CN116367968A - 作业辅助机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及作业辅助机器人。作业辅助机器人(10)具备:多个多关节臂(12、14);升降部件(16),其使多个多关节臂(12、14)分别升降;以及主体部件(18),其设置有升降部件(16)。多关节臂(12、14)具有包括由升降部件(16)产生的上下运动的自由度在内的七个以上的自由度。
Description
技术领域
本发明涉及作业辅助机器人。
背景技术
近年,为了减轻手术操作者的负担、节省医疗设施的人力,提出了利用机器人(机械手)的医疗处理方案。在外科领域中,提出了与手术用机械手系统相关的方案,手术操作者操作能够远程操作的手术用机械手来对患者进行医疗处理。另外,也提出了由设置于基座的多个多关节臂对人进行护理和医疗相关行为的机器人系统(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第17/002142号
发明内容
发明所要解决的问题
但是,设置于所述机器人系统的两个多关节臂构成为从固定配置于床下方的基座绕过床的两侧来对人进行医疗处理。因此,在使用多关节臂对人进行医疗处理期间,需要护理者、医疗从业者避免与多关节臂相干扰,对护理者、医疗从业者的位置、行动存在限制。
本发明是鉴于这样的状况而做出的,例如其中一个目的为,提供省空间地实现多个多关节臂需求的动作、姿态的新技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明的一方面的作业辅助机器人具备:多个多关节臂;升降部件,其使多个多关节臂分别升降;以及主体部件,其设置有升降部件。多关节臂具有包括由升降部件产生的上下运动的自由度在内的七个以上的自由度。
根据该方面,由升降部件使多个多关节臂各自的高度方向的位置错开,因而能够使多关节部件不干扰地朝向相同方向。因此,能够省空间地实现多个多关节臂需求的动作、姿态。另外,能够使多个多关节臂不是从作业辅助的对象的两侧而是从相同侧靠近。
也可以是,多个多关节臂具有第一多关节臂和第二多关节臂。也可以是,升降部件具有:第一升降部件,其使第一多关节臂升降;以及第二升降部件,其使第二多关节臂升降。也可以是,利用第一升降部件移动至比第二多关节臂靠上方的第一多关节臂构成为,从上下方向观察时能够一边与第二多关节臂重叠一边朝向作业辅助的对象延伸。由此,第一多关节臂和第二多关节臂投影到水平面而成的面积小,易于护理者、医疗从业者等作业者在作业辅助机器人的周围不与多关节臂干扰地进行作业。
也可以是,第一多关节臂具有:第一关节,其最靠近第一升降部件;以及第二关节,其仅次于该第一关节。也可以是,第一关节具有第一旋转轴,该第一旋转轴沿着第一升降部件的上下运动的轴。也可以是,第二关节具有第二旋转轴,该第二旋转轴与第一旋转轴交叉。由此,从第一升降部件至第二关节为止能够由沿上下方向延伸的连杆构成,因而能够使作业辅助机器人的专有面积缩小。
也可以是,第二多关节臂具有:第三关节,其最靠近第二升降部件;以及第四关节,其仅次于该第三关节。也可以是,第三关节具有第三旋转轴,该第三旋转轴沿着第二升降部件的上下运动的轴。也可以是,第四关节具有第四旋转轴,该第四旋转轴与第三旋转轴交叉。由此,从第二升降部件至第四关节为止能够由沿上下方向延伸的连杆构成,因而能够使作业辅助机器人的专有面积缩小。
也可以是,第一升降部件以及第二升降部件并列设置于主体部件的上部。由此,能够使升降部件不会在主体部件的侧方露出,因而能够使作业辅助机器人的专有面积缩小。
也可以是,还具备移动机构,该移动机构用于使主体部件相对于作业辅助的对象而移动到既定的位置。由此,能够将作业辅助机器人配置于不会干扰作业者的位置。
也可以是,多关节臂在前端具有安装部,能够从作为手术器具而使用的多种末端执行器中选择一个来安装于所述安装部。
而且,将以上的结构要素的任意组合,本发明的表现在方法、装置、系统等之间变换的方案作为本发明的方式也是有效的。
发明的效果
根据本发明,能够省空间地实现多个多关节臂需求的动作、姿态。
附图说明
图1是本实施方式涉及的作业辅助机器人的立体图。
图2是示出图1的作业辅助机器人的机构的图。
图3是示出使多个多关节臂朝向相同方向的情况下的作业辅助机器人的机构的图。
图4是示出使用多个作业辅助机器人对横躺于床上的患者进行手术的样子的示意图。
图5是示出使用作业辅助机器人对横躺于床上的患者进行检查的样子的示意图。
图6是示出使用作业辅助机器人对坐在椅子上的患者进行检查的样子的示意图。
图7是示出如下状态的示意图,图7的(a)示出本实施方式涉及的多关节臂在关节处弯折的状态,图7的(b)示出变形例涉及的多关节臂弯折的状态,图7的(c)示出其它变形例涉及的多关节臂弯折的状态。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。对各附图所示的相同或同等的结构要素、构件、处理附加相同的附图标记,并适当省略重复的说明。另外,实施方式为例示而并非限定发明,实施方式记述的全部特征、其组合未必用于限定发明的实质。
图1是本实施方式涉及的作业辅助机器人的立体图。图2是示出图1的作业辅助机器人的机构的图。图3是示出使多个多关节臂朝向相同方向的情况下的作业辅助机器人的机构的图。图1所示的作业辅助机器人10具备:多个多关节臂12、14;升降部件16,其使多个多关节臂12、14分别升降;主体部件18,其设置有升降部件16;以及移动机构20,其使主体部件18相对于作业辅助的对象而移动到既定的位置。
升降部件16具有:第一升降部件16a,其使多关节臂12升降;第二升降部件16b,其使多关节臂14升降。多关节臂12从靠近第一升降部件16a的一侧起具有七个关节12a~12g。多关节臂14从靠近第二升降部件16b的一侧起具有七个关节14a~14g。
关节12a~12g分别具有旋转轴22a~22g,关节14a~114g分别具有旋转轴24a~24g。也就是说,多关节臂12具有包括由第一升降部件16a产生的上下运动的自由度在内的八个自由度(七个以上的自由度)。同样地,多关节臂14具有包括由第二升降部件16b产生的上下运动的自由度在内的八个自由度(七个以上的自由度)。
这样,如图1、图3所示,本实施方式涉及的作业辅助机器人10由升降部件16使多个多关节臂12、14各自的高度方向的位置错开,因而能够使多关节臂12、14不干扰地朝向相同方向。因此,能够省空间地实现多个多关节臂12、14需求的动作、姿态。
另外,如图1、图3所示,利用第一升降部件16a移动至比多关节臂14靠上方的多关节臂12构成为,从上下方向观察时能够与多关节臂14重叠并且朝向作业辅助的对象延伸。由此,如图1所示,多关节臂12和多关节臂14投影到水平面而成的面积S缩小,护理者、医疗从业者等作业者容易在作业辅助机器人10的周围不与多关节臂12、14干扰地进行作业。
另外,第一升降部件16a以及第二升降部件16b并列设置于作业辅助机器人10的主体部件18的上部。由此,能够使升降部件16不会在主体部件18的侧方露出,因而能够使作业辅助机器人10的专有面积缩小。
另外,多关节臂12具有:关节12a,其最靠近第一升降部件16a;以及关节12b,其仅次于关节12a。关节12a具有旋转轴22a,该旋转轴22a沿着第一升降部件16a的上下运动的轴Za。这里,旋转轴22a沿着轴Za是指,不仅包括轴Za与旋转轴22a平行的情况,也可包括轴Za与旋转轴22a所成的角处于0±45°的范围、或0±30°的范围、或0±15°的范围的情况。
关节12b具有旋转轴22b,该旋转轴22b与旋转轴22a交叉。这里,旋转轴22b与旋转轴22a交叉是指,不仅包括旋转轴22a与旋转轴22b正交的情况,也可包括旋转轴22a与旋转轴22b所成的角处于90±45°的范围、或90±30°的范围、或90±15°的范围的情况。这样,作业辅助机器人10从第一升降部件16a至关节12b为止能够由沿上下方向延伸的连杆La,Lb构成,因而关节12b、连杆La,Lb不会在主体部件18的侧方露出,能够使作业辅助机器人10的专有面积缩小。
另外,多关节臂14具有:关节14a,其最靠近第二升降部件16b;关节14b,其仅次于关节14a。关节14a具有旋转轴24a,该旋转轴24a沿着第二升降部件16b的上下运动的轴Zb。这里,旋转轴24a沿着轴Zb是指,不仅包括轴Zb与旋转轴24a平行的情况,也可包括轴Zb与旋转轴24a所成的角处于0±45°的范围、或0±30°的范围、或0±15°的范围的情况。
关节14b具有旋转轴24b,该旋转轴24b与旋转轴24a交叉。这里,旋转轴24b与旋转轴24a交叉是指,不仅包括旋转轴24a与旋转轴24b正交的情况,也可包括旋转轴24a与旋转轴24b所成的角处于90±45°的范围、或90±30°的范围、或90±15°的范围的情况。这样,作业辅助机器人10从第二升降部件16b至关节14b为止能够由沿上下方向延伸的连杆L’a,L’b构成,因而关节14b、连杆L’a,L’b不会在主体部件18的侧方露出,能够使作业辅助机器人10的专有面积缩小。
另外,作业辅助机器人10中,多关节臂12以及多关节臂14中的位于上方的多关节臂能够在主体部件18的周围遍及360°地运动。因此,能够以多关节臂能达到期望区域的方式配置的作业空间扩大,易于将作业辅助机器人10配置在难以干扰作业者的场所。
而且,多关节臂12、14在前端具有安装部26,能够从作为手术器具而使用的多种末端执行器中选择一个来安装于所述安装部26。作为手术器具而使用的末端执行器例如能举出钳子装置、内窥镜。
然后,说明作业辅助机器人10的使用方式。图4是示出使用多个作业辅助机器人对横躺于床上的患者进行手术的样子的示意图。图5是示出使用作业辅助机器人对横躺于床上的患者进行检查的样子的示意图。图6是示出使用作业辅助机器人对坐在椅子上的患者进行检查的样子的示意图。
如图4所示,各作业辅助机器人10a、10b不仅能够分别使多个多关节臂12、14从作业辅助的对象即患者P的两侧靠近,也能够从相同侧靠近。另外,各作业辅助机器人10a、10b也可以构成为,能够基于无线通信、GPS的位置信息、由雷达产生的周围物体的位置信息、由照相机等摄像手段获取的图像数据等各种信息,来掌握相互的位置关系。
由此,作业辅助机器人10a、10b不会相互干扰,能够相对于患者P而将作业辅助机器人配置于合适的位置。另外,能够将作业辅助机器人10a、10b配置于不会干扰医生、作业者的位置。而且,在图4所示的各多关节臂的安装部26安装有钳子装置28、内窥镜。
另外,也可以是,如图5、图6所示,在多关节臂12的安装部26a内置有对患者P的患部、医疗处理部进行摄像的照相机。另外,在另一方的多关节臂14的安装部26b安装有用于对患者P进行检查的医疗处理器具30。
(臂的弯折)
图7的(a)是示出本实施方式涉及的多关节臂在关节处弯折的状态的示意图,图7的(b)是示出变形例涉及的多关节臂弯折的状态的示意图,图7的(c)是示出其它变形例涉及的多关节臂弯折的状态的示意图。
图7的(a)所示的多关节臂12中,将关节12d与关节12e连结的连杆Le为L字状(参照图1)。因此,在使多关节臂12在关节12d处弯折的情况下,从关节12a至关节12d为止的连杆与从关节12e至关节12g为止的连杆能够大致平行。
图7的(b)所示的多关节臂12中,将关节12c与关节12d连结的连杆Ld为L字状。因此,在使多关节臂12在关节12d处弯折的情况下,从关节12a至关节12c为止的连杆与从关节12d至关节12g为止的连杆能够大致平行。
图7的(c)所示的多关节臂12中,将关节12c与关节12d连结的连杆Ld和将关节12d与关节12e连结的连杆Le拼成U字状(V字状)。因此,在使多关节臂12在关节12d处弯折的情况下,从关节12a至关节12d为止的连杆与从关节12d至关节12g为止的连杆能够大致平行。
以上,参照上述实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,即使适当组合、替换实施方式的结构,也属于本发明。另外,能够基于本领域技术人员的知识,对实施方式中的组合、处理的顺序进行适当组合和替换,或者对实施方式进行各种设计变更等变形,进行这样的变形而得到的实施方式也可属于本发明的范围。
产业上的可利用性
本发明能够用于手术、护理、制造、搬运等作业辅助机器人。
附图标记的说明
10:作业辅助机器人;12:多关节臂;12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g:关节;14:多关节臂;14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g:关节;16:升降部件;16a:第一升降部件;16b:第二升降部件;18:主体部件;20:移动机构;22a、22b:旋转轴;26、26a:安装部。
Claims (7)
1.一种作业辅助机器人,其特征在于,具备:
多个多关节臂;
升降部件,其使多个所述多关节臂分别升降;以及
主体部件,其设置有所述升降部件,
所述多关节臂具有包括由所述升降部件产生的上下运动的自由度在内的七个以上的自由度。
2.根据权利要求1所述的作业辅助机器人,其特征在于,
多个所述多关节臂具有第一多关节臂和第二多关节臂,
所述升降部件具有:第一升降部件,其使所述第一多关节臂升降;以及第二升降部件,其使所述第二多关节臂升降,
利用所述第一升降部件移动到比所述第二多关节臂靠上方的第一多关节臂构成为,从上下方向观察时能够与所述第二多关节臂重叠并且朝向作业辅助的对象延伸。
3.根据权利要求2所述的作业辅助机器人,其特征在于,
所述第一多关节臂具有:第一关节,其最靠近所述第一升降部件;第二关节,其仅次于该第一关节,
所述第一关节具有第一旋转轴,该第一旋转轴沿着所述第一升降部件的上下运动的轴,
所述第二关节具有第二旋转轴,该第二旋转轴与所述第一旋转轴交叉。
4.根据权利要求3所述的作业辅助机器人,其特征在于,
所述第二多关节臂具有:第三关节,其最靠近所述第二升降部件;以及第四关节,其仅次于该第三关节,
所述第三关节具有第三旋转轴,该第三旋转轴沿着所述第二升降部件的上下运动的轴,
所述第四关节具有第四旋转轴,该第四旋转轴与所述第三旋转轴交叉。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的作业辅助机器人,其特征在于,
所述第一升降部件以及所述第二升降部件并列设置于所述主体部件的上部。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的作业辅助机器人,其特征在于,
还具备移动机构,该移动机构使所述主体部件相对于作业辅助的对象而移动到既定的位置。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的作业辅助机器人,其特征在于,
所述多关节臂在前端具有安装部,能够从作为手术器具而使用的多种末端执行器中选择一个来安装于所述安装部。
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