CN115052546B - 医疗用机器人的浮动驱动机构以及医疗用机器人 - Google Patents

医疗用机器人的浮动驱动机构以及医疗用机器人 Download PDF

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Abstract

本发明的一方式涉及的使用驱动器的驱动力来驱动手术器具的医疗用机器人的浮动驱动机构，具备：驱动器，其以使杆沿第一方向进退自如的方式对杆进行驱动；操作构件，其用驱动器的驱动力来进行动作；以及传递构件，其位于驱动器与操作构件之间，并与杆卡合来将杆的动作传至操作构件，在所述医疗用机器人的浮动驱动机构中，传递构件向与第一方向正交的第二方向的移动被限制，传递构件在第二方向与杆分离，传递构件将来自杆的第一方向的力传递至操作构件，因此能够提高医疗用机器人的施行手术精度。

Description

医疗用机器人的浮动驱动机构以及医疗用机器人
技术领域
本发明涉及由驱动器对手术器具进行操作的医疗用机器人的浮动驱动机构以及具备所述的浮动驱动机构的医疗用机器人。
背景技术
使用医疗用机器人的手术作为如下技术而受到关注，不仅减轻施行手术者的负担，而且通过高精度且稳定的处置来减轻患者的负担，并提高了远程医疗的可能性。
在专利文献1中公开了如下机械手系统：在具有基于空气压驱动的外力检测功能的外科手术用机械手中，能够容易提高运动的精度，并且能够容易抑制因干扰而引起的不良情况发生。
在专利文献2中公开了能够进行精度高的外力估计的医疗用机械手系统。另外，在专利文献3中公开了如下动力传递适配器以及医疗用机械手系统：能够抑制清洁区域与非清洁区域间的交错，并且能够提高手术器具装卸的容易性以及安全性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-013445号公报
专利文献2：日本特开2020-005784号公报
专利文献3：日本特开2018-191881号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在医疗用机器人中，为了将驱动器的驱动力传至手术器具，存在如下多个要素：作为用于驱动手术器具的驱动源的驱动器、将驱动力传至手术器具的操作构件、从驱动器向操作构件传递驱动力的传递构件等。因此，因各要素间的间隙(晃动)，输入侧(驱动器侧)与输出侧(手术器具侧)间的运行比(ope rating ratio)容易产生差异，并且响应性也容易发生延迟。因而，重要的是，各要素的动作中包含的抖动的分量(轴偏移)不要传至手术器具。
另外，当因与驱动器机械连接的其它要素的动作发生轴偏移而向驱动器的杆施加具有与本来的动作方向正交的分量的外力时会给杆施加负荷，导致杆向本来的动作方向移动的滑动阻力增加。在医疗用机器人中，在设置有对从手术器具传至施行手术者的力(反作用力)进行探测的力觉传感器的情况下，杆的滑动阻力的增加会影响力觉估计，也会影响对手术器具的控制性。特别是，在利用空气压的力觉估计中，重要的是将从手术器具受到的力尽可能直接地传至驱动器的杆(活塞)。通过尽量排除从手术器具到驱动器之间的动作时的滑动阻力以及传递损失，实现能够检测到微小的外力的系统。为了提高医疗用机器人的施行手术精度，期望的是，抑制传递各要素的动作中包含的抖动的分量。
本发明的目的在于提供医疗用机器人的浮动驱动机构，在使用驱动器的驱动力来操作手术器具的医疗用机器人中能够提高施行手术精度。另外，目的也在于提供具备所述的浮动驱动机构的医疗用机器人。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的一方面涉及的医疗用机器人的浮动驱动机构，具备：驱动器，其以使杆沿第一方向进退自如的方式对杆进行驱动；操作构件，其用驱动器的驱动力来进行动作；以及传递构件，其位于驱动器与操作构件之间，并与杆卡合来将杆的动作传至操作构件，所述医疗用机器人的浮动驱动机构的特征在于，传递构件向与第一方向正交的第二方向的移动被限制，传递构件在第二方向与杆分离，传递构件将来自杆的第一方向的力传递至操作构件。
根据这样的结构，杆向第一方向的动作借助传递构件被传递至操作构件。另一方面，在操作构件向包括第一方向之外的分量的方向移动的情况下，因该操作构件的移动而具有第二方向(与第一方向正交的平面的面内方向的全部)的分量的力被施加至传递构件，但由于传递构件向第二方向的移动被限制，因此该力被传递构件吸收，从而抑制该力传至杆。即，由向第二方向的移动被限制了的传递构件来抑制因操作构件向第一方向之外的方向移动而产生的力向杆传递的情形，因此只有第一方向的力被传递至杆，从而能够抑制杆的滑动阻力增加。作为操作构件向第一方向之外的方向移动的具体例，不仅能够举出操作构件向第二方向(与第一方向正交的平面的面内方向)移动的情形，也能够举出操作构件以相对于第一方向倾斜的状态进行进退移动的情形。因那样的倾斜的进退运动，也会从操作构件向传递构件施加具有第二方向的分量的力。另外，在操作构件以第一方向为中心进行旋转的情况下，也由在远离旋转中心的位置被固定于操作构件的构件(例如后述的凸部)向传递构件施加具有第二方向的分量的力。
在上述医疗用机器人的浮动驱动机构中，也可以是，杆具有杆容受部，所述杆容受部用于容受传递构件的一部分，杆与位于杆容受部内的传递构件接触，由此杆的第一方向的动作被传递至传递构件。在杆容受部内容受传递构件的一部分，由此能够使杆与传递构件不紧固而进行向第一方向传递力。
在上述医疗用机器人的浮动驱动机构中，也可以是，传递构件具备狭缝，所述狭缝具有向第二方向打开的开口，杆容受部位于狭缝的内部。由此，在杆容受部与狭缝之间设置有第二方向的间隙，能够由该间隙来吸收第二方向的力。例如，在从手术器具侧施加力时，该力的第二方向的分量由传递构件的狭缝来容受，从而能够使得第二方向的力不会传递到杆侧。
在上述医疗用机器人的浮动驱动机构中，也可以是，传递构件具有传递容受部，所述传递容受部用于容受操作构件的一部分，传递构件与位于传递容受部内的操作构件接触，由此传递构件的第一方向的动作被传递至操作构件。操作构件的一部分被容受于传递容受部内，由此能够使传递构件与操作构件不紧固而进行向第一方向传递力。
在上述医疗用机器人的浮动驱动机构中，也可以是，传递容受部以吸收操作构件的一部分的第二方向的位移的方式容受操作构件的一部分。由此，在传递容受部内容受操作构件的一部分，由此能够使传递构件与操作构件不紧固而进行向第一方向传递力，并吸收第二方向的力。
在上述医疗用机器人的浮动驱动机构中，也可以是，还具备直动引导件，所述直动引导件以使直线编码器的刻度部能够沿第一方向移动的方式支承刻度部，传递构件固定于刻度部，传递构件设置成能够与刻度部一并沿第一方向移动。固定于刻度部的传递构件与刻度部一并因直动引导件的支承而沿第一方向移动。假设，即使杆的进退方向与直动引导件的直线运动方向不平行，也能够由传递构件吸收第二方向的偏移从而抑制杆的滑动阻力增加。
在上述医疗用机器人的浮动驱动机构中，也可以是，刻度部与驱动器的壳体相向配置，直线编码器的检测部配设于壳体。由此，由于直线编码器的刻度部是可动的，因此对该刻度部的位置进行测定的检测部的布线可以不动。另外，利用作为大构件的刻度部的刚性来抑制传递构件沿第二方向移动。另外，由支承刻度部的直动引导件确保传递构件的直线运动的精度，因此驱动器如果能够进行驱动即可，驱动的方向可以相对于第一方向而稍微偏移。
在上述医疗用机器人的浮动驱动机构中，也可以是，驱动器利用空气压对杆进行驱动。该情况下，在具备所述的浮动驱动机构的医疗用机器人中，能够进行使用空气压的力觉估计。即，本发明的其它一方面提供医疗用机器人，该医疗用机器人具备：浮动驱动机构，其利用上述的空气压来对杆进行驱动；以及空气压力觉估计机构，基于对空气压的测定来估计被施加于杆的第一方向的外力。
发明的效果
根据本发明，能够提供医疗用机器人的浮动驱动机构，在使用驱动器的驱动力来操作手术器具的医疗用机器人中能够提高施行手术精度。另外，还提高具备空气压力觉估计机构的医疗用机器人的测定精度。
附图说明
图1是例示医疗用机器人的立体图。
图2是例示手术器具的装配状态的立体图。
图3的(a)和图3的(b)是例示本实施方式涉及的医疗用机器人的浮动驱动机构的示意图。
图4的(a)和图4的(b)是例示传递构件的立体图。
图5的(a)和图5的(b)是例示浮动驱动机构的动作的示意剖视图。
图6的(a)和图6的(b)是例示传递构件吸收Y方向的力的示意剖视图。
图7是例示设置有多个操作构件的医疗用机器人的立体图。
图8是用于说明医疗用机器人的力觉估计机构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。而且，在以下的说明中，对相同的构件附加相同的附图标记，对于说明过一次的构件适当地省略其说明。
(医疗用机器人的浮动驱动机构的结构)
图1是例示医疗用机器人的立体图。
图2是例示手术器具的装配状态的立体图。
图3的(a)和图3的(b)是例示本实施方式涉及的医疗用机器人的浮动驱动机构的示意图，图3的(a)是剖视图，图3的(b)是主视图。
图4的(a)和图4的(b)是例示传递构件的立体图，图4的(a)是立体图，图4的(b)是分解立体图。
如图1以及图2所示，医疗用机器人500具有多自由度臂510，该多自由度臂510为可远程操作的机械手。在多自由度臂510的前端部分设置有用于安装手术器具100的装配部520。手术器具100借助遮盖单元200被安装于多自由度臂510。
遮盖单元200配置在用于保持手术器具100的医疗用机器人500与手术器具100之间，来实现将手术器具100与医疗用机器人500分离的作用。另外，遮盖单元200实现向设置于手术器具100的可动部150(参照图3的(a))传递来自医疗用机器人500具备的动力传递部550的进退方向的动力的作用。
多自由度臂510的前端部分(装配部520)能够绕延伸方向的轴进行旋转。还有，多自由度臂510的臂部也能够进行轴旋转。因而，安装于医疗用机器人500的手术器具100能够借助多自由度臂510而从各种角度接近患者。
如图2所示，手术器具100具备：主体110；从主体110延伸的轴120；以及在轴120的前端(与主体110相反侧的端部)设置的处置部130，处置部130例如为钳子。
在医疗用机器人500设置有用于对动力传递部550进行驱动的浮动驱动机构1。浮动驱动机构1组装于多自由度臂510(参照图1)的壳体内。
如图3的(a)所示，浮动驱动机构1具备：驱动器10，其以使杆11进退自如的方式对杆11进行驱动；操作构件20，其用驱动器10的驱动力来进行动作；以及传递构件30，其位于驱动器10与操作构件20之间。
这里，在本实施方式中，将杆11的进退方向称为Z方向，将与Z方向正交的方向中的一个方向称为X方向，将与Z方向和X方向正交的方向称为Y方向。Z方向为第一方向的例子，与Z方向正交的X方向和Y方向中的任一个方向为第二方向的例子。
驱动器10基于从未图示的控制部输出的控制信号，产生使杆11沿进退方向(Z方向)进行直动的动力。作为驱动器10，例如使用由空气压来产生动力的空气压气缸。而且，驱动器10除了可以由空气压进行驱动以外，也可以由电磁力进行驱动，还可以是其它公知的驱动方法进行驱动。
操作构件20设置成能够因驱动器10的杆11的进退动作而移动。操作构件20的移动方向例如为Z方向。而且，操作构件20的移动方向不需要与Z方向一致，如果包含Z方向的分量即可。操作构件20与动力传递部550连结，并向动力传递部550传递驱动器10的驱动力。而且，操作构件20与动力传递部550可以为分体也可以为一体。
传递构件30为将杆11与操作构件20连结的构件。在本实施方式中，传递构件30向Y方向以及X方向的移动被限制，并在Y方向与杆11分离。传递构件30设置成将来自杆11的Z方向的力传递至操作构件20。
如图3的(b)所示，在传递构件30设置有狭缝31，该狭缝31沿作为第一方向的Z方向贯通所述传递构件30，并向作为第二方向的Y方向的一方开口。在该狭缝31插入有杆11，在狭缝31内，在杆11与传递构件30之间设置有Y方向的间隙。
在杆11设置有杆容受部111，该杆容受部111用于容受传递构件30的一部分。杆容受部111是在杆11的一部分设置的缩径部分，在该杆容受部111中，杆11被嵌入狭缝31。在杆容受部111的Z方向的两侧设置有相对于杆容受部111而相对为大径的部分(为方便说明，称为扩径部112)。
杆容受部111的Z方向的长度与传递构件30的Z方向的长度大致相等。杆容受部111的直径与狭缝31的X方向的宽度大致相等，或者与狭缝31的X方向的宽度相比稍细。杆容受部111被嵌入狭缝31，由此传递构件30与杆11虽然在Y方向分离，但在Z方向，扩径部112成为止挡件，从而传递构件30与杆11被无间隙地连结。
通过具有这样的构造，即使传递构件30沿Y方向位移，也仅仅是传递构件30的狭缝31中的杆容受部111在Y方向的位置发生变化，并不影响杆11沿Z方向移动，因此不容易增加杆11在Z方向的滑动阻力。
另外，在本实施方式中，狭缝31的X方向的宽度设为与杆容受部111的直径相比而稍大的程度，因此传递构件30与杆11在X方向的间隙比在Y方向的间隙窄。而且，也可以是，主动使杆容受部111的直径小于狭缝31的X方向的宽度。由此，在狭缝31内，传递构件30与杆11之间的X方向的间隙扩宽，因此更稳定地减少传递构件30沿X方向的位移对杆沿Z方向的移动带来的影响。
传递构件30的Y方向的一端部分被固定于直线编码器61的刻度部60，该直线编码器61被直动引导件50支承。直动引导件50以使刻度部60能够沿Z方向移动的方式支承刻度部60。因而，传递构件30处于隔着刻度部60而被直动引导件50支承的状态，并以能够与刻度部60一并沿Z方向直线运动的方式被支承。
这样，传递构件30与作为质量大的构件的刻度部60成为一体，被直动引导件50限制向Z方向之外的方向(X方向以及Y方向)移动。因此，例如即使从操作构件20侧向传递构件30施加Z方向之外的方向的外力，也能够由直动引导件50抵抗该外力，结果是，抑制Z方向之外的方向的外力传至与传递构件30连结的杆11。
在传递构件30的Y方向的另一端部分设置有将操作构件20连结的连结部35。连结部35具有：凹部32，其设置于传递构件30的另一端并作为向Y方向(第二方向)凹陷的传递容受部；以及凸部22，其设置于操作构件20并向Y方向(第二方向)突出。该凹部32与凸部22在Y方向(第二方向)嵌合，由此传递构件30与操作构件20连结。而且，也可以是，连结部35的传递构件30侧为凸，操作构件20侧为凹。
在本实施方式中，凸部22设置成圆柱形，凹部32为与凸部22的圆柱形对应的凹形。凹部32的内径设置成与凸部22的外径大致相等，或者与凸部22的外径相比稍大。在凸部22被嵌入凹部32的状态下，在Y方向设置有间隙，而在Z方向以及X方向大致无间隙地连结。
另外，在凸部22被嵌入凹部32的状态下，在传递构件30的靠操作构件20侧的面30a与操作构件20之间设置有间隙。因而，传递构件30与操作构件20虽然在Y方向分离，但在Z方向大致无间隙地连结。根据这样的连结状态，即使操作构件20的动作具有Y方向的分量，如果设置于操作构件20的凸部22的Y方向分量的位移在与上述的凹部32间的间隙的范围内，则能避免凸部22的Y方向分量的位移成为对传递构件30的Y方向的外力。
从减少对施行手术的影响等的观点来看，有时操作构件20、动力传递部550沿Z方向会加长，在那样的情况下，操作构件20的动作的直线性降低，容易产生Y方向等的Z方向之外的分量的位移。即使在那时，在本实施方式涉及的浮动驱动机构1中，也会由传递构件30的凹部32吸收操作构件20沿Y方向的位移，由此抑制对传递构件30产生Y方向的外力。
即使对传递构件30产生Y方向的外力的情况下，由于传递构件30与刻度部60成为一体并被直动引导件50支承，因此被施加于传递构件30的Y方向的外力也不容易引起传递构件30位移。
还有，即使传递构件30在Y方向位移了的情况下，由于具有杆容受部111收容于狭缝31的构造，因此传递构件30沿Y方向的位移在狭缝31的内部被吸收，不容易对杆11产生Y方向的外力。
(杆、操作构件以及传递构件的连结状态)
如图4的(a)和图4的(b)所示，杆11与操作构件20借助传递构件30被连结。在传递构件30连接于刻度部60(参照图3)的状态下，杆11的杆容受部111被嵌入传递构件30的狭缝31。
也可以是，在传递构件30安装调整部37。调整部37安装于传递构件30的Z方向的端部，能够由未图示的螺钉来对Z方向的安装位置进行调整。在杆11的杆容受部111被嵌入传递构件30的狭缝31的状态下，调整部37设置于传递构件30与杆11的扩径部112之间。
根据调整部37在Z方向的位置来调整传递构件30与杆11的连结状态(接触状态)。也就是说，如果将调整部37相对于传递构件30而调整至近位，则调整部37与扩径部112间的间隙扩宽，容易允许传递构件30与杆11在Y方向的相对的位置变化，但Z方向的公差增大。
另一方面，如果将调整部37相对于传递构件30而调整至远位，则调整部37与扩径部112间的间隙缩窄，Z方向的公差减小，进一步调整至远位由此能够提高接触强度。但是，当接触强度过高时，难以允许传递构件30与杆11在Y方向的相对的位置变化。
杆容受部111、传递构件30的Z方向的长度存在制造上的偏差。因而，设置调整部37，由此能够调整杆容受部111与传递构件30间的卡合关系，使得在杆11与传递构件30之间能够尽量无浪费地传递Z方向的力并能够充分地吸收Y方向的力。
另外，操作构件20的凸部22嵌入传递构件30的凹部32。在凹部32与凸部22之间、以及传递构件30的靠操作构件20侧的面30a与操作构件20之间设置有间隙。由此，能够在这些间隙的范围内吸收从操作构件20向传递构件30的Y方向的力。
而且，将凸部22设为圆柱形，将凹部32设为与凸部22对应的凹形状，由此容易允许绕凸部22与凹部32嵌合的轴转动(绕圆柱形的中心轴转动)的位置变化。
在本实施方式中，借助这样的传递构件30来将杆11与操作构件20连结，由此允许传递构件30与杆11在Y方向的相对的位置变化以及传递构件30与操作构件20在Y方向的相对的位置变化。另一方面，能够构成如下连结状态，该连结状态几乎不允许传递构件30与杆11在Z方向的相对的位置变化以及传递构件30与操作构件20在Z方向的相对的位置变化。
(浮动驱动机构的动作)
图5的(a)和图5的(b)是例示浮动驱动机构的动作的示意剖视图。
图5的(a)示出杆11处于中间的位置的状态，图5的(b)示出杆11处于延伸出的位置的状态。
当由驱动器10沿Z方向对杆11进行驱动时，Z方向的驱动力从杆11传至传递构件30，并从传递构件30传至操作构件20。由此，操作构件20进行动作来使动力传递部550进行进退动作。动力传递部550进行进退动作由此能够使手术器具100的处置部130(参照图2)进行动作。
在这样的杆11的动作中，伴随着杆11沿Z方向的移动，刻度部60借助传递构件30而沿着直动引导件50在Z方向移动。在与刻度部60相向的驱动器10的壳体15安装有基板63，该基板63搭载有直线编码器61的检测部65。由此，刻度部60与检测部65相向配置。在本实施方式中，刻度部60是可动的，而对刻度部60的位置进行测定的检测部65是固定的。因而，检测部65的布线也固定，容易处理布线，还能够提高布线的耐久性。
另外，用作为大构件的刻度部60的刚性来抑制传递构件30向X方向以及Y方向移动。由此，传递构件30能够沿Z方向准确地移动。另外，由用于支承刻度部60的直动引导件50确保操作构件20的直线运动的精度。因而，驱动器10如果能够进行驱动即可，对杆11驱动的方向可以相对于Y方向稍微偏移。
(传递构件对力的吸收)
图6的(a)和图6的(b)是例示传递构件吸收Y方向的力的示意剖视图。
图6的(a)示出传递构件30与杆11间的嵌合部分的放大图。传递构件30的狭缝31与杆11的杆容受部111之间在Y方向分离。这里，传递构件30的移动被直动引导件50限制，有时由驱动器10驱动的杆11的进退方向与直动引导件50的引导方向未必一致(Y方向的间隔不固定(与Z方向不平行))。
在这样的情况下，即使伴随着杆11移动而杆11与传递构件30在Y方向的相对的位置变化，由于传递构件30的狭缝31与杆11的杆容受部111之间在Y方向分离，因此也能够在分离而成的间隙的范围内吸收Y方向的位置变化。由此，即使直动引导件50和杆11与Z方向不平行，也能够抑制杆11的滑动阻力增加。
另一方面，在Z方向，传递构件30与杆11几乎没有相对的位置变化，能够将杆11沿Z方向的驱动力可靠地传至传递构件30。
图6的(b)示出传递构件30与操作构件20间的嵌合部分的放大图。传递构件30的凹部32与操作构件20的凸部22之间在Y方向分离。另外，传递构件30的靠操作构件20侧的面与操作构件20之间也在Y方向分离。
因此，即使伴随着传递构件30移动而传递构件30与操作构件20在Y方向的相对的位置变化，也能够在传递构件30与操作构件20在Y方向分离而成的间隙的范围内吸收Y方向的位置变化。由此，即使从操作构件20朝向传递构件30施加Y方向的力，也能够抑制该力传至传递构件30，并能够抑制该力进一步从传递构件30传至杆11。
在医疗用机器人500中，重要的是，在手术实施者操作手术器具100的情况下，将驱动器10的驱动力准确地传至手术器具100。根据本实施方式那样的杆11与传递构件30间的连结构造以及传递构件30与操作构件20间的连结构造，能够抑制从操作构件20、传递构件30沿Y方向对杆11传递不需要的外力，能够抑制杆11的滑动阻力增加。因而，提高驱动器10的动作对手术器具100的控制性。
另外，在设置有对在手术中从手术器具100传至杆11的力(反作用力)进行探测的力觉传感器的情况下，能够抑制Y方向的不需要的外力传至杆11，能够抑制对力觉估计带来的影响。另外，本实施方式的传递构件30不具有复杂的构造，因此也能够抑制构件的大型化。
而且，在使杆容受部111的直径小于狭缝31的X方向的宽度并使传递构件30与杆11在X方向分离的情况下，能够吸收传递构件30与杆11在X方向的相对的位置变化，能够抑制X方向的不需要的外力传至杆11。
(多个操作构件的例)
图7是例示设置有多个操作构件的医疗用机器人的立体图。
在图7所示的例中，在X方向并排设置有多个(在图示的例中是三个)操作构件20，并与各操作构件20对应地设置有传递构件30以及驱动器10。另外，各传递构件30分别与刻度部60连接，各刻度部60分别被直动引导件50支承。这些结构组装于一个多自由度臂510的壳体内。
在本实施方式中，因传递构件30的小型化，即使是这样的多个操作构件20并排设置而成的结构，也能够组装能够吸收向Y方向的外力的传递构件30。
这样，根据本实施方式，能够提供医疗用机器人500的浮动驱动机构1，在使用驱动器10的驱动力来操作手术器具100的医疗用机器人500中能够提高施行手术精度。
图8是用于说明医疗用机器人的力觉估计机构的框图。医疗用机器人500除了具备上述的浮动驱动机构1以外，还具备空气压力觉估计机构561、空气压控制部562、空气压测定部571以及空气压控制机构572。空气压控制部562输出用于控制空气压控制机构572的控制信号，空气压控制机构572根据该控制信号来使供给至驱动器10的空气压变动，从而使驱动器10的杆进行位移。浮动驱动机构1具备的直线编码器61测定驱动器10的杆11的位置。空气压测定部571测定从空气压控制机构572供给至驱动器10的空气压。
空气压力觉估计机构561基于来自直线编码器61的与杆11的位置相关的信息、来自空气压测定部571的与空气压相关的信息，求出施加于杆11的第一方向(Z方向)的力，基于该力来估计对手术器具100的处置部130的各部分的力。例如，在处置部130为钳子的情况下，空气压力觉估计机构561能够估计使钳子相对于第一方向(Z方向)的倾斜角变化的外力、钳子的握持力。
如上所述，本实施方式涉及的医疗用机器人500的浮动驱动机构1具备传递构件30等，因此杆11的Z方向的滑动阻力不容易增加。因此，空气压力觉估计机构561求出的施加于杆11的第一方向(Z方向)的力，不容易受滑动阻力的影响，能够适当地反映被施加于处置部130(钳子等)的力。因此，空气压力觉估计机构561能够更准确地估计对手术器具100的处置部130的各部分的力。
另外，上面说明了本实施方式，但本发明不限定于这些例。例如，示出了钳子作为手术器具100的处置部130的例，但也可以是除了钳子之外的处置部130。另外，对于上述的各实施方式，只要包括本发明的宗旨，则本领域技术人员适当地对结构要素进行追加、删除、设计变更而得到的技术方案、对各实施方式的结构例的特征进行适当组合而得到的技术方案，均包含在本发明的范围内。
附图标记说明
1：浮动驱动机构；10：驱动器；11：杆；15：壳体；20：操作构件；22：凸部；30：传递构件；30a：面；31：狭缝；32：凹部；35：连结部；37：调整部；50：直动引导件；60：刻度部；61：直线编码器；63：基板；65：检测部；100：手术器具；110：主体；111：杆容受部；112：扩径部；120：轴；130：处置部；150：可动部；200：遮盖单元；500：医疗用机器人；510：多自由度臂；520：装配部；550：动力传递部；561：空气压力觉估计机构；562：空气压控制部；571：空气压测定部；572：空气压控制机构。

Claims (20)

1.一种医疗用机器人的浮动驱动机构，具备：
驱动器，其以使杆沿第一方向进退自如的方式对所述杆进行驱动；
操作构件，其用所述驱动器的驱动力来进行动作；以及
传递构件，其位于所述驱动器与所述操作构件之间，并与所述杆卡合来将所述杆的动作传至所述操作构件，
所述医疗用机器人的浮动驱动机构的特征在于，
所述传递构件的具有与所述第一方向正交的第二方向的分量的位移被限制，所述传递构件在所述第二方向与所述杆分离，所述传递构件将来自所述杆的所述第一方向的力传递至所述操作构件，
所述杆具有杆容受部，所述杆容受部用于容受所述传递构件的一部分，
所述杆容受部是在所述杆的一部分设置的缩径部分，
所述传递构件能够相对于所述杆而沿所述第二方向相对移动，并被嵌入所述缩径部分，
所述杆与位于所述杆容受部内的所述传递构件接触，由此所述杆的所述第一方向的动作被传递至所述传递构件。
2.根据权利要求1所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
在所述传递构件的第一方向的端部设置调整部，调整所述调整部的所述第一方向的安装位置由此调整所述传递构件与所述杆的连结状态。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述传递构件具备狭缝，所述狭缝具有向所述第二方向打开的开口，
所述杆容受部位于所述狭缝的内部。
4.根据权利要求1或2所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述传递构件具有传递容受部，所述传递容受部用于容受所述操作构件的一部分，
所述传递构件与位于所述传递容受部内的所述操作构件接触，由此所述传递构件的所述第一方向的动作被传递至所述操作构件。
5.根据权利要求4所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述传递容受部以吸收所述操作构件的一部分的所述第二方向的位移的方式容受所述操作构件的一部分。
6.根据权利要求1或2所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
还具备直动引导件，所述直动引导件以使直线编码器的刻度部能够沿所述第一方向移动的方式支承所述刻度部，
所述传递构件固定于所述刻度部，所述传递构件设置成能够与所述刻度部一并沿所述第一方向移动。
7.根据权利要求6所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述刻度部与所述驱动器的壳体相向配置，
所述直线编码器的检测部配设于所述壳体。
8.根据权利要求1或2所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述驱动器利用空气压对所述杆进行驱动。
9.一种医疗用机器人的浮动驱动机构，具备：
驱动器，其以使杆沿第一方向进退自如的方式对所述杆进行驱动；
操作构件，其用所述驱动器的驱动力来进行动作；以及
传递构件，其位于所述驱动器与所述操作构件之间，并与所述杆卡合来将所述杆的动作传至所述操作构件，
所述医疗用机器人的浮动驱动机构的特征在于，
所述传递构件的具有与所述第一方向正交的第二方向的分量的位移被限制，所述传递构件在所述第二方向与所述杆分离，所述传递构件将来自所述杆的所述第一方向的力传递至所述操作构件，
所述传递构件具有传递容受部，所述传递容受部用于容受所述操作构件的一部分，
所述传递构件与位于所述传递容受部内的所述操作构件接触，由此所述传递构件的所述第一方向的动作被传递至所述操作构件，
所述传递容受部以吸收所述操作构件的一部分的所述第二方向的位移的方式容受所述操作构件的一部分，
其中，所述医疗用机器人的浮动驱动机构还具备直动引导件，所述直动引导件以使直线编码器的刻度部能够沿所述第一方向移动的方式支承所述刻度部，
所述传递构件固定于所述刻度部，所述传递构件设置成能够与所述刻度部一并沿所述第一方向移动。
10.根据权利要求9所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述刻度部与所述驱动器的壳体相向配置，
所述直线编码器的检测部配设于所述壳体。
11.根据权利要求9或10所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述杆具有杆容受部，所述杆容受部用于容受所述传递构件的一部分，
所述杆与位于所述杆容受部内的所述传递构件接触，由此所述杆的所述第一方向的动作被传递至所述传递构件。
12.根据权利要求11所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述传递构件具备狭缝，所述狭缝具有向所述第二方向打开的开口，
所述杆容受部位于所述狭缝的内部。
13.根据权利要求9或10所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述驱动器利用空气压对所述杆进行驱动。
14.一种医疗用机器人的浮动驱动机构，具备：
驱动器，其以使杆沿第一方向进退自如的方式对所述杆进行驱动；
操作构件，其用所述驱动器的驱动力来进行动作；以及
传递构件，其位于所述驱动器与所述操作构件之间，并与所述杆卡合来将所述杆的动作传至所述操作构件，
所述医疗用机器人的浮动驱动机构的特征在于，
所述传递构件的具有与所述第一方向正交的第二方向的分量的位移被限制，所述传递构件在所述第二方向与所述杆分离，所述传递构件将来自所述杆的所述第一方向的力传递至所述操作构件，
还具备直动引导件，所述直动引导件以使直线编码器的刻度部能够沿所述第一方向移动的方式支承所述刻度部，
所述传递构件固定于所述刻度部，所述传递构件设置成能够与所述刻度部一并沿所述第一方向移动。
15.根据权利要求14所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述刻度部与所述驱动器的壳体相向配置，
所述直线编码器的检测部配设于所述壳体。
16.根据权利要求14或权利要求15所述医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述传递构件具有传递容受部，所述传递容受部用于容受所述操作构件的一部分，
所述传递构件与位于所述传递容受部内的所述操作构件接触，由此所述传递构件的所述第一方向的动作被传递至所述操作构件。
17.根据权利要求14或15所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述杆具有杆容受部，所述杆容受部用于容受所述传递构件的一部分，
所述杆与位于所述杆容受部内的所述传递构件接触，由此所述杆的所述第一方向的动作被传递至所述传递构件。
18.根据权利要求17所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述传递构件具备狭缝，所述狭缝具有向所述第二方向打开的开口，
所述杆容受部位于所述狭缝的内部。
19.根据权利要求14或15所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，其特征在于，
所述驱动器利用空气压对所述杆进行驱动。
20.一种医疗用机器人，具备根据权利要求8、13、19中任一项所述的医疗用机器人的浮动驱动机构，在所述医疗用机器人中，
具备空气压力觉估计机构，所述空气压力觉估计机构基于对所述空气压的测定来估计被施加于所述杆的所述第一方向的外力。
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