CN107683120A - 手术用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明具有：机械手主体驱动机构（51）；机械手主体（2），具有：中空的可挠轴（25），包含接收机械手主体驱动机构的驱动力从而进行弯曲动作的弯曲关节（27,28）、近位端（27a）与可挠轴的远位端（25b）相连的关节部（26），设置于关节部的远位端（30）的末端执行器（22），和连接弯曲关节和机械手主体驱动机构、将机械手主体驱动机构的驱动力传递至弯曲关节的驱动力传递机构（24）；以及使机械手主体绕可挠轴的近位端（25a）的轴线转动的转动驱动机构（53）。

Description

手术用机械手

技术领域

本发明涉及手术用机械手。

背景技术

一直以来，已知一种医用的机械臂系统（manipulator system）（参考例如专利文献1）。

该机械臂系统具备，具有在梢端部把持缝合线或针等的把持部的操作部（manipulator）、操作部主体、和一端安装有操作部的臂部。臂部的轴方向中间部介由万向接头部安装于操作部主体。又，臂部的另一端介由万向接头部安装于操作部主体。而且，操作部主体使臂部的另一端的万向接头部动作，以臂部的轴方向中间部的万向接头部作为支点，移动臂部梢端，移动操作部的把持部。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2004-122286号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，专利文献1中记载的机械臂系统，存在移动操作部的把持部的机构规模大，不利于制造，制造成本高的问题。

解决问题的手段：

为解决上述问题，根据本发明某形态的手术用机械手具有：机械手主体驱动机构；机械手主体，具有：中空的可挠轴，包含接收所述机械手主体驱动机构的驱动力从而进行弯曲动作的弯曲关节、近位端与所述可挠轴的远位端相连的关节部，设置于所述关节部的远位端的末端执行器，和连接所述弯曲关节和所述机械手主体驱动机构、将所述机械手主体驱动机构的驱动力传递至所述弯曲关节的驱动力传递机构；以及使所述机械手主体绕所述可挠轴的近位端的轴线转动的转动驱动机构。

根据该结构，能够通过借由转动驱动机构将机械手主体绕可挠轴的近位端的轴线转动，使末端执行器在以可挠轴的远位端的轴线为中心的圆周方向上移动。因此，能够使手术用机械手变紧凑，能够使手术用机械手的制造成本变低。

也可以是，所述转动驱动机构使所述机械手主体以及所述机械手主体驱动机构一体地绕所述可挠轴的近位端的轴线转动。

根据该结构，能够以简单的结构使机械手主体绕可挠轴的近位端的轴线转动。

也可以具有使所述机械手主体在所述可挠轴的近位端的轴线方向上并进的并进驱动机构。

根据该结构，能够使末端执行器在可挠轴的远位端的轴线方向上移动。

所述并进驱动机构也可以使所述机械手主体以及所述机械手主体驱动机构在所述可挠轴的近位端的轴线方向上一体地并进。

根据该结构，能够以简单的结构使机械手主体在可挠轴的远位端的轴线方向上并进。

所述关节部也可以包含第一弯曲关节以及第二弯曲关节，所述第一弯曲关节接收所述机械手主体驱动机构的驱动力从而在规定的方向上进行弯曲动作，所述第二弯曲关节接收所述机械手主体驱动机构的驱动力从而在与所述第一弯曲关节进行弯曲动作的方向相反的方向上进行弯曲动作。

根据该结构，能够使末端执行器为朝向内侧的姿势，能够易于进行作业。

所述末端执行器也可以是钳子。

根据该结构，能够在使用钳子的作业中使用手术用机械手。

也可以是，还具有构成为能够安装于设置在手术台上的支持轨道的手术用机械手支持台，所述转动驱动机构支持于所述手术用机械手支持台。

根据该结构，能够使手术用机械手位于患者附近从而进行手术，能够缩小实施手术者与患者的距离。

发明效果：

本发明获得能够使手术用机械手变紧凑，能够使手术用机械手的制造成本变低的效果。

附图说明

图1是具备根据本发明实施形态的手术用机械手的手术用机械手系统的结构例的示意图；

图2是示出图1的手术用机械手的结构例的图；

图3A是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体的关节部笔直伸开的状态的图；

图3B是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体的关节部弯曲的状态的图；

图4是示出图1的手术用机械手的机械手主体的腕关节的结构例的一部分剖视图；

图5A是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出第一弯曲关节操作电缆的结构例的图；

图5B是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出第二弯曲关节操作电缆的结构例的图；

图6A是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的B-B方向视图；

图6B是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的C-C方向视图；

图7是图1的手术用机械手的控制系统的结构例的概略框图；

图8是示出图1的手术用机械手的动作例的图。

具体实施方式

以下，参考附图说明本发明的实施形态。另，本发明不限于本实施形态。又，以下所有附图中，对相同或相当的要素标以相同的参考符号，省略其重复说明。

图1是具备根据本发明实施形态的手术用机械手1的手术用机械手系统100的结构例的示意图。图2是示出手术用机械手1的结构例的图。

如图1所示，手术用机械手系统100是通过实施手术者W从外部远程操作设置于插入手术台111上的患者P体内的手术用机械手1的远位端的手术工具，进行微创手术（minimally invasive surgery）的系统。

手术用机械手系统100，例如具备一个以上的手术用机械手1、和内窥镜101。

手术用机械手1被设置于手术台111的支持轨道112上安装的手术用机械手支持台113支持。而且，手术用机械手1具有细长地形成的臂部，在臂部的远位端具有手术工具。而且，由该手术工具进行患者P体内的处理部位的处理。本实施形态中，手术用机械手1是在臂部的远位端具有钳子的机械手。但是，臂部的远位端的手术工具不限于钳子，可适用各种手术工具。

内窥镜101用于实施手术者W视觉确认患者P体内，远位端具有摄像机以及照明。而且，内窥镜101的摄像机拍摄的图像显示于显示装置114。由此，实施手术者W一边视觉确认位于患者P体内的手术用机械手1的臂部的远位端以及手术工具的状态、及处理部位的状态，一边操作手术用机械手1进行手术。

而且，如图2所示，手术用机械手1插入集束管102被聚集。集束管102具有可挠性，形成为中空的筒状。

［机械手主体的结构例］

图3A是示出机械手主体2的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体2的关节部笔直伸开的状态的图。图3B是示出机械手主体2的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体2的关节部弯曲的状态的图。

如图2所示，手术用机械手1具备机械手主体2、驱动部3、控制器4（参考图1）、和操作部5（参考图1）。又，本实施形态中，手术用机械手1具备引导管6。

如图2所示，机械手主体2具有臂部21、设置于臂部21的远位端21b的末端执行器、和驱动力传递机构24。此外，机械手主体2具有基座23。基座23构成为能够安装于驱动部3。而且，能够通过将基座23安装于驱动部3，使机械手主体2与驱动部3连结。

如图3A以及图3B所示，臂部21具备具有可挠性的中空的可挠轴25和关节部26。

可挠轴25，例如为筒状体。而且，如图2所示，可挠轴25的近位端25a安装、固定于基座23。

可挠轴25既在弯曲方向上具有可挠性，又在轴线方向上具有较高刚性。又，可挠轴25对于绕轴线的转动转矩也具有刚性。

关节部26的近位端（第一弯曲关节27的近位端27a）与可挠轴25的远位端25b相连。关节部26为中空的筒状体，内部空间与可挠轴25的内部空间连通。

关节部26具有第一弯曲关节27、第二弯曲关节28、连接部29、和腕关节30。第一弯曲关节27、第二弯曲关节28、连接部29、和腕关节30配设于同一轴线上。关节部26的外周面覆盖有未图示的套（cover），具有与可挠轴25大体相同的直径。

第一弯曲关节27为中空的筒状体，以近位端27a与可挠轴25的远位端25b相连的形式安装。另，“相连”不仅是指两个物件直接连接的情况，也包含两个物件之间有其它物件介入，间接地连接的情况。

图6A是示出机械手主体2的远位端的结构例的B-B方向视图。图6B是示出机械手主体2的远位端的结构例的C-C方向视图。

第一弯曲关节27具有在关节部26的轴线方向上成列相连的多个节构件31。节构件31形成为在关节部26的轴线方向上延伸的圆柱状。而且，节构件31形成为从节构件31的轴线以及与后述第一弯曲关节27的弯曲方向正交的方向观察（即从后述销31f的延伸方向观察），随着远离节构件31的轴线，节构件31的轴线方向上的厚度尺寸变小的锥状。即，节构件31在图3A中，形成为随着朝向上方以及下方而变薄。由此，回避在弯曲第一弯曲关节27时，节构件31的端面和与该端面对置的邻接的节构件31的端面的干涉。

而且，如图6A以及图6B所示，节构件31具有第一插通孔31a、一对第二插通孔31b、和一对第三插通孔31c。

第一插通孔31a在节构件31的轴线上形成，插通有后述转矩传递管44。而且，成列相连的多个节构件31的第一插通孔31a构成在臂部21的延伸方向上延伸的第一路径R1。

一对第二插通孔31b连接节构件31的两端面，与节构件31的轴线平行地延伸。一对第二插通孔31b中的一方，从节构件31的轴线以及与后述第一弯曲关节27的弯曲方向正交的方向观察（即从后述销31f的延伸方向观察），相对于节构件31的轴线位于一对第二插通孔31b中的另一方所在侧的相反侧。即，图3A中，一对第二插通孔31b中的一方在比后述销31f上方处形成，另一方在比后述销31f下方处形成。而且，后述第一弯曲关节操作电缆41的两端部分别插通一对第二插通孔31b。而且，成列相连的多个节构件31的一对第二插通孔31b构成在臂部21的延伸方向上延伸的一对第二路径R2。从而，一对第二路径R2中的一方，从后述销31f的延伸方向观察，相对于节构件31的轴线位于一对第二路径R2中的另一方所在侧的相反侧。

一对第三插通孔31c连接节构件31的两端面，与节构件31的轴线平行地延伸。一对第三插通孔31c中的一方，从节构件31的轴线以及与后述第一弯曲关节27的弯曲方向正交的方向观察，相对于节构件31的轴线位于一对第三插通孔31c中的另一方所在侧的相反侧。即，图3A中，一对第三插通孔31c中的一方在比后述销31f上方处形成，另一方在比后述销31f下方处形成。而且，后述第二弯曲关节操作电缆42的两端部分别插通一对第三插通孔31c。而且，成列相连的多个节构件31的一对第三插通孔31c构成在臂部21的延伸方向上延伸的一对第三路径R3。从而，一对第三路径R3中的一方，从后述销31f的延伸方向观察，相对于节构件31的轴线位于一对第三路径R3中的另一方所在侧的相反侧。

又，从节构件31的一方的端面形成向节构件31的延伸方向外侧突出的一对第一突出部31d，此外，从节构件31的另一方的端面形成向节构件31的延伸方向外侧突出的一对第二突出部31e。一对第一突出部31d和比邻的节构件31的一对第二突出部31e，借由在一直线上排列的一对销31f连结。由此，各节构件31相对于邻接的节构件31，绕一对销31f的轴线（摇动轴线）可摇动地连结。而且，节构件31的各摇动轴线以相互平行的形式构成，第一弯曲关节27以如下方式进行弯曲动作地构成：第一弯曲关节27的远位端27b朝向与节构件31的轴线以及与摇动轴线正交的方向（以下也称为弯曲方向）。另，图3A中，节构件31的轴线是指在纸面的左右方向上延伸的轴线，摇动轴线是指在纸面的纵深方向上延伸的轴线。

如上所述，一对第二路径R2中的一方从后述销31f的延伸方向观察，相对于节构件31的轴线位于一对第二路径R2中的另一方所在侧的相反侧，因此第一弯曲关节27进行弯曲动作时一对第二路径R2中的位于弯曲方向内侧的第二路径R2的路径长度变短，位于弯曲方向外侧的第二路径R2变长。同样地，一对第三路径R3中的一方，从后述销31f的延伸方向观察，相对于节构件31的轴线位于一对第三路径R3中的另一方所在侧的相反侧，因此第一弯曲关节27进行弯曲动作时一对第三路径R3中的位于弯曲方向内侧的第三路径R3的路径长度变短，位于弯曲方向外侧的第三路径R3变长。

第二弯曲关节28为与第一弯曲关节27相同的结构，因此省略其说明。

连接部29为中空的筒状体，连接第一弯曲关节27与第二弯曲关节28。

而且，第一弯曲关节27以及第二弯曲关节28构成为在同一平面上进行弯曲动作。从而，如图3A所示，能够在使第一弯曲关节27以及第二弯曲关节28笔直伸开的状态下，朝向对象物，从前方把持对象物。又，如图3B所示，能够通过弯曲第一弯曲关节27以及第二弯曲关节28，使钳子22在以可挠轴25的远位端25b的轴线L2为中心的径方向上移动。而且，能够由该状态例如使钳子22朝向面对轴线L2侧时，朝向对象物，从侧方把持对象物的外周缘。

腕关节30使钳子22绕臂部21的轴线转动。是在与臂部21（关节部26）的轴线正交的平面上延伸的板状体，中央部设置有贯通孔30a。贯通孔30a是后述钳子操作电缆43插通的孔，在臂部21的轴线上形成。而且，腕关节30以介由未图示的轴承绕臂部21的轴线可转动地与第二弯曲关节28的远位端28b相连的形式安装。从而，腕关节30相对于可挠轴25、第一弯曲关节27以及第二弯曲关节28，绕臂部21的远位端21b的轴线可转动地被构成。

又，作为腕关节30的近位端侧的面，在贯通孔30a的周缘部，固定有后述转矩传递管44的远位端44a（参考图4）。从而，通过转动转矩传递管44的近位端，转矩传递管44的远位端44a转动，由此腕关节30转动。

末端执行器为手术工具，在本实施形态中为钳子22。钳子22安装于腕关节30。即，钳子22与关节部26的远位端（第二弯曲关节28的远位端28b）相连。从而以转动转矩传递管44的近位端时介由腕关节30，钳子22绕臂部21（关节部26）的轴线转动的形式构成。由此，能够根据对象物的姿势调整钳子22的姿势，把持对象物。

又，钳子22具备具有操作电缆连结部的开闭动作工作机构（未图示）。操作电缆连结部为后述钳子操作电缆43的远位端43a所连结的部分。钳子22的开闭动作工作机构是操作电缆连结部在规定方向上动作时根据其移动量使钳子以规定量开闭的机构。又，操作电缆连结部借由未图示的施力机构，在从钳子操作电缆43的近位端向远位端43a的方向上施力。由此，在从远位端43a向近位端的方向上牵引钳子操作电缆43时，操作电缆连结部对抗上述施力机构的施力，在钳子操作电缆43的远位端43a的移动方向上动作，例如进行闭合动作，进行对象物的把持动作。又，在从近位端向远位端43a的方向上送出钳子操作电缆43时，以钳子操作电缆43虽然挠曲，但施力机构吸收该挠曲的形式，使操作电缆连结部在与上述钳子操作电缆43的远位端43a的移动方向相反的方向上移动，例如进行打开动作，进行对象物的解放动作。

如此，臂部21的从近位端21a到远位端21b的内部空间连通，内部插通有后述驱动力传递机构24的第一弯曲关节操作电缆41、第二弯曲关节操作电缆42、钳子操作电缆43以及转矩传递管44。

驱动力传递机构24是将驱动部3的后述机械手主体驱动机构51的驱动力传递至与可挠轴25的远位端25b相连的机构的机构。即，驱动力传递机构24是将机械手主体驱动机构51与第一弯曲关节27、机械手主体驱动机构51与第二弯曲关节28、机械手主体驱动机构51与腕关节30、以及机械手主体驱动机构51与钳子22分别连接，将机械手主体驱动机构51的驱动力传递至第一弯曲关节27、第二弯曲关节28、腕关节30以及钳子22的机构。如图3以及图4所示，驱动力传递机构24具有第一弯曲关节操作电缆41、第一弯曲关节操作电缆工作部（未图示）、第二弯曲关节操作电缆42、第二弯曲关节操作电缆工作部（未图示）、钳子操作电缆43、钳子操作电缆工作部（未图示）、转矩传递管44和转矩传递管转动部（未图示）。

图5A是示出机械手主体2的远位端的结构例的图，是示出第一弯曲关节操作电缆41的结构例的图。

第一弯曲关节操作电缆41如图5A所示，两端部41a固定在位于第一弯曲关节27的远位端27b的节构件31处。

而且，第一弯曲关节操作电缆41，从一方的端部41a向中间部延伸的部分通过第一弯曲关节27的一对第二路径R2中的一方以及可挠轴25的内部空间，延伸至基座23的内部空间。又，从另一方的端部41a向中间部延伸的部分通过第一弯曲关节27的一对第二路径R2中的另一方以及可挠轴25的内部空间，延伸至基座23的内部空间。

第一弯曲关节操作电缆工作部是设置于基座23的内部，借由驱动部3的驱动力，使位于基座23的内部空间的第一弯曲关节操作电缆41的中间部在第一弯曲关节操作电缆41的延伸方向上移动的机构。而且，借由驱动部3的驱动力，第一弯曲关节操作电缆41的中间部在第一弯曲关节操作电缆41的延伸方向上的一方侧移动时，牵引从第一弯曲关节操作电缆41的中间部跨越至任一方的端部41a的部分，该一方的端部41a向臂部21的近位端21a移动。由此，第一弯曲关节27的一对第二路径R2中，从第一弯曲关节操作电缆41的中间部所述一方的端部41a侧的部分所插通的一方的路径长度变短，第一弯曲关节27以在该一方的第二路径R2所在侧弯曲的形式进行弯曲动作。又，送出从第一弯曲关节操作电缆41的中间部跨越至另一方的端部41a的部分，送入一对第二路径R2中的路径长度变长的另一方的路径。

另一方面，借由驱动部3的驱动力，第一弯曲关节操作电缆41的中间部在第一弯曲关节操作电缆41的延伸方向上的另一方侧移动时，牵引从第一弯曲关节操作电缆41的中间部跨越至另一方的端部41a的部分，该另一方的端部41a向臂部21的近位端21a移动。由此，第一弯曲关节27的一对第二路径R2中，从第一弯曲关节操作电缆41的中间部所述另一方的端部41a所插通的另一方的路径长度变短，第一弯曲关节27以在该另一方的第二路径R2所在侧弯曲的形式进行弯曲动作。又，送出从第一弯曲关节操作电缆41的中间部跨越至一方的端部41a的部分，送入路径长度变长的一对第二路径R2中的一方的路径。

图5B是示出机械手主体2的远位端的结构例的图，是示出第二弯曲关节操作电缆42的结构例的图。

第二弯曲关节操作电缆42如图5B所示，两端部42a固定在位于第二弯曲关节28的远位端28b的节构件31处。而且，第二弯曲关节操作电缆42，从一方的端部42a向近位端延伸的部分通过第二弯曲关节28的一对第三路径R3中的一方、连接部29、第一弯曲关节27的一对第三路径R3中的一方以及可挠轴25的内部空间，延伸至基座23的内部空间。又，从另一方的端部42a向中间部延伸的部分通过第二弯曲关节28的一对第三路径R3中的另一方、连接部29、第一弯曲关节27的一对第三路径R3中的另一方以及可挠轴25的内部空间，延伸至基座23的内部空间。

第二弯曲关节操作电缆工作部是设置于基座23的内部，借由驱动部3的驱动力，使位于基座23的内部空间的第二弯曲关节操作电缆42的中间部在第二弯曲关节操作电缆42的延伸方向上移动的机构。而且，借由驱动部3的驱动力，第二弯曲关节操作电缆42的中间部在第二弯曲关节操作电缆42的延伸方向上的一方侧移动时，牵引从第二弯曲关节操作电缆42的中间部跨越至任一方的端部42a的部分，该一方的端部42a向臂部21的近位端21a移动。由此，第二弯曲关节28的一对第三路径R3中，从第二弯曲关节操作电缆42的中间部所述一方的端部42a侧的部分的一方所插通的路径长度变短，第二弯曲关节28以在该一方的第三路径R3所在侧弯曲的形式进行弯曲动作。又，送出从第二弯曲关节操作电缆42的中间部跨越至另一方的端部42a的部分，送入一对第三路径R3中的路径长度变长的另一方的路径。

另一方面，借由驱动部3的驱动力，第二弯曲关节操作电缆42的中间部在第二弯曲关节操作电缆42的延伸方向上的另一方侧移动时，牵引从第二弯曲关节操作电缆42的中间部跨越至另一方的端部42a的部分，该另一方的端部42a向臂部21的近位端21a移动。由此，第二弯曲关节28的一对第三路径R3中，从第二弯曲关节操作电缆42的中间部所述另一方的端部42a的另一方所插通的路径长度变短，第二弯曲关节28以在该另一方的第三路径R3所在侧弯曲的形式进行弯曲动作。又，送出从第二弯曲关节操作电缆42的中间部跨越至一方的端部42a的部分，送入路径长度变长的一对第三路径R3中的一方的路径。

钳子操作电缆43如上所述，远位端43a安装于钳子22。而且，钳子操作电缆43，从远位端43a向近位端延伸的部分通过腕关节30的贯通孔30a（参考图4）以及转矩传递管44的内部空间（关节部26以及可挠轴25的内部空间），近位端位于基座23的内部空间。即，钳子操作电缆43插通转矩传递管44。

钳子操作电缆工作部是设置于基座23的内部，借由驱动部3的驱动力，在臂部21的轴线方向上牵引位于基座23的内部空间的、钳子操作电缆43的近位端的机构。而且，以如下形式构成：借由驱动部3的驱动力牵引钳子操作电缆43的近位端时，钳子操作电缆43在钳子操作电缆43的延伸方向移动，其结果为钳子22动作。

图4是示出腕关节30的结构例的一部分剖视图。

转矩传递管44具有可挠性，形成为筒状。而且，转矩传递管44能够将近位端上的转矩传递至朝向任意方向的远位端44a。即，转矩传递管44以通过转动近位端介由弯曲为任意形状的中间部分，使远位端44a根据近位端的转动量进行转动的形式构成。而且，转矩传递管44如图4所示，远位端44a固定于腕关节30的贯通孔30a的周缘部。而且，转矩传递管44，从远位端44a向近位端延伸的部分通过第二弯曲关节28的第一路径R1、连接部29、第一弯曲关节27的第一路径R1以及可挠轴25的内部空间，转矩传递管44的近位端位于基座23的内部空间。

转矩传递管转动部是设置于基座23的内部，借由驱动部3的驱动力转动转矩传递管44的近位端的机构。而且，以如下形式构成：转矩传递管44的近位端转动时，转矩传递管44的远位端44a从动转动，腕关节30转动。

而且，转矩传递管44具有可挠性，因此能够与可挠轴25一起弯曲。

如图2所示，引导管6为可挠性的筒状体，插通有可挠轴25。而且，在图2所示的使用状态中，可挠轴25的远位端25b从引导管6的远位端6b突出。因此，关节部26以及钳子22处于从引导管6的远位端6b突出的状态。又，引导管6的长度尺寸形成为比可挠轴25的长度尺寸短。此外，引导管6形成为能够插通可挠轴25、关节部26以及钳子22的大小。从而，通过从引导管6的近位端6a插入钳子22、关节部26以及可挠轴25、送入机械手主体2的远位端，向引导管6的远位端6b送入机械手主体2的远位端，使钳子22、关节部26以及可挠轴25的远位端25b从引导管6的远位端6b突出。而且，引导管6构成为能够使插入的各手术用机械手1以及内窥镜101在引导管6的延伸方向上顺畅地动作，又，构成为能够使插入的各手术用机械手1以及内窥镜101绕引导管6的轴线顺畅地转动。

此外，引导管6构成为弯曲方向的刚性比可挠轴25的弯曲方向的刚性大。由此，能够防止在使可挠轴25绕其轴线转动时，引导管6变形，能够在维持可挠轴25的延伸方向的状态下，变更可挠轴25的角度位置。

本实施形态中，引导管6是与集束管102分开的个体，但也可以与集束管102一体地构成。

［驱动部的结构例］

如图2所示，驱动部3具有驱动机械手主体2的机械手主体驱动机构51和转动并进单元52。

机械手主体驱动机构51以个别地驱动驱动力传递机构24的第一弯曲关节操作电缆工作部、第二弯曲关节操作电缆工作部、钳子操作电缆工作部以及转矩传递管转动部（均未图示）的形式构成。而且，机械手主体驱动机构51与机械手主体2的基座23可装卸地构成。从而，能够在更换机械手主体2时，使机械手主体2的基座23从机械手主体驱动机构51卸下，将其它机械手主体2的基座23安装于机械手主体驱动机构51。从而，能够迅速地进行机械手主体2的更换。

而且，以如下形式构成：通过将机械手主体2的基座23安装于机械手主体驱动机构51，连结机械手主体驱动机构51与驱动力传递机构24，机械手主体驱动机构51的驱动力介由驱动力传递机构24的第一弯曲关节操作电缆工作部、第二弯曲关节操作电缆工作部、钳子操作电缆工作部以及转矩传递管转动部，传递至第一弯曲关节27、第二弯曲关节28、钳子22以及腕关节30。

转动并进单元52具有转动驱动机构53和并进驱动机构54。

转动驱动机构53是驱动机械手主体2使机械手主体2绕可挠轴25的近位端25a的轴线L1转动的机构。本实施形态中，转动驱动机构53使机械手主体2以及机械手主体驱动机构51一体地绕可挠轴25的近位端25a的轴线L1转动。转动驱动机构53具有转动驱动机构支持部61和转动驱动部62。

转动驱动机构支持部61支持机械手主体驱动机构51使其绕可挠轴25的近位端25a的轴线L1可转动。转动驱动机构支持部61包括支持台60、介由未图示的轴承支持机械手主体驱动机构51使其绕可挠轴25的近位端25a的轴线L1可转动的第一支持部58、轴线与可挠轴25的近位端25a的轴线L1同轴地配设且安装于机械手主体驱动机构51的转动轴63、和介由未图示的轴承支持转动轴63使可挠轴25的近位端25a绕其轴线L1可转动的第二支持部59。

转动驱动部62为例如伺服电动机，驱动轴上嵌着主动侧齿轮64。而且主动侧齿轮64与嵌着于转动驱动机构支持部61的转动轴63的从动侧齿轮65啮合。从而，转动驱动部62的驱动轴转动时，绕可挠轴25的近位端25a的轴线L1转动机械手主体驱动机构51，进一步地，使安装于机械手主体驱动机构51的机械手主体2绕可挠轴25的近位端25a的轴线L1转动。

并进驱动机构54是在可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上并进驱动机械手主体2的机构。本实施形态中，并进驱动机构54使机械手主体2以及机械手主体驱动机构51一体地在可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上并进。并进驱动机构54具有并进驱动机构支持部66、引导轨道机构71、滚珠丝杠机构67和并进驱动部68。

引导轨道机构71具有引导轨道72和在引导轨道72上移动的滑块73。引导轨道72是配设为与可挠轴25的近位端25a的轴线L1平行地延伸的棒状体，两端部固定于并进驱动机构支持部66。滑块73构成为在引导轨道72上滑动。而且，滑块73安装于转动驱动机构支持部61的支持台60。由此，转动驱动机构支持部61以支持于引导轨道机构71、相对于并进驱动机构支持部66在可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上相对地进退动的形式构成。从而，安装于并进驱动机构支持部66的机械手主体驱动机构51以及机械手主体2构成为相对于并进驱动机构支持部66在可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上可进退动。

滚珠丝杠机构67使转动驱动机构支持部61相对于并进驱动机构支持部66在可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上相对地进退动。滚珠丝杠机构67具有滚珠丝杠69和滑块70。滚珠丝杠69配设为与可挠轴25的近位端25a的轴线L1平行地延伸，两端部绕滚珠丝杠69的轴线可转动地支持于并进驱动机构支持部66。滑块70以借由滚珠丝杠69的转动、在滚珠丝杠69延伸的方向即可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上进退动的形式构成。而且，滑块70安装于转动驱动机构支持部61的支持台60。

并进驱动部68为例如伺服电动机，介由未图示的减速机，驱动轴与滚珠丝杠69连接。从而，并进驱动部68的驱动轴转动时，滚珠丝杠69转动，使滑块70在滚珠丝杠69的延伸方向即可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上移动。由此，使机械手主体2以及机械手主体驱动机构51一体地在可挠轴25的轴线方向上并进。

另，本实施形态中，以转动驱动机构53直接支持机械手主体2以及机械手主体驱动机构51，且并进驱动机构54使机械手主体2、机械手主体驱动机构51以及转动驱动机构53并进的形式构成，但不限于此。作为代替，也可以以并进驱动机构54直接支持机械手主体2以及机械手主体驱动机构51，转动驱动机构53使机械手主体2、机械手主体驱动机构51以及并进驱动机构54转动的形式构成。

而且，本实施形态中，转动并进单元52支持于倾斜单元55。倾斜单元55是调整相对于手术台111的、可挠轴25的近位端25a的轴线L1的倾斜角度的机构。

本实施形态中，倾斜单元55具有基台75、铰链76和倾斜角度调整部77。

基台75固定于手术用机械手支持台113（参考图1）。

铰链76绕着在从上下方向观察与可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向交叉的方向、且水平方向上延伸的轴线，相对于基台75掀动自如地连结并进驱动机构支持部66。

倾斜角度调整部77形成为细长的板状，基端部绕水平方向上延伸的轴线摇动自如地与基台75连结。而且，在从倾斜角度调整部77的基端部向梢端部延伸的部分，形成在倾斜角度调整部77的延伸方向上成列排列的多个贯通孔。而且，并进驱动机构支持部66中形成与未图示的螺栓螺合的未图示的螺母，能够通过使插通倾斜角度调整部77的任一贯通孔的螺栓与并进驱动机构支持部66的螺母螺合，将相对于基台75的并进驱动机构支持部66的倾斜角度即相对于手术台111的、可挠轴25的近位端25a的轴线L1的倾斜角度保持在规定的倾斜角度。由此，能够将可挠轴25的近位端25a的轴线L1的倾斜角度调整为适当的角度，能够将臂部21顺利地送入引导管6，和从引导管6抽出。

［控制器以及操作部的结构例］

图8是示出控制器4的结构例的框图。

具备机械手主体2的控制器4，例如，具备具有CPU等运算器的控制部81、和具有ROM以及RAM等存储器的存储部82。控制部81可以由集中控制的单独的控制器构成，也可以由相互协动、分散控制的多个控制器构成。控制部81基于从操作部5接收的数据控制各手术用机械手1的机械手主体驱动机构51、转动驱动机构53的转动驱动部62以及并进驱动机构54的并进驱动部68的动作，控制手术用机械手1的动作。又，控制部81处理从内窥镜101接收的图像数据，发送至显示装置114。通过存储部82中存储规定的控制程序、控制部81读取并执行这些控制程序，控制手术用机械手1的动作。

操作部5用于实施手术者W操作输入手术用机械手1应该执行的动作命令。操作部5构成为可与控制器4通讯。而且，操作部5将实施手术者W输入的手术用机械手1应该执行的动作命令转换为数据，发送至控制部81。

［使用例］

接下来，说明手术用机械手1的使用例。

图8是示出手术用机械手1的使用例中的动作例的图。

首先，如图2所示，将一个以上的引导管6从集束管102的近位端102a的开口插入集束管102，送入至引导管6的远位端6b从集束管102的远位端102b突出。又，对于内窥镜101也一样，送入至内窥镜101的远位端从集束管102的远位端102b突出。

接下来，在患者P体表的插入一个以上的手术用机械手1以及内窥镜101的部位留置套管（trocar）110。

接下来，在留置于患者P体表的套管110中插入集束管102，借由内窥镜101视觉确认患者P体内，使集束管102的远位端102b位于患者P的处理部位的附近。另，集束管102、内窥镜101以及引导管6具有可挠性，因此在通过套管110所留置的部位和处理部位的假想的直线上，例如即使有患者P的脏器时，也能够通过弯曲集束管102、内窥镜101以及引导管6，绕过该脏器而将集束管102的远位端102b导入处理部位的附近。

接下来，将一个以上的手术用机械手1的机械手主体2的臂部21从引导管6的近位端6a的开口插入引导管6，送入至臂部21的远位端21b从引导管6的远位端6b突出。由此，能够使一个以上的手术用机械手1以及内窥镜101借由集束管102聚集，并将它们一体地导入患者P的处理部位的附近。

接下来，将基座23安装于机械手主体驱动机构51，连结机械手主体2的驱动力传递机构24和机械手主体驱动机构51。由此，机械手主体驱动机构51的驱动力介由驱动力传递机构24的第一弯曲关节操作电缆工作部、第二弯曲关节操作电缆工作部、钳子操作电缆工作部以及转矩传递管转动部，传递至第一弯曲关节27、第二弯曲关节28、钳子22以及腕关节30。而且，操作倾斜单元55，将相对于手术台111的、可挠轴25的近位端25a的轴线L1的倾斜角度调整为适当的角度。

接下来，实施手术者W一边确认内窥镜101的摄像机拍摄的、显示于显示装置114的图像，一边操作操作部5。而且，控制部81基于从操作部5接收的数据控制机械手主体驱动机构51、转动驱动机构53的转动驱动部62以及并进驱动机构54的并进驱动部68的动作，控制手术用机械手1的动作。

此时，在控制部81判定手术用机械手1应该执行的动作命令中包含使钳子22在以可挠轴25的远位端25b的轴线L2为中心的径方向上移动的动作命令时，控制部81驱动机械手主体驱动机构51，弯曲第一弯曲关节27以及第二弯曲关节28。由此，钳子22在使钳子22以可挠轴25的远位端25b的轴线L2为中心的径方向上移动。

又，在控制部81判定手术用机械手1应该执行的动作命令中包含使钳子22在以可挠轴25的远位端25b的轴线L2（参考图3、图4）为中心的圆周方向上移动的动作命令时，控制部81驱动转动并进单元52的转动驱动部62，使可挠轴25的近位端绕其轴线L1转动。由此，如图8所示，可挠轴25在引导管6的内部空间中维持可挠轴25的轴线方向的姿势的状态下，整体绕可挠轴25的轴线转动。其结果是，与可挠轴25的远位端25b相连的关节部26绕可挠轴25的远位端25b的轴线L2转动。即，例如，在使第一弯曲关节27在B1方向上弯曲，第二弯曲关节28在与B1的反方向即B2方向上弯曲的状态下，钳子22在以可挠轴25的远位端25b的轴线L2为中心的圆周上移动。因此，能够通过实施手术者W操作操作部5，变更钳子22把持对象物的位置。

此外，在控制部81判定手术用机械手1应该执行的动作命令中包含使从引导管6的远位端突出的手术用机械手1的远位端的突出量变化的动作命令时，控制部81驱动转动并进单元52的并进驱动部68，使机械手主体2在可挠轴25的近位端25a的轴线L1方向上移动。

由此，可挠轴25送入（插入）或抽出引导管6。通过将臂部21送入引导管6，能够使从引导管6的远位端突出的手术用机械手1的远位端的突出量变大，能够使钳子22靠近例如患者P的处理部位。又，通过将臂部21从引导管6抽出，能够使从引导管6的远位端突出的手术用机械手1的远位端的突出量变小，能够使钳子22远离例如患者P的处理部位。如此，能够通过实施手术者W操作操作部5，使从引导管6的远位端突出的手术用机械手1的远位端的突出量变化，使钳子22在可挠轴25的远位端25b的轴线L2方向上移动。

而且，如上所述，判定手术用机械手1应该执行的动作命令中包含使钳子22在以可挠轴25的远位端25b的轴线L2为中心的径方向上移动的动作命令时，控制部81驱动机械手主体驱动机构51，弯曲第一弯曲关节27以及第二弯曲关节28，但此时，钳子22在可挠轴25的远位端25b的轴线L2方向上靠近可挠轴25侧移动。为了取消该移动，控制部81也可以在进行弯曲第一弯曲关节27以及第二弯曲关节28的动作时，根据钳子22在可挠轴25的远位端25b的轴线L2方向上靠近可挠轴25侧移动的距离，将臂部21送入引导管6。由此，能够使钳子22在与可挠轴25的远位端25b的轴线L2方向正交的平面上移动。

而且，手术中将一个手术工具更换为其它手术工具时，将基座23从机械手主体驱动机构51卸下，从引导管6拔出具备上述一个手术工具的手术用机械手1。而且，将具备上述其它手术工具的手术用机械手1插入引导管6。如此，能够保持具备更换的手术工具以外的手术工具的其它手术用机械手以及内窥镜101位于处理部位的附近，从而更换一部分手术工具，因此能够快速进行手术工具的更换，能够减轻患者P的身体负担。又，能够减轻实施手术者W的作业负担。

根据以上说明，本发明的手术用机械手1能够借由转动驱动机构53使机械手主体2绕臂部21的近位端21a的轴线转动，使钳子22在以可挠轴25的远位端25b的轴线L2为中心的圆周方向上移动。即，不是使臂部21的近位端21a在三维空间中并进移动，而是使钳子22在以可挠轴25的远位端25b的轴线L2为中心的圆周方向上移动，因此不需要用于使臂部21的近位端21a在三维空间中并进移动的大规模装置。因此，能够使手术用机械手1变紧凑，能够使手术用机械手1的制造成本变低。

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，能够实质性变更结构和/或功能的详细内容。

符号说明：

L1　 轴线；

L2　 轴线；

O　 实施手术者；

P　 患者；

W　 实施手术者；

1　 手术用机械手；

2　 机械手主体；

3　 驱动部；

4　 控制器；

5　 操作部；

6　 引导管；

21　 臂部；

22　 钳子；

22a　工作轴；

23　 基座；

24　 驱动力传递机构；

25　 可挠轴；

26　 关节部；

27　 第一弯曲关节；

28　 第二弯曲关节；

29　 连接部；

30　 腕关节；

30a　贯通孔；

31　 节构件；

32　 操作电缆连结部；

33　 操作电缆连结部；

41　 第一弯曲关节操作电缆；

42　 第二弯曲关节操作电缆；

43　 钳子操作电缆；

44　 转矩传递管；

51　 机械手主体驱动机构；

52　 转动并进单元；

53　 转动驱动机构；

54　 并进驱动机构；

55 倾斜单元；

58　 第一支持部；

59　 第二支持部；

60 支持台；

61　 转动驱动机构支持部；

62　 转动驱动部；

63　 转动轴；

64 主动侧齿轮；

65　 从动侧齿轮；

66　 并进驱动机构支持部；

67　 滚珠丝杠机构；

68　 并进驱动部；

69　 滚珠丝杠；

70　 滑块；

71　 引导轨道机构；

72　 引导轨道；

73　 滑块；

75　 基台；

76　 铰链；

77　 倾斜角度调整部；

81　 控制部；

82　 存储部；

100　手术用机械手系统；

111　手术台；

112　支持轨道；

113　手术用机械手支持台。

Claims (7)

1.一种手术用机械手，其特征在于，具有：

机械手主体驱动机构；

机械手主体，具有：中空的可挠轴，包含接收所述机械手主体驱动机构的驱动力从而进行弯曲动作的弯曲关节且近位端与所述可挠轴的远位端相连的关节部，设置于所述关节部的远位端的末端执行器，和连接所述弯曲关节和所述机械手主体驱动机构将所述机械手主体驱动机构的驱动力传递至所述弯曲关节的驱动力传递机构；

以及

转动驱动机构，使所述机械手主体绕所述可挠轴的近位端的轴线转动。

2.根据权利要求1所述的手术用机械手，其特征在于，

所述转动驱动机构使所述机械手主体以及所述机械手主体驱动机构一体地绕所述可挠轴的近位端的轴线转动。

3.根据权利要求1或2所述的手术用机械手，其特征在于，

具有使所述机械手主体在所述可挠轴的近位端的轴线方向上并进的并进驱动机构。

4.根据权利要求3所述的手术用机械手，其特征在于，

所述并进驱动机构使所述机械手主体以及所述机械手主体驱动机构一体地在所述可挠轴的近位端的轴线方向上并进。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的手术用机械手，其特征在于，

所述关节部包含第一弯曲关节以及第二弯曲关节；

所述第一弯曲关节接收所述机械手主体驱动机构的驱动力从而在规定的方向上进行弯曲动作；

所述第二弯曲关节接收所述机械手主体驱动机构的驱动力从而在与所述第一弯曲关节进行弯曲动作的方向相反的方向上进行弯曲动作。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的手术用机械手，其特征在于，

所述末端执行器为钳子。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的手术用机械手，其特征在于，

还具有构成为能够安装于设置在手术台上的支持轨道的手术用机械手支持台；

所述转动驱动机构支持于所述手术用机械手支持台。