CN105473095B - 医疗用机械手 - Google Patents
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Abstract
医疗用机械手具有:处置部;关节部,其配置在处置部的端部,通过第2连结部件等旋转体的转动而进行动作;长条部件,其具有长度轴,在关节部中与和处置部相反的一侧的端部连接;基端侧装置部,其设置在长条部件的基端侧,供给用于使第2连结部件等进行动作的驱动力;驱动线,其至少与关节部的第2连结部件连接,张紧架设在第2连结部件与长条部件之间;以及线松弛机构,其通过变更驱动线的路径长度,使驱动线松弛。
Description
技术领域
本发明涉及医疗用机械手。
本申请根据2013年08月26日在日本申请的日本特愿2013-175044号主张优先权,在这里引用其内容。
背景技术
以往,作为医疗用机械手,公知有采用各种结构和控制方式的装置。例如,公知有主从型医疗系统中使用的医疗用机械手,该医疗用机械手具有由操作者操作的主机械手和根据从主机械手发出的信号进行动作的从机械手。在这种医疗用机械手上安装有用于通过远程操作对处置对象部位进行处置的处置部等末端执行器。
这种医疗用机械手插入到患者的体腔内反复进行使用,所以,必须进行使用后的清洗和灭菌处理等。
例如,在专利文献1中记载了如下装置:作为这种主从方式的医疗系统中能够使用的医疗用机械手,其具有在筒状的连结轴的前端以能够转动的方式连结具有能够进行开闭动作的末端执行器的前端动作部的作业部。
专利文献1所记载的医疗用机械手的前端动作部的至少一部分被罩覆盖,在该罩的侧方设置有通过使清洗剂流通来对前端动作部的内部进行清洗的孔。
作为前端动作部的转动机构,采用组合了在基端侧进行线驱动的旋转体和与该旋转体齿轮连结的从动旋转体的转动关节机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5042738号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述这种现有的医疗用机械手中存在以下问题。
在专利文献1所记载的技术中,能够通过前端动作部的罩的孔流过清洗剂。但是,由于由线、齿轮等构成的可动部件相互抵接或卡合,所以,存在清洗剂很难到达这种抵接部分或卡合部分的问题。
关于这种清洗剂很难到达的部位,例如需要移动线或齿轮来开放抵接部分或卡合部分。但是,由于使用时的可动机构的移动范围受限于使用时所需要的移动范围,所以,无法开放需要清洗的全部区域。
并且,即使这样移动可动部件,可动部件彼此分开而形成的空间本来也较窄,所以,产生清洗用刷很难进入的部位或清洗用刷无法抵接的部位。
因此,在现有技术的医疗用机械手中,特别是在清洗可动部件周围时很难清洗,存在无法高效进行清洗作业的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供能够更加高效且更加容易地进行关节部的清洗的医疗用机械手。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的第1方式的医疗用机械手具有:末端执行器;关节部,其配置在所述末端执行器的端部,通过旋转体的转动而进行动作;长条部,其具有长度轴,在所述关节部中与设置有所述末端执行器的一侧的相反侧的端部连接;驱动部,其设置在所述长条部的基端侧,供给用于使所述旋转体进行动作的驱动力;驱动线部件,其至少与所述关节部的所述旋转体连接,张紧架设在所述旋转体与所述长条部之间;以及线松弛机构,其通过变更所述驱动线部件的路径长度,使所述驱动线部件松弛。
根据本发明的第2方式,在上述第1方式中,也可以是,所述线松弛机构配置在所述长条部的基端部,内包所述驱动线部件,所述线松弛机构在所述长条部的长度方向上伸缩,由此变更所述旋转体与所述驱动部之间的所述驱动线部件的路径长度。
根据本发明的第3方式,在上述第2方式中,也可以是,所述线松弛机构具有:外螺纹部,其设置在所述长条部的所述基端侧;以及位置调整部,其配置在所述长条部与所述驱动部之间,具有与所述外螺纹部对应的内螺纹部,通过扭转所述位置调整部,所述线松弛机构在所述长条部的长度方向上伸缩。
根据本发明的第4方式,在上述第1方式~上述第3方式中的任意一个方式中,也可以是,所述线松弛机构还具有止挡部,该止挡部用于进行固定,以使得不会变更所述驱动线部件的路径长度。
根据本发明的第5方式,在上述第4方式中,也可以是,所述止挡部具有:止挡部件,其被配置成在所述线松弛机构伸缩时,能够在所述长条部相对于所述驱动部的相对移动路径上进退;弹性部件,其在所述移动路径上进出的方向上对所述止挡部件进行施力;以及操作部,其解除所述弹性部件的施力。
根据本发明的第6方式,在上述第1方式~上述第5方式中的任意一个方式中,也可以是,所述驱动线部件卷绕在所述旋转体的周围而进行连接,在通过所述线松弛机构使所述驱动线部件松弛时,所述旋转体的周围与所述驱动线部件之间的距离变宽。
根据本发明的第7方式,在上述第1方式~上述第6方式中的任意一个方式中,也可以是,所述关节部具有与所述长条部的沿着所述长度轴的方向的一端连结的单位关节,所述单位关节具有:基端侧支承体,其配置在所述长条部侧的位置,具有在所述一端的与所述长度轴交叉的方向上延伸的第1转动轴和将所述第1转动轴作为旋转轴的第1引导部;前端侧转动体,其与所述基端侧支承体对置而配置在所述末端执行器侧的位置,具有与所述第1转动轴平行延伸的第2转动轴和将所述第2转动轴作为旋转轴的第2引导部;以及作为所述旋转体的连结部件,其分别保持所述第1转动轴和所述第2转动轴,被设置成能够以所述第1转动轴为中心进行转动,所述医疗用机械手还具有引导线,该引导线与所述关节部的所述基端侧支承体和作为所述旋转体的所述前端侧转动体连接或卡合,端部被固定在所述长条部上,在所述关节部进行动作时,对所述前端侧转动体的转动进行引导。
根据本发明的第8方式,在上述第7方式中,也可以是,所述第1引导部具有第1轮,该第1轮进行以所述第1转动轴为中心的转动的引导,所述第2引导部具有第2轮,该第2轮与所述第1引导部抵接或卡合,沿着所述第1引导部的轨道进行转动的引导。
根据本发明的第9方式,在上述第7方式或上述第8方式中,也可以是,所述连结部件能够将所述第1转动轴与所述第2转动轴之间的轴间距离变更为所述第1引导部和所述第2引导部抵接或卡合的第1轴间距离的状态、以及轴间距离比所述第1轴间距离长的第2轴间距离的状态,所述引导线以使得在所述第1轴间距离的状态下产生张力、在所述第2轴间距离的状态下松弛的方式,挂绕在所述前端侧转动体和所述基端侧支承体上,所述线松弛机构通过调节所述长条部和所述驱动部的相对位置,形成所述第2轴间距离的状态,至少使所述引导线松弛。
根据本发明的第10方式,在上述第7方式~上述第9方式中的任意一个方式中,也可以是,所述引导线以不会从所述驱动部和所述前端侧转动体中的至少一方脱离的方式进行连接或卡合。
根据本发明的第11方式,在上述第7方式~上述第9方式中的任意一个方式中,也可以是,所述引导线在所述驱动部和所述前端侧转动体中的至少一方的固定位置处进行连接或卡合。
根据本发明的第12方式,在上述第7方式~上述第11方式中的任意一个方式中,也可以是,所述第1引导部和所述第2引导部由一组齿轮部件构成,在所述第1转动轴上形成有能够在轴心间张紧架设所述引导线的第1线贯穿插入部,在所述第2转动轴上形成有能够在轴心间张紧架设所述引导线的第2线贯穿插入部,所述引导线被贯穿插入到所述第1线贯穿插入部和所述第2线贯穿插入部中,与所述驱动部和所述前端侧转动体连接或卡合。
根据本发明的第13方式,在上述第7方式~上述第12方式中的任意一个方式中,也可以是,所述连结部件具有固定轮,该固定轮具有在与所述第1转动轴同轴的圆周上挂绕所述驱动线部件的轮槽,所述驱动部具有驱动轮,该驱动轮卡合所述驱动线部件,使其在沿着所述长度轴的方向上进退。
根据本发明的第14方式,在上述第7方式~上述第13方式中的任意一个方式中,也可以是,所述关节部具有与所述长条部的沿着所述长度轴的方向的一端连结的第1单位关节和第2单位关节,所述第1单位关节与所述长条部的所述一端连结,所述第2单位关节连结所述第1单位关节的所述前端侧转动体和所述末端执行器,所述第1单位关节和所述第2单位关节被连结为如下的位置关系:所述第2单位关节的所述第1转动轴和所述第2转动轴的轴线方向与所述第1单位关节的所述第1转动轴和所述第2转动轴的轴线方向在扭转的位置处垂直。
发明效果
根据上述各方式的医疗用机械手,由于能够通过线松弛机构使驱动线部件松弛,所以,发挥能够更加高效且更加容易地进行关节部的清洗的效果。
附图说明
图1是包含本发明的第1实施方式的医疗用机械手的医疗系统的示意结构图。
图2是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的结构的示意主视图。
图3是图2中的A方向视图。
图4是图3中的B方向视图。
图5是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的关节部的结构的示意分解立体图。
图6是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的关节部的第1连结部件的示意主视图。
图7A是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的关节部的第2连结部件的示意侧视图。
图7B是图7A的D方向视图。
图7C是图7A的E-E剖视图。
图8是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的驱动线部件的配绕的示意图。
图9A是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的引导线的配绕的示意图。
图9B是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的引导线的配绕的示意图。
图10A是图3中的C-C剖视图。
图10B是图10A中的F-F剖视图。
图11是本发明的第1实施方式的医疗用机械手的止挡部的动作说明图。
图12A是本发明的第1实施方式的医疗用机械手的动作说明图。
图12B是本发明的第1实施方式的医疗用机械手的动作说明图。
图13是本发明的第1实施方式的第1变形例的医疗用机械手的关节部的示意分解立体图。
图14A是示出本发明的第2实施方式的医疗用机械手的结构的示意图。
图14B是图14A的G方向视图。
图15是示出本发明的第2实施方式的医疗用机械手的驱动线部件和引导线的配绕的示意分解立体图。
图16是本发明的第2实施方式的医疗用机械手的动作说明图。
图17A是示出本发明的第3实施方式的医疗用机械手的结构的示意图。
图17B是图17A的H-H剖视图。
图18是示出本发明的第3实施方式的医疗用机械手的关节部的主要部的结构的示意分解立体图。
图19A是示出本发明的第4实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。
图19B是示出本发明的第4实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意动作说明图。
图19C是示出本发明的第4实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意动作说明图。
图20A是示出本发明的第5实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。
图20B是示出本发明的第5实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意动作说明图。
图21A是示出本发明的第5实施方式的变形例(第2变形例)的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。
图21B是示出本发明的第5实施方式的变形例(第2变形例)的医疗用机械手的主要部的结构的示意动作说明图。
图22A是示出本发明的第5实施方式的变形例(第3变形例)的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。
图22B是示出本发明的第5实施方式的变形例(第3变形例)的医疗用机械手的主要部的结构的示意动作说明图。
图23A是示出本发明的第5实施方式的变形例(第4变形例)的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。
图23B是示出本发明的第5实施方式的变形例(第4变形例)的医疗用机械手的主要部的结构的示意动作说明图。
图24是包含本发明的第6实施方式的医疗用机械手的医疗系统的示意结构图。
图25是示出本发明的第6实施方式的医疗用机械手的主要部的示意立体图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在全部附图中,即使在实施方式不同的情况下,也对相同或相当的部件标注相同标号并省略共通的说明。
[第1实施方式]
对本发明的第1实施方式的医疗用机械手进行说明。
图1是包含本发明的第1实施方式的医疗用机械手的医疗系统的示意结构图。图2是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的结构的示意主视图。图3是图2中的A方向视图。图4是图3中的B方向视图。图5是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的关节部的结构的示意分解立体图。图6是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的关节部的第1连结部件的示意主视图。图7A是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的关节部的第2连结部件的示意侧视图。图7B、C是图7A中的D方向视图和E-E剖视图。图8是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的驱动线部件的配绕的示意图。图9A、B是示出本发明的第1实施方式的医疗用机械手的引导线的配绕的示意图。图10A是图3中的C-C剖视图。图10B是图10A中的F-F剖视图。
如图1所示,本实施方式的医疗用机械手1作为医疗系统100的一部分安装在医疗系统100上。
首先,对医疗系统100的结构进行说明。医疗系统100具有主机械手101、控制装置110、从机械手120。
从机械手120具有机器人臂121和医疗用机械手1。
主机械手101主要发挥将手术医生的操作的运动传递到从机械手120的作为主设备的功能,具有液晶显示器装置等主显示部102和由手术医生把持来进行操作的操作部103。对主机械手101的操作部103进行的操作被输入到控制装置110。
控制装置110具有受理来自主机械手101的输入的主侧控制装置111、以及向从机械手120输出驱动信号的从侧控制装置112。
在主侧控制装置111中,根据来自主机械手101的输入,生成用于使从机械手120进行动作的操作指令,将其输出到从侧控制装置112。
在从侧控制装置112中,根据从主侧控制装置111发出的操作指令,生成用于驱动从机械手120的驱动信号,将其输出到从机械手120。
从机械手120具有根据来自从侧控制装置112的驱动信号进行动作的机器人臂121,在机器人臂121上安装有医疗用机械手1。在从机械手120上,除了医疗用机械手1以外,还可以安装用于进行外科手术的处置器具、内窥镜装置等。
接着,对医疗用机械手1的结构进行说明。
医疗用机械手1是用于对处置对象部位进行处置的医疗器具,至少在接近处置对象部位的前端侧具有细长的轴状的外形。
下面,在医疗用机械手1的长度方向上,将使用时接近处置对象部位的一方的端部称为前端部,将前端部的相反侧的端部称为基端部。而且,只要没有特别说明,则关于基端部与前端部之间的部件的配置、所配置的部件内的相对位置关系,将它们中相对靠近前端部的一侧称为“前端侧”,将相对靠近基端部的一侧称为“基端侧”。
如图2~4所示,医疗用机械手1从前端侧朝向基端侧依次具有处置部(末端执行器)2、关节部3、主体部20。
处置部2是对处置对象部位进行处置的装置部分,与关节部3的前端连结。
关节部3是用于使处置部2相对于如后所述由主体部20规定的装置的长度轴进行转动运动的装置部分,连结处置部2的基端侧和主体部20的前端侧。
主体部20是在内部收容产生对关节部3进行驱动的驱动力的驱动源和将驱动源的驱动力传递到关节部3的驱动力传递部件的装置部分,整体具有筒状的外形。
在本实施方式中,如图2、3所示,以驱动源由驱动马达25构成的情况的例子进行说明,其中,该驱动马达25具有驱动轴25a和固定在驱动轴25a上的驱动轮25b。
驱动马达25例如由DC马达构成,通过图示省略的布线而与医疗用机械手1的外部的从侧控制装置112(参照图1)电连接。驱动马达25和驱动轮25b也可以构成为能够进行拆装。
作为与驱动马达25对应的驱动力传递部件,采用后述驱动线15(驱动线部件)。
在主体部20的前端侧配置有有底圆筒状的长条部件21(长条部),该长条部件21具有圆筒状的外形,将前端面21a作为底面而在基端侧开口。
长条部件21的外形的中心轴线规定主体部20的长度轴O。在本实施方式中,由于长条部件21是硬性部件,所以,长度轴O成为直线,但是,圆筒状的外形也可以是具有挠性的软性部。
在医疗用机械手1中,如后所述,关节部3能够屈曲,并且,主体部20的沿着长度轴O的方向的长度能够变更。而且,变更长条部件21与后述基端侧装置部22(驱动部)之间的距离,变更主体部20的长度。由此,能够对能够进行关节部3的驱动的可驱动状态和使关节部3内的驱动所使用的后述驱动线15松弛而无法进行驱动的松弛状态进行切换。
因此,在以下的说明中,在说明可驱动状态的各部件的位置关系的情况下,只要没有特别说明,则如图2~4所示,根据关节部3未相对于长度轴O进行转动的状态进行说明。
处置部2的结构可以根据处置的需要而采用适当结构。例如,可以举出为了按压活体组织而呈棒状、钩状等延伸的部件、注射针等管部件、组合了多个处置器械片的把持钳子、通过通电来切断或灼烧活体组织的部件、强力聚焦超声波(HIFU)探针等的例子。
这样,处置部2可以是外科手术等处置中使用的任意器具。例如,可以是不动的部件,也可以是可动部件,还可以是通电的部件。
在本实施方式中,作为一例,图示了沿着医疗用机械手1的长度轴O呈棒状延伸的高频刀的例子。在这种高频刀的情况下,公知的通电用的电气布线与处置部2的基端部连接。该电气布线通过关节部3和主体部20的内部而与装置外部的电源连接。但是,在本实施方式中,为了容易观察主要部的结构,省略了电气布线和贯穿插入该电气布线的孔部等的图示。
关节部3可以设置构成主体部20的适当的转动关节、屈曲关节的一个以上的单位关节。在本实施方式中,作为一例,以由使处置部2在图2的纸面内向圆箭头的方向转动的一个屈曲关节构成的情况的例子进行说明。
关节部3具有基端侧支承体13、前端侧转动体4、第1连结部件(连结部件)6、基端侧轮(第1轮、第1引导部)5A、前端侧轮(第2轮、第2引导部)5B、第2连结部件(旋转体、连结部件)7。
如图5所示,基端侧支承体13的基端部是与长条部件21的前端面21a连结且沿着长度轴O延伸的长方体状的部件。基端侧支承体13具有隔着长度轴O对置的第1侧面13b和第2侧面13c。
在第1侧面13b和第2侧面13c之间,在分别与长度轴O垂直的方向上设置有以能够旋转的方式保持第1转动轴10A的由贯通孔构成的转动轴保持部13a。
在本实施方式中,作为一例,第1转动轴10A由轴部件构成,该轴部件具有以能够转动的方式与转动轴保持部13a嵌合的圆柱状的轴部10a和设置在轴部10a的两端部的防脱部10b。防脱部10b例如可以由固定在轴部10a的两端部的铆钉或螺钉部件等形成。并且,一端部中的防脱部10b可以与轴部10a一体形成。
基端侧支承体13的沿着长度轴O的方向的长度和转动轴保持部13a的位置被设定为如下的尺寸关系:在组装了后述基端侧轮5A、第1连结部件6、第2连结部件7时,这些部件不会干涉长条部件21的前端部。
如图5所示,在前端侧转动体4的前端侧固定有处置部2。前端侧转动体4具有形成有由与处置部2的延伸方向垂直的平面构成的前端面4a的矩形状的第1板状部4f、以及在第1板状部4f中竖立设置在前端面4a的背面侧的第2板状部4g。由此,前端侧转动体4的外形是T字状截面(参照图3)在与长度轴O垂直的一个方向上延伸的形状。
第2板状部4g具有与基端侧支承体13的第1侧面13b和第2侧面13c之间的厚度相同的厚度,具有隔着长度轴O对置的第1侧面4b和第2侧面4c。在可驱动状态(参照图3)下,第1侧面4b与基端侧支承体13的第1侧面13b排列在同一平面上,第2侧面4c与基端侧支承体13的第2侧面13c排列在同一平面上。
在第1侧面4b和第2侧面4c之间,在分别与长度轴O垂直的方向上设置有以能够旋转的方式保持第2转动轴10B的由贯通孔构成的转动轴保持部4d。
第2转动轴10B的轴径可以与第1转动轴10A不同。但是,在本实施方式中,作为一例,第2转动轴10B与第1转动轴10A同轴配置,并且采用与第1转动轴10A相同的轴部件。
第2板状部4g的沿着长度轴O的方向的长度和转动轴保持部4d的位置被设定为如下的尺寸关系:在组装了后述前端侧轮5B、第1连结部件6、第2连结部件7时,这些部件不会干涉第1板状部4f。
如图6所示,第1连结部件6是具有长圆状的外形的板状部件,在短边方向的中心部贯通有轴承用圆孔6a和轴承用滑动孔6b。
轴承用圆孔6a由以能够绕第2转动轴10B的轴进行相对旋转的方式保持第2转动轴10B的圆孔构成,靠近第1连结部件6的长度方向的一端来形成。
轴承用滑动孔6b是短边方向的中心线通过轴承用圆孔6a的中心并沿着第1连结部件6的长度方向延伸的长圆孔。
轴承用滑动孔6b的短边方向的宽度比第1转动轴10A的轴部10a的外径稍大,以使得以能够沿着轴承用滑动孔6b的长度方向滑动移动的方式保持第1转动轴10A的轴部10a。
在轴承用滑动孔6b中形成有保持第1转动轴10A的轴部10a的由具有半圆状的截面形状的弯曲面构成的轴承部6c,使得在第1转动轴10A和与轴承用圆孔6a对置的长度方向的端部抵接时,能够绕第1转动轴10A的轴进行相对旋转。
轴承用圆孔6a的中心与轴承部6c的中心之间的中心距离的大小为P1。
如图2、5所示,基端侧轮5A配置在与第1转动轴10A同轴的位置,前端侧轮5B配置在与第2转动轴10B同轴的位置。基端侧轮5A和前端侧轮5B是如下的一组轮:在可驱动状态下,通过在外周侧卷绕第1引导用线11(引导线)和第2引导用线12(引导线),能够沿着彼此的节圆而相对转动。
前端侧轮5B通过图示省略的固定手段例如螺钉紧固、铆接、压入、焊接、熔接等固定在前端侧转动体4的第1侧面4b上,或者与前端侧转动体4一体成形。
在本实施方式中,基端侧轮5A被组装成能够相对于基端侧支承体13和第1转动轴10A进行转动。
但是,基端侧轮5A也可以通过适当的固定手段固定在基端侧支承体13的第1侧面13b上,或者也可以与基端侧支承体13一体成形。
第1引导用线11和第2引导用线12只要能够与基端侧轮5A、前端侧轮5B卡合而不会打滑即可,线的种类没有特别限定。作为适合于第1引导用线11和第2引导用线12的线的例子,例如可以举出不锈钢线的例子。
如图2、5所示,基端侧轮5A具有用于卷绕第1引导用线11和第2引导用线12的轮槽5c、能够贯穿插入第1转动轴10A的轴部10a且与节圆同轴形成的贯通孔5b、与节圆同轴形成的外周面5a。
基端侧轮5A配置成在该贯通孔5b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a的状态下,在轮槽5c的节圆与第1转动轴10A同轴的位置处,被夹持在基端侧支承体13的第1侧面13b与第1连结部件6之间。
前端侧轮5B具有与基端侧轮5A相同的轮槽5c、贯通孔5b、外周面5a。
但是,与基端侧轮5A的不同之处在于,在前端侧轮5B的贯通孔5b中贯穿插入有第2转动轴10B的轴部10a,并且,具有在轮槽5c上以相互对置的方式固定第1引导用线11的前端侧端部11a和第2引导用线12的前端侧端部12a的线固定部5d。
另外,线固定部5d设置在前端侧轮5B上是一例。例如,线固定部5d也可以设置在固定有前端侧轮5B的前端侧转动体4上。
并且,关于基端侧轮5A和前端侧轮5B的外周面5a的外径,在本实施方式中,考虑第1引导用线11和第2引导用线12的交叉部的尺寸,作为一例,设为从P1减去2条线的线径而得到的大小。
图2等的图示简略地描绘出各外周面5a抵接,但是,实际上,由于各外周面5a处于上述尺寸关系,所以,在可驱动状态下也相互分开。
在可驱动状态下关节部3沿着长度轴O延伸的状态下,线固定部5d固定在作为隔着第2转动轴10B而与基端侧轮5A相反的一侧的外周部上。
关于线固定部5d的结构,只要能够在可驱动状态下固定第1引导用线11的前端侧端部11a及第2引导用线12的前端侧端部12a相对于前端侧轮5B的位置即可,没有特别限定。
例如,作为在可驱动状态和松弛状态这两个状态下固定位置的结构,可以举出基于铆接固定前端侧端部11a、12a的金属部件的固定的例子。进而,也可以通过焊接、熔接、螺钉紧固等进行固定。
并且,也可以构成为仅在可驱动状态下固定位置。例如,在前端侧端部11a、12a上形成作为防脱件的大径部,作为线固定部5d,可以举出具有贯穿插入这些线且直径比各大径部小的贯通孔的管部件的例子。
在本实施方式中,作为一例,采用对前端侧端部11a、12a进行铆接的金属部件。该情况下,作为第1引导用线11、第2引导用线12,可以使用2条线分别对前端侧端部11a、12a进行铆接。并且,也可以构成为,利用1条线构成第1引导用线11和第2引导用线12,利用金属部件对其中间部进行铆接,由此,第1引导用线11的部分和第2引导用线12的部分在线固定部5d的两端侧延伸。
如图3、5所示,这种结构的基端侧轮5A、前端侧轮5B配置成分别面向基端侧支承体13的第1侧面13b、前端侧转动体4的第1侧面4b,配置成被夹持在第1侧面13b和第1侧面4b与第1连结部件6之间。
在第1连结部件6的轴承用滑动孔6b和基端侧轮5A的贯通孔5b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a。第1转动轴10A的防脱部10b防止第1连结部件6的基端侧在轴方向上脱离。
并且,在第1连结部件6的轴承用圆孔6a和前端侧轮5B的贯通孔5b中贯穿插入有第2转动轴10B的轴部10a。通过第2转动轴10B的防脱部10b防止第1连结部件6的前端侧在轴方向上脱离。
由此,第1连结部件6通过轴承用圆孔6a保持第2转动轴10B,使其能够绕轴承用圆孔6a的中心转动。
并且,第1连结部件6通过轴承用滑动孔6b保持第1转动轴10A,使其在确保与由轴承用圆孔6a保持的第2转动轴10B平行的状态下,能够沿着轴承用滑动孔6b的长度方向滑动移动。
进而,在可驱动状态下,在第1转动轴10A的轴部10a与轴承部6c抵接时,在第1转动轴10A与第2转动轴10B的轴间距离为P1即第1轴间距离的状态下,第1连结部件6能够保持第1转动轴10A,使其能够绕轴承部6c的中心转动。
如图7A、图7B、图7C所示,第2连结部件7由具有与第1连结部件6相同的形状的板状部8、固定在板状部8的一个表面上或与板状部8一体成形的驱动力输入部9构成。
对应于第1连结部件6的轴承用圆孔6a,板状部8在与轴承用圆孔6a相同的位置具有相同形状的轴承用圆孔8a。并且,对应于第1连结部件6的轴承用滑动孔6b,在与轴承用滑动孔6b相同的位置具有相同形状的轴承用滑动孔8b。并且,对应于第1连结部件6的轴承部6c,在与轴承部6c相同的位置具有相同形状的轴承部8c。
因此,如图7B所示,轴承用圆孔8a的中心与轴承部8c的中心之间的中心距离也为P1。
驱动力输入部9是在与轴承部8c的中心轴同轴的圆周上具有轮槽9a的板状部,具有与轴承用圆孔8a重合的范围开口的轴承用U字槽9b。
在轴承用U字槽9b的槽底部形成有与轴承部8c排成一列的由具有半圆状的截面形状的弯曲面构成的轴承部9c。因此,与轴承部6c、8c同样,轴承部9c能够保持第1转动轴10A,以使得在第1转动轴10A与轴承部9c抵接时,能够绕第1转动轴10A的轴进行相对旋转。
如图3、5所示,这种结构的第2连结部件7配置成,在该轴承用滑动孔8b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a的状态下,驱动力输入部9面向基端侧支承体13的第2侧面13c,通过第1转动轴10A的防脱部10b防止在轴方向上脱离。
并且,板状部8配置成在轴承用圆孔8a中贯穿插入有第2转动轴10B的轴部10a的状态下与前端侧转动体4的第2侧面4c平行,通过第2转动轴10B的防脱部10b防止在轴方向上脱离。
由此,第2连结部件7通过轴承用圆孔8a保持第2转动轴10B,使其能够绕轴承用圆孔8a的中心转动。
并且,第2连结部件7通过轴承用滑动孔8b保持第1转动轴10A,以使其在确保与由轴承用圆孔8a保持的第2转动轴10B平行的状态下,能够沿着轴承用滑动孔8b的长度方向滑动移动。
进而,在可驱动状态下,在第1转动轴10A的轴部10a与轴承部8c、9c抵接时,在第1转动轴10A与第2转动轴10B的轴间距离为P1即第1轴间距离的状态下,第2连结部件7能够保持第1转动轴10A,使其能够绕轴承部8c、9c的中心转动。
如图3、4所示,在可驱动状态下,在驱动力输入部9的轮槽9a中卷绕有从基端侧沿着长度轴O延伸的驱动线15且相互卡合。
驱动线15是传递驱动马达25的驱动力的驱动力传递部件,在本实施方式中,该驱动线15卷绕在驱动马达25的驱动轮25b上,在可驱动状态下,张紧架设在驱动力输入部9与驱动轮25b之间。
另外,如图5所示,将驱动线15导入到主体部20的内部的线贯穿插入部21b在长条部件21的前端面21a开口。
驱动线15只要能够与驱动力输入部9的轮槽9a卡合而不会打滑、且能够耐受关节部3的驱动时产生的张力即可,线的种类没有特别限定。作为适合于驱动线15的线的例子,例如可以举出不锈钢线的例子。
接着,对关节部3中的各线部件的配绕进行说明。
通过使后述线松弛机构30(参照图2)在长度方向上伸缩来调整主体部20(参照图2)的长度,由此,在可驱动状态下,如图8所示,成为第1转动轴10A与第2转动轴10B的轴间距离是第1轴间距离P1的状态,并且,第1转动轴10A与驱动马达25的驱动轴25a的轴间距离为L1。
该状态下,驱动线15呈长圆状卷绕在驱动力输入部9的周围设置的轮槽9a和驱动轮25b的周围设置的轮槽25c上并张紧架设。此时,在驱动线15中产生张力,驱动线15通过摩擦力而与轮槽9a、25c卡合。
在图8中,图示了驱动线15在轮槽25c上卷绕大致半周(包含半周的情况)的情况,但是,驱动线15也可以在轮槽25c上卷绕1周以上。
与此相对,驱动线15在轮槽9a上卷绕小于1周即可,在本实施方式中,作为一例,仅卷绕大致半周(包含半周的情况)。
根据这种配绕,如图示的实线箭头(虚线箭头)所示,当驱动轮25b以图示顺时针(逆时针)转动时,第2连结部件7以第1转动轴10A为中心顺时针(逆时针)转动。
如图9A所示,前端侧端部11a固定在第2转动轴10B的线固定部5d上,第1引导用线11呈S字状卷绕在前端侧轮5B和基端侧轮5A上。即,第1引导用线11从线固定部5d起沿着第2转动轴10B的轮槽5c呈圆弧状配绕,穿过前端侧轮5B的轮槽5c与基端侧轮5A的轮槽5c之间,以沿着基端侧轮5A的轮槽5c的圆弧状弯曲的S字状的路径进行卷绕。
从基端侧轮5A延伸出的第1引导用线11在图示省略的主体部20的内部呈与长度轴O大致平行(包含平行的情况)的直线状延伸,基端侧端部11b固定在线固定部14上。因此,将第1引导用线11导入到主体部20的内部的线贯穿插入部21b(参照图5)在长条部件21的前端面21a开口。
线固定部14固定在后述主体部20的支承体24上。
线固定部14的结构可以采用上述线固定部5d中能够使用的全部结构。
前端侧端部12a在第2转动轴10B的线固定部5d中固定在第1引导用线11的前端侧端部11a的相反侧,第2引导用线12呈与第1引导用线11相反的S字状卷绕在前端侧轮5B和基端侧轮5A上。即,第2引导用线12从线固定部5d起沿着第2转动轴10B的轮槽5c呈圆弧状配绕,穿过前端侧轮5B的轮槽5c与基端侧轮5A的轮槽5c之间,以沿着基端侧轮5A的轮槽5c的圆弧状弯曲的S字状的路径进行卷绕。
从基端侧轮5A延伸出的第2引导用线12在图示省略的主体部20的内部呈与长度轴O大致平行(包含平行的情况)的直线状延伸,基端侧端部12b固定在线固定部14上。因此,将第2引导用线12导入到主体部20的内部的线贯穿插入部21b(参照图5)在长条部件21的前端面21a开口。
固定基参照端侧端部12b的线固定部14与固定基端侧端部11b的线固定部14不同,但是,结构相同,也同样固定在后述主体部20的支承体24上。
根据这种配绕,前端侧轮5B的轮槽5c的整周被第1引导用线11和第2引导用线12中的任意一方卷绕。
并且,基端侧轮5A的轮槽5c被第1引导用线11和第2引导用线12中的任意一方仅卷绕合计小于一周,在本实施方式中,作为一例,仅卷绕大致半周(包含半周的情况)。
这样,第1引导用线11和第2引导用线12沿着基端侧轮5A、前端侧轮5B的节圆进行卷绕。
因此,如图9B所示,当承受驱动马达25的驱动而使板状部8以第1转动轴10A为中心转动时,第1引导用线11和第2引导用线12在各轮槽5c上移动而不会打滑。其结果,由第1引导用线11和第2引导用线12约束的前端侧轮5B以第2转动轴10B为中心转动。
因此,前端侧轮5B在前端侧轮5B的节圆上转动,而不会在基端侧轮5A的节圆上打滑。
因此,例如,如图9B所示,当图示省略的板状部8相对于长度轴O以图示顺时针转动角度θ时,前端侧轮5B以第2转动轴10B为中心顺时针转动角度θ,所以,相对于长度轴O转动角度2θ,关节部3屈曲。
由此,固定有第2转动轴10B的前端侧转动体4也同样转动。
例如,如图9A所示,当设固定在前端侧转动体4上的处置部2在转动前(θ=0°)与长度轴O上整齐排列时,当基端侧轮5A以图示顺时针转动角度θ时,处置部2的朝向相对于长度轴O以图示顺时针转动角度2θ,处置部2的朝向被变更。
因此,基端侧轮5A构成能够进行以第1转动轴10A为中心的转动的引导的第1引导部。
前端侧轮5B构成与基端侧轮5A卡合并沿着基端侧轮5A的轨道进行转动的引导的第2引导部。
接着,对主体部20的结构进行说明。
如图2、3所示,主体部20具有长条部件21、基端侧装置部22、位置调整部23。
长条部件21是在前端侧具有上述前端面21a、在内部形成有圆筒状的内周面21e、在基端侧开口的有底圆筒状。
如图10A所示,在长条部件21的基端部,在轴方向的端部形成有与长度轴O垂直的基端面21f,在外周面设置有用于进行与基端侧装置部22之间的位置调整的外螺纹部21c。
在长条部件21的内周面21e的基端侧设置有沿着长度轴O延伸的引导槽21d,以限制基端侧装置部22相对于长条部件21的绕长度轴O的位置。在本实施方式中,如图10B所示,引导槽21d设置在隔着长度轴O对置的两个位置。
基端侧装置部22具有驱动马达25和支承体24。
支承体24具有固定上述驱动马达25(在图10A、B中省略图示,参照图2、3)的壳体部24f、以及与长条部件21的内周面21e嵌合的筒状的筒状部24a。壳体部24f和筒状部24a设置在支承体24的基端侧。
筒状部24a的内周面24e形成为能够贯穿插入驱动线15而不与其接触的大小,在筒状部24a的内周面24e固定有各线固定部14(在图10A、B中省略图示,参照图3、9)。
筒状部24a的外周面24b由圆筒面构成,以能够相对于长条部件21的内周面21e在沿着长度轴O的方向上移动的方式进行嵌合。
在外周面24b的前端侧,分别与长条部件21的一对引导槽21d卡合的一对卡合突起24d向径向外方突出。
在外周面24b的基端侧,与后述位置调整部23的引导槽23d卡合的卡合突起24c向径向外方突出。
根据这种结构,主体部20的长条部件21构成长条部,其具有长度轴O,在关节部3中与配置有作为末端执行器的处置部2的一侧的相反侧的端部连接。并且,基端侧装置部22构成驱动部,其设置在长条部的基端侧,供给用于使作为旋转体的第2连结部件7进行动作的驱动力。
如图10A、B所示,位置调整部23是调节长条部与驱动部的沿着长度轴O的方向的相对位置的部件,由与长条部件21的外螺纹部21c螺合且外嵌于支承体24的筒状部24a的筒状部件构成。位置调整部23配置在长条部件21与基端侧装置部22之间。
在位置调整部23的前端侧的内周部设置有与外螺纹部21c螺合的内螺纹部23c。
在位置调整部23的内周部的基端部中,形成有以能够滑动的方式与筒状部24a的外周面24b嵌合的内周面23b、以及在内周面23b的整周范围内延伸的引导槽23d。并且,引导槽23d在内周面23b的中间部处与筒状部24a的卡合突起24c卡合。
根据这种结构,位置调整部23设置成,在相对于筒状部24a的沿着长度轴O的方向的位置固定的状态下,在筒状部24a的周方向上旋转自如。
另一方面,由于长条部件21的外螺纹部21c与位置调整部23的内螺纹部23c螺合,所以,当使位置调整部23相对于支承体24的筒状部24a旋转时,长条部件21不会相对于支承体24相对旋转,仅沿着长度轴O的方向上的与支承体24之间的相对位置变化。
即,伴随位置调整部23的旋转,长条部件21的基端面21f在沿着长度轴O的方向上移动。
位置调整部23具有止挡部29,该止挡部29通过进行这样移动的基端面21f的位置的固定和固定解除,限制长条部件21与基端侧装置部22之间的相对移动。
止挡部29构成为在位置调整部23的侧方形成的止挡部件收容孔23a中具有止挡部件26和螺旋弹簧27(弹性部件)。
止挡部件收容孔23a设置于在位置调整部23的周方向上隔着中心轴对置的两个位置。
各止挡部件收容孔23a的侧面观察的孔形状为沿着长度轴O的方向较长的矩形状(参照图3)。
各止挡部件收容孔23a的径向的孔形状具有如下的深度:各自的前端侧贯通内螺纹部23c,并且各自的基端侧比引导槽23d更靠径向外侧。在止挡部件收容孔23a中形成有基端部底面23f。
止挡部件收容孔23a的前端部内周面23e位于比筒状部24a的卡合突起24d更靠基端侧的位置。
在止挡部件收容孔23a的长度方向的中心部设置有在短边方向上以能够转动的方式支承止挡部件26的转动支轴28。
止挡部件26是如下的板状部件:具有能够插入到止挡部件收容孔23a内的矩形状的外形,并且通过止挡部件收容孔23a的转动支轴28支承为能够转动。
止挡部件26在长度方向的大致中心部屈曲成朝向位置调整部23的内方凸出的形状。在止挡部件26的屈曲部中,在短边方向上贯穿插入有转动支轴28。
止挡部件26中比转动支轴28更靠前端侧朝向前端部内周面23e呈板状延伸,在止挡部件26的前端侧形成有卡定长条部件21的基端面21f的卡定端面26b。
伴随以转动支轴28为中心的止挡部件26的转动,如图10A所示,止挡部件26的卡定端面26b能够在比内螺纹部23c的螺纹牙部更靠径向的内方且能够卡定沿着长度轴O移动的长条部件21的基端面21f的位置与比内螺纹部23c的螺纹牙部更靠径向的外方且面向前端部内周面23e的位置(参照图11)之间移动。
比止挡部件26的转动支轴28更靠基端侧在转动支轴28与基端侧的前端部的中间部处屈曲成朝向位置调整部23的外方凸出的形状,通过该屈曲部在基端侧形成板状的按压部26a(操作部)。
伴随以转动支轴28为中心的止挡部件26的转动,如图10A所示,按压部26a能够在比位置调整部23的外周面更向径向的外方突出且能够从径向外方朝向止挡部件收容孔23a内的径向内侧进行按压的位置与没入止挡部件收容孔23a的内部的位置(参照图11)之间移动。
螺旋弹簧27是在止挡部件26的卡定端面26b在长条部件21的移动路径中出没的方向上对止挡部件26进行施力的弹性部件,配置在按压部26a的背面与位置调整部23的基端部底面23f之间。
长条部件21的外螺纹部21c、位置调整部23和止挡部件26构成线松弛机构30。
这种线松弛机构30配置在长条部件21的基端部,内包驱动线15。
线松弛机构30是如下机构:根据后述动作说明可知,通过在长条部件21的长度方向上伸缩,变更作为旋转体的第2连结部件7与作为驱动部的基端侧装置部22之间的驱动线15的路径长度。
接着,以可驱动状态和松弛状态的切换动作为中心对具有这种结构的医疗用机械手1的动作进行说明。
图11是本发明的第1实施方式的医疗用机械手的止挡部的动作说明图。图12A、B是本发明的第1实施方式的医疗用机械手的动作说明图。
为了通过医疗用机械手1进行处置,将医疗用机械手1组装成可驱动状态,如图1所示,装配在从机械手120上。
此时,如图2所示,在医疗用机械手1中,处置部2的轴线与第2转动轴10B和第1转动轴10A的中心轴线在长度轴O上整齐排列,第2转动轴10B与第1转动轴10A的轴间距离为第1轴间距离P1。并且,第1转动轴10A与驱动轴25a的轴间距离为L1。
通过位置调整部23调整长条部件21与支承体24的沿着长度轴O的方向的距离,由此实现轴间距离L1。在本实施方式中,如图10A所示,在长条部件21的基端面21f与止挡部件收容孔23a的前端部内周面23e整齐排列时实现轴间距离L1。
在医疗用机械手1中,在这种轴间距离L1的状态下,止挡部29的止挡部件26的卡定端面26b与基端面21f和前端部内周面23e卡定。因此,即使使位置调整部23绕长度轴O转动并使长条部件21向支承体24侧移动,也通过止挡部件26来阻止移动,处于锁定状态。
并且,由于通过螺旋弹簧27在朝向径向内方的方向上对止挡部件26的卡定端面26b进行施力,所以,在解除该施力之前的期间内维持该锁定状态。此时,止挡部件26的按压部26a向位置调整部23的外方突出。
当处置结束后,医疗用机械手1需要清洗。医疗用机械手1在该清洗时,通过使关节部3成为松弛状态,能够容易地进行清洗。
为了从可驱动状态转移到松弛状态,通过位置调整部23缩短长条部件21与支承体24的相对距离。
首先,如图11所示,清洗者向位置调整部23的内方按压止挡部29中的各按压部26a。由此,螺旋弹簧27被压缩,作用力被解除,各止挡部件26以转动支轴28为中心转动。
其结果,各卡定端面26b在止挡部件收容孔23a中向与前端部内周面23e对置的径向外侧移动,基于卡定端面26b实现的长条部件21的基端面21f的卡定被解除。这样,通过使止挡部件26从长条部件21的移动路径上退避,在比基端面21f更靠基端侧处形成有长条部件21能够移动的空间。
清洗者对按压部26a进行按压,在推入状态下,使位置调整部23绕长度轴O转动,扭转位置调整部23。由此,长条部件21和筒状部24a通过引导槽21d和卡合突起24d在周方向上卡合。根据位置调整部23的转动方向,长条部件21向接近支承体24或远离支承体24的方向移动。
为了成为松弛状态,扭转位置调整部23并缩短线松弛机构30,从而使长条部件21接近支承体24,缩短线固定部14与第1转动轴10A之间的距离、以及驱动轴25a与第1转动轴10A之间的轴间距离。
例如,如图12A、B所示,使长条部件21以距离Δb接近支承体24。
该情况下,与长条部件21连结的关节部3的基端侧支承体13也与第1转动轴10A一起以距离Δb向基端侧平行移动,例如,第1转动轴10A与驱动轴25a之间的轴间距离成为L1-Δb。
由于第1转动轴10A在第1连结部件6的轴承用滑动孔6b和第2连结部件7中通过轴承用滑动孔8b支承为能够滑动移动,所以,前端侧转动体4能够保持与可驱动状态相同的位置。因此,第1转动轴10A与第2转动轴10B的轴间距离能够实现比第1轴间距离大的第2轴间距离的状态。
在该状态下,如图12B所示,张紧架设在驱动力输入部9和驱动轴25a之间的驱动线15松弛,与驱动力输入部9之间的卡合被解除。
另一方面,由于第1引导用线11和第2引导用线12张紧架设在前端侧轮5B与支承体24之间,所以,仅是与由第1转动轴10A支承的基端侧轮5A之间的卡合被解除,第1引导用线11和第2引导用线12依然与前端侧轮5B卡合。
因此,使前端侧转动体4向长条部件21侧移动距离S(其中,0<S<Δb)(参照图12A)。在使前端侧转动体4移动距离S后,保持第2转动轴10B的第1连结部件6和第2连结部件7也平行移动S。
另外,由于第1转动轴10A被保持成能够在轴承用滑动孔6b、8b中相对滑动移动,所以,即使第1连结部件6和第2连结部件7移动S,第1转动轴10A和基端侧支承体13的位置也没有变化。
这样,第1转动轴10A与第2转动轴10B的轴间距离成为P2=P1+S,成为比第1轴间距离P1大S的第2轴间距离。
由此,基端侧轮5A和前端侧轮5B以距离Δb-S相互分开,并且,成为第1引导用线11和第2引导用线12在前端侧轮5B和基端侧轮5A的外周侧松弛的状态。
这样,基端侧轮5A和前端侧轮5B与第1引导用线11和第2引导用线12之间的卡合被解除。
这样,在松弛状态下,在关节部3中,驱动线15、第1引导用线11和第2引导用线12均松弛,驱动线15与驱动力输入部9之间的卡合、第1引导用线11与基端侧轮5A之间的卡合、以及第2引导用线12与前端侧轮5B之间的卡合被解除,在关节部3的内部也出现间隙。因此,例如,插入刷的清洗作业容易。并且,在关节部3中,清洗剂可靠地进入各部件的表面,不会发生清洗遗漏,能够迅速且可靠地进行清洗。
在清洗后,扭转位置调整部23,通过使线松弛机构30拉伸,从松弛状态起伸长轴间距离。由此,施加拉直线的张力,能够返回原来的可驱动状态,能够使医疗用机械手1成为能够再次利用的状态。即,不用将医疗用机械手1返厂,在医院内由清洗者进行清洗,就能够使医疗用机械手1返回可驱动状态。
[第1变形例]
接着,对本实施方式的第1变形例的医疗用机械手进行说明。
图13是本发明的第1实施方式的第1变形例的医疗用机械手的关节部的示意分解立体图。
如图13中示出主要部的结构那样,本变形例的医疗用机械手31代替上述第1实施方式的医疗用机械手1的关节部3而具有关节部33。
如图1所示,医疗用机械手31能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第1实施方式的不同之处为中心进行说明。
如图13所示,关节部33代替上述第1实施方式中的关节部3的第2连结部件7而具有第2连结部件37(旋转体、连结部件),变更了第1连结部件6的安装位置。
第2连结部件37代替上述第1实施方式中的第2连结部件7的驱动力输入部9而具有驱动力输入部39。
驱动力输入部39是删除驱动力输入部9的轴承用U字槽9b而在整周形成有轮槽9a的轮部,与其对应地,代替轴承部9c而具有与轴承用圆孔8a相同的圆径的轴承用圆孔39b。
驱动力输入部39固定在板状部8的一个表面上或与其一体成形,以使得轴承用圆孔39b成为与轴承用圆孔8a同轴的位置。
这种结构的第2连结部件37配置成在轴承用圆孔8a、39b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a的状态下,驱动力输入部39面向基端侧支承体13的第2侧面13c,通过第1转动轴10A的防脱部10b防止在轴方向上脱离。
并且,板状部8配置成在轴承用滑动孔8b中贯穿插入有第2转动轴10B的轴部10a的状态下与前端侧转动体4的第2侧面4c平行,通过第2转动轴10B的防脱部10b防止在轴方向上脱离。
由此,第2连结部件37通过轴承用圆孔8a、39b保持第1转动轴10A,使其能够绕轴承用圆孔8a的中心转动。
并且,第2连结部件37通过轴承用滑动孔8b保持第2转动轴10B,使其在确保与由轴承用圆孔8a保持的第1转动轴10A平行的状态下,能够沿着轴承用滑动孔8b的长度方向滑动移动。
进而,在可驱动状态下,在第2转动轴10B的轴部10a与轴承部8c抵接时,在与第1转动轴10A之间的轴间距离为P1即第1轴间距离的状态下,第2连结部件7能够保持第2转动轴10B,使其能够绕轴承部8c的中心转动。
代替上述第1实施方式的驱动力输入部9而在驱动力输入部39的轮槽9a中卷绕驱动线15,这与上述第1实施方式相同。
关节部33中的第1连结部件6对应于上述第2连结部件37的结构,调换配置上述第1实施方式的轴承用圆孔6a和轴承用滑动孔6b。
即,在第1连结部件6的轴承用圆孔6a和基端侧轮5A的贯通孔5b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a。通过第1转动轴10A的防脱部10b防止第1连结部件6的基端侧在轴方向上脱离。
并且,在第1连结部件6的轴承用滑动孔6b和前端侧轮5B的贯通孔5b中贯穿插入有第2转动轴10B的轴部10a。通过第2转动轴10B的防脱部10b防止第1连结部件6的前端侧在轴方向上脱离。
由此,本变形例的第1连结部件6通过轴承用圆孔6a保持第1转动轴10A,使其能够绕轴承用圆孔6a的中心转动。
并且,本变形例的第1连结部件6通过轴承用滑动孔6b保持第2转动轴10B,使其在确保与由轴承用圆孔6a保持的第1转动轴10A平行的状态下能够沿着轴承用滑动孔6b的长度方向滑动移动。
进而,在可驱动状态下,在第2转动轴10B的轴部10a与轴承部6c抵接时,在与第1转动轴10A之间的轴间距离为P1的第1轴间距离的状态下,第1连结部件6能够保持第2转动轴10B,使其能够绕轴承部6c的中心转动。
根据具有这种结构的关节部33的医疗用机械手31,不同之处仅在于,在松弛时,伴随长条部件21的移动,第1连结部件6和第2连结部件37与基端侧支承体13一起移动,与上述第1实施方式的医疗用机械手1同样,能够切换可驱动状态和松弛状态。
因此,与上述第1实施方式同样,能够更加高效且更加容易地进行具有关节部的医疗用机械手的清洗。
[第2实施方式]
接着,对本发明的第2实施方式的医疗用机械手进行说明。
图14A是示出本发明的第2实施方式的医疗用机械手的结构的示意图。图14B是图14A中的G方向视图。图15是示出本发明的第2实施方式的医疗用机械手的驱动线部件和引导线的配绕的示意分解立体图。
如图14A、B所示,本实施方式的医疗用机械手41代替上述第1实施方式的医疗用机械手1的关节部3而具有由第1关节43A(第1单位关节)和第2关节43B(第2单位关节)构成的关节部43。并且,医疗用机械手41代替上述第1实施方式的驱动马达25和驱动线15而具有结构与驱动马达25相同的驱动马达25A、25B和驱动线55A、55B(驱动线部件)。
驱动马达25A是经由驱动线55A驱动第1关节43A的驱动源,驱动马达25B是经由驱动线55B驱动第2关节43B的驱动源。
即,医疗用机械手41是关节部串联连结2个单位关节而构成的情况的例子。
如图1所示,医疗用机械手41能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第1实施方式和上述第1变形例的不同之处为中心进行说明。
另外,在医疗用机械手41中,关节部43能够在2轴方向上屈曲,与上述第1实施方式同样,能够通过位置调整部23变更主体部20的沿着长度轴O的方向的长度。因此,在本实施方式中,与上述第1实施方式同样,将能够进行关节部43的驱动的状态称为可驱动状态,将解除关节部43内的驱动所使用的部件间的卡合而无法进行驱动的状态称为松弛状态。而且,在以下的说明中,在说明可驱动状态的各部件的位置关系的情况下,只要没有特别说明,则如图14A、B所示,根据关节部43未相对于长度轴O进行转动的状态进行说明。
如图15所示,第1关节43A是以能够在与长度轴O交叉的方向(图示Y1方向、Y2方向)上转动的方式连结长条部件21和第2关节43B的单位关节,代替上述第1实施方式的基端侧支承体13和前端侧转动体4而具有基端侧支承体53、前端侧转动体44。并且,将第1连结部件(连结部件)6、基端侧轮5A增加为2组,不具有前端侧轮5B,追加2组前端侧轮(第2轮)45B、基端侧空转轮(第1轮)45A、前端侧空转轮(第2轮)45C。
基端侧支承体53A是如下部件:与上述第1实施方式的基端侧支承体13同样,具有第1侧面13b、第2侧面13c、转动轴保持部13a,除了改变第1侧面13b与第2侧面13c之间的板厚以及相对于前端面21a的固定位置以外,与上述第1实施方式相同。
第1侧面13b、第2侧面13c的法线朝向与图示Y1、Y2方向垂直的方向(图示X1方向、X2方向)。在基端侧支承体53A中,第1侧面13b是图示X1方向的侧面,第2侧面13c是图示X2方向的侧面。
在前端侧转动体44的前端侧具有固定有后述第2关节43B的基端侧支承体53B且形成有由与长度轴O垂直的平面构成的前端面44a的矩形状的第1板状部44f、以及在第1板状部44f中从前端面44a的背面侧竖立设置的第2板状部44g和第3板状部44h。第2板状部44g位于靠图示X2方向,第3板状部44h位于靠图示X1方向。
第2板状部44g具有与基端侧支承体13A的第1侧面13b排成一列的第1侧面44b、以及与第2侧面13c排成一列的第2侧面44c。
第3板状部44h具有第1侧面44d和第2侧面44e,它们之间的板厚为第2连结部件7的驱动力输入部9的厚度以上的厚度。
第2侧面44e隔开能够插入第2连结部件7的板状部8的间隙而配置在与第2板状部44g的第1侧面44b对置的位置。
与上述第1实施方式同样,在第3板状部44h上设置有转动轴保持部4d。由此,在转动轴保持部4d中,能够在第1侧面44d和第2侧面44e这两面分别固定第2转动轴10B。
并且,虽然省略了图示,但是,在第2板状部44g中,在与转动轴保持部4d对置的位置贯通设置有能够贯穿插入第2转动轴10B的轴部10a的圆孔。
前端侧轮45B构成为不具有上述第1实施方式的前端侧轮5B的线固定部5d。
基端侧空转轮45A由第1关节43A的第1转动轴10A的轴部10a支承为能够转动,卷绕驱动线55B,贯穿插入到第1关节43A中。基端侧空转轮45A具有节圆径小于P1的轮槽45c、以及以能够转动的方式与第1转动轴10A的轴部10a嵌合且与节圆同轴形成的轴孔45b。基端侧空转轮45A的外径小于基端侧轮5A的外径。
前端侧空转轮45C具有与基端侧空转轮45A相同的轮槽45c、轴孔45b。
但是,在前端侧空转轮45C的轴孔45b中贯穿插入有第2转动轴10B的轴部10a,外径小于前端侧轮5B的外径。
这里,对第1关节43A的各部件的位置关系进行说明。
在基端侧支承体53A的第1侧面13b以面向具有轴承用滑动孔8b的板状部8的基端侧的方式配置有第2连结部件7,基端侧空转轮45A和基端侧轮5A被夹持在第2连结部件7的驱动力输入部9与第1连结部件6的基端侧(具有轴承用滑动孔6b的一方)之间。
在第2连结部件7的轴承用滑动孔8b、基端侧空转轮45A的轴孔45b、基端侧轮5A的贯通孔5b、第1连结部件6的轴承用滑动孔6b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a。通过第1转动轴10A的防脱部10b防止第1连结部件6的基端侧在轴方向上脱离。
在基端侧支承体53A的第2侧面13c依次配置有基端侧空转轮45A和基端侧轮5A,它们被夹持在与第1连结部件6的基端侧(具有轴承用滑动孔6b的一方)之间。
在基端侧空转轮45A的轴孔45b、基端侧轮5A的贯通孔5b、第1连结部件6的轴承用滑动孔6b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a。通过另一方的第1转动轴10A的防脱部10b防止第1连结部件6的基端侧在轴方向上脱离。
在前端侧转动体44的第2板状部44g与第3板状部44h之间插入有板状部8的前端部。
在第3板状部44h的第1侧面44d依次配置有前端侧空转轮45C和前端侧轮45B,它们被夹持在与第1连结部件6的前端侧(具有轴承用圆孔6a的一方)之间。
在前端侧空转轮45C的轴孔45b、前端侧轮45B的贯通孔5b、第1连结部件6的轴承用圆孔6a中贯穿插入有第2转动轴10B的轴部10a。通过第2转动轴10B的防脱部10b防止一方的第1连结部件6的前端侧在轴方向上脱离。
在第2板状部44g的第2侧面44c依次配置有前端侧空转轮45C和前端侧轮45B,它们被夹持在与第1连结部件6的前端侧(具有轴承用圆孔6a的一方)之间。
在板状部8的轴承用圆孔8a、第2板状部44g的图示省略的圆孔、前端侧空转轮45C的轴孔45b、基端侧轮5A的贯通孔5b和第1连结部件6的轴承用滑动孔6b中贯穿插入有第1转动轴10A的轴部10a。通过第1转动轴10A的防脱部10b防止第1连结部件6的基端侧在轴方向上脱离。
根据这种结构,第1关节43A的各第1连结部件6通过各轴承用圆孔6a保持各第2转动轴10B,使其能够绕轴承用圆孔6a的中心转动。
并且,各第1连结部件6通过各轴承用滑动孔6b保持各第1转动轴10A,使其在确保与由各轴承用圆孔6a保持的各第2转动轴10B平行的状态下能够沿着各轴承用滑动孔6b的长度方向滑动移动。
进而,在可驱动状态下,在各第1转动轴10A的轴部10a与各轴承部6c抵接时,在第1转动轴10A与第2转动轴10B的轴间距离为P1的第1轴间距离的状态下,各第1连结部件6能够保持各第1转动轴10A,使其能够绕轴承部6c的中心转动。
接着,对第1关节43A中的各线部件的配绕进行说明。
如图14A所示,驱动线55A呈与上述第1实施方式的驱动线15相同的长圆状卷绕在驱动力输入部9的轮槽9a和驱动马达25A的驱动轮25b的轮槽25c上并张紧架设。此时,在驱动线55A中产生摩擦力,驱动线55A通过摩擦力而与轮槽9a、25c卡合。
根据这种配绕,当驱动马达25A的驱动轮25b转动时,第1关节43A的第2连结部件7以第1转动轴10A为中心向相同方向转动。
如图14A、B所示,驱动线55B张紧架设在后述第2关节43B中的第2连结部件37的轮槽9a和驱动马达25B的驱动轮25b的轮槽25c中。
因此,关于驱动线55B,如图15所示,在第1关节43A内,驱动线55B作为2条驱动线部件贯穿插入到长条部件21的前端面21a上设置的线贯穿插入部21b与前端侧转动体44的第1板状部44f的线贯穿插入部21b之间。
这些驱动线55B均呈S字状与相互在径向上对置的基端侧空转轮45A和前端侧空转轮45C的各轮槽45c卡合。
关于第1引导用线11和第2引导用线12,如图14A所示,与上述第1实施方式同样,基端侧端部11b、12b经由线固定部14固定在线固定部14上,前端侧端部11a、12a分别固定在后述第2关节43B中的2个前端侧轮5B的线固定部5d上,第1引导用线11和第2引导用线12张紧架设在各前端侧轮5B与线固定部14之间。
如图15所示,在第1关节43A内,第1引导用线11和第2引导用线12贯穿插入到长条部件21的前端面21a上设置的线贯穿插入部21b与前端侧转动体44的第1板状部44f的线贯穿插入部21b之间。
第1引导用线11和第2引导用线12呈倒S字状分别与相互在径向上对置的基端侧轮5A和前端侧轮45B的各轮槽45c卡合。
第1引导用线11和第2引导用线12在关于长度轴O向Y2方向偏移的位置(图示下方)处,从前端面21a的线贯穿插入部21b向沿着长度轴O的方向延伸。而且,沿着基端侧轮5A、前端侧轮45B的各轮槽5c在Y1方向上进行卷绕,以与长度轴O交叉的方式进行配绕。而且,在关于长度轴O向Y1方向偏移的位置处,在沿着长度轴O的方向上进行卷绕并贯穿插入到第1板状部44f的线贯穿插入部21b中。
如图14A、B所示,第2关节43B构成为将上述第1实施方式的第1变形例的关节部33的基端侧支承体13替换为基端侧支承体53B。
基端侧支承体53B将上述第1实施方式的基端侧支承体13固定在第1关节43A的前端侧转动体44的第1板状部44f的前端面44a上。
但是,基端侧支承体53B的姿势成为其第1侧面13b、第2侧面13c与第1关节43A的基端侧支承体53A的第1侧面13b、第2侧面13c垂直的姿势,第2侧面13c配置在Y1方向上,第1侧面13b配置在Y2方向上。
因此,第2关节43B是在X1方向、X2方向上转动的屈曲关节。
接着,以可驱动状态和松弛状态的切换动作为中心对具有这种结构的医疗用机械手41的动作进行说明。
图16是本发明的第2实施方式的医疗用机械手的动作说明图。
由于医疗用机械手41具有处置部2,所以,与上述第1实施方式的医疗用机械手1同样,在可驱动状态下,能够对处置对象部位进行基于远程操作的处置。
但是,医疗用机械手41的关节部43通过第1关节43A、第2关节43B的转动运动的组合,关于长度轴O,能够进行组合了Y1、Y2方向的转动和与其垂直的X1、X2方向的转动的屈曲。
在医疗用机械手41中,由于也具有位置调整部23、止挡部29,所以,如图16所示,与上述第1实施方式的医疗用机械手1同样,能够使长条部件21和支承体24沿着长度轴O相对移动,当使长条部件21例如以距离Δb接近支承体24时,能够形成松弛状态。
此时,在本实施方式中,在由与长条部件21一起移动的第1关节43A的第1转动轴10A支承的驱动力输入部9上卷绕驱动线55A。由此,第1转动轴10A与驱动马达25A的驱动轴25a的轴间距离缩短,与上述第1实施方式的驱动线15同样,驱动线55A松弛。
而且,通过使前端侧转动体44向长条部件21侧移动比距离Δb少的距离,在第1关节43A的基端侧轮5A与前端侧轮45B之间形成间隙ΔA。即,使与前端侧转动体44一起移动的第1关节43A的第1转动轴10A向长条部件21侧移动距离Δb-ΔA。
由于在由第2关节43B的第1转动轴10A支承的驱动力输入部9上卷绕有驱动线55B,所以,第1转动轴10A与驱动马达25B的驱动轴25a的轴间距离成为比第1轴间距离P1长ΔA的第2轴间距离P2A,与上述第1实施方式的驱动线15同样,驱动线55B松弛。
而且,通过使第2关节43B的前端侧转动体4向长条部件21侧移动比距离Δb-ΔA少的距离,在第2关节43B的基端侧轮5A与前端侧轮45B之间形成间隙ΔB。即,使与前端侧转动体4一起移动的第2关节43B的第1转动轴10A向长条部件21侧移动距离Δb-ΔA-ΔB。由此,第2关节43B的第1转动轴10A与第2转动轴10B之间的轴间距离成为比第1轴间距离P1长间隙ΔB的第2轴间距离P2B。
在由第2关节43B的第2转动轴10B支承的前端侧轮5B上固定有第1引导用线11的前端侧端部11a和第2引导用线12的前端侧端部12a,在与支承体24之间张紧架设有第1引导用线11和第2引导用线12。因此,第1转动轴10A与支承体24之间的距离缩短Δb-ΔA-ΔB,第1引导用线11和第2引导用线12松弛。
这样,在医疗用机械手41中,使用位置调整部23使第1关节43A、第2关节43B的作为驱动线部件的驱动线55A、55B、作为引导线的第1引导用线11和第2引导用线12全部松弛,能够解除各驱动力输入部9、各基端侧轮5A、前端侧轮45B、5B的全部卡合。
在这种松弛状态下,与上述第1实施方式同样,在第1关节43A、第2关节43B内出现间隙,例如,插入刷的清洗作业容易。并且,在第1关节43A、第2关节43B中,清洗剂可靠地进入各部件的表面,不会发生清洗遗漏,能够迅速且可靠地进行清洗。
[第3实施方式]
接着,对本发明的第3实施方式的医疗用机械手进行说明。
图17A是示出本发明的第3实施方式的医疗用机械手的结构的示意图。图17B是图17A中的H-H剖视图。图18是示出本发明的第3实施方式的医疗用机械手的关节部的主要部的结构的示意分解立体图。
如图17A、B所示,本实施方式的医疗用机械手61代替上述第2实施方式的医疗用机械手41的关节部43而具有由作为屈曲关节的第1关节63A(第1单位关节)和作为转动关节的第2关节63B(第2单位关节)构成的关节部63。
即,医疗用机械手61是关节部串联连结2个单位关节而构成的情况的例子。
如图1所示,医疗用机械手61能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第2实施方式的不同之处为中心进行说明。
另外,在医疗用机械手61中,关节部63能够在2轴方向上转动、屈曲,与上述第2实施方式同样,能够通过位置调整部23变更主体部20的沿着长度轴O的方向的长度。因此,在本实施方式中,与上述第2实施方式同样,将能够进行关节部63的驱动的状态称为可驱动状态,将解除关节部63内的驱动所使用的部件间的卡合而无法进行驱动的状态称为松弛状态。而且,在以下的说明中,在说明可驱动状态的各部件的位置关系的情况下,只要没有特别说明,则如图17A、B所示,根据关节部63未相对于长度轴O进行转动的状态进行说明。
第1关节63A不具有上述第2实施方式的第1关节43A的两组基端侧轮5A、前端侧轮45B中的卷绕有第2引导用线12的一组基端侧轮5A、前端侧轮45B,将卷绕有第1引导用线11的前端侧轮45B替换为前端侧轮5B。
但是,该前端侧轮5B和基端侧轮5A的位置与相邻的前端侧空转轮45C和基端侧空转轮45A的位置调换。
在第1关节63A中,与上述第1实施方式同样,在前端侧轮5B的线固定部5d上固定有第1引导用线11的前端侧端部11a和第2引导用线12的前端侧端部12a。并且,第1引导用线11和第2引导用线12卷绕在各个轮槽5c上,使得第1引导用线11和第2引导用线12交叉。
与上述第1实施方式同样,第1引导用线11和第2引导用线12的基端侧端部11b、12b经由线固定部14固定在支承体24上。
因此,在第1关节63A中,由基端侧支承体53A、第2连结部件7、前端侧转动体44、前端侧轮5B和基端侧轮5A构成的部分构成与上述第1实施方式的关节部3相同结构的屈曲关节。
在可驱动状态下,第1关节63A的第1转动轴10A与驱动马达25A的驱动轴25a的轴间距离为L2。
与上述第2实施方式同样,在各基端侧空转轮45A和前端侧空转轮45C上分别卷绕有驱动线55B,其贯穿插入到第1关节63A内。
如图18所示,第2关节63B具有固定在前端侧转动体44的前端面44a上且具有在与第1关节63A中的第1转动轴10A和第2转动轴10B垂直的方向上延伸的轴孔73a的基端侧支承体73、由轴孔73a转动支承的转动轴70、以及在前端侧连结有处置部2的前端侧转动体64(旋转体)。
前端侧转动体64具有连结有处置部2且在与长度轴O垂直的方向上延伸的前端部65、从前端部65的长度方向的两端部沿着长度轴O延伸到基端侧的一对板状部66、68、以及为了承受来自驱动线55B的驱动力而设置在与一对板状部66、68对置的表面上的驱动力输入部69。
在板状部66中,在厚度方向上贯通设置有与上述第1实施方式相同的轴承用滑动孔6b。板状部66中的轴承用滑动孔6b的长度方向与长度轴O一致,在靠前端部65的内周面上形成有轴承部6c。
板状部68具有与板状部66相同的形状。因此,在与板状部66的轴承用滑动孔6b对置的位置具有轴承用滑动孔6b,各个轴承部6c的中心和与长度方向垂直的轴线同轴。
驱动力输入部69构成为在第2连结部件7的驱动力输入部9的轮槽9a中追加了固定驱动线55B的线固定部69b。
驱动力输入部69的轴承用U字槽9b在与板状部68的轴承用滑动孔6b重叠的范围内开口,轴承用U字槽9b的轴承部9c与板状部68的轴承部6c排成一列。
在板状部66的轴承用滑动孔6b和驱动力输入部69的轴承用U字槽9b分别与基端侧支承体73的轴孔73a的开口对置的状态下,转动轴70插入到轴承用滑动孔6b和轴承用U字槽9b中,通过转动轴70的两端设置的防脱部70c防止在轴方向上脱离。
由此,前端侧转动体64以能够绕转动轴70转动的方式与基端侧支承体73连结。
如图17A、B所示,卷绕在驱动马达25B的驱动轮25b上的驱动线55B穿过在前端侧转动体44的第1板状部44f中贯通设置的线贯穿插入部21b而被导入第2关节63B内。
该驱动线55B卷绕在驱动力输入部69的轮槽9a上且固定在线固定部69b上。
在可驱动状态下,第2关节63B的转动轴70与前端侧转动体64的轴承部6c、9c(参照图18)抵接,该状态下,转动轴70与驱动马达25B的驱动轴25a的轴间距离为L3。此时,在驱动线55B中产生能够向驱动力输入部69传递驱动力的张力,前端侧转动体64的轴承部6c、9c通过驱动线55B被按压到转动轴70。
根据这种结构的第1关节63A、第2关节63B,在可驱动状态下,通过对驱动马达25A、25B进行驱动,与第2实施方式同样使第1关节63A的前端侧转动体44屈曲,在与该屈曲方向垂直的方向上驱动第2关节63B,能够使前端侧转动体64和固定在该前端侧转动体64上的处置部2转动。
并且,与上述第2实施方式同样,通过位置调整部23使长条部件21接近支承体24,由此能够切换为松弛状态。
即,当使长条部件21接近支承体24时,第1关节63A的第1转动轴10A与驱动马达25A的驱动轴25a的轴间距离比L2短,并且,转动轴70与驱动马达25B的驱动轴25a的轴间距离比L3短。由此,驱动线55A、55B松弛,与驱动力输入部9、69之间的卡合状态被解除。
此时,通过调整前端侧转动体4、44的移动量,通过使第1关节43A中的第1转动轴10A、第2转动轴10B的轴间距离大于第1轴间距离L1,在基端侧轮5A与前端侧轮5B之间形成间隙,并且,能够解除与第1引导用线11、第2引导用线12之间的卡合。
由此,能够更加高效且更加容易地进行医疗用机械手61的清洗。
[第4实施方式]
接着,对本发明的第4实施方式的医疗用机械手进行说明。
图19A是示出本发明的第4实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。图19B、C是本发明的第4实施方式的医疗用机械手的动作说明图。
如图19A所示,本实施方式的医疗用机械手81代替上述第1实施方式的医疗用机械手1的关节部3而具有作为屈曲关节的关节部83。
如图1所示,医疗用机械手81能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第1实施方式的不同之处为中心进行说明。
另外,在医疗用机械手81中,关节部83能够屈曲,与上述第1实施方式同样,能够通过位置调整部23变更主体部20的沿着长度轴O的方向的长度。因此,在本实施方式中,与上述第1实施方式同样,将能够进行关节部83的驱动的状态称为可驱动状态,将解除关节部83内的驱动所使用的部件间的卡合而无法进行驱动的状态称为松弛状态。而且,在以下的说明中,在说明可驱动状态的各部件的位置关系的情况下,只要没有特别说明,则如图19A所示,根据关节部83未相对于长度轴O进行转动的状态进行说明。
如图19A所示,关节部83具有基端侧支承体82、前端侧转动体84、以及与上述第1实施方式的第1变形例相同的第2连结部件37。
基端侧支承体82的基端侧固定在长条部件21的前端面21a上,在前端部,在圆弧状的范围内形成有节圆径为P1的齿轮部82a(第1引导部)。
在基端侧支承体82的侧面,在与齿轮部82a的节圆同轴的位置竖立设置有以能够转动的方式与第2连结部件37的轴承用圆孔8a、39b嵌合的第1转动轴82b。
在第1转动轴82b中,穿过其轴心并沿着长度轴O形成有能够贯穿插入后述引导用线(引导线)85的线贯穿插入槽(第1线贯穿插入部)82c。
线贯穿插入槽82c在比第1转动轴82b的轴心更靠基端侧呈与引导用线85的线径大致相等的直线状的形状,在比第1转动轴82b的轴心更靠前端侧呈槽宽度逐渐扩径的扇形状。根据伴随关节部83的屈曲而使第2连结部件37绕第1转动轴82b转动的转动角的范围,将扇形形状的中心角设定为使得引导用线85不会妨碍转动的大小。
在前端侧转动体84的前端侧连结有处置部2,在基端部,在圆弧状的范围内形成有与基端侧支承体82相同的齿轮部(第1引导部)84a。
在前端侧转动体84的侧面,在与齿轮部84a的节圆同轴的位置竖立设置有以能够转动的方式与第2连结部件37的轴承用滑动孔8b嵌合的第2转动轴84b。
在第2转动轴84b中,穿过其轴心并沿着长度轴O形成有能够供引导用线85贯穿插入的线贯穿插入槽(第2线贯穿插入部)84c。
线贯穿插入槽84c在比第2转动轴84b的轴心更靠前端侧呈与引导用线85的线径大致相等的直线状的形状,在比第2转动轴84b的轴心更靠基端侧呈槽宽度逐渐扩径的扇形状。
第1转动轴82b贯穿插入到第2连结部件37的轴承用圆孔8a、39b中,第2转动轴84b贯穿插入到第2连结部件37的轴承用滑动孔8b中,这种基端侧支承体82、前端侧转动体84被连结。由于图19A是示意图,所以省略了图示,但是,防止了第2连结部件37与第1转动轴82b、第2转动轴84b脱离。
在本实施方式中,在第2连结部件37的驱动力输入部39上卷绕有驱动线15。
引导用线85的从第2转动轴84b的线贯穿插入槽84c延伸出的一端部经由线固定部14固定在前端侧转动体84上。
引导用线85的另一端部虽然没有特别图示,但是,与上述第1实施方式的第1引导用线11同样,经由线固定部14固定在支承体24上。
引导用线85的长度是在第1转动轴82b与第2转动轴84b的轴间距离为P1时产生张力的长度。
在关节部83中,线贯穿插入槽82c、84c构成能够在第1转动轴82b和第2转动轴84b的轴心间张紧架设引导用线85的线贯穿插入部。
根据这种关节部83,如图19B所示,驱动图示省略的驱动马达25,使图示省略的驱动轮25b转动,由此,从驱动线15向驱动力输入部39传递驱动力,驱动力输入部39向与驱动轮25b相同的方向转动。由此,第2连结部件37以第1转动轴82b为中心转动例如角度θ。
此时,由于齿轮部84a与齿轮部82a啮合并卡合,所以,前端侧转动体84的第2转动轴84b在轴承用滑动孔8b的轴承部8c内自转角度θ,并且,以第1转动轴82b为中心在基端侧支承体82的齿轮部82a的节圆上转动,关节部83屈曲。
由此,固定在前端侧转动体84上的前端侧转动体4的朝向相对于长度轴O转动角度2θ。
为了使医疗用机械手81成为松弛状态,与上述第1实施方式同样,使用图示省略的位置调整部23,如图19C所示,使长条部件21接近图示省略的支承体24。由此,第1转动轴82b与第2转动轴84b之间的轴间距离成为比第1轴间距离P1大的第2轴间距离P3。
因此,齿轮部82a、84a的卡合被解除,形成间隙,引导用线85松弛。并且,驱动线15也松弛,在驱动力输入部39与驱动线15之间也出现间隙。
因此,与上述第1实施方式同样,能够更加高效且更加容易地进行医疗用机械手81的清洗。
[第5实施方式]
接着,对本发明的第5实施方式的医疗用机械手进行说明。
图20A是示出本发明的第5实施方式的医疗用机械手的结构的示意主视图。图20B是本发明的第5实施方式的医疗用机械手的动作说明图。
如图20A所示,本实施方式的医疗用机械手91代替上述第1实施方式的医疗用机械手1的关节部3而具有作为转动关节的关节部93。
如图1所示,医疗用机械手91能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第1实施方式的不同之处为中心进行说明。
另外,在医疗用机械手91中,关节部93能够转动,与上述第1实施方式同样,能够通过位置调整部23变更主体部20的沿着长度轴O的方向的长度。因此,在本实施方式中,与上述第1实施方式同样,将能够进行关节部93的驱动的状态称为可驱动状态,将解除关节部93内的驱动所使用的部件间的卡合而无法进行驱动的状态称为松弛状态。而且,在以下的说明中,在说明可驱动状态的各部件的位置关系的情况下,只要没有特别说明,则如图20A所示,根据关节部93未相对于长度轴O进行转动的状态进行说明。
如图20A所示,在医疗用机械手91中,关节部93具有基端侧支承体92和前端侧转动体94(旋转体)。
基端侧支承体92的基端侧固定在长条部件21的前端面21a上,在前端侧具有长度方向沿着长度轴O的长圆状的轴承用滑动孔92a。
在轴承用滑动孔92a的基端侧形成有半圆状的轴承部92b。
轴承部92b的中心与驱动马达25的驱动轴25a的轴间距离在可驱动状态下为L4(第3轴间距离)。
在前端侧转动体94的前端侧连结有处置部2,在基端部固定有在外周具有卷绕驱动线15的轮槽9a的作为轮部(固定轮)的驱动力输入部94b。
在驱动力输入部94b的中心部,在与轮槽9a同轴的位置处竖立设置有贯穿插入到基端侧支承体92的轴承用滑动孔92a中且以能够转动的方式与轴承部92b嵌合的转动轴94a(第3转动轴)。
在驱动力输入部94b的前端侧的轮槽9a上设置有固定前端侧转动体94和驱动线15的线固定部94c。作为固定方法,例如使用铆接固定。
驱动线15具有在可驱动状态下产生能够传递驱动力的张力的长度,呈长圆状卷绕在驱动力输入部94b和设置在基端侧装置部22上的驱动轮25b(驱动转动部件)上。
驱动线15通过线固定部94c固定在前端侧转动体94上。
根据这种医疗用机械手91,对驱动马达25进行驱动,使驱动轮25b转动,由此,从驱动线15向驱动力输入部94b传递驱动力,驱动力输入部94b向与驱动轮25b相同的方向转动(参照图20A的箭头)。
为了使医疗用机械手91成为松弛状态,如图20B所示,与上述第1实施方式同样,使用位置调整部23,使长条部件21接近支承体24。由此,基端侧支承体92的轴承部92b的中心与驱动马达25的驱动轴25a之间的轴间距离成为比轴间距离L4小的L5(第4轴间距离)。
因此,通过使转动轴94a在轴承用滑动孔92a的范围内适当偏移,转动轴94a相对于轴承部92b的卡合被解除,并且,驱动线15松弛,除了线固定部94c以外的轮槽9a与驱动线15之间的卡合被解除。
因此,与上述第1实施方式同样,能够更加高效且更加容易地进行医疗用机械手91的清洗。
[第2变形例]
接着,对本发明的第5实施方式的变形例(第2变形例)的医疗用机械手进行说明。
图21A是示出本发明的第5实施方式的变形例(第2变形例)的实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。图21B是本发明的第5实施方式的变形例(第2变形例)的医疗用机械手的动作说明图。
如图21A中示出主要部那样,本变形例的医疗用机械手91A代替上述第5实施方式的医疗用机械手91的驱动线15、关节部93而具有驱动线15A(驱动线部件)、关节部93A。
如图1所示,医疗用机械手91A能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第5实施方式的不同之处为中心进行说明。
驱动线15A由中间部卷绕在图示省略的驱动马达25的驱动轮25b上的1条线构成,在两端部具有线端部15a。
关节部93A不具有上述第5实施方式的前端侧转动体94的轮槽9a。并且,关节部93A具有前端侧转动体94A(旋转体),该前端侧转动体94A代替驱动力输入部94b而在外周部具有固定驱动线15A的线端部15a的驱动力输入部94d。
驱动力输入部94d中的线端部15a的固定方法没有特别限定,例如可以采用铆接或焊接等固定方法。
驱动力输入部94d设置于在中间夹持转动轴94a的前端侧转动体94A的外周部,当驱动线15A被牵引到基端侧时,通过作用于驱动力输入部94d的力,产生绕转动轴94a的力矩,向前端侧转动体94A传递驱动力。
因此,根据这种医疗用机械手91A,在可驱动状态下,与上述第5实施方式同样,能够使前端侧转动体94A绕转动轴94a转动。
并且,与上述第5实施方式同样,能够使医疗用机械手91A成为松弛状态。但是,在本变形例中,不同之处在于,由于驱动线15A不卷绕在前端侧转动体94A上,所以,如图21B所示,驱动线15A主要在长条部件21的内部松弛。
[第3变形例]
接着,对本发明的第5实施方式的变形例(第3变形例)的医疗用机械手进行说明。
图22A是示出本发明的第5实施方式的变形例(第3变形例)的实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。图22B是本发明的第5实施方式的变形例(第3变形例)的医疗用机械手的动作说明图。
如图22A中示出主要部那样,本变形例的医疗用机械手91B代替上述第5实施方式的医疗用机械手91的关节部93而具有关节部93B。
如图1所示,医疗用机械手91B能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第5实施方式的不同之处为中心进行说明。
关节部93B代替上述第5实施方式的前端侧转动体94的线固定部94c而具有线贯穿插入部94e。
线贯穿插入部94e是使驱动线15贯穿插入自如的管状部件。通过该线贯穿插入部94e,在松弛状态下,驱动线15不会从轮槽9a脱离。
根据本变形例,在可驱动状态下,与上述第5实施方式同样,能够使前端侧转动体94转动。
但是,在本变形例中,驱动线15是如下情况的例子:由于不固定在驱动力输入部94b上,所以,仅通过驱动线15的摩擦力向驱动力输入部94b传递驱动力。
并且,根据本变形例,如图22B所示,与上述第5实施方式同样,能够使医疗用机械手91B成为松弛状态。
但是,在本变形例中,由于驱动线15不固定在驱动力输入部94b上,所以,在再次返回可驱动状态的情况下,有时处置部2的方向不是与成为松弛状态之前的可驱动状态相同的方向。该情况下,如果需要,则在可驱动状态下进行前端侧转动体94的转动,进行位置调整即可。
[第4变形例]
接着,对本发明的第5实施方式的变形例(第4变形例)的医疗用机械手进行说明。
图23A是示出本发明的第5实施方式的变形例(第4变形例)的实施方式的医疗用机械手的主要部的结构的示意主视图。图23B是本发明的第5实施方式的变形例(第4变形例)的医疗用机械手的动作说明图。
如图23A中示出主要部那样,本变形例的医疗用机械手91C代替上述第5实施方式的医疗用机械手91的驱动线15、关节部93而具有与上述第3变形例相同的驱动线15A(驱动力传递部件)、关节部93C。
如图1所示,医疗用机械手91C能够代替上述第1实施方式的医疗用机械手1而作为医疗系统100的一部分进行使用。
下面,以与上述第5实施方式的不同之处为中心进行说明。
关节部93C代替上述第5实施方式的前端侧转动体94的线固定部94c而具有与上述第4变形例相同的线贯穿插入部94e。
在本变形例中,驱动线15A的各线端部15a相互从相反方向贯穿插入到线贯穿插入部94e中。在各线端部15a上分别形成有能够与线贯穿插入部94e的开口卡定且防止脱离的大小的大径部15b。
因此,在各线端部15a中,如图23A所示,在可驱动状态下,通过驱动线15A的张力,在各大径部15b与线贯穿插入部94e的开口卡定的状态下,相对于驱动力输入部94b的位置被固定。
与此相对,如图23B所示,与上述第5实施方式同样,在成为松弛状态时,根据松弛量,可能延伸到线贯穿插入部94e的外侧。因此,在松弛状态下,也能够一并解除线端部15a、大径部15b与线贯穿插入部94e之间的卡合,所以,更加容易进行清洗。
[第6实施方式]
接着,对本发明的第6实施方式的医疗用机械手进行说明。
图24是包含本发明的第6实施方式的医疗用机械手的医疗系统的示意结构图。图25是示出本发明的第6实施方式的医疗用机械手的主要部的示意立体图。
如图24所示,包含本实施方式的医疗用机械手的手术支援机器人200是主从方式的医疗系统,具有由操作者OP操作的操作部250、具有插入到患者P的体内的软性的插入部210的医疗用机械手204、产生使该医疗用机械手204进行动作的驱动力的驱动部205、控制该驱动部205的控制装置270、显示由医疗用机械手204取得的图像的显示部260。
插入部210是所谓的软性的插入部,如图25所示,具有前端硬质部211、设置在比前端硬质部211更靠基端侧的能够弯曲操作的弯曲部212、设置在比弯曲部212更靠基端侧的具有挠性的挠性管部213。
在前端硬质部211的前端面211a设置有用于对前方的图像进行摄像的拍摄用窗211b。在拍摄用窗211b的内部配置有图示省略的摄像光学系统和摄像元件。由此,医疗用机械手204能够如内窥镜那样取得图像。
并且,在前端硬质部211的前端面211a上安装有处置臂部230的基端部。处置臂部230具有多关节构造,具有由在处置臂部230的长度方向上并列的第1关节232A(第1单位关节)和第2关节232B(第2单位关节)构成的关节部232。
作为第1关节232A、第2关节232B,例如,可以采用与上述第2实施方式的第1关节43A、第2关节43B相同的结构。
在关节部232的最前端侧设置有具有一对把持片237a的末端执行器即把持部237。在各把持片237a的基端部连接有未图示的操作线的前端部。操作线贯穿插入到关节部232的内部,延伸到处置臂部230的基端侧,与操作部250内的图示省略的驱动部连结。
如图24所示,操作部250具有安装在操作台251上的一对操作臂252、253、以及配置在地面F上的脚踏开关254。操作臂252、253具有多关节构造。操作臂252对插入部210的前端的弯曲部进行弯曲操作,操作臂253对设置在医疗用机械手204的前端的处置臂部230进行弯曲操作。
在插入部210的基端部,在与驱动部205上设置的筒状部24a相同的图示省略的筒状部之间设置有与上述第2实施方式相同的位置调整部23。
根据这种结构,手术支援机器人200中的驱动部205、位置调整部23、插入部210和处置臂部230构成本实施方式的医疗用机械手204。这里,插入部210构成长条部。位置调整部23和插入部210中设置的图示省略的外螺纹部构成本实施方式的线松弛机构。
在本实施方式中,由于作为长条部的插入部210为软性,所以,内部贯穿插入的图示省略的驱动线55A、55B、第1引导用线11、第2引导用线12在插入部210内插入到线外皮中,构成为即使弯曲,线长度也没有变化。
这样,除了长条部为软性这点以外,本实施方式的医疗用机械手204能够与上述第2实施方式的医疗用机械手41同样进行动作。
因此,能够更加高效且更加容易地进行具有关节部232的医疗用机械手204的清洗。
另外,在上述各实施方式和各变形例的说明中,以通过位置调整部来变更主体部的长度本身的情况的例子进行了说明,但是,仅使线松弛机构伸缩,以使得变更用于对驱动线部件和引导线赋予张力的固定位置或卡合位置且能够使驱动线部件和引导线松弛即可,也可以不改变主体部的长度本身。例如,驱动部也可以内包于构成不会由于线松弛机构的操作而移动的主体外装的壳体等部件中。
并且,以在供转动轴等滑动的部分采用长孔的情况的例子进行了说明,但是,滑动的部分例如也可以是供转动轴抵接并转动的一侧的相反侧的端部开口的U字状的狭缝。该情况下,狭缝的长度设为转动轴等形成松弛状态时不会脱离的长度。
本发明的医疗用机械手的末端执行器只要是设置在关节部的前端部的效果器即可,没有特别限定,除了处置部和把持部等以外,还可以采用摄像元件、传感器等适当的效果器。
在上述各实施方式和各变形例的说明中,以可驱动状态下的线松弛机构30的伸缩长度固定并通过止挡部29维持该长度的情况的例子进行了说明,但是,也可以构成为能够变更可驱动状态下的线松弛机构30的拉伸量。
该情况下,例如,在驱动线部件或引导线由于反复使用而伸长的情况下,在清洗后等,在使线松弛机构30返回可驱动状态的长度时,线松弛机构30的拉伸量可能比清洗前稍微伸长。
由此,拉直可驱动状态的驱动线部件或引导线,能够使各自的张力返回初始状态。
并且,上述说明的全部结构要素能够在本发明的技术思想范围内适当组合、删除来实施。
产业上的可利用性
根据上述各实施方式(包含变形例)的医疗用机械手,由于能够通过线松弛机构使驱动线部件松弛,所以,发挥能够更加高效且更加容易地进行关节部的清洗的效果。
标号说明
1、31、41、61、81、91、91A、91B、91C、204:医疗用机械手;2:处置部(末端执行器);3、33、43、63、73、83、93、93A、93B、93C、232:关节部;4、44、64、84、94、94A:前端侧转动体(旋转体);5A:基端侧轮(第1引导部、第1轮);5B、45B:前端侧轮(第2引导部、第2轮);5c、9a、25c、45c:轮槽;5d、14、69b、94c:线固定部;6:第1连结部件(连结部件);6a、8a、39b:轴承用圆孔;6b、8b、92a:轴承用滑动孔;6c、8c、9c、92b:轴承部;7、37:第2连结部件(旋转体、连结部件);9、39、69、94b、94d:驱动力输入部;10A、82b:第1转动轴;10b、84c、70c:防脱部;10B、84b:第2转动轴;11:第1引导用线(引导线);11a、12a:前端侧端部;11b、12b:基端侧端部;12:第2引导用线(引导线);13、13A、53、53A、53B、82、92:基端侧支承体;15、15A、55A、55B:驱动线(驱动线部件);20:主体部;21:长条部件(长条部);21c:外螺纹部;21f:基端面;22:基端侧装置部(驱动部);23:位置调整部;23e:前端部内周面;24:支承体;25、25A、25B:驱动马达;25a:驱动轴(第4转动轴);25b:驱动轮(驱动用转动部件);26:止挡部件;26a:按压部(操作部);27:螺旋弹簧(弹性部件);29:止挡部;30:线松弛机构;43A、63A、232A:第1关节(单位关节、第1单位关节);43B、63B、232B:第2关节(单位关节、第1单位关节);45A:基端侧空转轮(第1轮);45C:前端侧空转轮(第2轮);70:转动轴;94a:转动轴(第3转动轴);82a:齿轮部(第1引导部、齿轮部件);84a:齿轮部(第2引导部、齿轮部件);82c、84c:线贯穿插入槽(线贯穿插入部);85:引导用线(引导线);100:医疗系统;201:手术支援机器人;205:驱动部;210:插入部(长条部);230:处置臂部;237:把持部(末端执行器);O:长度轴;P1:第1轴间距离。
Claims (13)
1.一种医疗用机械手,其具有:
末端执行器;
关节部,其配置在所述末端执行器的端部,通过所述关节部的旋转体的转动而进行动作;
长条部,其具有长度轴,在所述关节部中与设置有所述末端执行器的一侧的相反侧的端部连接;
驱动部,其设置在所述长条部的基端侧,供给用于使位于所述长条部的前端侧的所述旋转体进行动作的驱动力;
驱动线部件,其至少与所述关节部的所述旋转体连接,张紧架设在所述旋转体与所述长条部之间;以及
线松弛机构,其通过变更所述驱动线部件的路径长度,使所述驱动线部件松弛,
所述线松弛机构配置在所述长条部的基端部,内包所述驱动线部件,
所述线松弛机构在所述长条部的长度方向上伸缩,由此变更所述旋转体与所述驱动部之间的所述驱动线部件的路径长度。
2.根据权利要求1所述的医疗用机械手,其中,
所述线松弛机构具有:
外螺纹部,其设置在所述长条部的所述基端侧;以及
位置调整部,其配置在所述长条部与所述驱动部之间,具有与所述外螺纹部对应的内螺纹部,
通过扭转所述位置调整部,所述线松弛机构在所述长条部的长度方向上伸缩。
3.根据权利要求1~2中的任意一项所述的医疗用机械手,其中,
所述线松弛机构还具有止挡部,该止挡部用于进行固定,以使得不会变更所述驱动线部件的路径长度。
4.根据权利要求3所述的医疗用机械手,其中,
所述止挡部具有:
止挡部件,其被配置成在所述线松弛机构伸缩时,能够在所述长条部相对于所述驱动部的相对移动路径上进退;
弹性部件,其在所述移动路径上进出的方向上对所述止挡部件进行施力;以及
操作部,其解除所述弹性部件的施力。
5.根据权利要求1~2中的任意一项所述的医疗用机械手,其中,
所述驱动线部件卷绕在所述旋转体的周围而进行连接,在通过所述线松弛机构使所述驱动线部件松弛时,所述旋转体的周围与所述驱动线部件之间的距离变宽。
6.根据权利要求1~2中的任意一项所述的医疗用机械手,其中,
所述关节部具有与所述长条部的沿着所述长度轴的方向的一端连结的单位关节,
所述单位关节具有:
基端侧支承体,其配置在所述长条部侧的位置,具有在所述一端的与所述长度轴交叉的方向上延伸的第1转动轴和将所述第1转动轴作为旋转轴的第1引导部;
前端侧转动体,其与所述基端侧支承体对置而配置在所述末端执行器侧的位置,具有与所述第1转动轴平行延伸的第2转动轴和将所述第2转动轴作为旋转轴的第2引导部;以及
作为所述旋转体的连结部件,其分别保持所述第1转动轴和所述第2转动轴,被设置成能够以所述第1转动轴为中心进行转动,
所述医疗用机械手还具有引导线,该引导线与所述关节部的所述基端侧支承体和作为所述旋转体的所述前端侧转动体连接,端部被固定在所述长条部上,在所述关节部进行动作时,对所述前端侧转动体的转动进行引导。
7.根据权利要求6所述的医疗用机械手,其中,
所述第1引导部具有第1轮,该第1轮进行以所述第1转动轴为中心的转动的引导,
所述第2引导部具有第2轮,该第2轮与所述第1引导部抵接,沿着所述第1引导部的轨道进行转动的引导。
8.根据权利要求6所述的医疗用机械手,其中,
所述连结部件能够将所述第1转动轴与所述第2转动轴之间的轴间距离变更为所述第1引导部和所述第2引导部抵接的第1轴间距离的状态、以及轴间距离比所述第1轴间距离长的第2轴间距离的状态,
所述引导线以使得在所述第1轴间距离的状态下产生张力、在所述第2轴间距离的状态下松弛的方式,挂绕在所述前端侧转动体和所述基端侧支承体上,
所述线松弛机构通过调节所述长条部和所述驱动部的相对位置,形成所述第2轴间距离的状态,至少使所述引导线松弛。
9.根据权利要求6所述的医疗用机械手,其中,
所述引导线以不会从所述驱动部和所述前端侧转动体中的至少一方脱离的方式进行连接。
10.根据权利要求6所述的医疗用机械手,其中,
所述引导线在所述驱动部和所述前端侧转动体中的至少一方的固定位置处进行连接。
11.根据权利要求6所述的医疗用机械手,其中,
所述第1引导部和所述第2引导部由一组齿轮部件构成,
在所述第1转动轴上形成有能够在轴心间张紧架设所述引导线的第1线贯穿插入部,
在所述第2转动轴上形成有能够在轴心间张紧架设所述引导线的第2线贯穿插入部,
所述引导线被贯穿插入到所述第1线贯穿插入部和所述第2线贯穿插入部中,与所述驱动部和所述前端侧转动体连接。
12.根据权利要求6所述的医疗用机械手,其中,
所述连结部件具有固定轮,该固定轮具有在与所述第1转动轴同轴的圆周上挂绕所述驱动线部件的轮槽,
所述驱动部具有驱动轮,该驱动轮卡合所述驱动线部件,使其在沿着所述长度轴的方向上进退。
13.根据权利要求6所述的医疗用机械手,其中,
所述关节部具有与所述长条部的沿着所述长度轴的方向的一端连结的第1单位关节和第2单位关节,
所述第1单位关节与所述长条部的所述一端连结,
所述第2单位关节连结所述第1单位关节的所述前端侧转动体和所述末端执行器,
所述第1单位关节和所述第2单位关节被连结为如下的位置关系:所述第2单位关节的所述第1转动轴和所述第2转动轴的轴线方向与所述第1单位关节的所述第1转动轴和所述第2转动轴的轴线方向在扭转的位置处垂直。
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