CN107530888B - 机械手臂部的关节以及外科器械 - Google Patents

Abstract

一种连结机械手臂部（2）的连杆（22）的关节（25），具备：在板厚方向（Z）上排列的多个板状区段（4）；在板厚方向（Z）上穿过多个区段（4）的操作丝（71a、71b）。邻接的区段（4）上的在板厚方向（Z）上对置的两个主面（41、42）中，一方的主面（41）的第一方向（Y）的中央设置有向第二方向（X）延伸的横截面部分为圆形状的沟槽（43），另一方的主面（42）的第一方向（Y）的中央设置有向第二方向（X）延伸的横截面部分为圆形状的脊部（48）。脊部（48）的曲率大于沟槽（43）的曲率，脊部（48）套入沟槽（43），沟槽（43）的底部（43a）与脊部（48）的顶部（48a）接触，脊部（48）在板厚方向（Z）上的尺寸大于沟槽（43）在板厚方向（Z）上的尺寸且小于连起沟槽（43）底部（43a）和边缘（43b）的线段（L）长度。

Description

机械手臂部的关节以及外科器械

技术领域

本发明涉及机械手臂部的关节，以及在此机械手臂部的梢端安装有外科工具的外科器械。

背景技术

近年，内窥镜下外科手术（或称为腹腔镜下手术）引人注目。内窥镜下外科手术使用在传动轴梢端安装外科工具的外科器械。外科工具，例如有钳子、抓紧器、剪刀、吻合器、持针器、以及电刀等，根据操作的内容被使用。内窥镜下外科手术在患者的腹部等处开一个或多个孔，将套管针作为器具通过口插入后，腹腔镜以及外科工具通过套管针插入体腔内对患部进行手术。外科医生利用显示从腹腔镜拍摄的外科部位影像的显示屏进行监视处理，从腹部外侧操作外科器械。

专利文献1和专利文献2示出了此种外科器械。专利文献1的外科器械（医用操纵器）具有：连接区、包含外科工具的梢端动作部、连结连接区和梢端动作部的传动轴、通过丝（wire）驱动梢端动作部的促动器。传动轴具有第一中间关节以及第二中间关节。中间关节由多个圆盘状区段（segment）与传动轴的轴方向呈平行地层叠而成。各区段中有丝穿过，根据丝的松紧来弯曲驱动关节。又，连续的三个区段中，第二个区段以跟传动轴的轴方向正交的第一轴为中心可转动地连结第一个区段，第三个区段以跟传动轴的轴方向正交且跟第一轴有90°相位的不同的第二轴为中心可转动地连结第二个区段。

专利文献2的外科器械（外科手术设备）具备：外罩、从外罩延出的传动轴、设置于传动轴梢端的末端执行器。传动轴至少有一个关节运动部分，此关节运动部分由呈嵌套状串联配置的多个接合处形成。多个接合处分别具有远端耳轴以及近端耳座，各耳轴可动作地衔接于邻接的接合处的耳座。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1 : 日本特开2009－160011号公报；

专利文献2 : 日本特开2013－103137号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

上述专利文献1的传动轴能够在中间关节处的传动轴横截面上弯曲至上下左右所希望的角度。但是，从反面来说，复杂的关节弯曲导致其控制也变得复杂。又，伴随着关节的屈伸，穿过关节内部的不干预该关节屈伸的丝或配线等也松弛或被绷紧。

又，上述专利文献2的外科手术设备中，因接合处耳轴的梢端套入邻接的接合处耳座，为确保邻接的接合处相互之间的动作范围而被隔开。但是，一个接合处的厚度相对较大，多个接合处就定会形成所谓的“弯曲的管”。此弯曲的管的弯曲半径比铰接（pin joint）等要大。关节屈伸时，为了抑制穿过关节内部的不干预该关节屈伸的丝或配线等的松弛或绷紧，优选为关节的弯曲半径更小，且不管弯曲与否，关节中心轴线的长度固定。

本发明鉴于以上情况进行考虑，其目的在于至少减轻现有技术的一个问题点。

解决问题的手段：

根据本发明一种形态的机械手臂部的关节，是作为连结机械手臂部的连杆的关节，

具备：在板厚方向上排列的多个板状的区段、和

在所述多个区段的以与所述板厚方向正交的第一方向的中央为基准的该第一方向的两侧，在所述板厚方向上穿过所述多个区段的操作丝；

邻接的区段上的在所述板厚方向上对置的两个主面中，一方的主面的所述第一方向的中央设置有向与所述第一方向正交的第二方向延伸的横截面部分圆形状的沟槽，另一方的主面的所述第一方向的中央设置有向所述第二方向延伸的横截面部分为圆形状的脊部；

所述脊部的横截面形状的曲率大于所述沟槽的横截面形状的曲率；

所述脊部套入所述沟槽且所述沟槽的底部与所述脊部的顶部接触；

所述脊部在所述板厚方向上的尺寸大于所述沟槽在所述板厚方向上的尺寸，且小于连起所述沟槽的底部和边缘的线段的长度。

又，根据本发明一实施形态的外科器械具备：

具有所述机械手臂部关节的机械手臂部；

设置于所述机械手臂部的梢端的末端执行器。

根据上述关节以及外科器械，脊部的曲率大于沟槽的曲率，所以在脊部的顶部第一方向的两侧，沟槽与脊部之间存在间隙。利用此间隙，邻接的区段其中一方的区段相对于另一方的区段能够以脊部的顶部为中心进行转动。通过像这样的邻接区段的相对转动来屈伸关节，不管关节弯曲程度如何，沟槽底部与脊部顶部的接触得以维持。因而，穿过多个区段将邻接的区段的接点在板厚方向上连起来的线的长度变化很小。然后，通过以重复此线的形式配置不干预关节屈伸的配线类，能够抑制这些配线类伴随关节的屈伸而来的松弛或是绷紧。

除上述以外，脊部在板厚方向上的尺寸大于沟槽在板厚方向上的尺寸，所以关节伸展时沟槽的边缘不与除脊部以外的另一方的主面接触。又，脊部在板厚方向上的尺寸小于连起沟槽底部和边缘的线段的长度，所以关节弯曲时沟槽的边缘与除脊部以外的另一方的主面接触，邻接区段的相对转动被限制。如此，根据脊部与沟槽的尺寸关系，容许邻接区段的相对转动的同时，能够使邻接区段上对置的主面靠近板厚方向。因而，在关节的板厚方向上的规定尺寸内可以配置更多的区段，使关节弯曲半径更小。

发明效果：

根据本发明，能够提供至少减轻了现有技术的一个问题点的外科器械以及此外科器械具备的机械手臂部的关节。

附图说明

图1是示出根据本发明一实施形态的外科器械的概略构造的图；

图2是示出机械手臂部的关节部分的概略构造的剖面图；

图3A是从板厚方向Z观察区段的图；

图3B是区段（中间区段）的包含中心线的剖面图；

图4是第一末端区段的包含中心线的剖面图；

图5是第二末端区段的包含中心线的剖面图；

图6是说明脊部与沟槽的尺寸关系的图；

图7是示出根据变形例1的关节的概略构造的剖面图；

图8A是根据变形例1的关节的第一末端区段的包含中心线的剖面图；

图8B是根据变形例1的关节的区段（中间区段）的包含中心线的剖面图；

图8C是根据变形例1的关节的第二末端区段的包含中心线的剖面图；

图9是示出根据变形例2的关节的概略构造的剖面图；

图10A是根据变形例2的关节的第一末端区段的包含中心线的剖面图；

图10B是根据变形例2的关节的区段（中间区段）的包含中心线的剖面图；

图10C是根据变形例2的关节的第二末端区段的包含中心线的剖面图。

具体实施方式

以下，参考附图说明本发明的实施形态。图1是示出根据本发明一实施形态的外科器械1的概略构造的图。如图1所示，外科器械1作为所谓医用操纵器，具备：细长的轴状机械手臂部2；连结机械手臂部2梢端的末端执行器24。机械手臂部2具备：设置于基端的基座21；设置于梢端的腕部23；与基座21连结的软性传动轴26；设置于软性传动轴26与腕部23之间的多个连杆22；连结多个连杆22之间的关节25（根据本发明的机械手臂部2的关节的一种形态）。

基座21与未图示的移动机构或驱动机构连接。软性传动轴26可转动地连结于基座21。软性传动轴26具有：柔软性；将输入的转矩传达至多个连杆22中的基端连杆22的转矩传递性。多个连杆22作为硬性的筒状构件，内部插通有丝或配线类。腕部23将末端执行器24可转动地连结至多个连杆22中的梢端连杆22。

上述末端执行器24是指，插入患者腹腔的外科部位，用于执行对外科部位的目标组织进行所希望的处理或是医疗功能的，可从腹腔外侧驱动的实际被操作部。末端执行器24可以是例如钳子、抓紧器、剪刀、吻合器、持针器、以及电刀等外科工具。又，末端执行器24也可以是例如电子外科电极、变频器、传感器等电驱动的器械。又，末端执行器24还可以是例如用于吸入、气体注入、冲洗、处理流体、辅助设备导入、活检切除等的供给流体的喷嘴。或者，末端执行器24也可以搭载摄影机等摄像装置。

然后，上述外科器械1是指具有上述末端执行器24的器械。外科器械1可以由外科医生直接操作，也可以由使用了机器人等的远程外科系统进行远程操作。

这里，详细说明连结起连杆22的关节25。根据本实施形态的机械手臂部2具备两个关节25，它们具有类似的构成。

图2是示出机械手臂部2的关节25部分的概略构造的剖面图，示出的是伸展状态的关节25。如图2所示，关节25由板厚方向Z上串联排列的多个板状区段4、和至少一根在板厚方向Z上插通多个区段4的操作丝71a、71b构成。

在板厚方向Z上层叠的多个区段4中，将位于一端的区段4表示为第一末端区段4A以区别于其它区段4。又，在板厚方向Z上层叠的多个区段4中，将位于另一端的区段4表示为第二末端区段4B以区别于其它区段4。进一步，将配置在第一末端区段4A与第二末端区段4B之间的多个区段4表示为中间区段4C以区别于第一末端区段4A以及第二末端区段4B。第一末端区段4A和第二末端区段4B各自与连杆22结合。

这里，详细说明区段4的构成（形状）。图3A是从板厚方向Z观察区段4的图，图3B是包含区段4（中间区段4C）的中心线C的剖面图。以下，为便于说明，将图3A纸面的左右方向称为“第一方向Y”，将图3A纸面的上下方向称为“第二方向X”。

如图3A、3B所示，区段4形成大致的圆形厚板状，具有形成表里的两个主面。将两个主面中面向板厚方向Z一方的主面称为第一面41，将两个主面中面向板厚方向Z另一方的主面称为第二面42。又，将通过各主面41、42中心的与板厚方向Z平行的线规定为“中心线C”，将与中心线C正交且平行于第一方向Y以及第二方向X的假想平面规定为“基准面P”。

在区段4的第一面41的第一方向Y中央形成横截面部分为圆形状的沟槽43。沟槽43跨越第一面41的第二方向X整个领域地向第二方向X延伸。也就是说，沟槽43在第二方向X上的尺寸与区段4在第二方向X上的尺寸实质上相等。

又，在区段4的第二面42的第一方向Y中央形成横截面部分为圆形状的脊部48。脊部48跨越第二面42的第二方向X整个领域地向第二方向X延伸。也就是说，脊部48在第二方向X上的尺寸与区段4在第二方向X上的尺寸实质上相等。

进一步，在区段4的第一面41和第二面42上，以使第一方向Y两方的周缘部比区段4的沟槽43或是脊部48的边缘更薄的形式，设置有相对于基准面P的倾斜。特别是如图3B所示，从第二方向X观察区段4时，将第一面41根据中心线C假想地分成第一方向Y一方侧的半面41a和另一方侧的半面41b，则一方侧的半面41a和另一方侧的半面41b都相对基准面P倾斜，一方侧的半面41a与另一方侧的半面41b的倾斜方向相反。同样地，从第二方向X观察区段4时，将第二面42根据中心线C假想地分成第一方向Y一方侧的半面42a和另一方侧的半面42b，则一方侧的半面42a和另一方侧的半面42b都相对基准面P倾斜，一方侧的半面42a与另一方侧的半面42b的倾斜方向相反。

然后，从第二方向X观察区段4时，第一面41一方侧的半面41a的倾斜与另一方侧的半面41b的倾斜以中心线C为中心对称，第二面42一方侧的半面42a的倾斜与另一方侧的半面42b的倾斜以中心线C为中心对称。如此，区段4从沟槽43或是脊部48的边缘向周缘部呈锥状地梢端变细。

又，区段4上，将沟槽43或是脊部48夹在中间、第一方向Y的两侧设置有从第一面41到第二面42贯通区段4的操作孔44、44。这些操作孔44、44位于区段4的第二方向X的中央。

进一步，区段4上至少设置有一个贯通区段4的贯通孔45。本实施形态中，设置有在第二方向X上排列的3个贯通孔45。贯通孔45设置于与沟槽43以及脊部48重复的位置上，贯通孔45在沟槽43底部和脊部48顶部开口。

图4是第一末端区段4A的包含中心线C的剖面图。第一末端区段4A与上述区段4的不同点在于，第二面42上未设置脊部48，第二面42上未设置从基准面P的倾斜（即，第二面42呈与基准面P平行的平面状），其它具有实质上相同的构造（形状）。

图5是第二末端区段4B的包含中心线C的剖面图。第二末端区段4B与上述区段4的不同点在于，第一面41上未设置沟槽43，第一面41上未设置从基准面P的倾斜（即，第一面41呈与基准面P平行的平面状），其它具有实质上相同的构造（形状）。

回到图2，各区段4以呈邻接的区段4其中一方区段4的沟槽43里套有另一方区段4的脊部48的状态的形式在板厚方向Z上排列。

如上所述在板厚方向Z上排列的多个区段4中，各贯通孔45相连通，不干预此关节25屈伸的配线类72插通这些贯通孔45。像这样的配线类72包括：例如用于操作配置于比关节25靠近梢端侧的关节（包括腕部23）以及、末端执行器24等可动部的操作丝、配置于比关节25靠近梢端侧的传感器类或末端执行器24等器械的配线等。

又，如上所述在板厚方向Z上排列的多个区段4中，各操作孔44相连通，用于操作关节25的操作丝71a、71b插通这些操作孔44。

操作丝71a、71b一方的端部固定于第一末端区段4A或是其近旁。又，操作丝71a、71b另一方的端部固定于设置在基座21的卷筒73。另，2根操作丝71a、71b也可以是连接以上两者的形态下的一根导线。通过此操作丝71a、71b，结合板厚方向Z上排列的多个区段4，邻接的区段相互之间在板厚方向Z上压接。通过由未图示的马达旋转驱动卷筒73，操作丝71a、71b一方被绷紧，另一方变松弛。在这里，各操作丝71a、71b的绷紧和松弛是联动的，但各操作丝71a、71b也可以是独立且可操作地被构成。

进一步，如上所述在板厚方向Z上排列的多个区段4中，在邻接的区段4板厚方向Z上对置的两个主面41、42上设置的脊部48和沟槽43具有规定的尺寸关系。即，脊部48横截面形状的曲率大于沟槽43横截面形状的曲率。进一步，脊部48在板厚方向Z上的尺寸大于沟槽43在板厚方向Z上的尺寸且小于连起沟槽43的底部43a和边缘43b的线段长度。以下，具体说明脊部48与沟槽43的规定的尺寸关系。

图6是说明脊部48与沟槽43的规定的尺寸关系的图。为方便看清，在此图中省略了剖面的影线、贯通孔45、以及操作孔44等。如图6所示，在邻接的区段4a、4b板厚方向Z上对置的两个主面41、42上，分别设置有沟槽43和脊部48。脊部48横截面形状的部分圆的曲率大于沟槽43横截面形状的部分圆的曲率。换言之，脊部48横截面形状的部分圆的曲率半径小于沟槽43横截面形状的部分圆的曲率半径。然后，因为邻接的区段4a、4b在板厚方向Z上压接，所以嵌入沟槽43的脊部48的顶部48a接触沟槽43的底部43a。在脊部48顶部48a的第一方向Y的两侧，沟槽43与脊部48之间形成间隙。利用此间隙，相对于一方的区段4a，另一方的区段4b能够以脊部48的顶部48a（沟槽43的底部43a）为中心转动。通过像这样的邻接的区段4a、4b的相对转动，关节25进行屈伸。

又，脊部48在板厚方向Z上的尺寸D1大于沟槽43在板厚方向Z上的尺寸D2。由此，关节25伸展时，沟槽43的边缘43b除脊部48以外不与区段4b的第二面42接触，容许邻接的区段4a、4b相对转动。另，脊部48在板厚方向Z上的尺寸D1为从区段4b的第二面42到脊部48的顶部48a为止的板厚方向Z上的大小。又，沟槽43在板厚方向Z上的尺寸D2为从区段4a的第一面41到沟槽43的底部43a为止的板厚方向Z上的大小。

进一步，连起沟槽43底部43a和边缘43b的线段L的长度规定为D3时，脊部48在板厚方向Z上的尺寸D1小于长度D3。由此，关节25弯曲时，沟槽43的边缘43b除脊部48以外与区段4b的第二面42相接，邻接的区段4a、4b的相对转动被限制。

如以上说明，根据本实施形态的外科器械1具备：具有关节25的机械手臂部2；设置于机械手臂部2梢端的末端执行器24。

然后，根据本实施形态的机械手臂部2的关节25作为连结机械手臂部2的连杆22的关节25，具备：在板厚方向Z上排列的多个板状区段4；在以多个区段4第一方向Y的中央为基准的该第一方向Y的两侧，在板厚方向Z上穿过多个区段4的操作丝71a、71b。另，本实施形态中各区段4的外形为圆形，但不限定于此，矩形、圆形等都可以。

上述关节25的邻接的区段4中板厚方向Z上对置的两个主面41、42中，一方主面（第一面41）的第一方向Y的中央设置有向第二方向X延伸的横截面部分为圆形状的沟槽43，另一方主面（第二面42）的第一方向Y的中央设置有向第二方向X延伸的横截面部分为圆形状的脊部48。然后，脊部48的横截面形状的曲率大于沟槽43的横截面形状的曲率，脊部48套入沟槽43，沟槽43的底部43a与脊部48的顶部48a接触，脊部48在板厚方向Z上的尺寸D1大于沟槽43在板厚方向Z上的尺寸D2，而且小于连起沟槽43底部43a和边缘43b的线段L的长度D3。

在上述构成的关节25中，通过绷紧操作丝71a、71b其中一方，松弛另一方，能够弯曲伸展的关节25。又，通过松弛2根操作丝71a、71b，能够伸展弯曲的关节25。因为关节25根据板厚方向Z和第二方向X在规定的平面内屈伸，所以关节25屈伸的控制或是设置于比关节25梢端侧的关节（包含腕部23）或末端执行器24的控制并不复杂。又，如同根据本实施形态的外科器械1一样，机械手臂部2包含两个以上的关节25的情况下，各关节25优选为以在同一平面内弯曲的形式构成。关节25屈伸的控制或是设置于比关节25梢端侧的关节或末端执行器24的控制不复杂。

又，根据上述关节25，脊部48的曲率大于沟槽43的曲率，所以在脊部48的顶部48a的第一方向Y两侧，沟槽43与脊部48之间存在间隙。利用此间隙，邻接的区段4中一方的区段4相对于另一方的区段4，能够以脊部48的顶部48a为中心转动。根据像这样邻接的区段4的相对转动屈伸关节25，无论关节25的弯曲程度如何，沟槽43的底部43a与脊部48的顶部48a保持接触。因此，穿过多个区段4将邻接的区段4的接点在板厚方向Z上连起来的线（关节25的中心轴线）长变化很小。也就是说，无论关节25弯曲与否，关节25的中心轴线实质上是固定的。然后，通过以跟此线重叠的形式将不干预关节25屈伸的配线类72进行配线，能够抑制这些配线类72伴随关节25屈伸的松弛或绷紧。

除上述以外，脊部48在板厚方向Z上的尺寸D1大于沟槽43在板厚方向Z上的尺寸D2，所以关节25伸展时，沟槽43的边缘43b除脊部48以外不与第二面42接触。又，脊部48在板厚方向Z上的尺寸D1小于连起沟槽43的底部43a和边缘43b的线段L的长度D3，因而关节25弯曲时，沟槽43的边缘43b除脊部48以外与第二面42相接，邻接的区段4的相对转动受到限制。如此，根据脊部48与沟槽43的尺寸关系，容许邻接的区段4的相对转动的同时，能够使邻接的区段4的对置的主面41、42在板厚方向Z上接近。

根据如上所述的脊部48与沟槽43的尺寸关系，关节25在板厚方向Z上的规定尺寸内可以配置更多的区段4。规定尺寸内的区段4的数量越大，关节25的弯曲形状越接近圆弧。关节25的弯曲形状若是接近圆弧，关节25的弯曲会简单到仅以卷筒73的转动就能控制的程度。再加上，通过选择适宜的规定尺寸内区段4的数量，能够减小关节25的弯曲半径。如此，可以使关节25犹如“铰接”，而不是“弯曲的管子”一样动作。

又，根据本实施形态的关节25中，多个区段4的贯通孔45相连通，配置于比关节25靠近梢端侧的关节（包含腕部23）、末端执行器24等的配线类72被插通于此。通过这些贯通孔45形成的配线类72的路径长度不受上述关节25屈伸的影响，几乎不发生变化。由此，配置于比关节25靠近梢端侧的关节、末端执行器24等配线类72的操作可以不考虑伴随关节25屈伸而产生的路径长度的变动，从而易于单独控制腕部23或末端执行器24。又，脊部48和沟槽43几乎在区段4第二方向X的整个领域延伸，在此范围内能够设置贯通孔45，所以可以通过更多的配线类72。

又，本实施形态中，多个区段4其中的至少一个区段4，在以该区段4第一方向Y的中央为基准的第一方向Y一方侧以及另一方侧的至少其中一方，该区段4的板厚从沟槽43或是脊部48的边缘向第一方向Y的端部逐渐减小。

根据本实施形态的区段4中，在以区段4第一方向Y的中央为基准的第一方向Y一方侧以及另一方侧两方，以使板厚从沟槽43或是脊部48的边缘向区段4第一方向Y的周缘部逐渐减小的形式，在区段4的第一面41以及第二面42的至少其中一方设置相对第一方向Y（基准面P）的倾斜。

特别是，根据本实施形态的中间区段4C，在以区段4第一方向Y的中央为基准的第一方向Y一方侧以及另一方侧，该区段4的板厚从沟槽43或是脊部48的边缘向区段4第一方向Y的周缘部呈锥状逐渐减小。

如上所述，由于在以区段4第一方向Y的中央为基准的第一方向Y一方侧以及另一方侧的至少其中一方梢端越来越细，借助于此能够相对于邻接的区段4中一方的区段4，使另一方的区段4向第一方向Y中板厚梢端变细的一侧转动。于是，能够与区段4板厚梢端变细的程度相应地决定关节25的最大弯曲角度。

又，本实施形态的外科器械1中，机械手臂部2具有：有柔软性以及转矩传递性的软性传动轴26；与末端执行器24连结的腕部23；设置于软性传动轴26与腕部23之间的多个连杆22；连结多个连杆22的关节25。

上述外科器械1中，关节25在某一平面内屈伸，但通过软性传动轴26能够使连杆22绕其轴心转动。作为结果，能够使关节25弯曲为所希望的方向以及角度，使末端执行器24移动至三维空间中所希望的位置。

〔变形例1〕

接下来，说明上述实施形态的外科器械1中的机械手臂部2的关节25的变形例1。图7是示出根据变形例1的机械手臂部2的关节25A的概略构造的剖面图。图8A是根据变形例1的关节25A第一末端区段4A的、包含中心线C的板厚方向Z-第一方向Y的剖面图，图8B是根据变形例1的关节25A的中间区段4C的、包含中心线C的板厚方向Z-第一方向Y的剖面图，图8C是根据变形例1的关节的第二末端区段4B的、包含中心线C的板厚方向Z-第一方向Y的剖面图。另，在本变形例的说明中，有在与前述实施形态相同或是类似的构件的图上加上相同的符号，省略说明的情况。

如图1所示，上述实施形态中，可以使关节25向第一方向Y一方侧和另一方侧两侧弯曲。与此相对，能够如图7所示，根据变形例1的关节25A中，使关节25A仅向第一方向Y的一方侧弯曲。根据变形例1的关节25A的区段4主面41、42的倾斜度与根据上述实施形态的关节25的不同。因此，以下就区段4的主面41、42的倾斜进行详细说明。

如图8B所示，根据变形例1的关节25A的区段4（中间区段4C）上，将第一面41根据中心线C分为第一方向Y的一方侧的半面41b和另一方侧的半面41a，将第二面42根据中心线C分为第一方向Y的一方侧的半面42b和另一方侧的半面42a时，一方侧的半面41b和一方侧的半面42b上设置有相对第一方向Y（基准面P）的倾斜。由此，在从区段4的中心线C的第一方向Y一方侧的半边上，板厚从沟槽43或是脊部48的边缘向第一方向Y的周缘部梢端变细。特别是，中间区段4C上，从中间区段4C的中心线C的第一方向Y一方侧的半边上，板厚从沟槽43以及脊部48的边缘向第一方向Y的周缘部呈锥状梢端变细。

如图8A所示，根据变形例1的关节25A的第一末端区段4A与上述区段4的不同点在于，第二面42上未设置脊部48，以及，第二面42上未设置来自基准面P的倾斜（即，第二面42呈与基准面P平行的平面状），其它具有实质上相同的构成（形状）。

如图8C所示，根据变形例1的关节25A的第二末端区段4B与上述区段4的不同点在于，第一面41上未设置沟槽43，以及，第一面41上未设置从基准面P的倾斜（即，第一面41呈与基准面P平行的平面状），其它具有实质上相同的构成（形状）。

上述构成的关节25A中，在以区段4第一方向Y中央为基准的第一方向Y一方侧，板厚从沟槽43或是脊部48的边缘向该区段4第一方向Y的周缘部逐渐减小。然后，回到图7，上述构造的关节25A能够以脊部48的顶部48a（沟槽43的底部43a）为中心仅向第一方向Y的一方弯曲。如此，通过限制关节25A弯曲的自由度，稳定关节25A的弯曲方向，能够简便关节25A以及设置于其梢端侧的关节或末端执行器24的控制。

〔变形例2〕

接下来，说明上述实施形态的外科器械1中的机械手臂部2的关节25的变形例2。图9是示出根据变形例2的机械手臂部2的关节25B的概略构造的剖面图。图10A是根据变形例2的关节25B的第一末端区段4A的、包含中心线C的板厚方向Z-第一方向Y的剖面图，图10B是根据变形例1的关节25B的区段4（中间区段4C）的、包含中心线C的板厚方向Z-第一方向Y的剖面图，图10C是根据变形例1的关节25B的第二末端区段4B的、包含中心线C的板厚方向Z-第一方向Y的剖面图。另，在本变形例的说明中，有在与前述实施形态相同或是类似的构件的图上加上相同的符号，省略说明的情况。

如图1所示，上述实施形态中，可以使关节25向第一方向Y的一方侧和另一方侧两侧弯曲。与此相对，如图9所示，根据变形例2的关节25B中，能够使关节25B仅向第一方向Y的一方侧弯曲。根据上述实施形态的关节25和根据变形例2的关节25B中，各区段4的主面41、42的倾斜度不同。因此，以下就各区段4的主面41、42的倾斜进行详细说明。

如图10B所示，根据变形例2的关节25B的区段4（中间区段4C）上，将第一面41根据中心线C分为第一方向Y的一方侧的半面41b和另一方侧的半面41a之时，仅在第一面41的一方侧的半面41b上设置相对第一方向Y（基准面P）的倾斜。由此，在从中间区段4C的中心线C第一方向Y的一方侧的半边，板厚从沟槽43或是脊部48的边缘向第一方向Y的周缘部梢端变细。另，区段4的第二面42与基准面P平行，第二面42上未设置实质上的倾斜。

如图10A所示，根据变形例2的关节25B的第一末端区段4A与上述区段4的不同点在于，第二面42上未设置有脊部48，以及，第一面41上未设置从基准面P的倾斜（即，第一面41呈与基准面P平行的平面状），其它具有实质上相同的构成（形状）。

如图10C所示，根据变形例2的关节25B的第二末端区段4B与上述区段4的不同点在于，第一面41上未设置有沟槽43，以及，第一面41上未设置有从基准面P的倾斜（即，第一面41呈与基准面P平行的平面状），其它具有实质上相同的构成（形状）。

上述构造的关节25B中，在以中间区段4C第一方向Y中央为基准的第一方向Y一方侧，仅该中间区段4C一方的主面对第一方向Y倾斜。然后，回到图9，如此构成的关节25B能够以脊部48的顶部48a（沟槽43的底部43a）为中心仅向第一方向Y的一方弯曲。如此，通过限制关节25B弯曲的自由度，稳定关节25B的弯曲方向，能够简便关节25B以及设置于其梢端侧的关节或末端执行器24的控制。

以上说明了本发明适宜的实施形态（以及变形例）。由上述说明，作为本领域技术人员，可明确本发明较多的改良或其它实施形态。所以，上述说明应仅作为示例解释，是以向本领域技术人员教导执行本发明的最优形态为目的而提供的说明。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够实质性变更构造和/或功能的详细内容。

符号说明：

1 ：外科器械；

2 ：机械手臂部；

4 ：区段；

4A ：第一末端区段；

4B ：第二末端区段；

4C ：中间区段；

21：基座；

22：连杆；

23：腕部；

24：末端执行器；

25，25A，25B：关节；

26：软性传动轴；

41，42：主面；

43：沟槽；

43a：底部；

43b：边缘；

44：操作孔；

45：贯通孔；

48：脊部；

48a ：顶部；

71a，71b：操作丝；

72：配线类；

C ：中心线。

Claims (7)

1.一种作为连结机械手臂部的连杆的关节的机械手臂部的关节，其特征在于，

具备：

在板厚方向上排列的多个板状的区段、和

在所述多个区段的以与所述板厚方向正交的第一方向的中央为基准的、该第一方向的两侧，在所述板厚方向上穿过所述多个区段的操作丝；

所述多个区段包括邻接的第一区段和第二区段；

在所述第一区段上，第一主面的所述第一方向的中央设置有向与所述板厚方向及所述第一方向正交的第二方向延伸的横截面部分圆形状的沟槽，在所述第二区段上，与所述第一主面在所述板厚方向上对置的第二主面的所述第一方向的中央设置有向所述第二方向延伸的横截面部分圆形状的脊部；

所述脊部的横截面形状的曲率大于所述沟槽的横截面形状的曲率；

所述脊部套入所述沟槽且所述沟槽的底部与所述脊部的顶部接触；

所述脊部在所述板厚方向上的尺寸大于所述沟槽在所述板厚方向上的尺寸，且小于连起所述沟槽的底部和边缘的线段的长度。

2.根据权利要求1所述的机械手臂部的关节，其特征在于，

所述多个区段具有通过所述沟槽以及所述脊部在所述板厚方向上贯通所述多个区段的贯通孔。

3.根据权利要求1或2所述的机械手臂部的关节，其特征在于，

所述沟槽以及所述脊部在所述第二方向上的尺寸与所述多个区段在所述第二方向上的尺寸实质上相等。

4.根据权利要求1或2所述的机械手臂部的关节，其特征在于，

所述多个区段中的至少一个区段，在以该区段的所述第一方向的中央为基准的、所述第一方向一方侧以及另一方侧的至少一方上，该区段的板厚从所述沟槽或是所述脊部的边缘向所述第一方向的端部逐渐减小。

5.根据权利要求1或2所述的机械手臂部的关节，其特征在于，

所述多个区段中至少一个区段，在以该区段的所述第一方向的中央为基准的、所述第一方向一方侧以及另一方侧的至少一方上，该区段的板厚从所述沟槽或是所述脊部的边缘向所述第一方向的端部呈锥状逐渐减小。

6.一种外科器械，其特征在于，具备：

具有权利要求1至5中任一项所述的机械手臂部关节的机械手臂部；

设置于所述机械手臂部的梢端的末端执行器。

7.根据权利要求6所述的外科器械，其特征在于，

所述机械手臂部具有：有柔软性以及转矩传递性的软性传动轴；与所述末端执行器连结的腕部；设置于所述软性传动轴与所述腕部之间的多个连杆；和连结所述多个连杆的所述机械手臂部的关节。

Images