CN107427334A - 身体支承跟随装置 - Google Patents
身体支承跟随装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107427334A CN107427334A CN201680018976.9A CN201680018976A CN107427334A CN 107427334 A CN107427334 A CN 107427334A CN 201680018976 A CN201680018976 A CN 201680018976A CN 107427334 A CN107427334 A CN 107427334A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- state
- mounting portion
- following device
- body bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M13/00—Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles
- F16M13/04—Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles for supporting on, or holding steady relative to, a person, e.g. by chains, e.g. rifle butt or pistol grip supports, supports attached to the chest or head
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/60—Supports for surgeons, e.g. chairs or hand supports
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
- A61B2017/00022—Sensing or detecting at the treatment site
- A61B2017/00075—Motion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
- A61B2090/065—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension for measuring contact or contact pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
- A61B2090/066—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension for measuring torque
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供一种身体支承跟随装置,在能够自动地切换设定限制载置部的移动的第一动作状态和解除上述载置部的移动的限制的第二动作状态的身体支承跟随装置中,为了减少操作人员的不安而使操作人员能够有意地进行上述第一以及第二的动作状态的切换。在将操作人员按照对载置部预先设定的模式有意地移动载置于载置部的身体的一部分的动作设为点击动作的情况下,设定单元的设定处理包括基于检测部的检测结果来判断上述点击动作是否由上述身体的一部分完成的处理。
Description
技术领域
本发明涉及支承操作人员的身体的一部分且跟随该身体的一部分的移动而移动的身体支承跟随装置(BODY FOLLOW-UP SUPPORT APPARATUS)。
背景技术
在例如脑神经外科手术等那样要求精密的手工操作的作业中,有使用支承操作人员的臂(身体部分的一个例子)的身体支承跟随装置的情况。这样的身体支承跟随装置具有能够移动且能够载置操作人员的臂的载置部。即,优选该身体支承跟随装置构成为在操作人员想移动载置于载置部的臂时,载置部能够跟随该臂的移动而移动,另一方面,构成为在操作人员想固定臂的位置时,上述载置部能够固定。
因此,在这样的身体支承跟随装置中,提出了根据由操作人员施加于载置部的力以及载置部的速度中的至少一方与对应的规定阈值的比较结果而自动地切换限制载置部的移动的第一动作状态和解除载置部的移动的限制的第二动作状态的技术(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2014-18321号公报(对应美国公开公报2014014804)
如上所述,应用于身体支承跟随装置的现有技术为基于由操作人员施加于载置部的力以及载置部的速度中的至少一方与对应的规定阈值的比较结果而自动地切换第一动作状态和第二动作状态。
由操作人员施加于载置部的力以及载置部的速度中的至少一方与对应的规定阈值的适当的关系具有根据操作人员而不同的情况。因此,在应用了现有技术的身体跟随装置中,即使操作人员要选择第一或者第二动作状态而对载置部施加了力,也存在操作人员非意图的动作方式被自动地设定的可能性。这样操作人员非意图的动作状态在身体跟随装置中被自动地设定的情况下,存在操作人员的作业效率降低的风险。
发明内容
鉴于上述的事情,在本发明的例示方式中,目的在于在能够自动地切换设定限制载置部的移动的第一动作状态和解除上述载置部的移动的限制的第二动作状态的身体支承跟随装置中,减少由于上述第一以及第二动作状态间的切换而引起的作业效率的降低。
本发明的第一方式所涉及的支承操作人员的身体的一部分的身体支承跟随装置(1)具备载置部(5)、支承部(3)、制动器(31A、32A、33A)、平衡机构(46、47、48)、检测部(31B、32B、33B、45)以及设定单元(7)。在将按照对该载置部预先设定的模式而有意地移动载置于上述载置部的上述操作人员上述身体的一部分的动作设为点击动作的情况下,上述设定单元的设定处理包括基于上述检测部的检测结果来判断上述点击动作是否由上述身体的一部分完成的处理。
在本发明的第一方式所涉及的身体支承跟随装置(1)中,在载置部载置有身体的一部分。支承部具有至少一个关节(31、32、33、34、35),通过在该关节处弯曲,来将上述载置部支承为至少能够沿上下方向移动。制动器是用于实现限制状态和解除状态的装置,其中,上述限制状态表示限制上述支承部中的至少一个上述关节的功能来限制上述载置部的移动的上述身体支承跟随装置的动作状态,上述解除状态表示解除上述关节的功能的限制来解除上述载置部的移动的限制的上述身体支承跟随装置的动作状态。
平衡机构通过在上述解除状态下对上述载置部赋予向上方的作用力,来使上述载置部跟随载置于该载置部的上述身体的一部分的移动而移动。因此,若在身体支承跟随装置的动作状态被设定为解除状态的情况下,操作人员使载置于载置部的身体的一部分移动,则载置部也跟随该身体的一部分的移动而移动。
检测部检测在上述载置部载置有上述身体的一部分的状态下,从该身体的一部分施加于上述载置部的力、从该身体的一部分施加于上述载置部的转矩、上述载置部的加速度、上述载置部的速度、上述载置部的位置、上述载置部与上述身体的一部分的接触状态以及上述载置部与上述身体的一部分的接近状态中的至少一个。设定单元通过基于上述检测部的检测结果来控制上述制动器,从而执行将上述身体支承跟随装置的动作状态设定为上述限制状态以及解除状态中的任意一方的设定处理。
在本发明的第一方式所涉及的身体支承跟随装置(1)中,该设定处理包含有基于上述检测部的检测结果来判断上述点击动作是否由上述身体的一部分完成的处理。所谓点击动作是上述操作人员按照对该载置部预先设定的模式而有意地移动载置于上述载置部的上述身体的一部分的动作。
例如,上述点击动作也可以是操作人员利用上述身体的一部分将上述载置部向上方以外的预先设定的规定方向暂时按压紧接之后停止上述按压的动作。该情况下,是否完成该点击动作的判断所涉及的用于判断是否进行了上述按压等的参数以及阈值、规定上述“紧接之后”的范围的时间例如根据载置于载置部的身体的一部分、使用该身体支承跟随装置的作业的纤细度等而被适当地设定。
这样的点击动作是操作人员为了设定上述身体支承跟随装置的动作状态而有意地进行的动作。因此,在本发明的第一方式所涉及的身体支承跟随装置(1)中,能够通过操作人员进行点击动作而有意地切换上述身体支承跟随装置的动作状态,能够减少操作人员的不安。
另外,作为操作人员有意地切换上述身体支承跟随装置的动作状态的构成,例如,也考虑有在载置于上述载置部的上述身体的一部分是臂的情况下,检测操作人员用脚踩踏板等的构成。作为优选的例子,上述点击动作能够使用载置于上述载置部的身体的一部分来执行。因此,操作人员能够专心于上述身体的一部分的动作,能够更良好地减少操作人员的不安。
另外,本发明的第二方式所涉及的身体支承跟随装置(1)具备载置部(5)、支承部(3)、制动器(31A、32A、33A)、平衡机构(46、47、48)、检测部(31B、32B、33B、45)以及设定单元(7)。
上述限制状态包括与上述载置部载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的保持状态和与上述载置部未载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的等待状态,
上述设定单元基于上述检测部的检测结果来执行第一~第五切换处理中的至少一个,并禁止将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述等待状态向上述解除状态直接进行切换的处理,其中,第一切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述解除状态向上述保持状态切换、第二切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述保持状态向上述解除状态切换、第三切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述等待状态向上述保持状态切换、第四切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述保持状态向上述等待状态切换、第五切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述解除状态向上述等待状态切换。
即使该情况下,支承部也具有至少一个关节(31、32、33、34、35),通过在该关节处弯曲,将载置有身体的一部分的载置部支承为至少能够沿上下方向移动。制动器实现表示限制上述支承部中的至少一个上述关节的功能来限制上述载置部的移动的上述身体支承跟随装置的动作状态的限制状态和表示解除上述关节的功能的限制来解除上述载置部的移动的限制的上述身体支承跟随装置的动作状态的解除状态。平衡机构通过在上述解除状态下对上述载置部赋予向上方的作用力,来使上述载置部跟随上述身体部分的移动而移动。因此,若在上述身体支承跟随装置的动作状态被设定为解除状态的情况下,操作人员使身体的一部分移动,则载置部也跟随该身体的一部的移动而移动。
检测部检测在上述载置部载置有上述身体的一部分的状态下,从该身体的一部分施加于上述载置部的力、从该身体的一部分施加于上述载置部的转矩、上述载置部的加速度、上述载置部的速度、上述载置部的位置、上述载置部与上述身体的一部分的接触状态以及上述载置部与上述身体的一部分的接近状态中的至少一个。设定单元通过基于上述检测部的检测结果来控制上述制动器,从而执行将上述身体支承跟随装置的动作状态设定为上述限制状态以及解除状态中的任意一方的设定处理。
上述限制状态包括与上述载置部载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的保持状态和与上述载置部未载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的等待状态。此时,设定单元基于上述检测部的检测结果来执行第一~第五切换处理中的至少一个,并禁止将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述等待状态向上述解除状态直接切换的处理,其中,第一切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述解除状态向上述保持状态切换、第二切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述保持状态向上述解除状态切换、第三切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述等待状态向上述保持状态切换、第四切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述保持状态向上述等待状态切换、第五切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述解除状态向上述等待状态切换。
这里,所谓保持状态是上述限制状态的一个形态且与载置部载置有身体的一部分的状态相对应地设定。另一方面,所谓等待状态是上述限制状态的一个形态且与载置部未载置有身体的一部分的状态相对应地设定。因此,若从与操作人员从载置部分离身体的一部分的状态对应的等待状态向操作人员在载置部载置身体的一部分并使载置部进行跟随移动的解除状态地违背操作人员的意图而自动被切换,则存在操作人员抱有不安的情况。因此,本发明的第二方式所涉及的设定单元禁止执行从等待状态向解除状态的直接性切换处理,执行动作状态所涉及的其他的切换处理(例如从解除状态向保持状态的切换处理等)的至少一个。因此,能够抑制身体支承跟随装置的动作状态被从上述等待状态向解除状态地违背操作人员的意图地自动被切换,能够减少操作人员的不安。
另外,该栏以及权利要求书所记载的括号内的符号表示与作为一个方式后述的实施方式所记载的具体的单元的对应关系,并不限定本发明的技术范围。
附图说明
图1是示意性地表示应用了本发明的第一实施方式的身体支承跟随装置的概略结构的图。
图2是示意性地表示图1所示的身体支承跟随装置的臂支架的构成的一个例子的图。
图3是表示图1所示的身体支承跟随装置中的状态设定处理的一个例子的流程图。
图4是表示与图3所示的状态设定处理对应的身体支承跟随装置的状态变化的状态迁移图。
图5是表示第二实施方式的身体支承跟随装置中的第二状态设定处理的一个例子的流程图。
图6是表示与图5所示的状态设定处理对应的身体支承跟随装置的状态变化的状态迁移图。
具体实施方式
以下,使用附图对应用了本发明的实施方式进行说明。另外,在以下所示的各实施方式中,对支承作为进行手术的操作人员的医生的身体的一部分例如臂(具体而言,惯用臂的前臂)的身体支承跟随装置进行说明。另外,本发明的身体支承跟随装置也能够应用于精密机械的制造作业等。另外,本发明的身体支承跟随装置也包括支承操作人员的臂以外的身体的一部分例如手、指、脚、下颌、臀部等的装置。
[1.第一实施方式]
[1-1.构成]
如图1示意性地所示,应用了本发明的第一实施方式的身体支承跟随装置1具备多关节臂3、安装于该多关节臂3的可移动端部的臂支架5以及控制多关节臂3以及臂支架5的计算机7。多关节臂3是以能够根据作用于臂支架5的外力来移动臂支架5的方式支承臂支架5的移动机构。例如,多关节臂3具有5个关节31、32、33、34、35而构成为5自由度。另外,关节31~35均是旋转关节。
多关节臂3的下端被固定于手术室的地板F,其上端具有相对于地板F例如垂直地延伸的基部41、被该基部41支承的臂主体3A,臂主体3A除了上述关节31~35以外还具备肩部42、第一臂部43以及第二臂部44。
即,在基部41的上端设置有关节31且其旋转轴与地板F正交。
在该关节31上设置有连杆L的第一端部,在连杆L的与第一端部对置的第二端部以从连杆L的第二端部向上方延伸的方式设置肩部42。肩部42以及连杆K能够经由关节31绕垂直轴旋转。此外,基部41被构成为能够通过未图示的脚轮而在地板F上容易地移动。在脚轮设置有公知的限位器,基部41能够固定地配置于地板F上的所希望的位置。
另外,在关节31设置有抑制基于该关节31的动作的相对于基部41的肩部42的旋转的例如由电磁制动器构成的制动器31A和检测肩部42相对于基部41的旋转量的编码器31B。
在肩部42的上端以旋转轴与关节31的旋转轴正交的方式设置关节32。第一臂部43具有第一端部以及与该第一端部对置的第二端部,第一臂部43的第一端部相对于关节32以及肩部42安装成第一臂部43能够绕关节32的旋转轴旋转。
例如,第一臂部43构成为第一以及第二棒材(连杆)43a1以及43a2平行且能够在上下方向上以维持成恒定间隔的状态进行移动的平行连杆机构。位于上侧的第一棒材43a1的第一端部与关节32连接,位于下侧的第二棒材43a2的第一端部被安装在安装于连杆L的第二端部的枢轴点P1且被安装成能够以与关节32的旋转轴平行的枢轴点P1的旋转轴为中心自如旋转。
第一棒材43a1的与第一端部对置的第二端部安装于关节33且被安装成能够以该关节33中的向水平方向延伸的旋转轴为中心自如旋转。第二棒材43a2的与第一端部对置的第二端部被安装于枢轴点P2且被安装成能够以该枢轴点P2的向水平方向延伸的旋转轴为中心自如旋转。关节33以及枢轴点P2间通过连杆L11连结。即,通过肩部42以及连杆L11,第一臂部43的平行连杆机构能够以在肩部42以及连杆L11间维持恒定间隔的状态进行移动。
第二臂部44具有第一端部以及与该第一端部对置的第二端部,第二臂部44的第一端部相对于关节33安装成第二臂部44能够绕关节33的旋转轴自如旋转。
例如,第二臂部44构成为第一以及第二棒材(连杆)44a1以及44a2平行且能够以在上下方向上维持恒定间隔的状态进行移动的平行连杆机构。位于上侧的第一棒材44a1的第一端部与关节33连接,位于下侧的第二棒材44a2的第一端部安装于枢轴点P2且被安装成能够以该枢轴点P2的旋转轴为中心自如旋转。
第一棒材44a1的与第一端部对置的第二端部安装于关节34且被安装成能够以该关节34中的向水平方向延伸的旋转轴为中心自如旋转。第二棒材44a2的与第一端部对置的第二端部安装于枢轴点P3且被安装成能够以该枢轴点P3的向水平方向延伸的旋转轴为中心自如旋转。关节34以及枢轴点P3间通过连杆L12连结。即,通过连杆L11以及连杆L12,第二臂部44的平行连杆机构能够以在连杆L11以及连杆L12间维持恒定间隔的状态进行移动。
在关节34经由具有与该关节34的向水平方向延伸的旋转轴正交且沿垂直方向延伸的旋转轴的关节35安装有臂支架5。在臂支架5以及关节35间的连结部安装有力传感器45,该力传感器45以能够通信的方式与计算机7连接。
该力传感器45检测沿第一轴、第二轴以及第三轴分别对臂支架5施加的第一力、第二力以及第三力中的至少一个来作为表示施加于臂支架5的力的力检测信号。此外,第一轴、第二轴以及第三轴例如被定义在臂支架5中的关节35的旋转轴通过的规定的点。
另外,力传感器45检测相对于臂支架5分别绕第一轴、第二轴、以及第三轴的第一转矩、第二转矩以及第三转矩中的至少一个来作为表示施加于臂支架5的转矩的转矩检测信号。
力传感器45将检测出的力检测信号以及转矩检测信号输出到计算机7。
另外,在关节32也与关节31同样地设置有抑制基于该关节32的动作的第一臂部43相对于肩部42的旋转的例如由电磁制动器构成的制动器32A和检测第一臂部43相对于肩部42的旋转量的编码器32B。并且,在关节33也设置有抑制基于该关节33的动作的第二臂部44的旋转的例如由电磁制动器构成的制动器33A和检测第二臂部44的旋转量的编码器33B。
各制动器31A~33A以能够通信的方式与计算机7连接,并能够由计算机7控制。各编码器31B~33B将表示检测出的旋转量的检测信号输出到计算机7。
并且,在关节33与第一臂部43的第二棒材43a2之间设置有弹簧46。同样地,在关节33与第二臂部44的第二棒材44a2之间设置有弹簧47。第一臂部43的第一棒材43a1的第一端部经过关节32并延长规定的长度,在该延伸侧端部设置有衡重体48。由该弹簧46、47以及衡重体48构成的机构当臂支架5载置有医生的臂时,通过使对于施加于臂支架5以及多关节臂3的力相互平衡的力作用于臂支架5来支承臂支架5。
即,从弹簧46以及47和衡重体48施加于臂支架5的向上方的作用力与臂支架5的自重、载置于该臂支架5的医生的臂的自重以及多关节臂3的自重的和相互平衡,从而臂支架5被支承。这里,理想上是从弹簧46以及47和衡重体48施加于臂支架5的向上方的作用力和基于上述臂支架5的自重、载置于该臂支架5的医生的臂的自重以及多关节臂3的自重的和的向下方的力完全相互平衡。然而,考虑医生的载置于臂支架5的臂的手从患者的患部的上方进行作业,上述作用力被设定为以极弱的力向作为安全方向的上方对臂支架5施力。另外,通过该施力,臂支架5被从下方与臂压接,在两者之间作用有摩擦力,从而臂支架5跟随臂移动。
接下来,如图2所示,臂支架5具备大致长椭圆形状的基座54,在该基座54的上表面54a能够载置有医生的惯用臂的前臂。以下,将该上表面54a记载为载置面54a。基座54具有规定的横向宽度。
臂支架54具有一对侧壁51以及52。该侧壁51以及52分别从基座54的长边侧的侧部向上方延伸,其结果为,臂支架5的上方开口且具有横剖面为U字状的形状。该侧壁51以及52在医生的前臂载置于基座54的载置面54a时从其两侧支承前臂。
基座54具有其长边方向(箭头Y所示的方向)上的第一端部54b以及与第一端部54b对置的第二端部54c,医生的前臂能够以使肘位于基座54的载置面54a的第二端部54c的状态载置在该载置面54a上。此外,基座54的长边方向与载置于基座54的前臂的长边方向对应,以下也称为“臂轴向”。
臂支架5具备安装于基座54的肘位置限制部件53。该肘位置限制部件53具有大致拱形状部,即大致U字状部53a,该U字状部53a的两端被安装成覆盖基座54的第二端部54c,其结果为,U字状部53a位于基座54的第二端部54c上来作为适配载置于基座54的前臂的肘的支承部发挥作用。
臂支架5的臂轴向上的第一端部54b开放以便在前臂载置于载置面54a时不成为障碍。左右的侧壁51、52以及肘位置限制部件53例如由刚性高的材料形成,限制载置于臂支架5的前臂的向水平方向上的左右两侧以及基座54的第二端部54c侧的移动(相对于臂支架5的相对移动)。另外,左右的侧壁51、52和肘位置限制部件53也可以由不同的材料形成。
如图1所示,计算机7作为能够切换地设定身体支承跟随装置1的动作状态(动作状态、operating state)的状态设定部发挥作用。例如,计算机7内置具备CPU71、ROM72、RAM73的电子控制电路。另外,如上所述,计算机7被输入有各编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号。
计算机7的CPU71基于上述检测信号将身体支承跟随装置1的动作状态(动作模式)设定为等待状态(等待状态、等待模式)、保持状态(保持状态、保持模式)以及自由状态(自由状态、自由模式)中的任意一个动作状态,并基于设定的动作状态来控制各制动器31A、32A、33A的动作。
等待状态是与医生的前臂未载置于臂支架5的状态对应的身体支承跟随装置1的动作状态(动作模式)。
保持状态是与医生固定臂支架5的位置,并在该臂支架5上载置前臂欲进行手术的状态对应的身体支承跟随装置1的动作状态(动作模式)。
自由状态是与医生欲使臂支架5跟随载置于该臂支架5的臂移动的状态对应的动作状态。
并且,如图1所示,身体支承跟随装置1具备以能够通信的方式与计算机7连接,且能够对于计算机7指示输入各种信息的指示部90。该指示部90具有例如医生能够操作的按钮或开关形式,能够进行开/关操作。指示部90可以构成为单独的装置(例如脚踏开关),另外也可以在臂支架5上被设置为医生能够操作的开关部或按钮部。
特别是,第一实施方式所涉及的指示部90能够通过医生的操作而将用于将身体支承跟随装置1的动作状态强制地设定为锁定状态(锁定状态、锁定模式)的指示输入计算机7。
锁定状态是无论对臂支架5施加任何力都使全部的制动器31A、32A、33A成为开启状态或者维持开启状态的身体支承跟随装置1的动作状态(动作模式)。
[1-2.处理]
接下来,根据图3以及4对计算机7(即,CPU71)的状态设定处理进行说明。
若身体支承跟随装置1的电源被接通,则CPU71基于例如存储于ROM72的与上述状态设定处理对应的程序P1执行该状态设定处理。
即,若开始状态设定处理,则CPU71首先在步骤S1中将身体支承跟随装置1的动作状态设定为被假定为医生的惯用臂的前臂(以下,也仅称为前臂)未载置于臂支架5的状态的等待状态。
具体而言,CPU71在步骤S1中调整各制动器31A、32A以及33A所产生的制动力,来将对应的各个关节31、32、33完全地制动,即完全地固定(以下,也称为使各轴制动器开启)。因此,在该等待状态中,各轴制动器被开启,所以即使医生将前臂从臂支架5拿下来,臂支架5的位置也被固定。但是,由于关节34、35没有制动器,所以以臂支架5的关节34的旋转轴为中心的方向亦即垂直方向的角度以及以关节35的旋转轴为中心的方向亦即水平方向的角度能够自由地调整。
在接下来的步骤S3中,CPU71基于编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号的任意一个或者多个,判断在臂支架5是否载置有医生的前臂。
该步骤S3中的医生的前臂载置于臂支架5这样的判断例如在向下方向施加于臂支架5的力在规定时间T1以上被维持成视为前臂的自重的规定值F1以上的状态的情况下完成。此外,在该步骤S3的处理中参照的上述检测信号、其阈值(F1、T1)基于例如上述的专利文献1等所记载那样的公知的算法适当地选择即可。特别是,优选规定值F1、规定时间T1等阈值以及检测信号等被设定为与使用了该身体支承跟随装置1的手术的种类对应的值。该点在后述的处理中的规定值、规定时间、规定速度等也相同。
该专利文献1是由与本申请相同的申请人完成的,该专利文献1的公开内容作为参照资料被引入本申请的公开内容。
在步骤S3中,判断为在臂支架5未载置有臂的情况下(步骤S3:否),CPU71反复执行步骤S3的判断处理。另外,在图3以及图5中,将否简记为N。
另一方面,在步骤S3中判断为在臂支架5载置有医生的前臂的情况下(步骤S3:是),状态设定处理移至步骤S5。此外,在图3以及图5中,将是简记为Y。
在步骤S5中,CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态设定为被假定为医生固定臂支架5的位置,并在该臂支架5上载置前臂欲进行手术的状态的保持状态。即,CPU71维持各轴制动器的开启状态。通过设定了该保持状态,医生能够在固定了位置的臂支架5上移动前臂来进行微细的手术。
在接着步骤S5的步骤S7中,CPU71基于编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号的任意一个或者多个判断载置于臂支架5的前臂是否被移动(例如上升)。该步骤S7中的载置于臂支架5的前臂上升了这样的判断例如在向下方向施加于臂支架5的力在规定时间T2以上被维持成视为0的规定值F2以下的状态的情况下完成。
在步骤S7中,在判断为载置于臂支架5的前臂未上升的情况下(步骤S7:否),状态设定处理被移至步骤S9。
在步骤S9中,CPU71基于编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号的任意一个或者多个来判断是否由医生完成了点击动作。所谓点击动作是指臂支架5被医生的前臂轻轻地例如向下方戳,即,轻轻地向下方按压的动作。因此,完成了点击动作这样的判断例如在向下方施加于臂支架5的力暂时为视为被医生的前臂按压的规定值F3以上,在规定时间T3以内该力成为视为0的上述规定值F2以下的情况下完成。
在步骤S9中,在被判断为未完成点击动作的情况下(S9:否),状态设定处理移至上述的步骤S7。
即,在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为保持状态的期间(步骤S5),反复执行载置于臂支架5的前臂是否被上升的判断(步骤S7)和载置于医生的臂支架5的前臂所进行的点击动作是否完成的判断(步骤S9)。而且,在步骤S7以及S9的循环处理中,若判断为医生的载置于臂支架5的前臂所进行的点击动作完成(步骤S9:是),则状态设定处理移至上述的步骤S1,CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态设定为等待状态。
另一方面,在步骤S7以及S9的循环处理中,若判断为载置于臂支架5的前臂上升(步骤S7:是),则状态设定处理移至步骤S11。
在步骤S11中,CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态设定为自由状态(解除状态的一个例子)。该自由状态如上所述那样被假定为医生使臂支架5跟随载置于该臂支架5的前臂移动的状态。即,CPU7通过使各关节31、32、33的制动器31A、32A、33A成为关闭,来解除对应的关节31、32、33的制动(以下,也称为使各轴制动器关闭)。因此,在该自由状态中,由于各轴制动器关闭,所以若医生使载置于臂支架5的前臂移动,则臂支架5跟随前臂的移动而移动。并且,如上述那样从臂支架5对载置于该臂支架5的前臂施加的力极小,制动器31A、32A、33A的滑动阻力也小,所以即使医生不对载置于臂支架5的前臂施加那么多力,也能够使臂支架5跟随该前臂移动。
在接着步骤S11的步骤S13中,CPU71基于编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号的任意一个或者多个来判断载置于臂支架5的医生的前臂的移动是否停止。该步骤S13中的医生的前臂的移动被停止这样的判断在臂支架5的移动速度在规定时间T4以上被维持成视为0的规定速度V1以下的状态的情况下完成。该情况下,臂支架5的移动速度基于各编码器31B、32B、33B的检测信号来计算。在步骤S13中判断为载置于臂支架5的医生的前臂的移动不被停止的情况下(步骤S13:否),CPU71反复执行步骤S13的判断处理。
另一方面,在步骤S13中判断为载置于臂支架5的医生的前臂的移动停止的情况下(步骤S13:是),状态设定处理移至上述的步骤S5,CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态设定为保持状态,执行以下的步骤S7以后的处理。
如上所述,通过计算机7执行上述状态设定处理,从而身体支承跟随装置1的动作状态如以下那样迁移。即,如图4所示,在电源接通时,身体支承跟随装置1的动作状态被设定为等待状态(步骤S1),各轴制动器开启。然后,若在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为等待状态时,在臂支架5载置有医生的前臂(步骤S3:是),则身体支承跟随装置1的动作状态从等待状态变化为保持状态(步骤S5)。
即使身体支承跟随装置1的动作状态从等待状态变化为保持状态,各轴制动器也被维持为开启。而且,若在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为保持状态的情况下,载置于医生的臂支架5的前臂被抬起(步骤S7:是),则身体支承跟随装置1的动作状态从保持状态变化为自由状态(步骤S11)。在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为自由状态的情况下,各轴制动器为关闭,医生能够使臂支架5跟随载置于该臂支架5的前臂进行移动。而且,若在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为自由状态的情况下,载置于医生的臂支架5的前臂的动作停止(步骤S13:是),则身体支承跟随装置1的动作状态从自由状态变化为上述保持状态(步骤S5)。另一方面,若在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为保持状态的情况下,由医生完成了点击动作(步骤S9:是),则身体支承跟随装置1的动作状态从保持状态变化为上述等待状态(步骤S1)。
另外,如上所述,如图1所示计算机7连接有指示部90。若由医生开启指示部90,则如图4所示,CPU71将当前设定的身体支承跟随装置1的动作状态(等待状态、保持状态或者自由状态)强制地设定为锁定状态(参照步骤S15)。在该锁定状态中,无论对臂支架5施加任何力,CPU71都将各轴制动器维持为开启。而且,若在当前所设定的身体支承跟随装置1的动作状态是锁定状态时由医生开启指示部90,则CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态强制地设定为等待状态(步骤S16)。
在第一实施方式中,自由状态是解除状态的一个例子,等待状态、保持状态、锁定状态均是限制状态的一个例子。另外,弹簧46、47以及衡重体48相当于平衡机构的一个例子,编码器31B、32B、33B以及力传感器45相当于检测部的一个例子,计算机7相当于设定单元的一个例子,多关节臂3相当于支承部的一个例子,臂支架5相当于载置部的一个例子。
[1-3.效果]
根据以上详述的第一实施方式所涉及的身体支承跟随装置1,得到了以下的效果。
若医生想要使臂支架5进行跟随移动而抬起载置于臂支架5的前臂(步骤S7:是),则身体支承跟随装置1将该动作状态设定为自由状态(步骤S11)。由此,能够使臂支架5跟随载置于该臂支架5的前臂进行移动。另外,若医生停止载置于臂支架5的前臂的动作(步骤S13:是),则身体支承跟随装置1将其动作状态设定为保持状态(步骤S5)。由此,能够将臂支架5固定在载置于该臂支架5的前臂的移动停止位置。因此,作为身体支承跟随装置1的第一效果,医生能够使用载置于被固定在所希望的位置的臂支架5的前臂的手来顺利地进行手术。
另外,在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为保持状态或者自由状态的情况下,只要医生进行的点击动作或者医生进行的指示部90的开启操作不被执行,身体支承跟随装置1禁止将其动作状态设定为与医生的前臂未载置于臂支架5的状态对应的等待状态。点击动作和指示部90的开启操作都是医生有意地进行的动作。因此,根据身体支承跟随装置1,作为第二效果为能够排除违背医生的意图地将身体支承跟随装置1的动作状态设定为等待状态这样的可能性,能够使医生的作业效率提高,并且良好地减少身体支承跟随装置1被设定为与医生自身的意图不同的动作状态这样的顾虑。并且,上述点击动作是遵循预先设定为向医生最后抬起载置于臂支架5的前臂的方向施力的模式的动作,所以根据身体支承跟随装置1,医生能够安心地进行点击动作。
身体支承跟随装置1仅在其动作状态被设定为保持状态的情况下,能够将该动作状态设定为自由状态。即,身体支承跟随装置1在其动作状态被设定为等待状态的状态下,禁止该动作状态被直接设定为自由状态。即,在违背医生的意图地将身体支承跟随装置1的动作状态从与医生的前臂未被载置于臂支架5的状态对应的等待状态向根据医生的前臂的动作而使臂支架5进行跟随移动的自由状态直接切换的情况下,存在医生的作业效率降低的风险。对于该点而言,根据身体支承跟随装置1,作为第三效果为还能够避免产生这样的医生的作业效率的降低。
[2.第二实施方式]
[2-1.处理]
第二实施方式的身体支承跟随装置1的构成与第一实施方式相同,但计算机7中的第二实施方式所涉及的状态设定处理与上述的第一实施方式所涉及的状态设定处理相比,如以下那样不同。以下,使用图5的流程图对第二实施方式中的计算机7的状态设定处理进行说明。此外,第二实施方式所涉及的状态设定处理基于例如存储于ROM72的与上述第二实施方式所涉及的状态设定处理对应的程序P2由CPU71执行(由图1中的ROM72中的虚拟线表示程序P2)。如上所述,第二实施方式仅其状态设定处理与第一实施方式不同。
因此,第一实施方式或者第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1也能够在例如ROM72预先保持上述程序P1以及P2。在该变形例中,将基于程序P1的身体支承跟随装置1的状态设定处理作为基于第一处理模式的第一状态设定处理,将基于程序P2的身体支承跟随装置1的状态设定处理作为基于第二处理模式的第二状态设定处理。
即,根据本变形例,CPU71还能够根据医生进行的来自指示部90的第一处理模式的选择指示,选择基于上述程序P1的第一状态设定处理来执行,并且根据医生进行的来自指示部90的第二处理模式的选择指示,选择基于上述程序P2的第二状态设定处理来执行。
该第二实施方式所涉及的状态设定处理(第二状态设定处理)的开头的步骤S1~步骤S5与第一实施方式所涉及的状态设定处理(第二状态设定处理)相同。
在步骤S5中身体支承跟随装置1的动作状态被设定为保持状态后,CPU71在步骤S29中基于编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号的任意一个或者多个来判断是否由医生完成点击动作。
在步骤S29中判断为未完成点击动作的情况下(步骤S29:否),CPU71反复执行步骤S29的判断处理。
另一方面,在步骤S29中判断为完成了点击动作的情况下(步骤S29:是),第二状态设定处理与第一状态设定处理相同地依次移至步骤S11以及S13。
即,若通过医生完成点击动作(步骤S29:是),则与第一实施方式中的第一状态设定处理的步骤S11相同地,CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态设定为自由状态,反复执行步骤S13的判断处理直至载置于臂支架5的医生的前臂的移动停止为止(步骤S13:否)。换言之,CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态维持在自由状态直至载置于臂支架5的医生的前臂的移动停止为止。
然后,若载置于臂支架5的医生的前臂的移动停止(步骤S13:是),则第二状态设定处理与第一状态设定处理相同地移至步骤S5,CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态设定为保持状态。
如上所述,通过计算机7执行上述第二状态设定处理,第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1的动作状态如以下那样迁移。即,如图6所示,在电源接通时,身体支承跟随装置1的动作状态被设定为等待状态(步骤S1),各轴制动器开启。而且,若在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为等待状态时,在臂支架5载置有医生的前臂(步骤S3:是),则身体支承跟随装置1的动作状态从等待状态变化为保持状态(步骤S5)。
即使身体支承跟随装置1的动作状态从等待状态变化为保持状态,各轴制动器也被维持为开启。而且,在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为保持状态的情况下,若由医生完成了点击动作(步骤S29:是),则身体支承跟随装置1的动作状态从保持状态变化为自由状态(步骤S11)。
在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为自由状态的情况下,各轴制动器为关闭,医生能够使臂支架5跟随载置于该臂支架5的前臂移动。而且,在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为自由状态的情况下,若医生的载置于臂支架5的前臂的动作停止(步骤S13:是),则身体支承跟随装置1的动作状态从自由状态变化为上述保持状态(步骤S5)。
此外,在本实施方式中,若通过医生开启指示部90,则如图4所示,CPU71还将当前设定的身体支承跟随装置1的动作状态(等待状态、保持状态或者自由状态)强制地设定为锁定状态(参照步骤S15)。在该锁定状态下,无论对臂支架5施加任何力,CPU71都将各轴制动器维持为开启。而且,若在当前设定的身体支承跟随装置1的动作状态是锁定状态时由医生开启指示部90,则CPU71将身体支承跟随装置1的动作状态强制地设定为等待状态(步骤S16)。
[2-3.效果]
作为其第一效果,以上详述的第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1能够得到第一实施方式中的第三效果,并且能够得到以下的效果。
在医生想使臂支架5进行跟随移动的情况下,若医生进行了点击动作(步骤S29:是),则身体支承跟随装置1将其动作状态设定为自由状态(步骤S11)。由此,能够使臂支架5跟随载置于该臂支架5的前臂进行移动。另外,若医生停止载置于臂支架5的前臂的动作(步骤S13:是),则身体支承跟随装置1将其动作状态设定为保持状态(步骤S5)。由此,能够将臂支架5固定在载置于该臂支架5的前臂的点击动作停止位置。因此,作为第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1所起到的第二效果,医生能够有意地进行点击动作使臂支架5移动,并且使用载置于臂支架5的前臂的手来顺利地进行手术。
另外,如上所述,只要医生进行的点击动作不被执行,第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1禁止其动作状态被设定为自由状态。因此,作为第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1所起到的第三效果,能够排除违背医生的意图相反而将身体支承跟随装置1的动作状态设定为自由状态的可能性,能够使医生的作业效率提高,并且良好地减少身体支承跟随装置1被设定为与医生自身的意图不同的动作状态这样的顾虑。并且,上述点击动作是遵循预先设定为向医生最后抬起臂的方向用力的模式的动作,所以根据第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1,医生能够安心地进行点击动作。
另外,在第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1的动作状态被设定为保持状态或者自由状态的情况下,只要医生进行的指示部90的开启操作不被执行,身体支承跟随装置1就禁止将其动作状态设定为与医生的前臂未被载置于臂支架5的状态对应的等待状态。指示部90的开启操作也是医生有意进行的动作。因此,根据第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1,作为第四效果为能够排除违背医生的意图而将身体支承跟随装置1的动作状态设定为等待状态这样的可能性,能够提高医生的作业效率,并且良好地减少身体支承跟随装置1被设定为与意思自身的意图不同的动作状态这样的顾虑。
第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1在将其动作状态从保持状态切换为自由状态的情况以及从保持状态切换为等待状态的情况的任一情况下,都需要进行对应的医生的有意的操作。因此,作为第五效果为,第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1能够将其身体支承跟随装置1的动作状态稳定地维持为保持状态。
即,第二实施方式所涉及的身体支承跟随装置1的第二状态设定处理与第一实施方式所涉及的身体支承跟随装置1的第一状态设定处理相比,适合医生将臂支架5固定在恒定位置的机会多的静态手术。相反地,第一实施方式所涉及的身体支承跟随装置1的第一状态设定处理适合医生重复进行将臂支架5移动并停止的动作的动态手术。
[3.其他的实施方式]
在第一以及第二实施方式中,计算机7分别将对应的身体支承跟随装置1的动作状态设定为等待状态或者保持状态时,调整制动器31A、32A、33A的制动力来将对应的各个关节31、32、33即多关节臂3完全地固定,但本发明并不局限于该构成。例如,计算机7也可以调整制动器31A、32A、33A的至少一个制动器的制动力,使与该至少一个制动器对应的关节31、32、33中的至少一个关节多少移动。并且,在第一以及第二实施方式中,计算机7分别在等待状态和保持状态都同样地控制制动器31A、32A、33A的制动力,但也可以在等待状态以及保持状态期间使制动器31A、32A、33A的制动力不同。
在上述各第一以及第二实施方式中,由弹簧46、47以及衡重体48构成在身体支承跟随装置1的动作状态被设定为自由状态的情况下,通过对臂支架5赋予向上方的作用力,来使臂支架5跟随载置于该臂支架5的前臂进行移动的平衡机构,但本发明并不局限于此。例如,平衡机构也可以通过使用多个衡重体而不使用弹簧地构成,也可以仅由弹簧构成,也可以使用其他的公知的作用力赋予单元来构成。
在上述各实施方式中,计算机7基于来自作为检测部的编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号,将身体支承跟随装置1的动作状态可变设定,但本发明并不局限于该构成。例如,作为检测部,也可以使用通过静电电容的变化、光路的遮挡等检测医生的前臂载置于臂支架5的情况的传感器。即,也可以使用所谓的接触传感器、接近传感器作为检测部。在该情况下,检测部能够将医生的臂轻轻地与臂支架5接触一次又分离的动作检测为点击动作,或者将臂接近臂支架5又分离的动作也检测为点击动作。
上述各第一以及第二实施方式的第一以及第二状态设定处理均具有判断是否完成点击动作的处理,但本发明并不局限于该构成。
例如,计算机7在步骤S7或者S29的处理中,也能够使用专利文献1所公开的公知的方法之一,来判断是否将身体支承跟随装置1的动作状态设定为自由状态。
例如专利文献1所公开那样,作为步骤S7或者S29的处理,由作为指示部90的一个例子的脚踏开关的被医生执行了规定的操作而发送出对应的指示信息的情况下,计算机7也能够在步骤S11中将身体支承跟随装置1的动作状态设定为自由状态。
另外,例如专利文献1所公开那样,作为步骤S7或者S29的处理,在施加于臂支架5的力为1.5kgf(14.7N)以上或者施加于臂支架5的转矩持续100ms以上相当于该1.5kgf(14.7N)的10kgcm(98Ncm)以上的状态的情况下,计算机7也能够在步骤S11中将身体支承跟随装置1的动作状态设定为自由状态。
在上述各第一以及第二实施方式的步骤S7或者S29中,代替是否完成点击动作的判断,使用上述专利文献1所公开的公知的方法之一,判断是否将身体支承跟随装置1的动作状态设定为自由状态的情况下,也能够避免将身体支承跟随装置1的动作状态从等待状态直接设定为自由状态。因此,在本变形例中,也能够得到通过第一实施方式得到的第三效果。
上述各第一以及第二实施方式的身体支承跟随装置1被构成为禁止从作为其动作状态的等待状态以及自由状态中的一方向另一方的直接切换,但本发明并不局限于该构成。例如,上述各第一以及第二实施方式的身体支承跟随装置1中的计算机7也可以构成为在该身体支承跟随装置1的动作状态被设定为自由状态的情况下,医生的载置于臂支架5的前臂被以比规定的阈值速度快的速度抬起的情况下(例如,图3中虚线所示的步骤S12的判断的结果是),将该身体支承跟随装置1的动作状态从自由状态向等待状态直接切换。此外,步骤S12的判断的结果,医生的载置于臂支架5的前臂以规定的阈值速度以下的速度抬起的情况下(例如,图3中虚拟线所示的步骤S12的判断的结果否),计算机7执行步骤S13的处理。
此外,医生的载置于臂支架5的前臂被以比规定的阈值速度快的速度抬起这样的判断例如也可以在将向下方向施加于臂支架5的力的变化速度(即时间微分)视为上述医生的载置于臂支架5的前臂向上方的移动速度,且该向下方向施加于臂支架5的力的变化速度小于阈值(例如,从规定值减去规定的正值A而得到的值)的情况下完成。在该情况下,存在身体支承跟随装置1的安全性提高的情况。另外,作为步骤S4的处理,计算机7基于编码器31B、32B、33B以及力传感器45的检测信号的任意一个或者多个来判断是否由医生完成点击动作(例如,在图3中由虚线所示的步骤S4),可以构成为在判断为执行了点击动作的情况下(步骤S4:是),计算机7将该身体支承跟随装置1的动作状态从等待状态直接向自由状态切换(步骤S11)。此外,也可以构成为在步骤S4的判断的结果为判断为未执行点击动作的情况下(步骤S4:否),计算机7执行步骤S5的处理。
在上述各第一以及第二实施方式中,将点击动作定义为臂支架5被医生的前臂轻轻地例如向下方戳,即,轻轻地向下方按压的动作,但本发明并不局限于此。例如,也可以将医生将载置于臂支架5的臂暂时地向上抬起后,将臂支架5向下方按压,紧接后再次抬起臂的动作作为点击动作。另外,也可以将重复了2次医生将臂支架5向下方按压之后抬起臂的动作(所谓的双击)作为点击动作。另外,也可以将医生使载置于臂支架5的臂向从医生观察的左方向、右方向、或者肘方向移动,其紧接之后抬起臂的动作作为点击动作。
即,能够将使医生的载置于支架5的臂以预先决定的方式动作的情况定义为点击动作。
在上述各第一以及第二实施方式中,身体支承跟随装置1具备保持状态和等待状态作为其动作状态的限制状态,但本发明并不局限于此。例如,在第二实施方式中,身体支承跟随装置1也可以不具备等待状态作为其动作状态的限制状态,而仅具备保持状态作为限制状态。该情况下,身体支承跟随装置1排除根据来自指示部90的指示设定的锁定状态,则该动作状态仅为两种(保持状态,自由状态),能够简化身体支承跟随装置1的动作。
也可以使上述各第一以及第二实施方式中的一个构成要素所具有的功能分散为多个构成要素,或者将多个构成要素所具有的功能统一成一个构成要素。另外,也可以将上述各第一以及第二实施方式的构成的至少一部分置换成具有同样的功能的公知的构成。另外,也可以省略上述各第一以及第二实施方式的构成的一部分。另外,也可以将上述第一以及第二实施方式中的一方的实施方式的构成的至少一部分对于其他的实施方式的构成附加或者置换。另外,由权利要求书所记载的语句确定出的技术思想所包含的一切方式是本发明的实施方式。
除了上述的身体支承跟随装置以外,也能够以将该身体支承跟随装置作为构成要素的系统、用于使计算机作为该身体支承跟随装置中的设定单元发挥作用的程序、记录该程序的介质、身体支承跟随装置的设定方法等各种形态实现本发明。
另外,本申请以日本专利申请2015-066722为基础主张优先权,作为该优先权的基础的日本专利申请的公开内容作为参照资料被引入本申请。
附图标记说明
1…身体支承跟随装置;3…多关节臂;5…臂支架;7…计算机;31、32、33、34、35…关节;31A、32A、33A…制动器;31B、32B、33B…编码器;45…力传感器;46、47…弹簧;48…衡重体;90…指示部。
Claims (10)
1.一种身体支承跟随装置,是支承操作人员的身体的一部分的身体支承跟随装置(1),其特征在于,具备:
载置部(5),载置上述身体的一部分;
支承部(3),具有至少一个关节(31、32、33、34、35),通过在该关节处弯曲,从而将上述载置部支承为至少能够沿上下方向移动;
制动器(31A、32A、33A),用于实现限制状态和解除状态,其中,上述限制状态表示限制上述支承部中的至少一个上述关节的功能来限制上述载置部的移动的上述身体支承跟随装置的动作状态,上述解除状态表示解除上述关节的功能的限制来解除上述载置部的移动的限制的上述身体支承跟随装置的动作状态;
平衡机构(46、47、48),通过在上述解除状态下对上述载置部赋予向上方的作用力,来使上述载置部跟随载置于该载置部的上述身体的一部分的移动而移动;
检测部(31B、32B、33B、45),检测在上述载置部载置有上述身体的一部分的状态下,从该身体的一部分施加于上述载置部的力、从该身体的一部分施加于上述载置部的转矩、上述载置部的加速度、上述载置部的速度、上述载置部的位置、上述载置部与上述身体的一部分的接触状态、以及上述载置部与上述身体的一部分的接近状态中的至少一个;以及
设定单元(7),通过基于上述检测部的检测结果来控制上述制动器,从而执行将上述身体支承跟随装置的动作状态设定为上述限制状态以及解除状态中的任意一方的设定处理,
在将上述操作人员按照对该载置部预先设定的模式有意地移动载置于上述载置部的上述身体的一部分的动作设为点击动作的情况下,上述设定单元的设定处理包括基于上述检测部的检测结果来判断上述点击动作是否由上述身体的一部分完成的处理。
2.根据权利要求1所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
上述点击动作是上述操作人员利用上述身体的一部分将上述载置部向上方以外的预先设定的规定方向暂时按压紧接之后停止上述按压的动作。
3.根据权利要求1或者2所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
上述限制状态包括与上述载置部载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的保持状态和与上述载置部未载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的等待状态,
上述设定单元在上述保持状态被设定为上述身体支承跟随装置的动作状态的情况下判断为完成上述点击动作时,将上述身体支承跟随装置的动作状态设定为上述等待状态。
4.根据权利要求1或者2所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
上述设定单元在上述限制状态被设定为上述身体支承跟随装置的动作状态的情况下判断为完成上述点击动作时,将身体支承跟随装置的动作状态设定为上述解除状态。
5.一种身体支承跟随装置,是支承操作人员的身体的一部分的身体支承跟随装置(1),其特征在于,具备:
载置部(5),载置上述身体的一部分;
支承部(3),具有至少一个关节(31、32、33、34、35),通过在该关节处弯曲,从而将上述载置部支承为至少能够沿上下方向移动;
制动器(31A、32A、33A),用于实现限制状态和解除状态,其中,上述限制状态表示限制上述支承部中的至少一个上述关节的功能来限制上述载置部的移动的上述身体支承跟随装置的动作状态,上述解除状态表示解除上述关节的功能的限制来解除上述载置部的移动的限制的上述身体支承跟随装置的动作状态;
平衡机构(46、47、48),通过在上述解除状态下对上述载置部赋予向上方的作用力,来使上述载置部跟随载置于该载置部的上述身体的一部分的移动而移动;
检测部(31B、32B、33B、45),检测在上述载置部载置有上述身体的一部分的状态下,从该身体的一部分施加于上述载置部的力、从该身体的一部分施加于上述载置部的转矩、上述载置部的加速度、上述载置部的速度、上述载置部的位置、上述载置部与上述身体的一部分的接触状态、以及上述载置部与上述身体的一部分的接近状态中的至少一个;以及
设定单元(7),通过基于上述检测部的检测结果来控制上述制动器,从而执行将上述身体支承跟随装置的动作状态设定为上述限制状态以及解除状态中的任意一方的设定处理,
上述限制状态包括与上述载置部载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的保持状态、和与上述载置部未载置有上述身体的一部分的状态相对应地设定的等待状态,
上述设定单元基于上述检测部的检测结果来执行第一~第五切换处理中的至少一个,并禁止将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述等待状态向上述解除状态直接进行切换的处理,其中,第一切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述解除状态向上述保持状态切换;第二切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述保持状态向上述解除状态切换;第三切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述等待状态向上述保持状态切换;第四切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述保持状态向上述等待状态切换;第五切换处理将上述身体支承跟随装置的动作状态从上述解除状态向上述等待状态切换。
6.根据权利要求5所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
在上述保持状态被设定为上述身体支承跟随装置的动作状态的情况下,当上述检测部的检测结果成为与载置于上述载置部的上述身体的一部分被抬起的状态对应的检测结果时,上述设定单元将上述身体支承跟随装置的动作状态设定为上述解除状态。
7.根据权利要求5或者6所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
在将上述操作人员按照对该载置部预先设定的模式有意地移动载置于上述载置部的上述身体的一部分的动作设为点击动作的情况下,上述设定单元基于上述检测部的检测结果来判断上述点击动作是否由上述身体的一部分完成,并基于其判断结果来判断是否执行上述第一~第五切换处理中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
上述点击动作是上述操作人员利用上述身体的一部分将上述载置部向上方以外的预先设定的规定方向暂时按压紧接之后停止上述按压的动作。
9.根据权利要求1~8的任意一项所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
在上述解除状态被设定为上述身体支承跟随装置的动作状态的情况下,当上述载置部被静止的状态持续了规定时间时,上述设定单元将上述身体支承跟随装置的动作状态设定为上述限制状态。
10.根据权利要求1~9的任一项所述的身体支承跟随装置,其特征在于,
载置于上述载置部的上述身体的一部分是臂。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015066722A JP6398833B2 (ja) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | 身体支持追従装置 |
JP2015-066722 | 2015-03-27 | ||
PCT/JP2016/059858 WO2016158837A1 (ja) | 2015-03-27 | 2016-03-28 | 身体支持追従装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107427334A true CN107427334A (zh) | 2017-12-01 |
CN107427334B CN107427334B (zh) | 2020-02-14 |
Family
ID=57005023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680018976.9A Active CN107427334B (zh) | 2015-03-27 | 2016-03-28 | 身体支承跟随装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10436384B2 (zh) |
JP (1) | JP6398833B2 (zh) |
CN (1) | CN107427334B (zh) |
DE (1) | DE112016001428T9 (zh) |
WO (1) | WO2016158837A1 (zh) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11793570B2 (en) | 2012-06-21 | 2023-10-24 | Globus Medical Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers |
US12004905B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-06-11 | Globus Medical, Inc. | Medical imaging systems using robotic actuators and related methods |
US11896446B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-02-13 | Globus Medical, Inc | Surgical robotic automation with tracking markers |
US11864839B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-09 | Globus Medical Inc. | Methods of adjusting a virtual implant and related surgical navigation systems |
US11974822B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-05-07 | Globus Medical Inc. | Method for a surveillance marker in robotic-assisted surgery |
US11786324B2 (en) | 2012-06-21 | 2023-10-17 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers |
US11399900B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-08-02 | Globus Medical, Inc. | Robotic systems providing co-registration using natural fiducials and related methods |
US10799298B2 (en) | 2012-06-21 | 2020-10-13 | Globus Medical Inc. | Robotic fluoroscopic navigation |
US11857149B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-02 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic systems with target trajectory deviation monitoring and related methods |
US11963755B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-04-23 | Globus Medical Inc. | Apparatus for recording probe movement |
US11045267B2 (en) | 2012-06-21 | 2021-06-29 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers |
US11317971B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-05-03 | Globus Medical, Inc. | Systems and methods related to robotic guidance in surgery |
US11298196B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-04-12 | Globus Medical Inc. | Surgical robotic automation with tracking markers and controlled tool advancement |
US11857266B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-02 | Globus Medical, Inc. | System for a surveillance marker in robotic-assisted surgery |
US11864745B2 (en) | 2012-06-21 | 2024-01-09 | Globus Medical, Inc. | Surgical robotic system with retractor |
US10624710B2 (en) | 2012-06-21 | 2020-04-21 | Globus Medical, Inc. | System and method for measuring depth of instrumentation |
US11253327B2 (en) | 2012-06-21 | 2022-02-22 | Globus Medical, Inc. | Systems and methods for automatically changing an end-effector on a surgical robot |
US11589771B2 (en) | 2012-06-21 | 2023-02-28 | Globus Medical Inc. | Method for recording probe movement and determining an extent of matter removed |
EP3182951A1 (de) * | 2014-08-18 | 2017-06-28 | Ondal Medical Systems GmbH | Kraft- oder bewegungsreaktive stativvorrichtung, steuerungseinrichtung sowie verfahren zum positionieren der stativvorrichtung |
US11883217B2 (en) | 2016-02-03 | 2024-01-30 | Globus Medical, Inc. | Portable medical imaging system and method |
US10568703B2 (en) | 2016-09-21 | 2020-02-25 | Verb Surgical Inc. | User arm support for use in a robotic surgical system |
JP6589914B2 (ja) * | 2017-03-16 | 2019-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用入力操作支援装置 |
JP6936282B2 (ja) * | 2018-06-28 | 2021-09-15 | グローバス メディカル インコーポレイティッド | ロボットアームの衝突を回避するための手術用ロボットの制御 |
JP7444720B2 (ja) | 2020-07-13 | 2024-03-06 | 東朋テクノロジー株式会社 | 身体支持追従装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1669037A1 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-14 | University of Dundee | A device for supporting at least one arm of an operating person during a surgical or medical operation |
EP1669038A1 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-14 | The University of Dundee | Device for supporting at least one arm of an operating person during a surgical operation |
JP2009291363A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Shinshu Univ | 移動装置 |
US20140014804A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-16 | Denso Corporation | Apparatus for supporting body part of worker |
CN104095682A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 株式会社电装 | 用于身体支撑设备的操作模式指示系统,以及身体支撑设备 |
US20140306086A1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-16 | Denso Corporation | Apparatus for supporting and following movement of a part of person's body |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5825536A (en) * | 1994-09-12 | 1998-10-20 | Olympus Optical Co., Ltd. | Surgical microscope unit |
CA2836713A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-26 | Garrett W. Brown | Equipoising support apparatus |
JP4800248B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2011-10-26 | 三鷹光器株式会社 | 手術顕微鏡システム |
US9254566B2 (en) * | 2009-03-13 | 2016-02-09 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Robot having end effector and method of operating the same |
US8442686B2 (en) * | 2011-01-31 | 2013-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Articulated arm robot, control method and control program |
WO2012117922A1 (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 医療用保持装置 |
JP2014168818A (ja) * | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Mitaka Koki Co Ltd | アーム構造 |
JP6133756B2 (ja) * | 2013-11-12 | 2017-05-24 | 株式会社デンソー | 腕支持装置 |
US10898290B2 (en) * | 2015-06-26 | 2021-01-26 | Sony Olympus Medical Solutions Inc. | Surgical microscope device and surgical microscope system |
CN107874846B (zh) * | 2016-09-30 | 2020-05-08 | 三鹰光器株式会社 | 手术显微镜用支架装置 |
US9841660B1 (en) * | 2017-04-28 | 2017-12-12 | 9. Solutions Technology Co., Ltd. | Object guide having a variable motion path |
-
2015
- 2015-03-27 JP JP2015066722A patent/JP6398833B2/ja active Active
-
2016
- 2016-03-28 CN CN201680018976.9A patent/CN107427334B/zh active Active
- 2016-03-28 DE DE112016001428.7T patent/DE112016001428T9/de not_active Expired - Fee Related
- 2016-03-28 WO PCT/JP2016/059858 patent/WO2016158837A1/ja active Application Filing
- 2016-03-28 US US15/561,206 patent/US10436384B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1669037A1 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-14 | University of Dundee | A device for supporting at least one arm of an operating person during a surgical or medical operation |
EP1669038A1 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-14 | The University of Dundee | Device for supporting at least one arm of an operating person during a surgical operation |
JP2009291363A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Shinshu Univ | 移動装置 |
US20140014804A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-16 | Denso Corporation | Apparatus for supporting body part of worker |
CN104095682A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 株式会社电装 | 用于身体支撑设备的操作模式指示系统,以及身体支撑设备 |
US20140306086A1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-16 | Denso Corporation | Apparatus for supporting and following movement of a part of person's body |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016158837A1 (ja) | 2016-10-06 |
US20180066794A1 (en) | 2018-03-08 |
JP2016185225A (ja) | 2016-10-27 |
JP6398833B2 (ja) | 2018-10-03 |
DE112016001428T9 (de) | 2018-02-15 |
CN107427334B (zh) | 2020-02-14 |
DE112016001428T5 (de) | 2017-12-14 |
US10436384B2 (en) | 2019-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107427334A (zh) | 身体支承跟随装置 | |
JP5848203B2 (ja) | 身体支持装置 | |
JP2022020784A5 (zh) | ||
JP2009515581A (ja) | ベッドの制御手順 | |
EP3659678B1 (en) | Leg curl exercise machine including a moving support for performing prone leg curl exercises | |
JP5481170B2 (ja) | ダブルデッキエレベーター装置 | |
US9555276B2 (en) | Gait rehabilitation apparatus having lateral entry mechanism and lateral entry method using the same | |
US9057427B2 (en) | Device for controlling motion of anti-collision switch and medical diagnosis apparatus employing the same | |
CN105416967B (zh) | 搬运辅助装置 | |
KR101556953B1 (ko) | 와이어를 이용한 어깨관절 재활 운동 장치 | |
KR20220072812A (ko) | 온열치료기 | |
JP2014204793A (ja) | 身体支持追従装置 | |
JP4578365B2 (ja) | インピーダンス制御によって制御されるロボット | |
JP6445114B2 (ja) | 外力監視機能を有するワーク搬送方法システム | |
Serrien et al. | Bimanual organization of manipulative forces: evidence from erroneous feedforward programming of precision grip | |
EP3872269A2 (en) | Work vehicle | |
CN208525042U (zh) | 一种用于手术台车的法兰安全机构 | |
JPH0199533A (ja) | 寝台装置 | |
KR20220049515A (ko) | 컴퓨터-제어된 모바일 디바이스를 사용하여 리프트 설비를 제어하는 방법 | |
KR102545912B1 (ko) | 햅틱 하중 피드백 인가장치 | |
JP6439737B2 (ja) | 支持追従装置 | |
JP2004251698A (ja) | 硬さ試験機 | |
JP2017185095A (ja) | 保持装置、及び支持追従装置 | |
JP2019172443A (ja) | パワーアシスト型昇降装置およびその使用方法 | |
JP2006247787A (ja) | 外部環境の検出機構、および、ロボット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190314 Address after: Aichi Applicant after: TONGPENG TECHNOLOGY COMPANY Address before: Aichi Applicant before: Denso Co., Ltd. |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |