CN107249501B - 医疗用主从机械手系统 - Google Patents

Abstract

该医疗用主从机械手系统的矫正治具在所述矫正治具安装在主机械手上的状态下将所述主机械手的关节限制为直线状态。

Description

医疗用主从机械手系统

技术领域

本发明涉及医疗用主从机械手系统。

本申请基于2015年2月26日在日本申请的日本特愿2015-037287号来主张优先权，此处援引了其内容。

背景技术

以往，公知有主从方式的医疗用机械手系统(例如参照专利文献1、2)。

主从方式的医疗用机械手系统是仿照对主机械手的操作来使从机械手进行动作的系统。在主从方式的医疗用机械手系统中，从机械手需要适当地追随主机械手的位置和姿势。

因此，例如在专利文献1、2所公开的系统中，优选进行用于维持从机械手对主机械手的追随精度的校准。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-247619号公报

专利文献2：日本特开2010-035874号公报

发明内容

发明要解决的课题

主从方式的医疗用机械手系统的主机械手和从机械手分别具有关节。主机械手的关节与从机械手的关节进行电连接以便能够根据电操作指令而进行追随动作。在主机械手的关节与从机械手的关节之间不存在机械连接的情况下考虑了从机械手的关节相对于主机械手的关节发生位置偏移的情况。但是，如果每个关节都具有检测各关节的位置的传感器，则能够进行用于矫正位置偏移的校准。

但是，使用了来自主机械手的关节的传感器和从机械手的关节的传感器的信息的校准是以各传感器进行正常动作为前提的。因此，另外需要各传感器的校准等，与校准有关的作业负担较大。并且，每个关节都具有传感器的结构会使得构造变得复杂，难以小型化。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供能够以简易的结构容易地进行校准的医疗用主从机械手系统。

用于解决课题的手段

根据本发明的第一方式，医疗用主从机械手系统具有：从机械手，其具有前端执行器和关节；主机械手，其具有形状与所述从机械手的所述关节相似的关节，该主机械手被输入用于使所述从机械手进行动作的操作；控制部，其根据对所述主机械手输入的操作来生成用于使所述从机械手进行动作的操作指令并输出给所述从机械手；筒状的外套管，其供所述从机械手贯穿插入；以及矫正治具，其能够安装在所述主机械手上，具有与所述外套管的至少一部分相似的形状，以便将所述主机械手矫正成仿照所述外套管的内部形状的形状。在所述矫正治具安装在所述主机械手上的状态下，所述矫正治具将所述主机械手的所述关节限制为直线状态。

根据本发明的第二方式，在所述第一方式的医疗用主从机械手系统中，也可以在检测到所述矫正治具安装在所述主机械手上时，所述控制部生成使所述从机械手和所述外套管相对移动的操作指令并输出给所述从机械手，以使得所述从机械手移动到所述外套管内，在所述从机械手位于所述外套管内并且所述矫正治具安装在所述主机械手上的状态下，所述控制部将与所述主机械手的所述关节对应的所述从机械手的所述关节的位置设定为所述从机械手中的所述关节的原点位置。

根据本发明的第三方式，在所述第一方式的医疗用主从机械手系统中，所述矫正治具也可以具有：通道部件，其将所述主机械手的所述关节保持为仿照配置在所述外套管的内部的所述从机械手的所述关节的形状的形状；以及基台，其使所述通道部件相对于所述主机械手进行移动。

根据本发明的第四方式，在所述第一方式的医疗用主从机械手系统中，所述矫正治具也可以具有：通道部件，其将所述主机械手的所述关节保持为仿照配置在所述外套管的内部的所述从机械手的所述关节的形状的形状；以及基台，其对所述通道部件进行保持。所述主机械手也可以能够相对于所述通道部件进行移动以使得至少所述主机械手的所述关节安装在所述通道部件中。

根据本发明的第五方式，在所述第四方式的医疗用主从机械手系统中，所述主机械手也可以具有：作业台；以及主臂，其具有与所述前端执行器对应的输入部和所述主机械手的所述关节。所述通道部件也可以配置在所述作业台上，以使得在所述主臂相对于所述作业台被定位的状态下所述通道部件能够相对于所述主臂相对移动和固定。

根据本发明的第六方式，在所述第一方式的医疗用主从机械手系统中，所述矫正治具也可以具有：通道部件，其形成为与所述外套管相似的形状，能够供所述主机械手贯穿插入到其内部；以及旋转量计测单元，其用于计测所述主机械手在所述通道部件中沿所述通道部件的周向旋转的旋转量。

根据本发明的第七方式，在所述第一方式的医疗用主从机械手系统中，所述控制部也可以在所述控制部启动时判定是否处于所述矫正治具安装在所述主机械手上的位置关系，在没有处于所述矫正治具安装在所述主机械手上的位置关系的情况下，停止所述从机械手的控制直到变成所述矫正治具安装在所述主机械手上的位置关系为止。

发明效果

根据本发明，能够提供医疗用主从机械手系统，该医疗用主从机械手系统能够以简易的结构容易地进行校准。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的医疗用主从机械手系统的整体图。

图2是示出所述机械手系统的主机械手的一部分的示意图。

图3是示意性地示出所述主机械手的一部分的局部剖视图。

图4是示出所述机械手系统的从机械手的一部分的图，是示出从机械手的一部分插入到体内的状态的示意性剖视图。

图5是示意性地示出使用所述从机械手的前端执行器进行处置的这一过程的局部剖视图。

图6是示出使用了所述机械手系统的处置的流程的流程图。

图7是示出在使用了所述机械手系统的处置的过程中对从机械手的初始位置进行设定的情况下的作业的流程的流程图。

图8是示出所述机械手系统中的初始位置的设定顺序的一例的流程图。

图9是示出本发明的第2实施方式的医疗用主从机械手系统的一部分结构的示意性局部剖视图。

图10是示出本发明的第3实施方式的医疗用主从机械手系统的主机械手的一部分的示意性局部剖视图。

图11是示出所述实施方式的机械手系统中的从机械手的一部分的示意性局部剖视图。

图12是示出本发明的第4实施方式的医疗用主从机械手系统的主机械手的一部分的示意性局部剖视图。

图13是示出所述实施方式的机械手系统中的从机械手的一部分的示意图。

具体实施方式

(第1实施方式)

对本发明的第1实施方式进行说明。图1是本实施方式的医疗用主从机械手系统的整体图。图2是示出所述机械手系统的主机械手的一部分的示意图。图3是示意性地示出所述主机械手的一部分的局部剖视图。图4是示出所述机械手系统的从机械手的一部分的图，是示出从机械手的一部分插入到体内的状态的示意性剖视图。图5是示意性地示出使用所述从机械手的前端执行器进行处置的这一过程的局部剖视图。

如图1所示，本实施方式的医疗用主从机械手系统1(以下，简称为机械手系统1。)具有主机械手2、从机械手20以及控制部50。

如图1至图3所示，主机械手2具有作业台3、主臂4、主外套管15以及显示装置19。

在作业台3上安装有主臂4、主外套管15以及显示装置19。

主臂4具有台座5、轴6、主关节部7以及输入部14。

将台座5连接或载置在作业台3上以使其能够相对于作业台3沿规定的直线方向移动。并且，台座5与主臂4的轴6连接。

轴6是能够贯穿插入到主外套管15的通道部件16内的棒状或筒状的部件。

主关节部7连结在轴6的两端中的与连结于台座5的一端为相反侧的一端(以下，将该端称为轴6的前端6a)。主关节部7具有多个关节要素8。在本实施方式中，从轴6的前端6a朝向输入部14依次具有第一关节要素9、第二关节要素10以及第三关节要素11。设置于主关节部7的各关节要素8通过棒状的臂要素13相连结。

根据由对输入部14进行输入的操作者经由输入部14传递给主关节部7的力而使第一关节要素9、第二关节要素10和第三关节要素11与规定的轴线对应地进行弯曲或旋转等动作。通过使第一关节要素9、第二关节要素10和第三关节要素11互相独立或联动地进行动作，使主关节部7与对输入部14的操作对应地进行变形。第一关节要素9、第二关节要素10和第三关节要素11构成为具有未图示的编码器等位置信息获取单元，能够在控制部50中获取第一关节要素9、第二关节要素10和第三关节要素11因来自输入部14的力而进行动作时的动作量。

输入部14配置在主关节部7的两端中的与连结于轴6的前端6a的一端为相反侧的一端(以下，将该端称为主关节部7的前端7a)。

操作者能够手持输入部14来使其移动。另外，输入部14也可以构成为能够与设置于从臂21的前端执行器33(参照图4和图5)的结构对应地使前端执行器33进行动作。

举例而言，在本实施方式中，例如，在前端执行器33具有能够把持处置对象物等的把持钳子34的情况下，输入部14构成为能够与前端执行器33的把持钳子34对应地进行处置对象物的把持动作的输入。并且，输入部14也可以是与前端执行器33的形状相似的形状。例如，在前端执行器33具有上述的把持钳子34的情况下，也可以在输入部14上设置一对输入片14a、14b，该一对输入片14a、14b能够与构成把持钳子34的一对能够开闭的钳子片34a、34b同样地进行开闭动作。在该情况下，一对输入片14a、14b构成为具有能够检测开闭状态的未图示的编码器等动作检测单元，能够在控制部50中获取一对输入片14a、14b因操作者而进行动作时的动作量。

主外套管15具有：筒状的通道部件16，其仿照后述的从外套管37的管体38的前端38a附近的形状；以及固定部18，其将通道部件16固定在作业台3上。并且，主外套管15具有未图示的编码器等主移动检测单元，该主移动检测单元用于检测主臂4相对于主外套管15的位置或移动量。

图3所示的通道部件16具有能够使主臂4的轴6、主关节部7和输入部14插入到内部的截面为C字状的大致筒状形状。通道部件16的中心线为直线状。

在通道部件16中，在沿着通道部件16的中心线的方向上延伸形成有供主臂4的轴6插入的缝17。优选缝17的开口宽度被设定为能够供主臂4的轴6进退的尺寸，并且能够使通道部件16的内表面大致包围主关节部7和前端执行器33的外周的尺寸。对于缝17的开口宽度而言，若窄到能够恰好供轴6进退的限度，则能够使配置在通道部件16内的主臂4为高精度地仿照配置在从外套管37内的从臂21的直线状。

具有通道部件16的本实施方式的主外套管15在主关节部7位于主外套管15的通道部件16的内部的状态下对主关节部7进行矫正以使主关节部7呈直线状态。即，本实施方式的主外套管15是将主关节部7矫正为直线状的矫正治具。

图1所示的显示装置19是显示能够安装于从机械手20的内窥镜100所拍摄到的影像或显示从机械手系统1的控制部50输出的各种信息的装置。

如图1、图4和图5所示，从机械手20具有从臂21和从外套管37。

从臂21具有驱动部22、长条部件25、从关节部26以及前端执行器33。

驱动部22配置在长条部件25的端部以使从关节部26进行动作。驱动部22具有：动力源部23，其安装在主机械手2的作业台3上；以及装卸部24，其固定在长条部件25的端部，能够相对于动力源部23进行装卸。在本实施方式中，从臂21的整体内的从装卸部24到前端执行器33的结构要素能够相对于从外套管37和动力源部23安装和拆卸。

动力源部23与控制部50所发出的操作指令对应地产生用于使从关节部26进行动作的动力。

并且，动力源部23能够相对于作业台3进退移动。通过使动力源部23相对于作业台3进退，能够将位于从臂21的前端的前端执行器33的位置相对于第二管腔40进行调整。并且，作业台3和动力源部23构成为使在作业台3上的动力源部23的进退动作与配置在作业台3上的主臂4的进退动作相对应。因此，通过使主臂4相对于作业台3进行移动，能够使从臂21相对于第二管腔40进行进退移动。

另外，也可以构成为能够通过驱动部22使前端执行器33进行动作。例如在从臂21具有把持钳子34作为前端执行器33的情况下，根据针对上述的输入部14的一对输入片14a、14b的操作，驱动部22例如通过线驱动使把持钳子34的一对钳子片34a、34b进行动作。

装卸部24是为了将动力源部23所产生的动力经由未图示的线传递给从关节部26而能够相对于动力源部23装卸的部件。装卸部24例如通过具有与动力源部23的未图示的输出轴在任意的位置啮合的未图示的输入轴，按照装卸部24安装在动力源部23上时的位置关系构成从动力源部23到从关节部26的动力传递路径。

长条部件25是能够插入到体内的柔软或硬质的部件。例如在长条部件25是插入到消化管内的部件的情况下，长条部件25具有挠性以使其能够沿着消化管的弯曲形状一边弯曲一边进行插入。

从关节部26与主关节部7的结构对应，具有：多个关节要素27，它们能够仿照主关节部7的变形而变形；以及臂要素32，其使各关节要素27相连。本实施方式的从关节部26从长条部件25朝向前端执行器33依次具有第一关节要素28、第二关节要素29以及第三关节要素30。

通过从驱动部22经由未图示的线来传递动力，使第一关节要素28、第二关节要素29和第三关节要素30能够互相独立地进行动作。例如，在主关节部7的第一关节要素9根据针对输入部14的操作来进行动作时，从关节部26的第一关节要素28仿照第一关节要素9的动作而进行动作。

前端执行器33为了在体内对处置对象部位等进行观察或处置等而与从关节部26连结。前端执行器33可以是具有图像传感器的摄像部、对处置对象部位进行切开或缝合等的处置部、对处置对象部位的组织等进行把持的把持部等。前端执行器33的结构没有特别限定。例如，本实施方式的前端执行器33具有能够把持生物体组织的把持钳子34。

把持钳子34具有一对能够进行开闭动作的钳子片34a、34b。一对钳子片34a、34b通过未图示的线与驱动部22的装卸部24连结，通过从驱动部22经由装卸部24传递的动力而进行动作。一对钳子片34a、34b的动作是基于控制部50对应于操作者对输入部14进行的操作而向驱动部22发出的操作指令而完成的。

从外套管37具有管体38、操作部41以及连接部42。

管体38是具有第一管腔39和第二管腔40的筒状部件。管体38既可以是硬性的，也可以是软性的。例如在管体38插入到消化管内的情况下，管体38是软性的，能够仿照消化管的弯曲形状而变形。

在管体38的第一管腔39中能够安装作为本实施方式的机械手系统1的一部分而设置的公知的内窥镜100。

在管体38的第二管腔40中能够贯穿插入从臂21的长条部件25、从关节部26和前端执行器33。在本实施方式中，在管体38中形成有多个第二管腔40(在本实施方式中例如为2个)以使多个从臂21能够安装在管体38中。

操作部41是为了使管体38进退或旋转而供操作者把持的部分，其设置于管体38的基端38b。在操作部41上安装有用于将管体38的第二管腔40延长到主机械手2的连接部42。

连接部42具有供从臂21的长条部件25的一部分贯穿插入的延长管腔43。连接部42的延长管腔43与管体38的第二管腔40的结构对应而形成在连接部42中。

图1所示的控制部50与针对主机械手2的输入部14的输入操作对应地生成用于使动力源部23进行动作的操作指令并输出给动力源部23。并且，控制部50能够进行用于使从机械手20和主机械手2的对应最优化的校准。例如，控制部50进行用于使主关节部7和从关节部26的位置关系相对应的初始位置的设定并对初始位置进行存储。

作为在控制部50中执行的校准的一例，对从关节部26的初始位置的设定顺序进行说明。图6是示出使用了本实施方式的机械手系统1的处置的流程的流程图。图7是示出在使用了机械手系统1的处置的过程中对从机械手20的初始位置进行设定的情况下的作业的流程的流程图。图8是示出机械手系统1中的初始位置的设定顺序的一例的流程图。

在本实施方式中，例如在机械手系统1的初次启动时或再次启动时，或者操作者在使用机械手系统1时感觉从关节部26的动作不协调时等，能够进行初始位置的设定。

并且，在从机械手20插入到体内复杂弯曲的部位中的情况下，有时从驱动部22到从关节部26的线的路径长度根据从机械手20的变形而变化。在该情况下，驱动部22中的驱动状态与从关节部26的姿势会偏离成与初始的对应关系不同的关系。在该情况下，也能够通过以下的初始位置的设定来解决主关节部7与从关节部26的对应关系的偏离。

初始位置的设定是在从臂21和从外套管37插入到体内的状态下进行的。

为了对处置对象部位进行处置，将从机械手20向体内插入(图6所示的步骤S11)。在本实施方式中，从机械手20例如经由肛门等自然开口向体内插入。

当内窥镜100处于在视野内捕捉到处置对象部位X1的状态下(例如参照图4)，将用于对该处置对象部位X1进行处置的从臂21贯穿插入到第二管腔40中，使从臂21的前端执行器33和从关节部26位于第二管腔40的前端40a的附近。在开始针对处置对象部位X1的处置之前，从臂21的前端执行器33和从关节部26位于从外套管37的管体38的第二管腔40的内部。在使从臂21相对于第二管腔40插入的过程中，装卸部24不与动力源部23连接，从关节部26能够仿照第二管腔40的形状自由变形。并且，控制部50按照如下的方式进行控制：在进行初始位置的设定之前不向动力源部23输出操作指令，由此，在装卸部24相对于动力源部23的安装过程中从关节部26仿照第二管腔40的形状而不进行动作。

接着，操作者通过内窥镜100来观察处置对象部位X1的附近，使管体38根据需要移动到能够使管体38的前端38a附近为直线状态的部位。例如能够通过使设置于内窥镜100的插入部的主动弯曲部为直线状态而使管体38的前端38a附近的形状为直线状态。在本实施方式中，优选管体38的前端38a附近的区域中的从关节部26所在的区域为直线状态。另外，不需要使管体38的前端38a附近呈严格的直线状。

在管体38的前端38a附近呈大致直线状时，第二管腔40的前端40a附近也呈大致直线状。因此，第二管腔40内的从关节部26呈大致直线状。

接着，主机械手2的操作者将主臂4配置在主外套管15的通道部件16内(参照图3)。主臂4向主外套管15的通道部件16中的移动可以是从臂21相对于第二管腔40的安装前，也可以是安装后。此时，主机械手2被操作成主关节部7位于通道部件16的内部。

由于通道部件16是呈直线状的筒状部件，因此配置在通道部件16的内部的主关节部7也仿照成直线状。

这样，从关节部26位于第二管腔40内，并且主关节部7位于通道部件16内，由此，主关节部7和从关节部26双方都呈直线状。

控制部50在主关节部7和从关节部26双方都呈直线状的上述状态时将主关节部7的各关节要素8的位置与从关节部26的各关节要素27的位置的对应关系定义为初始位置而进行保存。在本实施方式中，在主关节部7和从关节部26双方都呈直线状的上述状态时，操作者例如通过用于将该情况从主机械手2通知给控制部50的开关等开始手动进行初始位置的定义和保存。控制部50根据上述的通知检测到通道部件16安装在主机械手2上，将主关节部7的各关节要素8的位置与从关节部26的各关节要素27的位置的对应关系定义为初始位置而进行保存(图6所示的步骤S12)。

在保存了初始位置之后，通过使主臂4相对于作业台3移动而使输入部14和主关节部7从通道部件16突出(参照图2)。从臂21的前端执行器33和从关节部26仿照输入部14和主关节部7从通道部件16的突出操作而从第二管腔40的前端突出(参照图5)。

从臂21能够以从关节部26呈直线状位于第二管腔40的内部时的各关节要素27的位置为原点进行动作。即，当操作者对设置于主臂4的输入部14进行把持而使主关节部7进行动作时，从关节部26仿照主关节部7的动作而进行动作。

操作者使用设置于主臂4的输入部14对处置对象部位X1(参照图5)进行处置(图6所示的步骤S13)。

有时也在处置的过程中对初始位置进行再设定。

例如，如图7所示，在开始某种希望的处置(图7所示的步骤S21)而进行处置时，在从机械手20的前端执行器33相对于主机械手2的输入部14的姿势产生了差异的情况下(在图7所示的步骤S22中为“是”)，对初始位置进行再设定(图7所示的步骤S23)。

关于初始位置的再设定，如图8所示，将主臂4拉入到通道部件16内(步骤S31)，对驱动部22的未图示的线的张力进行初始化(步骤S32)。作为线的张力的初始化的方法的一例，在步骤S32中，在使装卸部24相对于动力源部23分开之后将装卸部24再次安装在动力源部23上。另外，驱动部22也可以具有将线的张力保持为恒定的公知的结构。

通过将线的张力被初始化后的驱动部22的状态设定为初始位置(步骤S33)，当之后使主臂4再次从通道部件16的前端16a突出时，从机械手20的前端执行器33的姿势变成适当仿照主机械手2的输入部14的姿势。

在使用了从臂21的处置完成之后(在图7所示的步骤S24中为“是”)，将图5所示的从机械手20向体外拔出(步骤S25)。在步骤S25中，首先，为了将从臂21拉回到从外套管37内，使主臂4相对于作业台3移动。通过主臂4相对于作业台3的移动而将主臂4拉入到主外套管15的通道部件16的内部(参照图2)。通过将主臂4拉入到通道部件16内，主臂4的主关节部7被矫正为直线状。仿照主关节部7的动作而进行动作的从关节部26因主关节部7呈直线状而仿照成直线状(参照图4)。因此，从臂21被顺利地拉入到从外套管37的第二管腔40中。其结果是，不会因从关节部26在弯曲状态下被拉入到从外套管37中而使从关节部26破损。

并且，即使在仅将主关节部7的各关节要素(第一关节要素9、第二关节要素10以及第三关节要素11)中的基端侧的一部分收纳到通道部件16内而使主关节部7的前端侧的一部分的关节要素和前端执行器33从通道部件16突出的状态下，也能够使用主机械手2来使从机械手20进行动作。在该情况下，能够对从机械手20的从关节部26的整体中的与从通道部件16突出的主关节部7对应的部分进行驱动。

如以上说明的那样，在本实施方式的机械手系统1中，能够通过插入到体内的从外套管37和设置于主机械手2的主外套管15在从机械手20位于处置对象部位的附近的状态下容易地定义从关节部26的初始位置。

其结果是，根据本实施方式的机械手系统1，能够以简易的结构容易地进行校准。

(第2实施方式)

对本发明的第2实施方式进行说明。图9是示出本实施方式的医疗用主从机械手系统1A的一部分结构的示意性局部剖视图。

如图9所示，在本实施方式中，主外套管15具有能够相对于作业台3移动的移动台18A(基台)来取代第1实施方式所公开的固定部18。

在本实施方式中，通过使主外套管15相对于作业台3进行移动，能够对通道部件16相对于主臂4的位置进行调整。例如，能够使主臂4相对于主机械手2的通道部件16的位置关系与从臂21相对于从机械手20的第二管腔40的位置关系对应。

并且，也可以使作业台3相对于主外套管15进行移动。在该情况下也能够对通道部件16相对于主臂4的位置进行调整。

(第3实施方式)

对本发明的第3实施方式进行说明。图10是示出本实施方式的医疗用主从机械手系统1B的主机械手的一部分的示意性局部剖视图。图11是示出机械手系统1B中的从机械手的一部分的示意性局部剖视图。

如图10和图11所示，医疗用主从机械手系统1B具有与上述第1实施方式所公开的主关节部7和从关节部26的结构不同的主关节部7A和从关节部26A。

本实施方式的主关节部7A具有使主关节部7A以轴6的前端6a为旋转中心进行旋转的主侧辊轴关节12来作为将轴6和主关节部7A连接的关节要素8。

能够通过主侧辊轴关节12来使输入部14和主关节部7A相对于轴6进行旋转。并且，主侧辊轴关节12具有：旋转量检测单元，其由未图示的编码器等构成，对主侧辊轴关节12的旋转量进行检测；以及旋转量计测单元，其能够使操作者通过目视来计测利用主侧辊轴关节12使主关节部7A和输入部14旋转的量。

例如，作为旋转量计测单元，列举出如下结构：在通道部件16的前端16a附近使通道部件16的外壁的一部分为透明并且沿通道部件16的周向按照规定的角度具有刻度的结构；或者具有对主关节部7A或输入部14相对于通道部件16的旋转量进行计测的传感器而将旋转量显示在显示装置19上的结构等。

本实施方式的从关节部26A具有使从关节部26以长条部件25的中心线为旋转中心进行旋转的从侧辊轴关节31来作为将长条部件25和从关节部26A连接的关节要素27。

从侧辊轴关节31通过从驱动部22延伸到从关节部26A的未图示的线而与来自控制部50的操作指令对应地进行动作。

在本实施方式中，当对主关节部7A的主侧辊轴关节12进行旋转操作时，从侧辊轴关节31仿照主侧辊轴关节12的动作而进行动作。

在本实施方式中，能够通过使用了内窥镜100的观察来掌握前端执行器33和从关节部26A的旋转位置，其中，该内窥镜100安装在第一管腔39中，该第一管腔39设置在从外套管37中。

以下示出了本实施方式的机械手系统1B中的校准的一例。

在本实施方式中，在将从臂21安装在第二管腔40内的状态下，有时以从臂21的中心线(长条部件25的中心线)为中心的前端执行器33和从关节部26A的旋转位置与以主臂4的中心线(主关节部7为直线状时的主关节部7整体的中心线)为中心的输入部14和主关节部7A的旋转位置会不一致。

在该情况下，在停止从控制部50向驱动部22输出操作指令的状态下，主侧辊轴关节12使主关节部7A和输入部14绕主臂4的上述的中心线进行旋转，从而能够使输入部14和主关节部7A的旋转位置与前端执行器33和从关节部26A的旋转位置对应。

在本实施方式中，通过使用了内窥镜100的观察来掌握前端执行器33和从关节部26A在第二管腔40的周向上的角度，利用设置于通道部件16的刻度使从侧辊轴关节31相对于通道部件16进行旋转，以使得输入部14和主关节部7A与前端执行器33和从关节部26A的角度一致。

由此，能够容易地进行校准，该校准解决了输入部14和主关节部7A相对于前端执行器33和从关节部26A在旋转方向上的位置偏移。

并且，在本实施方式中，即使在从臂21不具有以辊轴为旋转中心的关节的情况下，也能够在主臂4相对于从臂21在旋转方向上存在位置偏移的情况下使主侧辊轴关节12进行旋转而解决位置偏移。

(第4实施方式)

对本发明的第4实施方式进行说明。图12是示出本实施方式的医疗用主从机械手系统1C的主机械手的一部分的示意性局部剖视图。图13是示出机械手系统1C中的从机械手的一部分的示意图。

如图12和图13所示，在医疗用主从机械手系统1C中除了上述第1实施方式所公开的机械手系统1之外还具有位置传感器51和装卸切换机构52。位置传感器51对主臂4相对于通道部件16在通道部件16的中心线方向上的位置是否位于规定的位置进行检测。装卸切换机构52与位置传感器51中的检测状态对应地允许或禁止装卸部24与动力源部23的装卸动作。

并且，医疗用主从机械手系统1C的控制部50进行如下控制：使装卸切换机构52与位置传感器51中的检测状态对应地进行动作。

位置传感器51在输入部14从通道部件16的前端16a突出时发出供控制部50参照的规定的信号。例如，位置传感器51将通道部件16的前端16a附近的空间作为规定的检测区域，当在该检测区域内出现物体的情况下发出上述的信号。

装卸切换机构52在动力源部23上具有：限制部件53，其能够进入到相对于装卸部24的装卸位置的一部分中；以及移动部54，其根据来自控制部50的控制使限制部件53进行移动。在限制部件53进入到装卸位置的状态下装卸部24不能安装在动力源部23上。

控制部50在检测到位置传感器51发出上述的规定的信号时对装卸切换机构52进行控制以使限制部件53进入到装卸位置。并且，在控制部50检测到位置传感器51停止了上述规定的信号时，控制部50使限制部件53移动到装卸位置外。

在本实施方式中，控制部50在判定为输入部14位于通道部件16的内部的情况下允许装卸部24安装在动力源部23上。相反地，控制部50在判定为输入部14从通道部件16的前端16a突出到外部的情况下，禁止装卸部24安装在动力源部23上。

由于在输入部14位于通道部件16的内部的状态下，主关节部7也位于通道部件16的内部，因此主关节部7为用于恰当地执行第1实施方式所公开的校准的直线状态。由于在输入部14从通道部件16的前端16a突出的状态下，输入部14或主关节部7等从通道部件16的前端16a露出到通道部件16的外部，因此可认为主关节部7不是适当的直线状态。

在本实施方式中，只有在主关节部7以恰当的直线状态位于通道部件16内的情况下才允许动力源部23与装卸部24连接，因此能够预防虽然进行校准但却一直在不适当的位置关系的状态下进行校准。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构并不限于该实施方式，也包含不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。

并且，在上述的各实施方式中示出的结构要素能够适当地进行组合而构成。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供医疗用主从机械手系统，该医疗用主从机械手系统能够以简易的结构容易地进行校准。

标号说明

1、1A、1B、1C：医疗用主从机械手系统；2：主机械手；3：作业台；4：主臂；5：台座；6：轴；7、7A：主关节部；8：关节要素；9：第一关节要素；10：第二关节要素；11：第三关节要素；12：主侧辊轴关节；13：臂要素；14：输入部；15：主外套管(矫正治具)；16：通道部件；17：缝；18：固定部；18A：移动台(基台)；19：显示装置；20：从机械手；21：从臂；22：驱动部；23：动力源部；24：装卸部；25：长条部件；26、26A：从关节部；27：关节要素；28：第一关节要素；29：第二关节要素；30：第三关节要素；31：从侧辊轴关节；32：臂要素；33：前端执行器；34：把持钳子；37：从外套管(外套管)；38：管体；39：第一管腔；40：第二管腔；41：操作部；42：连接部；43：延长管腔；50：控制部；51：位置传感器；52：装卸切换机构；53：限制部件；54：移动部；100：内窥镜。

Claims (7)

1.一种医疗用主从机械手系统，其具有：

从机械手，其具有前端执行器和关节；

主机械手，其具有形状与所述从机械手的所述关节相似的关节，该主机械手被输入用于使所述从机械手进行动作的操作；

控制部，其根据对所述主机械手输入的操作来生成用于使所述从机械手进行动作的操作指令并输出给所述从机械手；以及

矫正治具，其能够安装在所述主机械手上，

在所述矫正治具安装在所述主机械手上的状态下，所述矫正治具将所述主机械手的所述关节限制为直线状态，

当将所述矫正治具安装在所述主机械手上时，所述从机械手被校准，其中，所述主从机械手系统还具有供所述从机械手贯穿插入的筒状的外套管，所述矫正治具具有与所述外套管的至少一部分相似的形状，在将所述矫正治具安装在所述主机械手上时，所述从机械手进入所述外套管而被校准；或者，所述从机械手具有驱动部，在将所述矫正治具安装在所述主机械手上时，所述从机械手通过所述驱动部的初始化而被校准。

2.根据权利要求1所述的医疗用主从机械手系统，其中，

在检测到所述矫正治具安装在所述主机械手上时，所述控制部生成使所述从机械手和所述外套管相对移动的操作指令并输出给所述从机械手，以使得所述从机械手移动到所述外套管内，

在所述从机械手位于所述外套管内并且所述矫正治具安装在所述主机械手上的状态下，所述控制部将与所述主机械手的所述关节对应的所述从机械手的所述关节的位置设定为所述从机械手中的所述关节的原点位置。

3.根据权利要求1所述的医疗用主从机械手系统，其中，

所述矫正治具具有：

通道部件，其将所述主机械手的所述关节保持为仿照配置在所述外套管的内部的所述从机械手的所述关节的形状的形状；以及

基台，其使所述通道部件相对于所述主机械手进行移动。

4.根据权利要求1所述的医疗用主从机械手系统，其中，

所述矫正治具具有：

通道部件，其将所述主机械手的所述关节保持为仿照配置在所述外套管的内部的所述从机械手的所述关节的形状的形状；以及

基台，其对所述通道部件进行保持，

所述主机械手能够相对于所述通道部件进行移动以使得至少所述主机械手的所述关节安装在所述通道部件中。

5.根据权利要求4所述的医疗用主从机械手系统，其中，

所述主机械手具有：

作业台；以及

主臂，其具有与所述前端执行器对应的输入部和所述主机械手的所述关节，

所述通道部件配置在所述作业台上，以使得在所述主臂相对于所述作业台被定位的状态下所述通道部件能够相对于所述主臂相对移动和固定。

6.根据权利要求1所述的医疗用主从机械手系统，其中，

所述矫正治具具有：

通道部件，其形成为与所述外套管相似的形状，能够供所述主机械手贯穿插入到其内部；以及

旋转量计测单元，其用于计测所述主机械手在所述通道部件中沿所述通道部件的周向旋转的旋转量。

7.根据权利要求1所述的医疗用主从机械手系统，其中，

所述控制部在所述控制部启动时判定是否处于所述矫正治具安装在所述主机械手上的位置关系，在没有处于所述矫正治具安装在所述主机械手上的位置关系的情况下，停止所述从机械手的控制直到变成所述矫正治具安装在所述主机械手上的位置关系为止。

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