联接到手术器具单元4的驱动力传递部4B(参照图14)。

横跨近端部4a的中心轴线O4面向彼此的一对侧面被分别设置有解除按钮21，该解除按钮21在锁定表面4g与孔后表面4h之间的径向上前进和缩回。

在本实施方式中，解除按钮21具有与设置在中间构件3上的解除按钮相同的构造。

为此，轴部21b的长度被设定为这样的长度使得：当外部的力不作用于操作部21a时，轴部21b的其他端部从接合孔4e的内圆周表面撤回到径向外侧，并且当操作部21a被按压并且推入到近端部4a的内侧时，轴部21b的其他端部从接合孔4e的内圆周表面伸出。

如图11所示，为近端部4a内部的每个第二传递构件外壳部4c以及每个第二传递构件外壳部4c设置往复驱动单元40。尽管在本实施方式中各自的往复驱动单元40的构造是相同的，但是当往复驱动单元分别彼此不同时，各自的驱动单元在图11中所示的逆时针方向上可以被称为往复驱动单元40A、40B、40C、以及40D。

如图13A所示，往复驱动单元40包括第一传递构件41、第二传递构件43、以及小齿轮42。

第一传递构件41是杆状构件，其在耦合在联接端面4d中的中间构件3的第一中间传递构件26的向前的时候沿着中心轴O4的方向在来自第一中间传递构件26的驱动力下移动，并且向联接到远端侧的钳子部30或关节31传递驱动力。

为此，每个第一传递构件41被布置在中间构件3的联接的时候面向每个第一中间传递构件26的位置处，并且在每个第一传递构件紧靠每个面向第一中间传递构件26的状态下能够在联接端面4d与联接端面3A之间前进和缩回。

在本实施方式中，第一传递构件41总体上是棒状的，并且具有宽度W1×厚度H3的横截面形状。然而，齿条部41a被形成于近端侧上的第一传递构件41的一个侧面上。此外，厚度H3被设定为等于或小于第一中间传递构件26的厚度h1。

作为第一传递构件41的材料，为了传递驱动力包括适当的硬度的材料是优选的；例如，可以使用金属。

具有不带有齿条部41a的矩形横截面的棒状远端轴部41b被形成于第一传递构件41的远端侧上。远端轴部41b通过轴部32的引导孔4j被插入，以便能够向前或缩回。

此外，在齿条部41a指向径向外侧的状态下，形成齿条部41a的近端侧上的第一传递构件41的部分被容纳在具有可滑动地保持第一传递构件41的宽度W1的引导槽4i中。

在本实施方式中，如果往复驱动单元40A、40B、40C、和40D分别被称为对应于第一传递构件41A、41B、41C、和41D，第一传递构件41B和41D向钳子部30传递驱动力，并且第一传递构件41A和41C向关节31传递驱动力。

第二传递构件43是杆状构件，其在耦合在联接端面4d中的中间构件3的第二中间传递构件25的向前的时候，在与第二中间传递构件25相同的方向上沿着中心轴O2的方向，在来自第二中间传递构件25的驱动力下移动。在本实施方式中，第二传递构件总体上是基本上棒状的，并且具有宽度W1×厚度H4的横截面形状。然而，第二传递构件43的一个侧面形成有具有与第一传递构件41的齿条部41a相同的形状的齿条部43a。此外，厚度H4被设定为等于或小于第二中间传递构件25的厚度h2。

作为第二传递构件43的材料，为了传递驱动力包括适当的硬度的材料是优选的；例如，可以使用金属。

调节第二传递构件43的前进和缩回量并且从外面手动地操作第二传递构件43的位置的操作构件44被设置，以便从齿条部43a的后表面侧上的第二传递构件43的侧面伸出。

在齿条部43a指向径向内侧的状态下，具有这种构造的第二传递构件43被容纳在可滑动地保持第二传递构件43的引导槽4k中。

引导槽4k是在第二传递构件外壳部4c内部延伸以在沿着中心轴O4的方向上穿透的凹槽部分，并且具有在与齿条部43a相对的第二传递构件43的侧面上滑动的凹槽底面以及引导与齿条部43a相邻的第二传递构件43的侧面的凹槽侧面。

在引导槽4k的凹槽底面，长孔形阻挡凹槽4b沿着引导槽的纵向穿透。第二输入构件43的构件44通过阻挡凹槽4b的内部被插入。

为此，可以通过纵向上阻挡凹槽4b的开口量调整第二传递构件43前进和缩回的距离。

朝向第二传递构件43伸出的突起4n被设置在除了引导槽4k的近端侧以外的引导槽4k的凹槽侧面上。突起4n不被设置的范围是第二中间传递构件25可以从联接端面4d向前的范围。

同时，第二传递构件43的侧面被设置有接合突起4n的阶梯部43c，并且因此，当第二传递构件43前进和缩回时，与齿条部43a相对的第二传递构件43的侧面能够进入接触并且在引导槽4k的凹槽底面上滑动。

引导槽4i和4k可以包括分别适合于第一传递构件41和第二传递构件43的两个单独的矩形引导孔。在本实施方式中，然而，引导槽由在径向上彼此连通的矩形横截面凹槽组成，开口到接合孔4e，并且在径向是长的。即，引导槽4k被形成于径向内侧上的矩形凹槽的凹槽底部处，并且引导槽4i被形成于径向外侧上的凹槽的开口部分处。

为此，如果杆状构件在圆周方向上具有等于或小于引导槽的宽度W1的宽度，具有比第一传递构件41和第二传递构件43更大的横截面的杆状构件可以被插入到引导槽4i和4k中。

小齿轮42是接合第一传递构件41的齿条部41a和第二传递构件43的齿条部43a的齿轮。

在旋转轴被施力到手术器具单元4的近端侧的状态下，小齿轮42的旋转轴42a被可旋转地支撑在距离联接端面4d基本上恒定的位置。

在本实施方式中，如图13B所示，在沿着中心轴O4(在图13B中未示出，并且参照图13A)的方向上延伸的引导孔4m被设置在第二传递构件外壳部4c和近端部4a中，该近端部4a从一侧覆盖小齿轮42，并且由可滑动地保持在引导孔4m中的滑块42b可旋转地支撑旋转轴42a。

由布置在引导孔4m内的远端侧(图13B中所示的左侧)上的螺旋弹簧18(手术器具单元侧施力构件)将滑块42b朝向近端侧施力。

为此，由于即使在齿条部41a和43a之间存在间隙小齿轮42被施力到近端侧，小齿轮接合齿条部41a和43a而没有卡嗒响。

此外，引导孔4m内的螺旋弹簧18也将整个第一传递构件41和整个第二传递构件43施力到近端侧。

在本实施方式中，如图11所示，提供了两组具有这种构造的往复驱动单元40，以便在正交于中心轴O2的双轴方向上面向彼此。此外，即使在任何往复驱动单元40中，与第二中间传递构件25相比，第一中间传递构件26被布置在联接端面4d的中心侧上。此外，当在联接端面4d中第一中间传递构件26和第二中间传递构件25被联接在一起的方向被定义为往复驱动单元40的布置方向时，各自的往复驱动单元40被径向地布置在手术器具单元4的中心轴O4的周围。

此外，如图14所示，手术器具驱动单元2的联接突起28被插入到中间构件3的接合孔3c，中间构件3的联接突起27被插入到手术器具单元4的接合孔4e，并且联接端面2d和3B以及联接端面3A和4d被推入，以便分别紧靠彼此。因此，各自的接合部20被锁定到锁定表面3g和4g。这样，在本实施方式中，由与各自的中心轴O2、O3、和O4同轴地被布置并且在沿着各自中心轴的方向被插入的手术器具驱动单元2、中间构件3、以及手术器具单元4完成联接。

因此，如图2所示，手术器具单元4、中间构件3、以及手术器具驱动单元2被联接在一起，并且因此，医疗用机械手被装配。

此时，手术器具单元4、中间构件3、以及手术器具驱动单元2通过联接突起27和28被设置在中心轴O4、O3、和O2的周围，并且被径向地布置的往复驱动单元40、引导孔3d和3e、以及往复驱动单元10的布置位置彼此对齐。

为此，在径向外侧上的引导槽4k的凹槽底面、引导孔3d、和引导槽2j的位置以及在圆周方向上各自的凹槽侧面的位置彼此对齐。此外，在径向内侧上的引导槽4i的凹槽底面、引导孔3e、和引导槽2k的位置彼此对齐。此外，在圆周方向上的引导槽4i的凹槽侧面、引导孔3e、和引导槽2k的位置彼此对齐。

此外，各自的往复驱动单元10和40经由中间构件3的第二中间传递构件25和第一中间传递构件26面向彼此。此外，小齿轮42被施力旋转轴42a的螺旋弹簧18施力到近端侧。

为此，如图15所示，第一输入构件11的远端部和第一传递构件41的近端部分别紧靠第一中间传递构件26的近端部和远端部。

此外，第二输入构件13的远端部和第二传递构件43的近端部分别紧靠第二中间传递构件25的近端部和远端部。

将采取医疗用机械手是从臂200a(例如，附接到上述从臂200a至200d中的一个)的情况作为示例描述当使用构造为上述的医疗用机械手1时的操作。

图16A、16B、和16C是本发明的第一实施方式的医疗用机械手的主要部分的示意性操作说明视图。

首先，在上述医疗用机械手系统中，操作者Op安装装配为上述的医疗用机械手1来代替手术器具240a、适配器220a、以及从臂200a，并且将手术器具驱动单元电连接到从控制电路400。此外，如果必要，为其他手术器具的手术器具240b至240d连接到适配器220b至220d。

如果操作者Op在相应的主臂上执行预定的操作，相关从臂的电源单元经由从控制电路400a被驱动。在相关的电源单元中产生的电力经由适配器被转换成直线运动或旋转运动。

例如，如果使用医疗用机械手1的操作被输入，手术器具驱动单元2的每个电机16被根据操作量来旋转。

每个电机16的旋转运动被每个直线运动转换器15转换为相应的直线运动，从而在沿着中心轴纵2的方向上前进和缩回连接到每个直线运动转换器15的第一输入构件11的近端轴部11b。

当电机16被停止时，如图16A所示，在联接端面2d和3B中，第一输入构件11和第一中间传递构件26面向彼此，并且第二输入构件13和第二中间传递构件25面向彼此，并且在联接端面3A和4d中，第一中间传递构件26和第一传递构件41面向彼此，并且第二中间传递构件25和第二传递构件43面向彼此。

联接到动作体等的链接的第一传递构件41的远端部位于初始位置S。

此外，尽管在视图16A中未特别地示出，引导槽4k、引导孔3d、和引导槽2j；以及引导槽4i、引导孔3e、和引导槽2k如上所述都彼此对齐。为此，在联接端面2d和3B中，第一输入构件11和第一中间传递构件26、以及第二输入构件13和第二中间传递构件25能够在轴向上朝向彼此前进和从彼此缩回。此外，在联接端面3A和4D中，中间传递构件26和第一传递构件41、以及第二中间传递构件25和第二传递构件43能够在轴向上朝向彼此前进和从彼此缩回。

首先，如图16B所示，当第一输入构件11已经向远端侧前进ΔX时，第一中间传递构件26的近端部通过被第一输入构件11按压接收驱动力，并且从而移动到远端侧。

此外，紧靠第一中间传递构件26的远端侧的第一传递构件41的近端部通过被第一中间传递构件26按压接收驱动力。由于第一输入构件11、第一中间传递构件26、以及第一传递构件41的压缩刚度与驱动力相比足够大，即使由于动作体的负载在各自的构件中产生压力，与ΔX相比压缩形变量是可以忽略的。为此，第一传递构件41的远端也从初始位置S向远端侧移动ΔX。

因此，驱动力被从第一传递构件41传递到动作体，并且动作体被驱动。

同时，当第一输入构件11和第一传递构件41移动到远端侧时，以附图所示的顺时针旋转来旋转与每个齿条部41a接合的小齿轮42。结果，传递到第一输入构件11和第一传递构件41的驱动力也经由小齿轮42被传递到第二输入构件13和第二传递构件43。

因此，第二输入构件13和第二传递构件43向近端侧缩回ΔX，这是与第一输入构件11和第一传递构件41相反的方向，并且夹在第二输入构件13与第二传递构件43之间的第二中间传递构件也想近端侧缩回ΔX。

接着，如图16C所示，当第一输入构件11已经从图16A的状态向近端侧缩回ΔY，第一输入构件11趋向于从第一中间传递构件26的近端部分离。因此，驱动力不是直接从第一输入构件11传递到第一中间传递构件26。

然而，当第一输入构件11缩回时，第二输入构件13被施力构件13b的施力力压到远端侧，第二传递构件13将第二传递构件43压到远端侧。此外，驱动力经由小齿轮42被从第二传递构件43传递到第一传递构件41。即，驱动力和位移通过小齿轮42被从第二传递构件43反转和传递到第一传递构件41，并且第一传递构件41缩回ΔY。

因此，第一传递构件41的远端部从初始位置S缩回ΔY，驱动力被传递到动作体，并且动作体被驱动。

同时，由于第一中间传递构件26的远端部被第一传递构件41的近端部向近端侧按压并缩回ΔY，第一中间传递构件26缩回ΔY，并且维持第一中间传递构件26与第一输入构件11之间的邻接状态。

这样，根据本实施方式的医疗用机械手1，当第一输入构件11前进到远端侧或缩回到近端侧时，第一传递构件41可以前进和缩回，以便跟随第一输入构件11的移动，因为往复驱动单元10和40包括反转驱动力和位移的动作。

在医疗用机械手1中，第一输入构件11和第二输入构件13被成对布置在为在相对于手术器具单元2的连接和分离的方向上的端部的联接端面2d上，能够在互相相反的方向上前进和缩回，并且组成当前进到手术器具单元4侧时在前进方向上传递驱动力的输入构件。

此外，小齿轮42与第一传递构件41和第二传递构件43接合。此外，小齿轮42组成反转第一传递构件或第二传递构件的移动方向的手术器具单元侧反转联动构件，并且在反转的移动方向上向第一传递构件41和第二传递构件43的另一个传递第一传递构件41和第二传递构件43中的一个的位移。

这样，由于手术器具单元侧反转联动构件被包括，第一传递构件41和第二传递构件43可以经由施力构件13b、第一输入构件11、以及第二输入构件13被电机16前进和缩回，该电机16是一个驱动源。

接着，将描述医疗用机械手1的连接和分离操作。

在医疗用机械手1中，联接突起28、接合孔3c、联接突起27、以及接合孔4e分别平行于相应的手术器具驱动单元2、中间构件3、以及手术器具单元4的中心轴O2、O3、以及O4延伸，并且沿着中心轴O2、O3、以及O4中的每个的方向是连接和分离方向。

此外，第一输入构件11、第一中间传递构件26、和第一传递构件41、以及第二输入构件13、第二中间传递构件25、和第二传递构件43也分别被平行于相应的中心轴O2、O3、以及O4布置。

为此，如上所述，由与各自的中心轴O2、O3、和O4同轴地被布置并且在沿着各自中心轴的方向被插入的手术器具驱动单元2、中间构件3、以及手术器具单元4执行联接。

在这种情况下，在上述描述中，如图15所示，已经描述以下情况：在第一输入构件11和第二输入构件13的端部与联接端面2d对齐、第一中间传递构件26和第一中间传递构件25的端部分别与联接端面3A和3B对齐、以及第一传递构件41和43的端部与联接端面4d对齐的状态下执行联接。然而，输入构件、中间传递构件、传递构件的端部可以被很容易地联接在一起，即使在这些构件已经相对于各自的联接端面前进和缩回的状态下。

为了从中间构件3移除手术器具单元4，伸出到手术器具单元4的侧面的一对解除按钮21被分别被压入到内侧。因此，各自的轴部21b的端部朝向中心轴O4压接合臂部20A和20B，并且解除接合爪部20b与锁定表面4g之间的锁定。因此，可能在沿着中心轴O4和O3的方向上使手术器具单元4和中间构件3彼此分离开。

在这种情况下，第一传递构件41和第一中间传递构件26仅在沿着中心轴O4的方向上紧靠彼此，并且第二传递构件43和第二中间传递构件25仅在沿着中心轴O3的方向上紧靠彼此。为此，第一传递构件41和第一中间传递构件26可以被很容易地彼此分离，并且第二传递构件43和第二中间传递构件25可以被很容易地彼此分离，即使在这些构件已经相对于联接端面4d和3A前进和缩回的状态下。

为此，通过推入解除按钮21和在轴向上使手术器具驱动单元2和中间构件3彼此分离的操作，手术器具单元4可以被简单地从中间构件3移除。

另外，在该移除操作中，中间构件3可以处于被安装在手术器具驱动单元2上的状态，或可以处于被提前从手术器具驱动单元2移除的状态。

类似地，为了从手术器具驱动单元2移除中间构件3，伸出到中间构件3的侧面的一对解除按钮21被分别被压入到内侧。因此，各自的轴部21b的端部朝向中心轴O3压接合臂部20A和20B，并且解除接合爪部20b与锁定表面3g之间的锁定。因此，可能在沿着中心轴O3和O2的方向上使中间构件2和手术器具驱动单元2彼此分离开。

在这种情况下，由于第一中间传递构件26和第一输入构件11、以及第二中间传递构件25和第二输入构件13分别仅在沿着中心轴O3和O2的方向上紧靠彼此，这些构件可以被很容易地彼此分离，即使在构件已经相对于联接端面3B和2d前进和缩回的状态下。

为此，通过推入解除按钮21和在轴向上使中间构件2和手术器具驱动单元2彼此分离的操作，中间构件3可以被简单地从手术器具驱动单元2移除。

在该移除操作中，中间构件3可以处于被安装在手术器具单元4的状态下，或可以处于被提前从手术器具单元4移除的状态下。

当手术器具单元4被从手术器具驱动单元2移除时，驱动力不再被传递到第一传递构件41。在本实施方式中，然而，由于操作构件44被设置在第二传递构件43，通过手动地调整操作构件44的位置驱动力可以被传递到第一传递构件41。

为此，例如，当手术器具单元4被移除和保持时，即使在移除之后，也很容易改变钳子部30的开/关状态或很容易改变关节31的弯曲度。此外，很容易调整第一传递构件41和第二传递构件43的前进和缩回位置并且存储构件，以便与联接端面4d对准。

因此，由于输入构件、中间传递构件、传递构件的前进和缩回方向平行于医疗用机械手1中的连接和分离方向，可以通过在联接的时候沿着轴向推构件来简单地执行联接。在移除的情况下，在推入解除按钮21的操作被执行之后，构件可以被沿着轴向简单地彼此分离。为此，由于诸如旋转操作的操作不会针对例如插入或联接发生，连接和分离可以被容易地和快速地执行。

根据本实施方式的医疗用机械手1，通过布置将驱动力从手术器具驱动单元传递到手术器具单元的输入构件来传递驱动力，以便在连接和分离方向上的端部处面向输入构件以及第一传递构件和第二传递构件。因此，可以由仅在连接和分离方向上的移动执行连接和分离，并且相对于手术器具驱动单元的手术器具单元的连接和分离可以被很容易地并快速地执行。

[第二实施方式]

接着，将描述第二实施方式。图17是示出本实施方式的医疗用机械手的主要部分的示意性视图。图18是示出本实施方式的医疗用机械手的动作的视图。

本实施方式的医疗用机械手1B，如图17示意性地示出的主要部分包括：基底55，第一输入构件11和第二输入构件13被联接于其上，以便能够前进和缩回；外壳56，其保持基底55于其中；以及施力构件57(第二施力构件)，其被联接到基底55和外壳56，以便将基底55相对于外壳56施力到远端侧。

此外，直线运动转换器15和第一输入构件11在任意的位置关系中可以被连接和分离。

此外，本实施方式包括：齿条11a，其形成于第一输入构件11；齿条13a，其形成于第二输入构件13；以及小齿轮12，其接合第一输入构件11的齿条11a和第二输入构件13的齿条13a，并且将第一输入构件11和第二输入构件13联接在一起。

即，在本实施方式中，齿条和小齿轮机构操作使得第一输入构件11和第二输入构件13的前进和缩回方向彼此相反。

小齿轮12是接合第一输入构件11的齿条11a和第二输入构件13的齿条13a的齿轮。小齿轮12与第一输入构件11和第二输入构件13接合，并且组成反转第一传递构件和第二传递构件的移动方向的驱动单元侧反转联动构件，并且向第二输入构件13传递第一输入构件11的位移。

由于驱动单元侧反转联动构件以这种方式被包括，第一输入构件11和第二输入构件13可以经由直线运动转换器15被电机16前进和缩回，该电机16是一个驱动源。

在旋转轴在手术器具驱动单元2的远端侧被施力的状态下，小齿轮12的旋转轴12a被可旋转地支撑在与联接端面2d距离基本上恒定的位置。

在本实施方式中，当手术器具单元4被附接到手术器具驱动单元2时，第一输入构件11和第二输入构件13被压在第一传递构件41和第二传递构件43。这里，当在第一输入构件11的远端与第一传递构件41的近端之间以及在第二输入构件13的远端与第二传递构件43的近端之间产生间隙时，这些间隙随着施力构件57收缩被消除。结果，第一输入构件11的远端和第一传递构件41的近端彼此密切接触，并且第二输入构件13的远端和第二传递构件43的近端彼此密切接触。

由于第一输入构件11的远端和第一传递构件41的近端彼此密切接触以及第二输入构件13的远端和第二传递构件43的近端彼此密切接触，动作体可以被操作类似于上述第一实施方式，即使在本实施方式中。

在本实施方式中，由于直线运动转换器15和第一输入构件11被固定在恒定的位置关系中，随着除了施力构件57的动作之外第一传递构件41和第二传递构件43之间的相对位置关系变化上述间隙被消除。

[第三实施方式]

接着，将描述本发明的第三实施方式的医疗用机械手。图20是示出本实施方式的医疗用机械手的示意性平面图。图21是示出本实施方式的医疗用机械手的示意性侧视图。图22是用于描述本实施方式的医疗用机械手的动作的视图。图23是示出用于同时地移动多个小齿轮的电线和滑块的构造的示意性视图。

图20中所示的医疗用机械手1C具有手术器具单元4和手术器具驱动单元2联接在一起的构造，类似于第二实施方式中描述的构造。

此外，如图20和图21所示，本实施方式的医疗用机械手1C不具有施力构件13b、直线运动转换器15(驱动源)、或电机16(驱动源)。此外，本实施方式的医疗用机械手1C包括：小齿轮12，其接合第一输入构件11的齿条11a和第二输入构件13的齿条13a，并且将第一输入构件11和第二输入构件13联接在一起；以及具有接合和分离机构的致动器60，其改变齿条11a和13a与小齿轮12之间的接合状态，并且可旋转地操作小齿轮12。另外，在本实施方式中，第一输入构件11、第二输入构件13、以及具有接合和分离机构的致动器60被设置在基底55上，并且基底55被施力构件57施力到远端侧。

此外，在本实施方式中，第一输入构件11被配备有朝向远端侧施力第一输入构件11的施力构件11c(第一驱动单元侧施力构件)。此外，在本实施方式中，第二输入构件13被配备有朝向远端侧施力第二输入构件13的施力构件13c(第二驱动单元侧施力构件)。

施力构件11c和13c具有小于移动第一传递构件41和第二传递构件43的施力力的弱施力力。

当手术器具单元4被附接到手术器具驱动单元2时，在小齿轮12接合齿条11a和13a之前，第一输入构件11和第二输入构件13被施力构件11c和13c的施力力压在第一传递构件41和第二传递构件43。

虽然在本实施方式中已经描述了包括施力构件11c和13c的示例，但是施力构件11c和13c不必需被提供。在小齿轮12接合齿条11a和13a之前，通过向下指引手术器具驱动单元2和手术器具单元4并且由于重力将第一输入构件11和第二输入构件13压在第一传递构件41和第二传递构件43来执行这种情况下的连接。

具有接合和分离机构的致动器60具有：引导件61，其支撑小齿轮12，以便能够在小齿轮12的旋转中心的方向上前进和缩回小齿轮；蜗轮63，其用于与引导件61一起旋转小齿轮12；蜗杆64，其接合蜗轮63；以及电极65，其可旋转地操作蜗杆64。

引导件61被构造，以便能够例如通过在旋转中心的方向上通过手动操作前进和缩回小齿轮12，来执行在小齿轮12已经接合齿条11a和13a的状态与小齿轮12已经从齿条11a和13a两者分离的状态之间的切换。例如，通过在旋转中心的方向上通过手动操作前进和缩回小齿轮12，小齿轮12已经从齿条11a和13a两者分离。在本实施方式中，引导件61被配备有用于在小齿轮的旋转轴的方向上移动小齿轮12的电线w1。在本实施方式中，小齿轮12被配备有用于在小齿轮的旋转轴的方向上移动小齿轮12的电线w2。

设置在引导件61处的电线w1被从小齿轮12通过形成于蜗轮63中的通孔63a被设置到其相反侧的一侧拉出。

通过分别拉电线w1和w2，小齿12在小齿轮的旋转轴的方向上前进和缩回。

此外，如图23所示，共同地拉引导各自的小齿轮的电线w1和w2的滑块66可以被设置，例如，为了同时地前进和缩回多个小齿轮12的目的。

在本实施方式中，在小齿轮12已经接合齿条11a和13a的状态下，动作体30如上述第一实施方式中描述的像电机65可旋转地操作一样操作。此外，在小齿轮12已经与齿条11a和13a两者分离的状态下，即使电机65可旋转地操作，驱动力不被传递到动作体30。

此外，如图20和图22所示，在小齿轮12已经从齿条11a和13a分离的状态下以及在手术器具单元4被从手术器具驱动单元2移除的状态下，第一输入构件11和第二输入构件13能够前进和缩回。

将描述本实施方式的医疗用机械手1C的动作。

当在本实施方式的医疗用机械手1C中使用动作体30时，第一输入构件11的远端部和第一传递构件41的近端部直接面向彼此并且紧靠彼此，并且第二输入构件13的远端部和第二传递构件43的近端部直接面向彼此并且紧靠彼此(例如，参照图16)。此外，如图20至图22所示，由于小齿轮12通过具有接合和分离机构的致动器60与齿条11a和13a接合，可以通过旋转小齿轮12操作第一输入构件11和第二输入构件13以前进和缩回。

当手术器具单元4被附接到手术器具驱动单元2时，首先，小齿轮12被带入小齿轮已经从齿条11a和13a分离的状态，并且随后，与上述第二实施方式相似，第一输入构件11和第一传递构件41被联接在一起以及第二输入构件13和第二传递构件43被联接在一起。此时，第一传递构件41和第二传递构件43不移动，并且第一输入构件11和第二输入构件13根据第一传递构件41和第二传递构件43的位置移动。为此，不必要的驱动力不被施加于动作体30。

此后，通过将小齿轮12与齿条11a和13a接合，第一输入构件11和第二输入构件13在其操作方向上被调节，以便在相互相反的方向上操作以前进和缩回，并且被电机65的驱动力操作。

根据设置在手术器具单元4处的动作体30的状态，第一传递构件41和第二传递构件43之间的位置关系被确定。这里，例如，在柔性手术器具240d的情况下，使用柔性电线，并且在弯曲空间(诸如，消化道)内执行治疗。因此，动作体30的状态受除了动作体30本身的状态以外的连接到动作体30的柔性电线的弯曲状态影响。例如，如果柔性手术器具240d中的柔性电线被拉拽，柔性电线可以使整个手术器具240d变形。

在本实施方式中，当手术器具单元4被附接到手术器具驱动单元2时，在第一传递构件41和第二传递构件43两者都不操作的状态下，手术器具单元4被安装在手术器具驱动单元2上。结果，当手术器具单元4被附接到手术器具驱动单元2时，动作体30和包括动作体30的整个手术器具240d可以被阻止无用地操作。

此外，当小齿轮12接合齿条11a和13a时，施力构件57吸收啮合的偏差。为此，第一输入构件11与第一传递构件41之间的间隙以及第二输入构件13与第二传递构件43之间的间隙可以被消除以防止间隙出现。

<修改示例>

接着，将描述上述实施方式的修改示例。图24是示出修改的示例的构造的立体图。

本修改的示例在齿条11a和13a中的齿的形状具有特征。

如图24所示，当小齿轮12被插入时，在入口侧上的齿条11a和13a的端部已经使引导部11aa和13aa成为锥型。形成于齿条11a和13a上的引导部11aa和13aa可以在齿条11a和13a各自的齿之间引导形成于小齿轮12上的齿。

另外，即使在小齿轮12中，与形成于齿条11a和13a处的锥体相似，锥形的引导部可以被形成。

[第四实施方式]

接着，将描述本发明的第四实施方式。图25是示出本实施方式的医疗用机械手的部分的构造的示意性侧视图。图26是示出本实施方式的医疗用机械手的部分的构造的示意性前视图。

图27和图28是用于描述本实施方式的医疗用机械手的动作的视图。

如图25和图26所示,本实施方式的医疗用机械手1D是不同的在于，代替具有接合和分离机构的致动器60，具有不同构造的带有接合和分离机构的致动器70被包括。

具有接合和分离机构的致动器70具有：第一齿条71，其能够在与第一实施方式中描述的第一输入构件11相同的方向上前进和缩回；第二齿条72，其能够在与第一实施方式中描述的第二输入构件13相同的方向上前进和缩回；齿条73，其保持第一齿条71和第二齿条72，以便能够前进和缩回，并且被联接到小齿轮12的旋转轴。

齿条71具有摩擦地接合第一输入构件11的摩擦的表面。齿条72具有摩擦地接合第二输入构件13的摩擦的表面。小齿轮12将齿条71和齿条72联接在一起，使得齿条71和齿条72在相互相反的方向上前进和缩回。

齿条支架73操作以在小齿轮12的旋转轴的方向上前进和缩回齿条71和齿条72，从而切换齿条71和齿条72已经接触第一输入构件11和第二输入构件13的状态以及齿条71和齿条72已经从第一输入构件11和第二输入构件13分离的状态。

另外，即使在本实施方式中，小齿轮12被构造成像由电机等传递的驱动力一样旋转。

这里存在差异在于，在本实施方式中小齿轮12与齿条11a和13a接合以及从其分离，然而，齿条71和齿条73通过第三实施方式中的摩擦力与第一输入构件11和第二输入构件13接合以及从其分离。

即使在这种构造中，表现出与上述第三实施方式中相同的效果。

此外，在本实施方式中，减小了为了从第一输入构件11和第二输入构件13分离齿条71和齿条73的齿条支架73被移动的距离。

[第五实施方式]

接着，将描述本发明的第五实施方式。图29是示出本实施方式的医疗用机械手的部分的构造的示意性前视图。

本实施方式的医疗用机械手1E在小齿轮12的形状方面不同于在第二实施方式中描述的医疗用机械手1B。

即，如图29所示，本实施方式的医疗用机械手1E中，小齿轮12的外部直径逐渐地变化的锥形的倾斜表面12b被设置在被插入到齿条11a和13a之间的小齿轮12的部分处。

具有倾斜的表面12b的小齿轮12被构造使得小齿轮12具有比齿条11a与齿条13a之间的间隙更小的直径，并且从而小齿轮12被顺利地插入到齿条11a与齿条13a之间。

齿条11a和13a可以是部分地倾斜，使得齿条11a与13a之间的间隙的尺寸变得大于小齿轮12的外部直径。

代替第一输入构件11和第二输入构件13通过齿条和小齿轮机构被联接在一起的构造，可以使用摩擦地接合第一输入构件11和第二输入构件13的辊将第一输入构件11和第二输入构件13联接在一起。例如，可以设置被电机等旋转地驱动的截锥形辊、以及形成于第一输入构件11和第二输入构件13以便接触该辊的外围侧表面的摩擦表面。

尽管上面已经描述和例示了本发明的优选实施方式，但是应注意这些是本发明的示例而不认为是限制。在不背离本发明的概念的前提下可进行添加、省略、替换和其它修改。

工业实用性

根据上述各个实施方式的医疗用机械手，通过布置将驱动力从手术器具驱动单元传递到手术器具单元的输入构件对来传递驱动力，以便在连接和分离方向上的端部处面向输入构件对以及第一传递构件和第二传递构件。因此，可以由仅在连接和分离方向上的移动执行连接和分离，并且相对于手术器具驱动单元的手术器具单元的连接和分离可以被很容易地并快速地执行。

附图标记列表

2：手术器具驱动单元

4：手术器具单元

11：第一输入构件(输入构件中的一个)

12：驱动单元侧反转联动构件(小齿轮)

13：第二输入构件(输入构件中的一个)

13b：施力构件(驱动单元侧施力构件)

15：直线运动转换器(驱动源)

16：电机(驱动源)

41D、41B：第一传递构件

43：第二传递构件

42：手术器具单元侧反转联动构件(小齿轮)

57：施力构件(第二施力构件)

60：具有接合和分离机构的致动器

Claims (4)

1.一种医疗用机械手，该医疗用机械手包括：

手术器具单元，所述手术器具单元装备有对操作对象进行操作的动作体；以及

手术器具驱动单元，所述手术器具驱动单元被相对于所述手术器具单元能够拆卸地设置，并且供应用于驱动所述动作体的驱动力，

其中，所述手术器具驱动单元包括：

输入构件对，所述输入构件对具有第一输入构件和第二输入构件，所述输入构件对被成对布置在相对于所述手术器具单元的连接和分离方向上的第一端部处，能够彼此平行地前进和缩回，并且当所述输入构件对前进到所述手术器具单元侧时，所述输入构件对在前进方向上传递所述驱动力；以及

驱动源，所述驱动源使得所述输入构件对中的至少一个输入构件前进和缩回，并且

其中，所述手术器具单元包括：

第一传递构件，所述第一传递构件面向所述第一输入构件，所述第一传递构件被支撑为能够在相对于所述手术器具驱动单元的所述连接和分离方向上的第一端部处前进和缩回，所述第一传递构件在来自所述第一输入构件的所述驱动力下在与所述第一输入构件的前进方向相同的方向上移动，并且在第二端部处连接到所述动作体；

第二传递构件，所述第二传递构件面向所述第二输入构件，所述第二传递构件被支撑为能够在相对于所述手术器具驱动单元的所述连接和分离方向上的所述第一端部处前进和缩回，并且在来自所述第二输入构件的所述驱动力下在与所述第二输入构件的前进方向相同的方向上移动；以及

手术器具单元侧反转联动构件，所述手术器具单元侧反转联动构件与所述第一传递构件和所述第二传递构件接合，并且反转所述第一传递构件或所述第二传递构件的移动方向，并且将所述第一传递构件和所述第二传递构件中的一个的位移传递到所述第一传递构件和所述第二传递构件中的另一个，

其中，所述第一输入构件通过被连接到所述驱动源而能够前进和缩回，并且

其中，所述手术器具单元还包括驱动单元侧反转联动构件，所述驱动单元侧反转联动构件与所述第一输入构件和所述第二输入构件接合，并且反转所述第一输入构件或所述第二输入构件的移动方向，并且向所述第二输入构件传递所述第一输入构件的位移，其中，所述驱动单元侧反转联动构件被设置在所述第一输入构件和所述第二输入构件之间，

所述医疗用机械手还包括：

接合和分离机构，所述接合和分离机构相对于所述输入构件对移动所述驱动单元侧反转联动构件，以便切换与所述第一输入构件和所述第二输入构件接合的状态以及所述第一输入构件与所述第二输入构件之间的位移传递被解除的状态。

2.根据权利要求1所述的医疗用机械手，

其中，所述手术器具驱动单元具有驱动单元侧施力构件，所述驱动单元侧施力构件朝向相对于所述手术器具单元的所述连接和分离方向上的所述第一端部对所述输入构件对进行施力。

3.根据权利要求2所述的医疗用机械手，

其中，所述驱动单元侧施力构件具有第一驱动单元侧施力构件和第二驱动单元侧施力构件，并且

所述第一驱动单元侧施力构件被设置在所述第一输入构件中，并且所述第二驱动单元侧施力构件被设置在所述第二输入构件中。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的医疗用机械手，所述医疗用机械手还包括：

第二施力构件，所述第二施力构件朝向相对于所述手术器具单元的所述连接和分离方向上的所述第一端部对所述第一输入构件和所述第二输入构件两者进行施力。