JP2008104854A - Manipulator for medical use - Google Patents

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JP2008104854A
JP2008104854A JP2007206849A JP2007206849A JP2008104854A JP 2008104854 A JP2008104854 A JP 2008104854A JP 2007206849 A JP2007206849 A JP 2007206849A JP 2007206849 A JP2007206849 A JP 2007206849A JP 2008104854 A JP2008104854 A JP 2008104854A
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JP2007206849A
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Inventor
Makoto Jinno
Shigeru Omori
Takamitsu Sunaoshi
Shuichi Uenohara
秀一 上之原
繁 大森
貴光 砂押
誠 神野
Original Assignee
Terumo Corp
Toshiba Corp
テルモ株式会社
株式会社東芝
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically lock a working unit and a rotator at axial positions corresponding to the original points when the working unit is detached from an actuator unit. <P>SOLUTION: An actuator block 30 of a manipulator 10 contains motors 40a-40c and rotary shafts 42a-42c extending from the motors 40a-40c. The working unit 16 of the manipulator 10 contains a connecting portion 15, attachable to and detached from the actuator block 30. The connecting portion 15 has pulleys 50a-50c connectable to one ends of the rotary shafts 42a-c, and has a locking plate 304 movable by alignment pins 212a-212c. The locking plate 304 has slits 316a-316c, which are engaged with plate-shaped portions 308a-308c formed on the upper ends of the pulleys 50a-50c. A coil spring 306 is placed between the locking plate 304 and a top plate 334. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエータ部に対して作業部が取り外し可能な医療用マニピュレータに関する。 The present invention, the working unit is about a removable medical manipulator to the actuator unit.

腹腔鏡下手術においては、患者の腹部等に小さな孔をいくつかあけて内視鏡、鉗子(又はマニピュレータ)等を挿入し、術者が内視鏡の映像をモニタで見ながら手術を行っている。 In laparoscopic surgery, endoscopic number of small holes are opened in a patient's abdomen by inserting a forceps (or manipulator) or the like, by performing an operation while viewing an image of the endoscope monitor operator there. このような腹腔鏡下手術は、開腹を必要としないため患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減されることから、適用分野の拡大が期待されている。 Such laparoscopic surgery, abdominal less burden on the patient because it does not require, because the number of days until the postoperative recovery and discharge is greatly reduced, the expansion of applications is expected.

マニピュレータシステムは、例えば特許文献1に記載されているように、マニピュレータ本体と、該マニピュレータ本体を制御するコントローラとから構成される。 Manipulator system, for example as described in Patent Document 1, comprises a manipulator and a controller for controlling the manipulator. マニピュレータ本体は、人手によって操作される操作部と、操作部に対して交換自在に着脱される作業部とから構成される。 The manipulator comprises an operating unit that is operated by hand, a working unit replaceably mounted on the operating unit.

作業部(器具)は長い連結シャフトと、該連結シャフトの先端に設けられた先端動作部(エンドエフェクタとも呼ばれる。)とを有し、ワイヤによって先端の動作部を駆動するアクチュエータ(モータ)が操作部に設けられている。 The working unit (instrument) is a long connecting shaft (also referred to as an end effector.) Distal end working unit mounted on the distal end of the connecting shaft and an actuator for driving the operation portion of the distal end by the wire (motor) is operated It is provided in the part. ワイヤは基端側でプーリに巻き掛けられている。 Wire is wound around the pulley at the base end side. コントローラは、操作部に設けられたモータを駆動して、プーリを介してワイヤを進退駆動する。 The controller drives the motors of the operating unit, via a pulley forward and backward driving the wire.

作業部側は洗浄、滅菌を容易にする必要性からセンサなどの電子機器を含まず、先端動作部及び後端のプーリの位置又は原点を直接的には検出できない構成であり、モータの回転量に基づいて先端動作部の軸位置を算出する構成がとられている。 The working unit side washed, free of electronic devices such as sensors from the need to facilitate sterilization, is undetectable configured to directly position or origin of the distal end working unit and the rear end of the pulley, rotational amount of the motor configured to calculate the axial position of the distal end working unit based on are taken.

ところで、腹腔鏡下手術では、手技に応じて多様な作業部が用いられ、例えばグリッパ、はさみ、電気メス、超音波メス、医療用ドリルなどが挙げられる。 Incidentally, in the laparoscopic surgery, procedures various working units are used depending on, for example a gripper, scissors, electrocautery, ultrasonic scalpel, such as a medical drill, and the like. これらの作業部は操作部に対して着脱自在に構成され、装着時には作業部基端側のプーリが操作部に設けられたモータの回転軸に係合するように構成されている。 These working unit is detachable from the operation unit, at the time of mounting is configured to engage the rotating shaft of the motor provided in the pulley operating portion of the working portion proximally.

このように、1つの操作部に対して複数の異なる作業部を接続することを前提としているシステムの場合、すべての作業部が唯一共通して着脱のできる軸位置となるモータ位相を設定する必要がある(例えば、特許文献1参照)。 Thus, necessary to set one if the system assumes that connects a plurality of different working units to the operation unit, the motor phase becomes the axis position can detachably all of the working unit is only common to is (e.g., see Patent Document 1). これを原点(又は初期位置)としている。 This is the origin (or initial position).

マニピュレータシステムについての先行技術としては、下記の特許文献1及び特許文献2が挙げられる。 The prior art manipulator system include Patent Documents 1 and 2 below.

特許文献1では、着脱時におけるモータ励磁切り換えや電気的な構成については考慮する必要のない構成が提案されている。 In Patent Document 1, it requires no configuration has been proposed to consider the motor excitation switching and electrical structure when detachable.

特許文献2では、複数の先端ツール(作業部)の電気的着脱について記載されている。 Patent Document 2 discloses an electrical attachment and detachment of a plurality of tip tool (working unit).

特開2004−105451公報 JP 2004-105451 Laid 特開2004−208922公報 JP 2004-208922 Laid

従来外科手術が行われる際には、外科医が患者の内部を直接見ながら、手術が出来るように大きな切開が施された。 When conventional surgery is performed while watching the surgeon directly inside the patient, a large incision so that surgery can decorated. 大きな切開は、感染の原因になったり患者の回復遅らせたりするものであった。 Large incision was intended to speed up or slow recovery of the patient or the cause of the infection. 近年、多くの外科医は内視鏡下での低侵襲の外科手術を行い、切開を著しく小さくすることが出来ている。 Recently, many surgeons will perform minimally invasive surgery under endoscope, and can be significantly smaller incision.

ロボット外科器具は低侵襲外科手術を発展させてきている。 Robot surgical instrument has been developed a minimally invasive surgical procedure. それらの外科器具は高度に専門的になっている。 These surgical instruments are highly become a professional. それらの外科器具は外科医の最小化された動きに追随しなければならない。 These surgical instruments must follow the movement is minimized surgeons. 外科医は臓器に対して切断、剥離そして縫合等の多くの異なったことを行う。 The surgeon performs the cutting, a different lot of peeling and sewing or the like to the organ. 異なったそれぞれの外科器具はそれぞれの機能を要求される。 Distinct respective surgical instrument is required the respective functions. それぞれの機能のために異なった医療器具が作られる。 Different medical devices for each function is made. しかし、単にコントロールユニットにマウントされた医療器具を機能ごとに代える方が経済的である。 But just who replaced every function mounted medical device to the control unit is economical. 効率的に器具の交換を行うためには、それぞれの医療器具は安全にかつ確実にコントロールユニットにマウントされなければならない。 In order to perform the exchange of efficient instrument, each of the medical device must be mounted securely and reliably control unit. よって、外科器具を低侵襲ロボット外科器具コントロールユニットに安全、確実にマウントするための装置や方法が必要となる。 Therefore, the safety of surgical instruments in minimally invasive robotic surgical instrument control unit, ensures devices and methods for mounting is required. さらに、外科器具が安全に効率的に使用されるための係合およびロッキングステップを含む取り付けプロセスが要求される。 Furthermore, the mounting process is required, including the engagement and locking steps for surgical instruments can be safely used efficiently.

また、先端動作部の軸位置は、例えばモータの原点を基準として算出される。 The shaft position of the distal end working unit is calculated, for example, the origin of the motor as a reference. したがって、手術の途中で作業部を交換する場合には、新たに装着される別の作業部は正確に原点に一致した姿勢となっている必要がある。 Therefore, when replacing the working portion in the middle of surgery, another working unit to be newly mounted is required to have a consistent posture exactly origin. 換言すれば、作業部を操作部から取り外す場合に該作業部及びプーリは原点に一致した軸位置に固定しておくことが望ましい。 In other words, the working unit and the pulley when removing the working unit from the operating unit, it is desirable to fixed axis positions match the origin.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、アクチュエータ部から作業部を取り外す際に作業部及びプーリを原点に一致した軸位置に自動的にロックすることのできる医療用マニピュレータを提供することを目的とする。 The present invention has been made taking the foregoing problems into consideration, a medical manipulator which can be automatically locked in the axial position that matches the working unit and the pulley at the origin when removing the working unit from the actuator unit an object of the present invention is to provide.

本発明は、モータを備えたアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部、及び前記回転体に連動する動作部を含む作業部とを有する医療用マニピュレータであって、前記接続部は、前記アクチュエータ部に対して着脱するときに前記アクチュエータ部の一部により移動されるロック部材を備え、前記ロック部材は、前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときに前記回転体の係合部に係合して該回転体の回転を防止し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに前記係合部から離間することによって該回転体を回転可能にすることを特徴とする。 The present invention includes an actuator unit having a motor, connection portion comprising a rotary member which is connected to the freely rotating shaft of the motor detachable to the actuator unit, and a working unit including an operation unit interlocked to the rotary member a medical manipulator having, the connecting portion is provided with a locking member moved by a portion of the actuator unit when detachably attached to said actuator unit, wherein the locking member, wherein the actuator portion and the working portion by the engagement with the engaging portion of the rotary member to prevent rotation of the rotating body, it is spaced from the engaging portion when the working unit and the actuator unit are connected when the away characterized in that it allows rotating the rotor.

このように、本発明ではロック部材がアクチュエータ部の一部により駆動されて回転体の係合部に対して係合及び離間する。 Thus, in the present invention the locking member is engaged and separated from the engagement portion of the rotary body is driven by a portion of the actuator unit. これにより、アクチュエータ部と作業部が離れているときにロック部材は係合部に係合して回転体の回転を防止し、作業部及び回転体は原点に一致した軸位置に自動的にロックされることになる。 Thus, automatically locked in the axial position locking member prevents the rotation of the rotating body engages with the engaging portion, the working portion and the rotary body that matches the origin when the working unit and the actuator unit are separated It is is will be.

また、本発明では、前記接続部が、前記アクチュエータ部に対して着脱するときに前記アクチュエータ部の一部により移動されるロッキングプレートを備え、前記ロッキングプレートは、前記回転体の非円形部に係合する係合孔を有し、前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときには前記非円形部が前記係合孔に係合することによって前記回転体の回転を防止し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに前記非円形部が前記係合孔から離間することによって前記回転体を回転可能にすることを特徴とする。 In the present invention, the connecting portion is provided with a locking plate which is moved by a portion of the actuator unit when detachably attached to said actuator unit, wherein the locking plate is engaged with the non-circular portion of said rotary member has the engaging hole for engagement, and prevent rotation of the rotating body by the non-circular portion is engaged with the engaging hole when said working unit and the actuator unit are separated, the said actuator unit It said non-circular portion, characterized in that the rotatable rotating body by separating from the engaging hole when the working unit is connected.

このように、ロッキングプレートが、アクチュエータ部と作業部が離れているときに非円形部が係合孔に係合することによって回転体の回転を防止し、作業部及びプーリは原点に一致した軸位置に自動的にロックされる。 Thus, the axial locking plate is non-circular portion is prevented rotation of the rotating body by engaging the engaging hole when the working unit and the actuator unit are separated, the working unit and the pulley that matches the origin It is automatically locked in position.

なお、本発明において、アクチュエータ部の一部により移動される、ということは、該一部により直接的に駆動される場合と、他の部材を介して間接的に駆動される場合の双方を含む。 In the present invention, is moved by a portion of the actuator unit, that includes a case which is directly driven by said portion, both when it is indirectly driven via the other member .

本発明に係る医療用マニピュレータでは、ロック部材がアクチュエータ部の一部により駆動されて回転体の係合部に対して係合及び離間する。 The medical manipulator according to the present invention, engagement and away from the engagement portion of the rotary member locking member is driven by a portion of the actuator unit. これにより、アクチュエータ部と作業部が離れているときにロック部材は係合部に係合して回転体の回転を防止し、作業部及び回転体は原点に一致した軸位置に自動的にロックされる。 Thus, automatically locked in the axial position locking member prevents the rotation of the rotating body engages with the engaging portion, the working portion and the rotary body that matches the origin when the working unit and the actuator unit are separated It is.

また、本発明に係る医療用マニピュレータによれば、アクチュエータ部と作業部が離れているときに非円形部が係合孔に係合することによってロッキングプレートが回転体の回転を防止し、作業部及び回転体は原点に一致した軸位置に自動的にロックされる。 Further, according to the medical manipulator according to the present invention, the locking plate is prevented rotation of the rotating body by the non-circular portion when the working unit and the actuator unit are separated engages with the engaging hole, the working unit and the rotor is automatically locked in the axial position that matches the origin.

さらに、本発明に係る医療用マニピュレータによれば、アクチュエータ部と作業部が離れているときに、ロッキングプレートは第1の位置に配置されてロッキング突起が切欠き部に係合して回転体の回転を防止し、作業部及び回転体は原点に一致した軸位置に自動的にロックされる。 Furthermore, according to the medical manipulator according to the present invention, when the working unit and the actuator unit are separated, the locking plate rotating body engaged with the locking projections notch disposed in a first position to prevent rotation, the working unit and the rotor it is automatically locked in the axial position that matches the origin.

以下、本発明に係る医療用マニピュレータの実施の形態について添付の図1〜図21を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to FIGS. 1 to 21 of the accompanying embodiments of the medical manipulator according to the present invention.

第1の実施形態に係るマニピュレータ10は、先端動作部12に生体の一部又は湾曲針等を把持して所定の処置を行うためのものであり、通常、把持鉗子やニードルドライバ(持針器)等とも呼ばれる。 The manipulator 10 according to the first embodiment, part of a living body to the tip operating portion 12 or the curved needle or the like by gripping is for performing a predetermined treatment, usually, grasping forceps or a needle driver (needle holder ) also referred to as such.

図1及び図2に示すように、マニピュレータ10は、人手によって把持及び操作される基端部の操作指令部14と、該操作指令部14に対して着脱自在な作業部16とを有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the manipulator 10 comprises an operation command unit 14 of the base end portion which is held and operated by hand and a working unit 16 detachably mounted with respect to the manipulation command unit 14.

以下の説明では、図1における幅方向をX方向、高さ方向をY方向及び、連結シャフト48の延在方向をZ方向と規定する。 In the following description, X-direction width direction in FIG. 1, the vertical directions as Y directions, and defining an extending direction of the connecting shaft 48 as Z directions. また、右方をX1方向、左方をX2方向、上方向をY1方向、下方向をY2方向、前方をZ1方向、後方をZ2方向と規定する。 Also, defining the right X1 direction, the leftward direction X2, the upward direction Y1 direction, and the downward direction as a Y2 direction, forward direction Z1, the rear and Z2 directions. さらに、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ10が中立姿勢である場合を基準として表すものとする。 Further, unless otherwise noted, these directions represent directions of the manipulator 10 when it is a neutral posture. これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ10は任意の向きで(例えば、上下を反転させて)使用可能であることはもちろんである。 These directions is for illustrative purpose only, the manipulator 10 in any orientation (e.g., upside down) can of course be used.

作業部16は、作業を行う先端動作部12と、操作指令部14のアクチュエータブロック(アクチュエータ部)30に対して接続される接続部15と、これらの先端動作部12と接続部15とを連接する長尺で中空の連結シャフト48とを有する。 The working unit 16, connecting the distal-end working unit 12 for performing operations, a connector 15 connected to the actuator block (actuator unit) 30 of the operation command unit 14, and a connecting portion 15 and these distal-end working unit 12 and a hollow connector shaft 48 elongated to. 作業部16は、アクチュエータブロック30における所定の操作によって操作指令部14から離脱可能であって、洗浄、滅菌及びメンテナンス等を行うことができる。 The working unit 16 from the operation command unit 14 by a predetermined operation in the actuator block 30 a detachable, washing, can be sterilized and maintenance or the like.

先端動作部12及び連結シャフト48は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール20から体腔22内に挿入可能であり、操作指令部14の操作により体腔22内において患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。 Distal end working unit 12 and the connecting shaft 48, which are small in diameter, can be inserted from the trocar 20 of cylindrical shape provided on the patient's abdomen into the body cavity 22, the body cavity 22 by the operation of the operation command unit 14 affected area ablation, grasping, various procedures such as suturing and ligation can be performed in.

操作指令部14は、人手によって把持されるグリップハンドル26と、該グリップハンドル26の上部から延在するブリッジ28と、該ブリッジ28の先端に接続されたアクチュエータブロック30とを有する。 Operation command unit 14 includes a grip handle 26 gripped by hand, a bridge 28 extending from an upper portion of the grip handle 26, and an actuator block 30 connected to a distal end of the bridge 28.

図2に示すように、操作指令部14のグリップハンドル26は、ブリッジ28の端部からY2方向に向かって延在しており、人手によって把持されるのに適した長さであり、入力手段としてのトリガーレバー32と、複合入力部34と、スイッチ36とを有する。 As shown in FIG. 2, the grip handle 26 of the operation command unit 14 extends toward the end of the bridge 28 in the Y2 direction is a length suitable for being gripped by hand, the input means a trigger lever 32 as a composite input unit 34, and a switch 36. ブリッジ28の上面における視認しやすい箇所にはLED29が設けられている。 LED29 is provided on a visible and easily places on the upper surface of the bridge 28. ブリッジ28の上面は手技の最中にも視認しやすい箇所であり、LED29を配置するのに好適である。 Upper surface of the bridge 28 are visible and easily places even during the procedure, it is preferable to place the LED 29.

グリップハンドル26の下端には、コントローラ45に接続されるケーブル62が設けられている。 The lower end of the grip handle 26, the cable 62 is provided which is connected to the controller 45. グリップハンドル26とケーブル62とはコネクタにより接続されていてもよい。 The grip handle 26 and the cable 62 may be connected by a connector.

操作指令部14について、先ず、複合入力部34の構成及び作用について説明する。 The operation command unit 14, first, the configuration and operation of the composite input unit 34.

複合入力部34は、先端動作部12に対してロール方向(軸回転方向)及びヨー方向(左右方向)の回転指令を与える複合的な入力手段である。 Composite input unit 34 is a composite input means for giving a rotation command in the roll direction with respect to the distal-end working unit 12 (rotation direction) and a yaw direction (lateral direction). トリガーレバー32は、先端動作部12のグリッパ60(図2参照)の開閉指令を与える入力手段である。 Trigger lever 32 is an input means for giving opening and closing commands of the gripper 60 of the distal end operation portion 12 (see FIG. 2). スイッチ36は、マニピュレータ10の動作状態の有効又は無効を設定するための入力手段である。 Switch 36 is an input means for setting a valid or invalid operation state of the manipulator 10. LED29は、マニピュレータ10の制御状態を示すインジケータであり、操作者が容易に認識可能な大きさであり、かつ操作に支障がない程度に十分に小型軽量である。 LED29 is an indicator showing the controlled state of the manipulator 10, the operator is readily recognizable size, and are sufficiently small and light to an extent not to interfere with the operation. LED29は、ブリッジ28の上面における略中央部で、視認性のよい位置に設けられている。 LED29 is a substantially central portion on the upper surface of the bridge 28 is provided with good visibility position.

図3に示すように、トリガーレバー32は、ブリッジ28のやや下方でZ1方向にやや突出したレバーであり、人差し指による操作が容易な位置に設けられている。 As shown in FIG. 3, the trigger lever 32 is a lever that projects slightly in the Z1 direction slightly below the bridge 28, the operation by the index finger is disposed in a position where it can easily.

トリガーレバー32は、グリップハンドル26に対してアーム98により接続されており、該グリップハンドル26に対して進退するように構成されている。 Trigger lever 32 is connected by an arm 98 with respect to the grip handle 26, and is movable toward and away from the grip handle 26. アーム98はグリップハンドル26内で図示しないセンサに接続されており、トリガーレバー32の進退量が該センサによって計測されてコントローラ45に供給される。 Arm 98 is connected to a sensor (not shown) within the grip handle 26, advancing and retreating amount of the trigger lever 32 is supplied to the controller 45 are measured by the sensor.

図3に示すように、トリガーレバー32は、指を当て、グリップハンドル26の方向(つまり、Z2方向)に向かって引き込む引込部101と、該引込部101と対向する位置に設けられ、指を当て、グリップハンドル26からZ1方向に押し出す押出部102とを有する。 As shown in FIG. 3, the trigger lever 32 against the finger, the direction of the grip handle 26 (i.e., Z2 direction) pulling member 101 to pull toward, provided at a position opposite to the the cited write section 101, a finger hit, and a pusher 102 for pushing the grip handle 26 in the Z1 direction.

操作指令部14では、トリガーレバー32の押出部102に凹部104を設けることにより、該凹部104に指先を入れて細かい操作が可能となり、先端動作部12のグリッパ60やはさみ等の開閉作業を正確に行うことができる。 The operation command unit 14, by providing the recess 104 on the pusher 102 of the trigger lever 32, delicate operations put the finger in the concave portion 104 becomes possible, accurately opening and closing operations of the gripper 60 and scissors of the distal-end working unit 12 it can be carried out in.

図2及び図3に示すように、スイッチ36はグリップハンドル26に対して進退する操作機構であって、トリガーレバー32とスイッチ36とはグリップハンドル26におけるZ1方向の面で、グリップハンドル26の長尺方向(Y方向)に並んで配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the switch 36 is an operation mechanism movable toward and away from the grip handle 26, in terms of Z1 direction in the grip handle 26 and the trigger lever 32 and the switch 36, the length of the grip handle 26 It is arranged in the longitudinal direction (Y-direction). スイッチ36はトリガーレバー32の直下(Y2方向)に設けられている。 Switch 36 is disposed immediately below the trigger lever 32 (Y2 direction). スイッチ36とトリガーレバー32との間には薄い板材130が設けられている。 Thin plate material 130 is provided between the switch 36 and the trigger lever 32.

スイッチ36はオルタネート式であって、操作子36aを一度手前(Z2方向)に引き込むことによってオン状態にロックされ、手を離すとやや先端側の位置に保持される。 Switch 36 is a alternate type, is locked in the ON state by drawing operator 36a once before (Z2 direction), it is held in a slightly tip end side position when released. 再度スイッチ36を手前側に引き込むことによってオン状態は解除されてオフ状態となり、図示しない弾性体によって先端側(Z1方向)の位置に復帰する。 Is turned on by pulling the switch 36 again to the front side becomes is released off, it returns to the position of the distal end side (Z1 direction) by an elastic member (not shown). このような操作を繰り返すことにより、スイッチ36は、オン状態又はオフ状態のいずれかに保持され、スイッチ36を押し続ける必要がない。 By repeating such an operation, the switch 36 is held in either the on or off state, there is no need to hold down the switch 36. 従って、オン状態とオフ状態との切り換え時だけスイッチ36の操作をすればよく、それ以外のときはトリガーレバー32の操作をすることができ、スイッチ36とトリガーレバー32とを併存させるのに好適である。 Therefore, it is sufficient to operate the switching time of only the switch 36 on and off states may be the operation of the trigger lever 32 in other cases, suitable for coexist a switch 36 and the trigger lever 32 it is.

スイッチ36は、システムを有効化し又はモータ40a〜40cを原点へ復帰させて停止させるものであって、オン状態のときに有効、オフ状態のときに停止となる。 Switch 36, the activation or motor 40a~40c the system is returned to the origin be one stop, effective in the on state, and stops when the off state. 有効及び停止の状態はLED29の点灯状態によっても示される。 Effective and stop state is indicated by the lighting state of the LED 29.

次に、作業部16と操作指令部14の接続部15との着脱の構成及び作用について説明する。 Next, the configuration and operation of attachment and detachment of the connecting portion 15 of the working unit 16 and the operation command unit 14.

図1に示すように、接続部15は、樹脂のカバー37に覆われており、従動回転するプーリ50a、50b及び50cを回転自在に保持している。 As shown in FIG. 1, the connecting portion 15 is covered with a resin cover 37, the pulleys 50a to the driven rotating, rotatably holds the 50b and 50c. プーリ50a、プーリ50b及びプーリ50cには、それぞれ図示しないワイヤが巻き掛けられており、連結シャフト48の中空部分を通って先端動作部12まで延在している。 Pulleys 50a, the pulley 50b and the pulley 50c, and is wound around each of not-shown wire extends to the distal-end working unit 12 through the hollow portion of the connecting shaft 48.

図2及び図4に示すように、接続部15は、左右側面の係合片200と、下面に開口する3つの嵌合孔202a、202b、202cとを有する。 As shown in FIGS. 2 and 4, the connecting portion 15 has a engaging piece 200 of the left and right sides, three fitting holes 202a which opens to the lower surface, 202b, and 202c. 3つの嵌合孔202a〜202cは、Z1方向及びZ2方向の端部近傍に設けられており、Y1方向に延在する孔である。 Three fitting holes 202a~202c is provided near the end portion of the Z1 direction and the Z2 direction, a hole extending in the Y1 direction.

アクチュエータブロック30には先端動作部12が有する3自由度の機構に対応してモータ40a、40b、40cが接続部15の延在方向に沿って並列して設けられている。 The actuator block 30 in correspondence with the mechanism of three degrees of freedom with the distal end working unit 12 motor 40a, 40b, 40c are provided in parallel along the extending direction of the connection portion 15. プーリ50a、50b及び50cのY2方向下端にはそれぞれ十字状の結合凸部が設けられ、モータ40a〜40cの回転軸42a、42b、42cには十字状の結合凹部が設けられている。 Pulleys 50a, cross-shaped coupling protrusions respectively in the Y2 direction lower end of 50b and 50c are provided, the rotation shaft 42a of the motor 40a to 40c, 42b, a cross-shaped coupling recess is provided in the 42c. 結合凸部と結合凹部は互いに係合可能に形成されており、モータ40a〜40cの回転がプーリ50a、50b及び50cに対して確実に伝達される。 A coupling protrusion coupled recesses are engageable to each other, the rotation of the motor 40a~40c is reliably transmitted to the pulleys 50a, 50b and 50c. これらの係合部は十字形状に限られない。 These engaging portions is not limited to the cross shape.

モータ40a〜40cは小型、細径であって、アクチュエータブロック30はコンパクトな扁平形状に構成されている。 Motor 40a~40c are small in size and diameter, the actuator block 30 is constructed in a compact flat shape. アクチュエータブロック30は、操作指令部14のZ1方向端部の下方に設けられている。 The actuator block 30 is disposed below the Z1 direction end portion of the operation command unit 14. また、モータ40a〜40cは、操作指令部14若しくはトリガーレバー32の操作に基づき、コントローラ45の作用下に回転をする。 The motor 40a~40c, based on the operation of the operation command unit 14 or the trigger lever 32, the rotation under the action of the controller 45.

アクチュエータブロック30は、さらに作業部16の接続部15を保持する2つの独立した係合部210と、該接続部15の位置決め機能及び保持機構を有する3本のアライメントピン(アクチュエータ部の一部)212a、212b、212cとを有する。 Actuator block 30 further comprises two independent engaging portion 210 for holding the connection part 15 of the working unit 16, the three alignment pins having a positioning function and retaining mechanism of the connecting portion 15 (a portion of the actuator unit) with 212a, 212b, and 212c. なお、図4、図8、図9及び図11では、接続部15の構造が理解しやすいように、カバー37(図1参照)を取り外した状態で示す。 Incidentally, FIG. 4, 8, 9 and 11, as the structure of the connecting portion 15 is easily understood, with the cover removed 37 (see FIG. 1).

2つの係合部210は、アクチュエータブロック30の左右側面で対称位置に設けられており、操作面204と、該操作面204からY1方向に延在するレバー206とを有する。 Two engaging portions 210 are provided at symmetrical positions at the right and left sides of the actuator block 30 has an operation surface 204, a lever 206 extending from the operating surface 204 in the Y1 direction. レバー206はアクチュエータブロック30の上面よりもY1方向に向かってやや突出しており、先端内側がテーパ形状になっている。 Lever 206 than the upper surface of the actuator block 30 has been slightly protruding toward the Y1 direction, distal inner has a tapered shape. 係合部210は、図示しない弾性体によってレバー206が内側に向かう方向に弾性付勢されている。 The engaging portion 210 is elastically biased in a direction in which the lever 206 is toward the inside by an elastic member (not shown).

アライメントピン212a〜212cは、嵌合孔202a〜202cに対向する位置で、アクチュエータブロック30の上面におけるZ1方向端の近傍に2本、Z2方向端の近傍に1本設けられ、それぞれY1方向に延在している。 Alignment pins 212a~212c is a position facing the fitting holes 202a to 202c, 2 present in the vicinity of the Z1 direction end of the upper surface of the actuator block 30, provided one near the Z2 direction end, extending in the Y1 direction, respectively It is Mashimashi. Z1方向端の近傍に2本のアライメントピン212a、212bがX方向に並んで設けられている。 Two alignment pins 212a in the vicinity of the Z1 direction end, 212b are arranged in the X direction.

このように、アライメントピン212a〜212cは3本設けられていることから、接続部15は3点で支持され、簡便且つ確実に位置決めを行うことができる。 Thus, since the alignment pins 212a~212c are provided three, connecting portion 15 is supported at three points, it is possible to easily and reliably positioned. また、3本のアライメントピン212a〜212cは直線状配列ではないため、いずれの方向のねじれに対しても、接続部15を安定して保持することができる。 Further, the three alignment pins 212a~212c is not a linear array, with respect to twisting in either direction, the connection portion 15 can be held stably. アライメントピン212a〜212cは、このうち2本以上設けられていれば、接続部15は確実に位置決めがなされて、安定して保持される。 Alignment pins 212a~212c is, if provided these two or more, the connection portion 15 is made reliably positioned, stably held. この場合、Z方向に離間した2本を選択すると一層安定する。 In this case, more stable Selecting two spaced in the Z direction.

さらに、図2に示すように、アライメントピン212a〜212cの高さH1は、嵌合孔202a〜202cを備える接続部15におけるプーリ収納体300の高さH2よりも大きく、アライメントピン212a〜212cはプーリ収納体300を適度に貫通する。 Furthermore, as shown in FIG. 2, the height H1 of the alignment pins 212a~212c is greater than the height H2 of the pulley container 300 in the connecting portion 15 provided with a fitting hole 202a to 202c, alignment pins 212a~212c is moderately through the pulley container 300.

次に、接続部15の構成について図5〜図9を参照しながら詳細に説明する。 Will now be described in detail with reference to FIGS. 5-9 the structure of the connecting portion 15.

図5及び図6に示すように、接続部15は、プーリ50a〜50cが設けられたプーリ収納体300と、該プーリ収納体300の上部に設けられた上部体302と、ロッキングプレート304と、2つのコイルスプリング(弾性体)306とを有する。 As shown in FIGS. 5 and 6, the connector 15 includes a pulley container 300 in which a pulley 50a~50c is provided, an upper body 302 provided on the upper portion of the pulley container 300, the locking plate 304, two coil springs and an (elastic body) 306.

プーリ50a〜50cは、上記の通りプーリ収納体300におけるZ方向に並列しており、各上端はプーリ収納体300の上面からやや突出した板形状部(係合部)308a、308b、308cとなっている。 Pulley 50a~50c is parallel to the Z direction in the street pulley container 300 described above, each upper end is plate-shaped portion which projects slightly from the upper surface of the pulley container 300 (engaging portions) 308a, 308b, and 308c ing. 板形状部308a〜308cは、同形状であり、プーリ50a〜50cの上端の直径に相当する箇所に設けられており、Y1方向にやや伸びている。 Plate-shaped portion 308a~308c is the same shape are provided at positions corresponding to the diameter of the upper end of the pulley 50 a to 50 c, somewhat elongated in the Y1 direction. 各プーリ50a〜50cが原点であるときに板形状部308a〜308cは平面視でX方向を指向する。 Plate-shaped portion 308a~308c when the pulleys 50a~50c is the origin is directed to the X direction in a plan view.

ロッキングプレート304はZ方向に長尺であり、中央部は幅が広く、Z1方向は幅狭部310を介してT字形状の第1端部312を有するとともに、Z2方向は幅狭部313を介してX1方向に折れ曲がった第2端部314を有する。 Locking plate 304 is long in the Z-direction, the central portion is wider, has a first end portion 312 of the T-shaped through Z1 direction narrow portion 310, Z2 direction the narrow portion 313 a second end portion 314 which is bent in the X1 direction via. 作業部16を操作指令部14に装着しているときには、第1端部312の下面左右にはアライメントピン212a、212bが当接し、第2端部314の下面にはアライメントピン212cが当接して、ロッキングプレート304を相対的にY1方向に押しだす。 When wearing the working unit 16 to the operation command unit 14, the alignment pins 212a to lower surface the first left and right end portions 312, 212b abuts the alignment pin 212c on the lower surface of the second end portion 314 is in contact with , it pushes the locking plate 304 relatively Y1 direction.

ロッキングプレート304の中央部には、X方向を指向する3つのスリット(係合孔)316a、316b及び316cがZ方向に並列されており、順にプーリ50a、50b及び50cに対応する位置に設けられている。 At the center of the locking plate 304, three slits directed in the X direction (engaging hole) 316a, 316b and 316c are parallel to the Z-direction, provided in order pulley 50a, a position corresponding to 50b and 50c ing. 各スリット316a〜316cのZ方向の幅は、板形状部308a〜308cの板厚よりやや広く、X方向の長さは、板形状部308a〜308cよりやや長い。 The width of the Z direction of each slit 316a~316c is slightly wider than the thickness of the plate-shaped portion 308a-308c, the length of X direction is slightly longer than the plate-shaped portion 308a-308c.

ロッキングプレート304の上面で、スリット316aとスリット316bとの間、及びスリット316bとスリット316cとの間には浅い丸溝320が設けられている。 In the upper surface of the locking plate 304, the shallow chamfer 320 is provided between the between the slit 316a and the slit 316b, and a slit 316b and the slit 316c. 各丸溝320はコイルスプリング306より僅かに大径であり、該コイルスプリング306の下端の取付座となっている。 Each chamfer 320 is slightly larger in diameter than the coil spring 306, and has a lower end mounting seat of the coil spring 306. 上部体302の下面にも丸溝320と同形状の2つの丸溝321(図6参照)が設けられており、コイルスプリング306の上端の取付座となっている。 Also on the lower surface of the upper member 302 has two round grooves 321 of the same shape (see FIG. 6) is provided with a round groove 320, and has a mounting seat of the upper end of the coil spring 306.

上部体302は、ロッキングプレート304の幅狭部310の両側に設けられた一対の前方ガイド板330と、幅狭部313の両側に設けられた一対の後方ガイド板332と、これらの前方ガイド板330及び後方ガイド板332の各上端部に接続された天板(保持板)334とを有する。 Upper body 302 includes a pair of front guide plate 330 provided on both sides of the narrow portion 310 of the locking plate 304, a pair of rear guide plates 332 provided on both sides of the narrow portion 313, these front guide plate 330 and connected to the upper end of the rear guide plate 332 has been top plate and a (holding plate) 334. 前方ガイド板330及び後方ガイド板332の各下端部は折れ曲がってそれぞれ取付台336を構成する。 Each lower end of the front guide plate 330 and the rear guide plate 332 constituting each bent mount 336. 取付台336の中央には孔が設けられており、該孔をビス338が挿通し、該ビス338がプーリ収納体300の上面のビス孔340に螺合することによって上部体302がプーリ収納体300に固定される。 In the center of the mount 336 and holes are provided, bis 338 inserted through the hole, the pulley container upper body 302 by the screw 338 is screwed into the screw hole 340 of the upper surface of the pulley container 300 It is fixed to 300.

2つのコイルスプリング306は、天板334とロッキングプレート304との間に設けられている。 Two coil springs 306 are provided between the top plate 334 and the locking plate 304. ロッキングプレート304はコイルスプリング306の弾性作用によってY2方向に力を受けており、アライメントピン212a〜212cが下方から当接して押し出されることにより、コイルスプリング306を圧縮してY1方向に移動可能である。 Locking plate 304 is subjected to a force in the Y2 direction by the elastic action of the coil spring 306, by the alignment pin 212a~212c is pushed abuts from below, it is movable coil spring 306 to the Y1 direction compression . このとき、幅狭部310及び313が前方ガイド板330及び後方ガイド板332によってガイドされY方向にスムーズに移動できる。 In this case, the narrow portion 310 and 313 can move smoothly in the Y-direction is guided by the front guide plate 330 and the rear guide plate 332. また、2つのコイルスプリング306は、長尺なZ方向に離間した箇所に設けられていることから、ロッキングプレート304はバランスよく力を受け、Y方向の移動がスムーズである。 Further, the two coil springs 306, since it is provided at a position spaced elongated Z-direction, the locking plate 304 receives a balanced force, the movement of the Y-direction is smooth.

次に、このように構成されるマニピュレータ10の作用について説明する。 Next, the operation of the thus constructed manipulator 10.

先ず、図7に示すように、操作指令部14に対して作業部16を装着する。 First, as shown in FIG. 7, for mounting the working unit 16 to the operation command unit 14. 接続部15をアクチュエータブロック30に接続する際には、図4に示すように、3つの嵌合孔202a〜202cにアライメントピン212a〜212cが挿入されるようにしてY2方向に移動させる。 When connecting the connector 15 to the actuator block 30, as shown in FIG. 4, the alignment pins 212a~212c three fitting holes 202a~202c moves to the Y2 direction to be inserted. これにより、係合部210のレバー206が先端のテーパ形状によってやや外方向に押されて変位して、係合片200に対して摺動する。 Thus, the lever 206 of the engagement portion 210 is displaced is somewhat pushed outward by the tapered shape of the tip, slide with respect to the engaging piece 200. やがて、接続部15の下面がアクチュエータブロック30の上面に当接すると、弾性作用によってレバー206は原位置に復帰し、テーパ形状の下端の楔部206aが係合片200に係合することになる。 Eventually, the lower surface of the connecting portion 15 when contact with the upper surface of the actuator block 30, the lever 206 is returned to the original position by the elastic action, the wedge portion 206a of the lower end of the tapered shape will engage the engaging pieces 200 . 接続部15の装着が終了すると、レバー206が原位置に復帰することにより適度なクリック感及び装着音が発生し、操作者は装着が正常に完了したことを確認できる。 When the mounting of the connecting portion 15 is finished, appropriate click feeling and wearing sound is generated by the lever 206 is returned to the original position, the operator can confirm that the mounting was successful.

このとき、操作指令部14のモータ40a〜40cはそれぞれ原点となっており、一方、作業部16ではロッキングプレート304の作用によりプーリ50a〜50cがそれぞれ原点に位置しており、モータ40a〜40cの上端部は、プーリ50a〜50cの下端部に適切に接続される。 At this time, the motor 40a~40c the operation command unit 14 is respectively the starting point, On the other hand, a pulley 50a~50c are positioned at the origin, respectively by the action of the locking plate 304 in the working unit 16, the motor 40a~40c upper end is suitably connected to the lower end portion of the pulley 50 a to 50 c.

また、図7に示すように、3本のアライメントピン212a〜212cの上端部は、嵌合孔202a〜202cを貫通してプーリ収納体300の上面から突出し、第1端部312及び第2端部314の下面に当接し、コイルスプリング306を圧縮してロッキングプレート304を押し上げる。 Further, as shown in FIG. 7, 3 upper part of the alignment pins 212a~212c protrude from the upper surface of the pulley container 300 through the fitting holes 202a to 202c, first end 312 and a second end in contact with the lower surface of the section 314, pushing up the locking plate 304 to compress the coil spring 306. これにより、プーリ50a〜50cの上端の板形状部308a〜308cは、ロッキングプレート304のスリット316a〜316cから抜け、プーリ50a〜50cはモータ40a〜40cによって回転可能になる。 Thus, the upper end of the plate-shaped portion 308a~308c pulley 50a~50c is missing from the slit 316a~316c of the locking plate 304, the pulley 50a~50c is rotatable by a motor 40a to 40c.

作業部16の装着後、コントローラ45では、原点を基準として角度の計算を行い先端動作部12を正しく制御することができる。 After mounting of the working unit 16, the controller 45 can control correctly the distal end working unit 12 performs angle calculation based on the origin. すなわち、操作指令部14が装着された位置を原点(0°)として推定し、トリガーレバー32と及び複合入力部34のプラス方向及びマイナス方向の入力に対応して、先端動作部12をロール方向及びヨー方向の回転指令を与え、グリッパ60の開閉指令を与えることができる。 That is, to estimate the operation command unit 14 is mounted a position as the origin (0 °), in response to the input of the plus and minus directions of the trigger lever 32 and Oyobi composite input unit 34, the roll direction end working portion 12 and gives a rotation command in the yaw direction, it can provide switching command of the gripper 60.

一連の手技が終了し、又は操作指令部14を別の種類(例えば、電気メス)に交換する場合には、装着されている操作指令部14を取り外す。 A series of procedures is completed, or the operation command unit 14 a different type (e.g., electrocautery) when replacing the removes the operation command unit 14 that is mounted. この操作に先だって、操作者はスイッチ36(図1参照)を操作し、コントローラ45の作用下に各モータ40a〜40cを自動的に原点に復帰させる。 Prior to this operation, the operator operates the switch 36 (see FIG. 1), automatically to return to the origin of each motor 40a~40c under the action of the controller 45. この自動復帰の最中及び復帰後、LED29(図1参照)はコントローラ45の作用下に点灯状態が切り換えられる。 After during and return of the automatic return, LED 29 (see FIG. 1) is switched on state under the action of the controller 45. つまり、通常動作時には緑色の点灯状態であったものが、自動復帰中は緑の点滅状態となり、復帰後には消灯状態となる。 That is, those in the normal operation was green lighting state during the automatic return becomes green blinking state, becomes off state after return. LED29は視認性のよい箇所に設けられていることから、操作者はモータ40a〜40cが原点に復帰したことを容易に確認することができる。 LED29 is because it is provided in good locations visibility, the operator can easily confirm that the motor 40a~40c has returned to the origin.

LED29の点灯状態によって、各モータが原点に復帰したことを確認した後、操作者は作業部16を操作指令部14から取り外す。 The lighting state of the LED 29, after each motor has confirmed that it has returned to the origin, the operator remove the working unit 16 from the operation command unit 14.

図8に示すように、接続部15をアクチュエータブロック30から取り外す際には、2つの操作面204をそれぞれ同時に押圧することによってレバー206が弾性付勢に抗して外方向に傾動し、係合片200に対する係合を解除することができる。 As shown in FIG. 8, when removing the connection part 15 from the actuator block 30, the lever 206 by pressing simultaneously the two operating surfaces 204 each tilts outwardly against the resilient biasing engagement it is possible to release the engagement with piece 200. この後、接続部15を上方に引き上げることによって作業部16は操作指令部14から取り外される。 Thereafter, the working unit 16 by pulling the connecting portion 15 upwardly is removed from the operation command unit 14.

このとき、図6に示すように、3本のアライメントピン212a〜212cは、嵌合孔202a〜202cから下方に抜けることから、第1端部312及び第2端部314から離間し、ロッキングプレート304はコイルスプリング306の弾性力によって下方に押し下げられる。 At this time, as shown in FIG. 6, the three alignment pins 212a~212c, since the exit from the fitting hole 202a~202c downward, away from the first end 312 and a second end 314, the locking plate 304 is pushed downward by the elastic force of the coil spring 306. 各モータ40a〜40cは、それぞれ原点に復帰していることから、連動するプーリ50a〜50cの板形状部308a〜308cは平面視でX方向を指向しており、(図5参照)ロッキングプレート304の3つのスリット316a〜316cに係合する(図9参照)。 Each motor 40a~40c, since it has been returned to the respective origin, the plate-shaped portion 308a~308c of interlocking pulley 50a~50c is directed to the X direction in a plan view, (see Fig. 5) the locking plate 304 engaging the three slits 316a~316c (see FIG. 9). これにより、これ以後の各プーリ50a〜50cの回転が防止でき、先端動作部12が原点に保持され、次回に操作指令部14に装着するときには、プーリ50a〜50cをモータ40a〜40cに正しく装着することができる。 Thus, this subsequent prevents rotation of the pulleys 50 a to 50 c, held distal-end working unit 12 is at the origin, when mounting the operation command unit 14 to the next, properly mounted pulley 50 a to 50 c to the motor 40a~40c can do.

上述したように、本実施の形態に係る医療用のマニピュレータ10では、ロック部材としてのロッキングプレート304が操作指令部14の一部であるアライメントピン212a〜212cにより駆動されてプーリ50a〜50cの板形状部308a〜308cに対して係合及び離間する。 As described above, the manipulator 10 for medical use according to the present embodiment, the plate of which is part driven by alignment pins 212a~212c pulley 50a~50c the locking plate 304 is operation command unit 14 of the lock member engagement and away from the shaped portion 308a-308c. これにより、アクチュエータブロック30と作業部16が離れているときに、板形状部308a〜308cがロッキングプレート304のスリット316a〜316cに係合してプーリ50a〜50cの回転を防止し、先端動作部12及びプーリ50a〜50cは原点に一致した軸位置に自動的にロックされる。 Thus, when the actuator block 30 and the working unit 16 is separated to prevent rotation of the pulley 50a~50c plate-shaped portion 308a~308c is engaged with the slit 316a~316c the locking plate 304, the distal end working unit 12 and pulley 50a~50c are automatically locked in the axial position that matches the origin.

ロッキングプレート304は、作業部16と操作指令部14とが離れているときには、コイルスプリング306によって弾性付勢されて板形状部308a〜308cがスリット316a〜316cに嵌合した状態に保たれ、作業部16と操作指令部14とが接続される際には、アライメントピン212a〜212cにより押し出されることから、付加的な操作は不要で、自動的なロック及び解除が可能となる。 Locking plate 304 when the working unit 16 and the operation command unit 14 is away is elastically urged by the coil spring 306 plate-shaped portion 308a~308c is kept fitted in the slit 316A-316C, work when the parts 16 and the operation command unit 14 is connected, from being pushed out by the alignment pins 212a-212c, additional operations are not required, it is possible to automatically lock and release.

アライメントピン212a〜212cは、ロッキングプレート304を駆動する機能以外に、嵌合孔202a〜202cに嵌合してプーリ収納体300を安定して保持する機能を有しており、部品点数を低減できる合理的な構造である。 Alignment pins 212a~212c, besides the ability to drive the locking plate 304 has a function of holding the pulley container 300 fitted into the fitting hole 202a~202c stable and to reduce the number of component parts it is a reasonable structure.

ロッキングプレート304は長尺形状であり、コイルスプリング306は長尺方向に離間した2箇所に設けられていることから、バランスよく付勢される。 Locking plate 304 is elongated shape, the coil spring 306 because it is provided in two places spaced in the longitudinal direction, is well-balanced energized. コイルスプリング306は、天板334とロッキングプレート304との間に設けられており、省スペースで合理的な構造である。 Coil spring 306 is provided between the top plate 334 and the locking plate 304, a reasonable structure in space.

プーリ50a〜50cとロッキングプレート304との係合する箇所は、板形状部308a〜308cとスリット316a〜316cであり、簡便な構造であって、しかもプーリ50a〜50cの回転を確実に防止することができる。 Portion that engages the pulley 50a~50c and the locking plate 304 is a plate-shaped portion 308a~308c and the slit 316A-316C, a simple structure, yet be reliably prevent rotation of the pulley 50a~50c can.

マニピュレータ10では、アクチュエータブロック30と作業部16が離れているときに、先端動作部12及びプーリ50a〜50cが原点に一致した軸位置に自動的にロックすることができるが、メンテナンス等を行うときにはロックを解除可能であることが望ましい。 In the manipulator 10, when the actuator block 30 away working unit 16, but can be automatically locked in the axial position distal-end working unit 12 and the pulley 50a~50c matches the origin, when performing maintenance, etc. it is desirable to be able to release the lock.

アクチュエータブロック30と作業部16が離れている場合で、先端動作部12及びプーリ50a〜50cのロックを解除するためには、図10に示す治具600を用いるとよい。 If the actuator block 30 and the working unit 16 is away, in order to unlock the distal end working unit 12 and the pulley 50a~50c are preferably used jig 600 shown in FIG. 10. 治具600は、ベースプレート602と、左右一対の板ばね604と、該板ばね604の上部にそれぞれ設けられたノブ606とを有する。 Jig 600 includes a base plate 602, a pair of right and left leaf springs 604, and a knob 606 which are provided on the top of the leaf spring 604.

ベースプレート602は、アクチュエータブロック30と略同形状であって、3本のアライメントピン212a、212b、212cと、中央孔602aとを有する。 The base plate 602 has a substantially same shape as the actuator block 30 has three alignment pins 212a, 212b, and 212c, and a central hole 602a. アライメントピン212a〜212cは、前記のもの(図3参照)と同配置、同形状で同じ長さである。 Alignment pins 212a~212c is the same arrangement as the foregoing (see Fig. 3), the same length in the same shape. 中央孔602aは、プーリ50a〜50cを別途用意された専用治具(図示せず)によりマニュアル操作で動かすために設けられた孔である。 Central hole 602a is a hole provided in order to move manually by a dedicated jig pulley 50a~50c prepared separately (not shown). 板ばね604はL字形状であって、ベースプレート602の下面突起部から左右に突出して、上方に向けて折れ曲がっている。 The leaf spring 604 is a L-shape, and projects horizontally from the lower surface projections of the base plate 602 is bent upward. ノブ606は、左右に向けて突出しており、内側には楔部206aが設けられている。 Knob 606 protrudes toward the left and right, the wedge portion 206a is provided inside. ノブ606を操作することにより板ばね604が弾性変形可能であって、楔部206aを係合片200(図4参照)に係合及び解放させることができる。 The leaf spring 604 by manipulating the knob 606 is an elastically deformable, the wedge portion 206a engaging piece 200 can engage and be released (see FIG. 4).

治具600を接続部15に接続することにより、アライメントピン212a、212b、212cがロッキングプレート304(図7参照)を押し上げて、先端動作部12及びプーリ50a〜50cのロック解除をすることができる。 By connecting the jig 600 to the connecting portion 15, it is possible alignment pins 212a, 212b, 212c pushes up the locking plate 304 (see FIG. 7), the unlocking of the distal end working unit 12 and the pulley 50a~50c . これにより、作業部16のメンテナンス性向上、洗浄性の向上(動かしながら洗うことができる)、非常停止時に原点付近でもロックされずに作業部をマニュアルで動かして退避させることができる等の効果が得られる。 Thus, maintenance performance improvement of the working unit 16, improvement of the cleaning property (can be washed while moving), the effect of such may be retracted by moving the working unit to the emergency stop without being locked in the vicinity of the origin manually can get.

次に、接続部15の第1変形例である接続部400について図11を参照しながら説明する。 Will be described below with reference to FIG. 11 for the first modification is an example connecting portion 400 of the connecting portion 15. 接続部400は、2つのポスト402により傾動可能に設けられたロック部材404と、該ロック部材404を倒す方向に弾性付勢するトーションスプリング406とを有する。 Connecting portion 400 includes a locking member 404 provided tiltably by two posts 402, and a torsion spring 406 for elastically urging in a direction to defeat the locking member 404. ロック部材404は機能的には前記のロッキングプレート304に相当する。 The locking member 404 is functionally equivalent to the locking plate 304. ロック部材404は、プーリ収納体300の上面に設けられており、Z方向に延在するバー408と、該バー408から側方に伸びる3つのブランチ410a、410b及び410cと、端部に設けられたカム従動部412とを有する。 The locking member 404 is provided on the upper surface of the pulley container 300, and the bar 408 extending in the Z direction, three branches 410a extending laterally from the bar 408, and 410b and 410c, provided on the end portion and a cam follower 412. ブランチ410a〜410cは機能的には前記のスリット316a〜316cに相当する。 Branch 410a~410c is functionally equivalent to the slit 316A-316C.

図11のアライメントピン212aは上端に斜めのカム面413を有し、嵌合孔202aから突出してカム従動部412を押し上げて、ロック部材404を斜め方向に開かせることができる。 Alignment pins 212a in FIG. 11 has a cam surface 413 of the obliquely upper end, pushes up the cam follower 412 projecting from the fitting hole 202a, it is possible to open the lock member 404 in a diagonal direction. プーリ50a、50b、50cの上面には直径方向の細溝(係合部)414a〜414cが設けられている。 Pulleys 50a, 50b, the narrow groove (engagement portion) in the diameter direction on the upper surface of 50c 414a to 414c are provided. 細溝414a〜414cは機能的には前記の板形状部308a〜308cに相当し、ブランチ410a〜410bよりやや広い幅に設定されている。 Narrow groove 414a~414c is functionally equivalent to the plate-shaped portion 308a-308c, are set slightly wider than the branch 410A~410b.

このような接続部400は、操作指令部14から取り外されているときには、ロック部材404はトーションスプリング406の作用によりプーリ収納体300の上面に横たわっており、ブランチ410a〜410cが細溝414a〜414cに嵌合して、プーリ50a〜50cの回転を防止することができる。 Such connection part 400, when it is detached from the operation command unit 14, the locking member 404 is lying on the upper surface of the pulley container 300 by the action of the torsion spring 406, the branch 410a~410c is narrow groove 414a~414c fitted, it is possible to prevent rotation of the pulley 50 a to 50 c. 一方、接続部400は、操作指令部14から取り外すことにより、アライメントピン212aがカム動作によりカム従動部412を押し上げてロック部材404を動かし、ブランチ410a〜410cを細溝414a〜414cから離間させる。 On the other hand, the connection unit 400, by removing from the operation command unit 14, the alignment pins 212a moves the lock member 404 pushes up the cam follower 412 by the cam operation, to separate the branch 410a~410c from narrow grooves 414a to 414c. これにより、プーリ50a〜50cが回転可能になる。 Thus, the pulley 50a~50c can rotate.

この変形例に係る接続部400おいても、前記の接続部15と同様の効果が得られる。 Oite connecting portion 400 according to this modification, the same effect as the connecting portion 15 is obtained.

次に、接続部15の第2変形例である接続部500について図12〜図14を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to FIGS. 12 to 14 for the connecting portion 500 is a second modification of the connecting portion 15.

接続部500は、3つのロック機構502と、本体504と、前方支持部506と、後方支持部508と、上部の電極510と、洗浄液を流通させる洗浄パイプ512とを有する。 Connecting portion 500 has three locking mechanism 502 includes a body 504, a front support portion 506, a rear support portion 508, an upper electrode 510, and a cleaning pipe 512 for circulating the cleaning liquid.

ロック機構502は、プーリ50a〜50cの回転を個別に防止するための機構であって、各プーリ50a〜50cの下方に設けられている。 Locking mechanism 502 is a mechanism for preventing the rotation of the pulley 50 a to 50 c individually, are provided below the respective pulleys 50 a to 50 c.

図12及び図13に示すように、ロック機構502は、中継体514と、ロック部材516と、スプリング518と、一対の案内ロッド520とを有する。 As shown in FIGS. 12 and 13, the locking mechanism 502 includes a relay member 514, a locking member 516, a spring 518, and a pair of guide rods 520. 案内ロッド520は本体504から下方に突出している。 Guide rod 520 protrudes from the main body 504 downwardly.

中継体514は、プーリ50a〜50cの下部の柱体522における再下端にビス514で固定されており、プーリ50a〜50cと一体に回転する。 Relay body 514 is fixed by screws 514 to re-lower the pillar 522 of the lower pulley 50 a to 50 c, which rotates the pulley 50 a to 50 c integrally. 中継体524は、下面にモータ40a〜40bの回転軸42a〜42cに係合する十字溝526と、上部に設けられた切欠溝528とを有する。 Relay 524 includes a cross groove 526 to be engaged with the rotary shaft 42a~42c motor 40a~40b on the lower surface, and a cutout groove 528 provided in the upper portion. 十字溝526は、プーリ50a〜50cが原点に一致した軸位置であるときにX方向及びY方向を指向するように設定されている。 Cross groove 526 is set to direct the X and Y directions when the pulley 50a~50c is axial position that matches the origin. 回転軸42a〜42cは、十字溝426に対応して凸の十字形状部を有し、モータ40a〜40cが原点であるときにX方向及びY方向を指向するように設定されている。 Rotary shaft 42a~42c has a cross-shaped portion of the convex corresponding to the cross groove 426 is set to direct the X and Y directions when the motor 40a~40c is the origin. 切欠溝528は、プーリ50a〜50cが原点に一致した軸位置であるときにX1方向を指向するように設定されている。 Cutout groove 528 is set to direct the X1 direction when the pulley 50a~50c is axial position that matches the origin.

ロック部材516は、中継体514と本体504との間で柱体522に沿って上下動が可能であって、該柱体522が挿通する中心孔530と、案内ロッド520が挿通する一対のガイド孔532と、下向きの一対のロッド534と、切欠溝528に嵌合する形状の係合片536とを有する。 The locking member 516 is a possible vertical movement along the pillar 522 with the relay member 514 and the main body 504, a center hole 530 that columnar body 522 is inserted, a pair of guide rods 520 is inserted guide It has a hole 532, downward of the pair of rods 534, the engaging piece 536 configured to fit over the cutout groove 528. 一対のガイド孔532は対称位置に設けられている。 A pair of guide holes 532 are provided at symmetrical positions. 一対のロッド534は対称位置に設けられている。 A pair of rods 534 are provided at symmetrical positions. ガイド孔532とロッド534は90°ずれた位置に設けられている。 The guide hole 532 and the rod 534 is provided at a position shifted 90 °. 係合片536はX1方向に設けられ、下方にやや突出している。 The engagement piece 536 provided on the X1 direction, and projects slightly downward. スプリング518は、ロック部材516と本体504との間に設けられており、ロック部材516を下方に向けて弾性付勢している。 Spring 518 is disposed between the locking member 516 and the body 504, and elastically urging the locking member 516 downward. 案内ロッド520は、ロック部材516を上下にガイドするとともに、回り止めの機能を有する。 Guide rod 520 serves to guide the locking member 516 up and down, has the function of detent.

このような接続部500のロック機構502によれば、アクチュエータブロック30と作業部16が離れているときには、ロック部材516がスプリング518によって下方に押し下げられて中継体514に当接し、モータ40a(及びモータ40b、40c)が原点であればロック部材516の係合片536が切欠溝528に係合してプーリ50a(及びプーリ50b、50c)がロックされる。 According to the locking mechanism 502 of such connecting portion 500, when the actuator block 30 and the working unit 16 is separated, the lock member 516 abuts against the relay member 514 is pressed downward by the spring 518, the motor 40a (and motor 40b, 40c) is engaging piece 536 engages with the notched groove 528 a pulley 50a (and the pulley 50b of the locking member 516 if the origin, 50c) is locked.

図13及び図14に示すように、アクチュエータ部30と作業部16が接続されているときには、アクチュエータブロック30の上面30b(アクチュエータ部の一部)にロッド534の下面が当接して、ロック部材516がスプリング518を圧縮して押し上げる。 As shown in FIGS. 13 and 14, when the actuator unit 30 and the working unit 16 is connected, the lower surface of the rod 534 to the upper surface 30b of the actuator block 30 (portion of the actuator unit) is in contact with the locking member 516 There pushed up by compressing the spring 518. これにより、係合片536が切欠溝528から離脱して、プーリ50a(及びプーリ50b、50c)は、モータ40a(及びモータ40b、40c)の作用下に回転可能となる。 Thus, disengaged engaging pieces 536 from the cutout groove 528, the pulleys 50a (and the pulley 50b, 50c) is made rotatable under the action of the motor 40a (and the motor 40b, 40c). ロック機構502は前後を前方支持部506及び後方支持部508に囲われており、不用意に操作されることがない。 Locking mechanism 502 is enclosed front and rear to the front supporting portion 506 and a rear support portion 508, not be inadvertently operated.

次に、第2の実施形態に係る医療用のマニピュレータシステム1100について説明する。 Next, a description will be given manipulator system 1100 of the medical according to the second embodiment. 先ず、医療用のマニピュレータシステム1100の各構成要素と前記マニピュレータ10における対応する構成要素とを示す。 First, the corresponding components in the manipulator 10 and the components of the manipulator system 1100 of the medical.

つまり、医療用のマニピュレータシステム1100における次の主な構成要素、 That is, the following major components in the manipulator system 1100 of the medical,
マニピュレータ1102(a)、コントロールユニット1104(b)、外科器具1106(c)、外科器具コントロールユニット1112(d)、動作部コントローラ1107(e)、動作部1122(f)、シャフト1116(g)、ハンドル1110(h)、ボタン1114(i)、ケーブル導線1115(j)、モータ1212(k)、ロッキングプレート1402(l)、ドライブアセンブリ1204及び外科器具コネクタ1400(m)、スプリング1401(n)、外科器具コントロールユニットコネクタ1410(o)、切り込み孔1800(p)は、順に前記のマニピュレータ10における次の構成要素、 Manipulator 1102 (a), the control unit 1104 (b), a surgical instrument 1106 (c), a surgical instrument control unit 1112 (d), the operation unit controller 1107 (e), the operation section 1122 (f), a shaft 1116 (g), handle 1110 (h), a button 1114 (i), the cable conductor 1115 (j), a motor 1212 (k), the locking plate 1402 (l), the drive assembly 1204 and the surgical instrument connectors 1400 (m), spring 1401 (n), surgical instrument control unit connector 1410 (o), the cut hole 1800 (p), the following components in the manipulator 10 of the sequentially,
マニピュレータ10(a)、コントローラ45(b)、作業部16(c)、アクチュエータブロック30(d)、接続部15(e)、先端動作部12(f)、連結シャフト48(g)、グリップハンドル26(h)、トリガーレバー32(i)、ケーブル62(j)、モータ40a〜40c(k)、ロッキングプレート304(l)、プーリ50a〜50c(m)、コイルスプリング306(n)、モータの回転軸42a〜42c(o)、スリット316a〜316c(p)に対応する。 Manipulator 10 (a), the controller 45 (b), the working unit 16 (c), the actuator block 30 (d), the connecting portion 15 (e), the end working portion 12 (f), the connecting shaft 48 (g), the grip handle 26 (h), the trigger lever 32 (i), the cable 62 (j), the motor 40a to 40c (k), the locking plate 304 (l), the pulley 50 a to 50 c (m), a coil spring 306 (n), the motor rotation shaft 42 a to 42 c (o), correspond to the slits 316A-316C (p). なお、括弧付きの符号は対比が容易となるように参考に付したものである。 Reference numerals in parentheses are those subjected to a reference so as to facilitate comparison.

図15には第2の実施形態に係る医療用のマニピュレータシステム1100が示される。 Manipulator system 1100 for medical use according to the second embodiment is shown in Figure 15. マニピュレータシステム1100は医療用のマニピュレータ1102とコントロールユニット1104を含む。 Manipulator system 1100 includes a manipulator 1102 and a control unit 1104 of the medical. マニピュレータ1102は外科器具1106と外科器具コントロールユニット(アクチュエータ部)1112を含む。 Manipulator 1102 includes a surgical instrument 1106 and a surgical instrument control unit (actuator unit) 1112. 外科器具1106は動作部コントローラ1107、動作部1122とシャフト1116を含む。 Surgical instrument 1106 includes a surgical tool controller 1107, the operation unit 1122 and the shaft 1116. シャフト1116は第一端1118とその反対側の第二端1120を持つ。 Shaft 1116 has a second end 1120 of the opposite side to the first end 1118. 動作部1122は第一端1118にマウントされ、現在そして将来に亘り当業者に知られる様々な動作を行う。 The operation unit 1122 is mounted to the first end 1118 performs various operations known to those skilled in the art over the current and future. 動作部コントローラ1107はシャフト1116の第二端に接合され、現在そして将来に亘り当業者に知られる様々な動作を行う。 Surgical tool controller 1107 is joined to the second end of the shaft 1116, it performs current and various operations known to those skilled in the art over the future.

本明細書中で使用されるマウント(mount)という表現は、一緒にする(join)、係合する(engage)、一体化する(unite)、接続する(connect)、関係付ける(associate)、挿入する(insert)、吊るす(hang)、保持する(hold)、固定する(affix)、添付する(attach)、締める(fasten)、束ねる(bind)、貼る(paste)、留める(secure)、締める(bolt)、ねじる(screw)、留める(rivet)、はんだ付けする(solder)、溶接する(weld)、そして他の類似の用語を含む。 The expression mount (mount) to be used herein together to (join), engages (engage), integrated (unite), connected (the connect), associate (associate), insertion to (insert), suspended (hang), hold (hold), fixed (affix), attached (the attach), tightening (fasten), bundling (bind), put (paste), fastening (secure), tighten ( bolt), including twisting (screw), fastening (rivet), is soldered (solder), welding (weld), and other similar terms.

外科器具コントロールユニット1112は外科医が操作し低侵襲外科手術を動作部1122を使って行うためのハンドル1110を含む。 Surgical instrument control unit 1112 comprises a handle 1110 for performing using the operation unit 1122 of the minimally invasive surgery the surgeon operates. ハンドル1110は回転、抑え付け、トグル等、動作部1122に所望の動作を行わせるために機構を含む。 The handle 1110 includes rotation, suppressed with a toggle like, a mechanism in order to perform a desired operation on the operation unit 1122. 例えば、ハンドル1110は動作部1122を開けたり閉じたりするボタン1114を持つ。 For example, the handle 1110 has a button 1114 to open or close the operation unit 1122. 外科器具コントロールユニット1112はケーブル導線1115を通して電気的にコントロールユニット1104と接続されている。 Surgical instrument control unit 1112 is connected to the electrical control unit 1104 through the cable lead 1115.

コントロールユニット1104は、電気的信号をケーブル導線1115を通して、外科器具コントロールユニット1112から受けたりあるいは送ったりする。 Control unit 1104, through an electric signal cable leads 1115, to receive or alternatively send or from the surgical instrument control unit 1112. これにより動作部コントローラ1107を通して動作部1122の動きをコントロールする。 Thereby controlling the movement of the operation unit 1122 via the operation unit controller 1107. 例えば、コントロールソフトウエアがボタン1114の動作が示す電気信号を受け、これを動作部1122を動かすための適切な信号へ変換する。 For example, receive an electrical signal indicative of the control software operation buttons 1114, it converted into suitable signals for moving the operation unit 1122 to it. 電気信号はアナログでもデジタルでもよい。 The electrical signal may be analog or digital. 動作部1122をコントロールする動作部コントローラ1107へ送られるコントロール指令を決定するために、ハンドル1110にマウントされているトランスデユーサーから受けた角度測定値をコントロールユニット1104はさらに変換する。 To determine the control command sent to the operation unit controller 1107 for controlling the operation unit 1122, control the angle measurement value received from the transformer de user service that is mounted to the handle 1110 unit 1104 further converts.

図16に示すように、動作部コントローラ1107は、複数のドライブアセンブリ1204と複数のワイヤ1206を含む。 As shown in FIG. 16, the operation unit controller 1107 includes a plurality of drive assemblies 1204 and a plurality of wires 1206. シャフト1116はその中に複数のワイヤ1206が延びる細長い管を含む。 Shaft 1116 includes an elongate tube in which a plurality of wires 1206 extending therein. 複数のワイヤ1206は、図15に示すように動作部1122と動作部コントローラ1107とを操作可能につなぐ。 A plurality of wires 1206 connect operably to the operation unit 1122 as shown in FIG. 15 and surgical tool controller 1107. 動作部1122は切断、剥離、縫合、把持等の目的のため様々なタイプの器具を持つ。 Operation unit 1122 has cutting, peeling, suturing, various types of instruments for the purpose of grasping the like.

図16に示すように、外科器具コントロールユニット1112は、複数のモータ1212と複数の電気ケーブル1214を持つ。 As shown in FIG. 16, the surgical instrument control unit 1112 has a plurality of motors 1212 and a plurality of electrical cables 1214.

図15で示すように、コントロールユニット1104はハンドル1110にマウントされたボタン1114のようなトランスジューサーからの信号を受け取る。 As shown in Figure 15, the control unit 1104 receives a signal from the transducer, such as a button 1114 that is mounted to the handle 1110. コントロールユニット1104は動作を解釈し、複数の電気ケーブル1214を介して複数のモータへ命令を出す。 Control unit 1104 interprets the operation, issues a command via a plurality of electrical cables 1214 to a plurality of motors. 複数のモータ1212は複数のドライブアセンブリ1204と物理的に外科器具コントロールユニット1112と外科器具1106を接続する複数の結合点で係合する。 A plurality of motors 1212 engages a plurality of attachment points for connecting a plurality of drive assemblies 1204 and physically surgical instrument control unit 1112 and the surgical instrument 1106. 複数のドライブアセンブリ1204は、コントロールユニット1104からの指示を動作部1122の機械的動きに変換する機械的部材を含む。 A plurality of drive assemblies 1204 include mechanical member for converting the instruction from the control unit 1104 into mechanical movement of the operation unit 1122. 例えば、複数のモータ1212は複数のドライブアセンブリ1204を回転させる回転トルクを発生する。 For example, a plurality of motors 1212 for generating rotational torque for rotating the plurality of drive assemblies 1204. 複数のドライブアセンブリ1204の回転は、複数のワイヤ1206を動かす。 Rotation of the plurality of drive assemblies 1204 moves the plurality of wires 1206. そしてそれは、動作部1122の動きとなる。 And it is a movement of the operation unit 1122. 図18と図19の説明でさらに詳しく述べられているとおり、動作部1122はロッキングプレート1402がロックされていない位置でのみ動くことができる。 As it stated in more detail in the description of FIGS. 18 and 19, the operation unit 1122 can move only at a position where the locking plate 1402 is not locked.

図17において、外科器具1106と外科器具コントロールユニット1112は接続されていない状態である。 17, surgical instrument 1106 and a surgical instrument control unit 1112 is a state of not being connected. 様々の種類の外科器具が簡単に交換できるように外科器具1106は、外科器具コントロールユニット1112から取り外し出来る。 Surgical instrument 1106 as various types of surgical instruments can be easily replaced can remove from the surgical instrument control unit 1112. より簡単な交換は時間を無駄にすることなく、また分離するための器具の必要性を無くす。 Easier replacement without wasting time and eliminate the need for apparatus for the separation.

図18には外科器具1106が、外科器具コントロールユニット1112から離れた状態が示される。 Surgical instrument 1106 in FIG. 18, the state away from the surgical instrument control unit 1112 is shown. 外科器具コネクタ(回転体)1400は、ドライブアセンブリ1204から延びている。 Surgical instrument connector (rotor) 1400, extends from the drive assembly 1204. スプリング1401はロッキングプレート1402を突起1407に向かって下方向に押さえつけている。 Spring 1401 is pressed downward toward the locking plate 1402 in the protrusion 1407.

ロッキング突起(非円形部)1406(図中で一部隠れている)は外科器具コネクタ1400から径方向に延びている。 Locking projections (non-circular section) 1406 (partially hidden in the figure) extends from the surgical instrument connector 1400 in the radial direction. 図18においてロック状態で示されているロッキングプレート1402は、ロッキング突起1406と協同して外科器具コネクタ1400の回転を防止する。 Locking plate 1402, shown in the locked state in FIG. 18, prevents rotation of the surgical instrument connectors 1400 cooperates with the locking projection 1406. 従って、ドライブアセンブリ1204は回転されない。 Thus, the drive assembly 1204 is not rotated. そして、動作部1122はロッキングプレート1402がロック状態にある間は(第1の位置)動くことが出来ない。 Then, the operation section 1122 while the locking plate 1402 is in the locked state can not move (the first position).

図19では、外科器具1106が外科器具コントロールユニット1112と結合した状態が示される。 In Figure 19, a state in which the surgical instrument 1106 is bonded to the surgical instrument control unit 1112 is shown. ロッキングプレート1402がロックされていない状態が示されている。 State the locking plate 1402 is not locked is shown. 抗ロッキング突起1409はスプリング1401に抗し、ロッキングプレートをドライブアセンブリ1204に向かって押さえつける。 Anti locking projection 1409 against the spring 1401, presses against the locking plate to the drive assembly 1204. ロックされていない状態(第2の位置)でのロッキングプレート1402は、ロッキング突起1406から完全に自由であり、モータ1212は外科器具コントロールユニットコネクタ(回転軸)1410を回転可能である。 Locking plate 1402 in a state (second position) which is not locked is completely free from the locking protrusion 1406, the motor 1212 is rotatable surgical instrument control unit connector (rotation axis) 1410. この外科器具コントロールユニットコネクタ1410は外科器具コネクタ1400とドライブアセンブリ1204を回転させ、そして動作部1122を回転させることになる。 The surgical instrument control unit connector 1410 rotates the surgical instrument connectors 1400 and the drive assembly 1204 and thereby rotate the operation unit 1122.

図20はロッキングプレートの上面図である。 Figure 20 is a top view of a locking plate. ロッキングプレート1402は、孔1802と切り込み1804からなる切り込み孔(係合孔)1800を持つ。 Locking plate 1402 has a notch hole (engaging hole) 1800 made of cut 1804 with holes 1802. 切り込み孔1800は、ロッキングプレート1402が外科器具コネクタ1400及び外科器具コントロールユニットコネクタ1410について垂直方向に移動することを許す。 Cut hole 1800 allows the locking plate 1402 is moved in the vertical direction about the surgical instrument connectors 1400 and the surgical instrument control unit connector 1410. 孔1802は外科器具コネクタ1400と外科器具コントロールユニットコネクタ1410がロッキングプレート1402を通過できるように円形である。 Hole 1802 surgical instrument connectors 1400 and the surgical instrument control unit connector 1410 is circular to allow pass through the locking plate 1402.

他の具体例では、孔は外科器具コネクタ、外科器具コントロールユニットコネクタあるいは両方に合うようにかたち作られる。 In another embodiment, the pores surgical instrument connectors are made form to fit the surgical instrument control unit connector, or both. 一例では、外科器具コネクタは雄型形状の突起を持つことができる。 In one example, the surgical instrument connector may have a projection of the male profile. その突起はロッキングプレートの切り込み孔を通過でき、外科器具コントロールユニットコネクタの末端の孔と係合する。 Its projection can pass through the notch holes in the locking plate, holes and engaging the end of the surgical instrument control unit connector. 外科器具コネクタと外科器具コントロールユニットコネクタのオスメスの関係は代わってもよい。 Relationship male and female of the surgical instrument connector and surgical instrument control unit connector can be replaced. ロッキングプレートの孔と外科器具コネクタと外科器具コントロールユニットコネクタのオスメスの関係はどのような形状でもよい。 Relationship male and female locking plate hole and the surgical instrument connector and surgical instrument control unit connector can be any shape. 例えば、星型、十字形、三角形、円形、楕円形、長方形、多角形等である。 For example, a star-shaped, cross-shaped, triangular, circular, oval, rectangular, polygonal or the like.

切り欠き1804は楕円形でロッキング突起1406がロッキングプレート1402を通過できるようになっている。 Notch 1804 locking projection 1406 is made to pass through the locking plate 1402 oval. ロッキングプレート1402が図18に示されるようにロックされた状態であるとき、ロッキング突起1406は回転しないように切り欠き部1804と合致する。 When the locking plate 1402 is in a locked state as shown in FIG. 18, the locking projection 1406 is consistent with out portion 1804 cut so as not to rotate. ロッキングプレートが図19に示されるようにロックされていない状態のときには、ロッキング突起1406は切り欠き部1804から自由であり、回転可能となる。 In a state in which the locking plate is unlocked as shown in FIG. 19, the locking projection 1406 is free from the notches 1804, thereby enabling rotation. 切り欠き部とロッキング突起の形状は同じでも異なっていてもよい。 The shape of the cutout portion and the locking projections may be the same or different.

マニピュレータ10は医療用のものとして説明したが、使用用途はこれに限らず、例えば、エネルギー機器等の狭隘部補修の用途や、患者から離れた箇所から電気通信手段等を介して手技を行う遠隔操作機構に好適に適用可能であることはもちろんである。 The remote manipulator 10 has been described as medical use, intended use is not limited thereto, carried out, for example, the use and the narrow portion repairing such energy equipment, the procedure through the telecommunication means such as from the point away from the patient It can of course be suitably applied to the operating mechanism.

作業部16は、人手で操作をする操作指令部14に接続されるものとして説明したが、例えば図21に示すような手術用ロボットシステム700に適用してもよい。 The working unit 16 has been described as being connected to the operation command unit 14 for the operation at hand, it may be applied to a surgical robot system 700 shown in FIG. 21 for example.

手術用ロボットシステム700は、多関節型のロボットアーム(移動手段)702と、コンソール704とを有し、作業部16はロボットアーム702の先端に接続されていている。 Surgical robotic system 700 includes a multi-joint type robot arm (moving means) 702, and a console 704, the working unit 16 has been connected to the end of the robot arm 702. ロボットアーム702の先端には前記のアクチュエータブロック30と同じ機構を設けることにより、作業部16を接続及び駆動可能である。 The end of the robot arm 702 by providing the same mechanism as the actuator block 30 of the can be connected and driving the working unit 16. この場合のマニピュレータ10は、ロボットアーム702と作業部16とからなる。 Manipulator 10 in this case consists of a robotic arm 702 working unit 16.. ロボットアーム702は、作業部16を移動させる手段であればよく、据置型に限らず、例えば自律移動型でもよい。 Robotic arm 702 may be any means for moving the working unit 16 is not limited to stationary, for example, it may be an autonomous mobile. コンソール704は、テーブル型(操作卓)、制御盤型等の構成を採りうる。 Console 704 is a table type (console) may take a control panel type, or the like.

ロボットアーム702は、独立的な6以上の関節(回転軸やスライド軸等)を有すると、作業部16の位置及び向きを任意に設定できて好適である。 Robotic arm 702 as having six or more independent joints (rotary shafts, slide shafts, etc.), is suitable for can be arbitrarily set the position and orientation of the working unit 16. 先端のアクチュエータブロック30は、ロボットアーム702の先端部708と一体化している。 Actuator block 30 of the tip is integral with the distal end portion 708 of the robot arm 702.

アクチュエータブロック30は、前記の通り作業部16をロックする独立的な2つのレバー206を有する。 The actuator block 30 has an independent two levers 206 for locking the street working portion 16 of the. 接続部15は、コイルスプリング306により弾性付勢されるとともにアライメントピン212a〜212cによって駆動されるロッキングプレート304を有し、プーリ50a〜50cをロックし又は解除をすることができる。 Connection part 15 has a locking plate 304 which is driven by the alignment pins 212a~212c while being elastically urged by the coil spring 306, it is possible to lock or release the pulley 50 a to 50 c.

ロボットアーム702は、コンソール704の作用下に動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール704に設けられたジョイスティック706に倣った動作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。 Robot arm 702 is operated under the action of the console 704, and automatic operation by the program operation following the joysticks 706 provided in the console 704, and may be configured to these complex operations. コンソール704は、前記のコントローラ45の機能を含んでいる。 Console 704 includes the functions of the controller 45.

コンソール704には、前記操作指令部14のうちアクチュエータブロック30を除いた機構の操作指令部としての2つのジョイスティック706とモニタ710が設けられており、操作指令部14と同様の操作が可能である。 The console 704 has two joysticks 706 and a monitor 710 serving as an operation command unit of the mechanism except the actuator block 30 is provided of the operation command unit 14, it is possible to the same operation as the operation command unit 14 . 図示を省略するが、2つのジョイスティック706により、2台のロボットアーム702を個別に操作が可能である。 Although not shown, the two joysticks 706 are capable operating two robot arms 702 individually. 2つのジョイスティック706は、両手で操作しやすい位置に設けられている。 Two joysticks 706 are provided in the operation position easy with both hands. モニタ710には、内視鏡による画像等の情報が表示される。 The monitor 710, information such as an image by the endoscope is displayed.

ジョイスティック706は、上下動作、左右動作、捻り動作、及び傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてロボットアーム702を動かすことができる。 Joysticks 706 can be moved vertically and horizontally, but may be twisting operation, and the tilting operation, can move the robot arm 702 in accordance with these operations. また、グリップハンドル26に設けられたトリガーレバー32、複合入力部34、スイッチ36により、操作指令部14と同様の操作が可能である。 Further, the trigger lever provided on the grip handle 32, the composite input unit 34, the switch 36, it is possible to the same operation as the operation command unit 14. ジョイスティック706はマスターアームであってもよい。 Joystick 706 may be a master arm. ロボットアーム702とコンソール704との間の通信手段は、有線、無線、ネットワーク又はこれらの組合わせでよい。 Communication means between the robotic arm 702 and the console 704 may be a wired, wireless, or a network, or a combination thereof.

本発明に係る医療用マニピュレータは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 Medical manipulator according to the present invention is not limited to the above embodiments without departing from the gist of the present invention, it is should be understood that various configurations.

本実施の形態に係るマニピュレータの斜視図である。 It is a perspective view of a manipulator according to the present embodiment. 作業部と操作指令部とを分離したマニピュレータの側面図である。 It is a side view of the manipulator to separate the operation command unit and the working unit. 操作指令部の斜視図である。 It is a perspective view of the operation command unit. 作業部の接続部と操作指令部のアクチュエータブロックとを分離した状態を斜め下方から見た斜視図である。 The separated state and an actuator block of the operation command unit and the connection portion of the working unit is a perspective view obliquely from below. 接続部の分解斜視図である。 It is an exploded perspective view of the connecting portion. 接続部の側面図である。 It is a side view of the connecting portion. 操作指令部に接続されたときの接続部の側面図である。 It is a side view of a connecting portion when connected to the operation command unit. 接続部をアクチュエータブロックから取り外す際に、2つの操作面を同時に押圧する状態のマニピュレータの正面図である。 When removing the connection portion from the actuator block, it is a front view of a state of the manipulator simultaneously press the two operation surface. 操作指令部に接続されたときのロッキングプレート及びその周辺の一部断面斜視図である。 Some of the locking plate and its periphery when connected to the operation command unit is a sectional perspective view. 治具の斜視図である。 It is a perspective view of a jig. 第1の変形例に係る接続部の斜視図である。 It is a perspective view of a connecting portion according to a first modification. 第2の変形例に係る接続部の側面図である。 It is a side view of a connecting portion according to a second modification. ロック機構の一部断面斜視図である。 Some of the locking mechanism is a sectional perspective view. 第2の変形例に係る接続部の側面図である。 It is a side view of a connecting portion according to a second modification. 第2の実施形態におけるロボット外科装置全体の斜視図である。 It is a perspective view of the entire robot surgical system according to the second embodiment. 第2の実施形態におけるロボット外科器具コントロールユニットの断面図である。 It is a cross-sectional view of a robot surgical instrument control unit in the second embodiment. 第2の実施形態における外科器具をコントロールユニットから外した状態の斜視図である。 It is a perspective view of a state in which remove the surgical instrument from the control unit in the second embodiment. 第2の実施形態におけるロッキングプレートがロックされた状態の断面図である。 Locking plate in the second embodiment is a sectional view of a locked state. 第2の実施形態における外科器具がコントロールユニットと係合した状態で、ロッキングプレートがロックされていない状態の断面図である。 In a state in which a surgical instrument of the second embodiment engages the control unit, a cross-sectional view of a state where the locking plate is not locked. 第2の実施形態におけるロッキングプレートの正面図である。 It is a front view of the locking plate in the second embodiment. 作業部をロボットアームの先端に接続した手術用ロボットシステムの概略斜視図である。 The working unit is a schematic perspective view of a surgical robotic system connected to the distal end of the robot arm.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10、1102…マニピュレータ 12…先端動作部14…操作指令部 15、400…接続部16…作業部 29…LED 10,1102 ... manipulator 12 ... distal end working unit 14 ... operation command unit 15,400 ... connecting portion 16 ... working unit 29 ... LED
40a〜40c、1212…モータ 42a〜42c…回転軸50a〜50c…プーリ(回転体) 202a〜202c…嵌合孔212a〜212c…アライメントピン 300…プーリ収納体302…上部体 304、1402…ロッキングプレート306…コイルスプリング 308a〜308c…板形状部310、313…幅狭部 316a〜316c…スリット(係合孔) 40a to 40c, 1212 ... motor 42 a to 42 c ... rotation shaft 50 a to 50 c ... pulley (rotational body) 202a to 202c ... fitting hole 212a-212c ... alignment pins 300 ... pulley container 302 ... upper body 304,1402 ... locking plate 306 ... coil springs 308a-308c ... plate-shaped portion 310, 313 ... narrow portion 316A-316C ... slit (engaging hole)
404…ロック部材 414a〜414c…細溝1104…コントロールユニット 1106…外科器具1107…動作部コントローラ 1112…外科器具コントロールユニット1122…動作部 1204…ドライブアセンブリ(回転体) 404 ... lock member 414a to 414c ... narrow groove 1104 ... control unit 1106 ... instrument 1107 ... operation section controller 1112 ... surgical instrument control unit 1122 ... operation unit 1204 ... drive assembly (rotor)
1400…外科器具コネクタ(回転体) 1401…スプリング1406…ロッキング突起 1407…突起1409…抗ロッキング突起1410…外科器具コントロールユニットコネクタ1800…切り込み孔(係合孔) 1802…孔1804…切り欠き部 1400 ... surgical instrument connector (rotor) 1401 ... Spring 1406 ... locking projection 1407 ... projections 1409 ... Anti locking protrusions 1410 ... surgical instrument control unit connectors 1800 ... cut hole (engaging hole) 1802 ... hole 1804 ... notches

Claims (8)

  1. モータを備えたアクチュエータ部と、 An actuator unit having a motor,
    前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部、及び前記回転体に連動する動作部を含む作業部と、 Connecting portion comprising a rotary member which is connected to the freely rotating shaft of the motor detachable to the actuator unit, and a working unit including an operation unit interlocked with the rotating body,
    を有する医療用マニピュレータであって、 A medical manipulator with,
    前記接続部は、前記アクチュエータ部に対して着脱するときに前記アクチュエータ部の一部により移動されるロック部材を備え、 The connecting portion includes a locking member moved by a portion of the actuator unit when detachably attached to the actuator unit,
    前記ロック部材は、前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときに前記回転体の係合部に係合して該回転体の回転を防止し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに前記係合部から離間することによって該回転体を回転可能にすることを特徴とする医療用マニピュレータ。 Said locking member, said engaged with the engaging portion of the rotary member to prevent rotation of the rotary member, and wherein the working portion and the actuator portion is connected when the working portion and the actuator portion is apart medical manipulator, characterized in that to enable rotating the rotating body by spaced apart from the engaging portion when you are.
  2. モータを備えたアクチュエータ部と、 An actuator unit having a motor,
    前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部、及び前記回転体に連動する動作部を含む作業部と、 Connecting portion comprising a rotary member which is connected to the freely rotating shaft of the motor detachable to the actuator unit, and a working unit including an operation unit interlocked with the rotating body,
    を有する医療用マニピュレータであって、 A medical manipulator with,
    前記接続部は、前記アクチュエータ部に対して着脱するときに前記アクチュエータ部の一部により移動されるロッキングプレートを備え、 The connecting portion is provided with a locking plate which is moved by a portion of the actuator unit when detachably attached to the actuator unit,
    前記ロッキングプレートは、前記回転体の非円形部に係合する係合孔を有し、 The locking plate has an engaging hole for engaging the non-circular portion of the rotating body,
    前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときには前記非円形部が前記係合孔に係合することによって前記回転体の回転を防止し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに前記非円形部が前記係合孔から離間することによって前記回転体を回転可能にすることを特徴とする医療用マニピュレータ。 When the non-circular portion of the rotation of the rotating body is prevented by engaging the engaging hole, said working portion and said actuator portion is connected when the working portion and the actuator portion is apart medical manipulator, characterized in that to enable rotating the rotating member by the non-circular portion is separated from the engaging hole.
  3. 請求項2記載の医療用マニピュレータにおいて、 A medical manipulator according to claim 2,
    前記アクチュエータ部は、前記接続部の方向に延在するピンを備え、 Said actuator unit includes a pin that extends in the direction of the connecting portion,
    前記作業部は、前記ロッキングプレートを前記回転体の方向に押圧する弾性体を備え、 The working unit is provided with an elastic member for pressing the locking plate in the direction of the rotating body,
    前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときには、前記ロッキングプレートが前記弾性体によって押圧されることにより前記非円形部が前記係合孔に係合し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときには、前記ピンの先端が前記ロッキングプレートを押し出すことによって前記非円形部が前記係合孔から離間することを特徴とする医療用マニピュレータ。 When the working unit and the actuator unit are separated, the non-circular portion is engaged with the engagement hole by the locking plate is pressed by the elastic member, the working unit and the actuator unit are connected when is the medical manipulator, wherein the non-circular portion is separated from the engaging hole by the leading end of the pin pushes the locking plate.
  4. 請求項3記載の医療用マニピュレータにおいて、 A medical manipulator according to claim 3,
    前記接続部は2以上の貫通孔を有し、 The connecting portion has two or more through-holes,
    前記ピンは2以上設けられ、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに、前記ピンは前記貫通孔にそれぞれ挿通されることを特徴とする医療用マニピュレータ。 It said pins provided 2 or more, when the working unit and the actuator unit are connected, a medical manipulator which pin is characterized in that it is inserted respectively into the through-hole.
  5. 請求項3又は4記載の医療用マニピュレータにおいて、 A medical manipulator according to claim 3,
    前記ロッキングプレートは長尺形状であり、 The locking plate is elongated shape,
    前記弾性体は前記長尺方向に離間した箇所に少なくとも2つ設けられていることを特徴とする医療用マニピュレータ。 Medical manipulator the elastic body, characterized in that provided at least two at a position spaced the elongated direction.
  6. 請求項3〜5のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータにおいて、 A medical manipulator according to any one of claims 3-5,
    前記ロッキングプレートは長尺形状であって、少なくとも2箇所に狭幅部が設けられ、 The locking plate is an elongated shape, the narrow portion is provided in at least two locations,
    2箇所の前記挟幅部のそれぞれ両側に設けられたガイド板と、 A guide plate provided on each side of the narrow width portion of the two positions,
    前記ガイド板の各端部に接続された保持板と、 A holding plate which is connected to each end of the guide plate,
    を有し、 Have,
    前記弾性体は、前記保持板と前記ロッキングプレートとの間に設けられていることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The elastic body, a medical manipulator, characterized in that provided between the locking plate and the retaining plate.
  7. 請求項2〜6のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータにおいて、 A medical manipulator according to any one of claims 2-6,
    前記非円形部は板形状であり、前記係合孔は前記非円形部の板が挿入される幅のスリット形状であることを特徴とする医療用マニピュレータ。 Said non-circular portion has a plate shape, a medical manipulator engaging hole is characterized in that the plate of the non-circular portion is a slit shape having a width to be inserted.
  8. モータを備えたアクチュエータ部と、 An actuator unit having a motor,
    前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部、及び前記回転体に連動する動作部を含む作業部と、 Connecting portion comprising a rotary member which is connected to the freely rotating shaft of the motor detachable to the actuator unit, and a working unit including an operation unit interlocked with the rotating body,
    を有する医療用マニピュレータであって、 A medical manipulator with,
    前記回転体は、径方向に突出したロッキング突起を備え、 The rotating body is provided with a locking projection which projects radially,
    前記接続部は、前記アクチュエータ部に対して着脱するときに前記アクチュエータ部の一部により移動されるロッキングプレートを備え、 The connecting portion is provided with a locking plate which is moved by a portion of the actuator unit when detachably attached to the actuator unit,
    前記ロッキングプレートは、前記回転体の軸方向に移動可能であり、切り欠き部を含み少なくとも一つの前記回転体が通過する係合孔を備え、前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときに第1の位置に配置されて、前記ロッキング突起が前記切り欠き部に係合することによって前記回転体の回転を防止し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに第2の位置に配置されて、前記ロッキング突起が前記切り欠き部から解放されることによって前記回転体を回転可能にすることを特徴とする医療用マニピュレータ。 The locking plate is movable in the axial direction of the rotating body, comprising at least an engagement hole in which one of the rotating body passes through comprises a cutout portion, when the working portion and the actuator portion is apart is disposed in a first position, the locking projection to prevent rotation of the rotating body by engaging in the notch, a second position when the working unit and the actuator unit are connected is disposed, a medical manipulator, characterized in that to enable rotating the rotating member by the locking projection is released from the notch.
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