JP2011045499A - Medical manipulator - Google Patents

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俊輔 岩吉
Makoto Jinno
誠 神野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical manipulator suppressing gas leakage from the inside of a body cavity as much as possible. <P>SOLUTION: The manipulator 10 includes: a hollow connecting shaft 18; a wire 80a and a rod 82a inserted into the connecting shaft 18; a pulley 70a and a trigger lever 36 provided on one end side of the connecting shaft 18, for driving the wire 80a and the rod 82a forward and backward in the axial direction; a distal end operation part 12 provided on the other end side of the connecting shaft 18 and operated by the forward and backward drive of the wire 80a and the rod 82a; and an airtight seal 100 provided with a plurality of hole parts 110a-110f formed to slidably insert the wire 80a and the rod 82a respectively, for partitioning the inside of the connecting shaft 18 to the side of the distal end operation part 12 and the side of the pulley 70a by being closely arranged to the inner surface of the connecting shaft 18. Positions of the sliding part 118 of the hole part where a slit 124 is formed and the sliding part 112 of the hole part where the slit 124 is not formed are shifted in the sliding direction of the wire 80a and the rod 82a. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、動力伝達部材を介して先端動作部を動作させる医療用マニピュレータに関する。   The present invention relates to a medical manipulator that operates a distal end working unit via a power transmission member.

内視鏡下外科手術(又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。)においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、器具の通過ポートとしてトラカール(筒状の器具)を挿入した後、シャフトを有する鉗子の先端部をトラカールを通じて体腔内に挿入して患部の手術を行っている。鉗子の先端部には、作業部として、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。   In endoscopic surgery (also called laparoscopic surgery), a plurality of holes are made in a patient's abdomen, etc., and a trocar (tubular instrument) is inserted as a passing port of the instrument, and then a shaft is provided. The distal end of the forceps is inserted into a body cavity through a trocar and the affected area is operated. A gripper, a scissors, an electric scalpel blade, and the like are attached to the distal end of the forceps as a working unit for gripping a living tissue.

トラカールから挿入される鉗子として、先端の作業部に関節を持たない一般的な鉗子に加えて、作業部に複数の関節を有する鉗子、いわゆるマニピュレータの開発が行われている(例えば、特許文献1参照)。このようなマニピュレータによれば、体腔内で自由度の高い動作が可能であり、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。   As forceps inserted from a trocar, in addition to general forceps that do not have a joint in the working portion at the tip, forceps having a plurality of joints in the working portion, a so-called manipulator has been developed (for example, Patent Document 1). reference). According to such a manipulator, an operation with a high degree of freedom is possible in the body cavity, the procedure is easy, and the number of applicable cases increases.

マニピュレータは、細長い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。)を備える作業部を有し、ワイヤによって当該先端動作部を駆動するアクチュエータが本体部(操作部)に設けられている。ワイヤは基端側でプーリに巻き掛けられている。   The manipulator has a working unit including a distal end working unit (also referred to as an end effector) provided at the distal end of an elongated shaft, and an actuator that drives the distal end working unit by a wire is provided in the main body (operation unit). Yes. The wire is wound around the pulley on the proximal end side.

特開2004−105451号公報JP 2004-105451 A

上記のような腹腔鏡下手術では、腹部を気腹装置による炭酸ガス等で陽圧にして膨らませ、手術空間や視野を大きく確保することが行われている。従って、体内外に圧力差が生じるため、トラカール等の気密構造を持つポートを介して、内視鏡や鉗子等の器具(術具)の出し入れ及び操作が行われており、当然、トラカールから体腔内に挿入される器具、特に管状の器具は気腹圧をシールできる構成が必要である。   In the laparoscopic surgery as described above, the abdomen is inflated to a positive pressure with carbon dioxide gas or the like by a pneumoperitoneum, thereby ensuring a large surgical space and visual field. Accordingly, since a pressure difference is generated inside and outside the body, instruments (surgical tools) such as an endoscope and forceps are put in and out through a port having an airtight structure such as a trocar. Devices that are inserted into the device, particularly tubular devices, must be configured to seal pneumoperitoneum pressure.

通常、マニピュレータは、管状で細径のシャフト内に先端動作部を駆動するワイヤが挿通された構造となっている。従って、体腔内のガスが管状のシャフト内を通ってリークすることを可及的に抑制する構成が必要とされている。   Usually, the manipulator has a structure in which a wire for driving the distal end working unit is inserted into a tubular and thin shaft. Therefore, there is a need for a configuration that suppresses as much as possible the gas in the body cavity from leaking through the tubular shaft.

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、体腔内からのガスリークを可及的に抑制することが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 in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a medical manipulator that can suppress a gas leak from the body cavity as much as possible.

本発明に係る医療用マニピュレータは、中空のシャフトと、前記シャフト内に挿通される複数の動力伝達部材と、前記シャフトの一端側に設けられ、前記動力伝達部材を軸線方向に進退駆動する駆動機構部と、前記シャフトの他端側に設けられ、前記動力伝達部材の前記進退駆動によって動作される先端動作部と、前記複数の動力伝達部材がそれぞれ摺動可能に挿通される複数の孔部が形成され、前記シャフトの内面に対して密着配置されることにより、該シャフト内を前記先端動作部側と前記駆動機構部側とに仕切るシール部材とを備え、前記複数の孔部のうち、一部の孔部にのみ前記シール部材の外面から連なるスリットが形成され、前記スリットが形成された孔部と、前記スリットが形成されていない孔部は、それぞれ一部が前記複数の動力伝達部材と接触する摺動部を有し、前記スリットが形成された孔部の摺動部と、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部は、前記動力伝達部材の摺動方向での位置がずれていることを特徴とする。   The medical manipulator according to the present invention includes a hollow shaft, a plurality of power transmission members inserted into the shaft, and a drive mechanism that is provided on one end side of the shaft and drives the power transmission member to advance and retreat in the axial direction. And a tip operating portion provided on the other end side of the shaft and operated by the advance / retreat driving of the power transmission member, and a plurality of holes through which the plurality of power transmission members are slidably inserted. A seal member that is formed and arranged in close contact with the inner surface of the shaft so as to partition the inside of the shaft into the distal end working unit side and the drive mechanism unit side, and one of the plurality of holes. A slit continuous from the outer surface of the seal member is formed only in the hole of the seal part, and a part of the hole in which the slit is formed and a part of the hole in which the slit is not formed are each a plurality of the plurality A sliding portion that has a sliding portion that contacts the power transmission member, the sliding portion of the hole portion where the slit is formed, and the sliding portion of the hole portion where the slit is not formed are the sliding direction of the power transmission member The position at is shifted.

このような構成によれば、中空のシャフト内を先端側と基端側とに仕切るシール部材を設けることにより、シャフトの軸線方向での気密性を確保することができる。このため、例えば、体腔内に封入されたガス(気腹圧)が先端動作部からシャフトを介して外部へとリークすることを可及的に抑制することができる。しかも、スリットが形成された孔部の摺動部と、スリットが形成されていない孔部の摺動部の位置がずれている。このため、スリットを密着封止するために、該スリットが形成された摺動部をシール部材の外周側から圧縮した場合であっても、スリットが形成されていない摺動部には前記圧縮の影響が及ぶことが有効に防止される。従って、スリットが形成されていない摺動部が動力伝達部材に対して過度に密着し、該動力伝達部材の操作性が低下することを回避することができる。   According to such a configuration, by providing the seal member that partitions the inside of the hollow shaft into the distal end side and the proximal end side, airtightness in the axial direction of the shaft can be ensured. For this reason, for example, it can suppress as much as possible that the gas (pneumoabdominal pressure) enclosed in the body cavity leaks from the distal end working part to the outside through the shaft. In addition, the position of the sliding portion of the hole where the slit is formed and the position of the sliding portion of the hole where the slit is not formed are shifted. For this reason, in order to tightly seal the slit, even if the sliding portion where the slit is formed is compressed from the outer peripheral side of the sealing member, the compression portion is not applied to the sliding portion where the slit is not formed. The influence is effectively prevented. Therefore, it is possible to avoid the sliding portion in which the slit is not formed from being in close contact with the power transmission member and the operability of the power transmission member from being lowered.

この場合、前記シール部材の外周側から前記シール部材に圧力をかけた際に、前記複数の孔部のうち、前記スリットが形成された孔部の摺動部は圧縮され、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部は圧縮されないことが好ましい。   In this case, when pressure is applied to the seal member from the outer peripheral side of the seal member, the sliding portion of the hole portion in which the slit is formed is compressed among the plurality of hole portions, and the slit is formed. It is preferable that the sliding portion of the non-hole is not compressed.

前記駆動機構部は、前記動力伝達部材のうちの一部を電動で駆動する電動機構部と、残りを手動で駆動する手動機構部とを有し、前記複数の孔部のうち、前記電動機構部で駆動される前記動力伝達部材に対応する孔部にのみ前記スリットが形成されているとよい。電動で駆動される動力伝達部材は、摺動部での摺動抵抗が多少増加してもその動作への影響が少なく、スリットを密着封止するためにシール部材を圧縮しても、マニピュレータの操作性が低下することはほとんどないからである。   The drive mechanism section includes an electric mechanism section that electrically drives a part of the power transmission member, and a manual mechanism section that manually drives the rest, and the electric mechanism among the plurality of holes. The slit may be formed only in the hole corresponding to the power transmission member driven by the portion. Even if the sliding resistance at the sliding part increases slightly, the power transmission member that is driven electrically has little effect on the operation, and even if the sealing member is compressed to tightly seal the slit, the manipulator This is because the operability is hardly lowered.

前記シール部材は、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部に連続し且つ該摺動部より大径に形成され、該摺動部に挿通された前記動力伝達部材が挿通する拡径部を有し、該拡径部の前記動力伝達部材の摺動方向での位置が、前記スリットが形成された孔部の摺動部の位置と重なるように設定されると、スリットが形成された孔部への圧縮力が拡径部に有効に吸収され、スリットが形成されていない孔部の摺動部が過度に収縮することを防止できる。   The seal member is continuous with the sliding portion of the hole portion where the slit is not formed and is formed to have a larger diameter than the sliding portion, and the diameter of the power transmission member inserted through the sliding portion is inserted. If the position of the enlarged diameter portion in the sliding direction of the power transmission member is set so as to overlap the position of the sliding portion of the hole in which the slit is formed, the slit is formed. Thus, the compressive force applied to the hole portion is effectively absorbed by the enlarged diameter portion, and the sliding portion of the hole portion where no slit is formed can be prevented from being excessively contracted.

この場合、前記拡径部には、前記シール部材を構成する材質よりも硬い材質からなり、且つ、前記動力伝達部材が挿通されるガイドパイプが嵌挿されていると、例えば当該マニピュレータの組立時、ガイドパイプが嵌挿された摺動部の軸中心と、これに挿通される動力伝達部材の軸中心とが製造誤差等によってずれている場合であっても、ガイドパイプが動力伝達部材と共にずれて摺動部及び拡径部を一体的に変形させる。このため、ガイドパイプが嵌挿された摺動部の軸中心と動力伝達部材の軸中心とを適切に一致させることができ、ガスリークやシール部材の破損等が回避される。   In this case, if the guide pipe into which the power transmission member is inserted is fitted into the enlarged diameter portion, the material is made of a material harder than the material constituting the seal member, for example, when the manipulator is assembled. Even if the shaft center of the sliding portion into which the guide pipe is inserted and the shaft center of the power transmission member inserted through the guide pipe are displaced due to a manufacturing error, the guide pipe is displaced together with the power transmission member. Thus, the sliding portion and the enlarged diameter portion are integrally deformed. For this reason, the axial center of the sliding part in which the guide pipe is inserted and the axial center of the power transmission member can be appropriately matched, and gas leakage, damage to the seal member, and the like are avoided.

前記シール部材は、前記スリットが形成された孔部を有する第1部位と、前記第1部位と別体に構成され且つ前記スリットが形成されていない孔部を有する第2部位とを含み、前記第1部位及び前記第2部位が連結されていてもよい。すなわち、シール部材を分割構造とすることにより、スリットが形成された孔部への圧縮の影響がスリットが形成されていない孔部へと及ぶことを防止することができる。   The seal member includes a first portion having a hole portion in which the slit is formed, and a second portion having a hole portion that is configured separately from the first portion and in which the slit is not formed, The first part and the second part may be connected. That is, by making the sealing member have a divided structure, it is possible to prevent the influence of the compression on the hole where the slit is formed from reaching the hole where the slit is not formed.

前記シール部材よりも前記先端動作部側で前記シャフト内に開口する洗浄ポートを有すれば、シール部材よりも先端側のシャフト内部を容易に洗浄することができる。   If there is a cleaning port that opens in the shaft on the distal end working portion side with respect to the seal member, the inside of the shaft on the distal end side with respect to the seal member can be easily cleaned.

また、前記シール部材には、該シール部材より前記先端動作部側の前記シャフト内に洗浄液を供給する洗浄チューブが挿通される洗浄用孔部が設けられ、前記洗浄チューブは、前記シール部材より前記駆動機構部側に設けられた洗浄ポートから前記洗浄用孔部に渡って延在してもよい。すなわち、シール部材よりも基端側に洗浄ポートを設定した場合には、該洗浄ポートに連通した洗浄チューブを設けることにより、シール部材よりも先端側のシャフト内部を容易に洗浄することが可能となる。   The sealing member is provided with a cleaning hole through which a cleaning tube for supplying a cleaning liquid is inserted into the shaft closer to the distal end working unit than the sealing member. You may extend over the said washing | cleaning hole from the washing | cleaning port provided in the drive mechanism part side. That is, when the cleaning port is set on the proximal end side with respect to the seal member, it is possible to easily clean the inside of the shaft on the distal end side with respect to the seal member by providing a cleaning tube communicating with the cleaning port. Become.

前記シール部材の先端側外径は、前記シャフトの内径よりも小さい小径部を有することにより、該小径部を先頭にしてシール部材を容易に且つ円滑にシャフト内に挿入し組み付けることができる。   Since the outer diameter on the front end side of the seal member has a small diameter portion smaller than the inner diameter of the shaft, the seal member can be easily and smoothly inserted and assembled into the shaft with the small diameter portion at the head.

前記シール部材の基端側外径は、前記シャフトの内径よりも大きい大径部を有することにより、シール部材をシャフト内に挿入し組み付ける際、大径部が確実にシャフト内壁面に密着するため、気密性を一層確実に確保することができる。   The outer diameter of the base end side of the seal member has a large diameter portion larger than the inner diameter of the shaft, so that when the seal member is inserted into the shaft and assembled, the large diameter portion reliably adheres to the inner wall surface of the shaft. In addition, airtightness can be ensured more reliably.

また、前記シール部材の先端側外径は、前記シャフトの内径よりも小さい小径部を有し、前記シール部材の基端側外径は、前記シャフトの内径よりも大きい大径部を有し、前記小径部と前記大径部の間には、縮径部を有すると、シャフト内への挿入先頭側となる小径部の後方に設けられた縮径部により、シール部材を一層円滑に組み付けることが可能となる。   Further, the outer diameter on the distal end side of the seal member has a small diameter portion smaller than the inner diameter of the shaft, and the proximal outer diameter of the seal member has a larger diameter portion larger than the inner diameter of the shaft, If there is a reduced diameter portion between the small diameter portion and the large diameter portion, the seal member can be assembled more smoothly by the reduced diameter portion provided at the rear of the small diameter portion on the leading side of insertion into the shaft. Is possible.

この場合、前記動力伝達部材の摺動方向において、前記スリットが形成された孔部の摺動部は、前記大径部の一部に配置されていると、シャフト内壁面から大径部に付与される圧縮力によりスリットをより密着させることができる。   In this case, in the sliding direction of the power transmission member, when the sliding portion of the hole portion in which the slit is formed is arranged at a part of the large diameter portion, it is applied from the inner wall surface of the shaft to the large diameter portion. The slit can be brought into closer contact with the compression force applied.

また、前記動力伝達部材の摺動方向において、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部は、前記小径部の一部に配置されていると、小径部はシャフト内壁面から圧縮されないため、スリットが形成されていない摺動部に過度の収縮が生じることを防止することができる。   Further, in the sliding direction of the power transmission member, if the sliding portion of the hole portion in which the slit is not formed is arranged at a part of the small diameter portion, the small diameter portion is not compressed from the inner wall surface of the shaft. Further, it is possible to prevent excessive shrinkage from occurring in the sliding portion where no slit is formed.

本発明によれば、中空のシャフト内を先端側と基端側とに仕切るシール部材を設けることにより、シャフトの軸線方向での気密性を確保することができる。このため、例えば、体腔内に封入されたガス(気腹圧)が先端動作部からシャフトを介して外部へとリークすることを可及的に抑制することができる。   According to the present invention, by providing the seal member that partitions the inside of the hollow shaft into the distal end side and the proximal end side, airtightness in the axial direction of the shaft can be ensured. For this reason, for example, it can suppress as much as possible that the gas (pneumoabdominal pressure) enclosed in the body cavity leaks from the distal end working part to the outside through the shaft.

また、スリットが形成された孔部の摺動部と、スリットが形成されていない孔部の摺動部の位置がずれていることにより、スリットを密着封止するために該スリットが形成された摺動部をシール部材の外周側から圧縮した場合であっても、スリットが形成されていない摺動部に前記圧縮の影響が及ぶことが有効に防止される。従って、スリットが形成されていない摺動部が動力伝達部材に対して過度に密着し、該動力伝達部材の操作性が低下することを回避することができる。   In addition, the position of the sliding portion of the hole portion where the slit is formed and the position of the sliding portion of the hole portion where the slit is not formed are shifted, so that the slit is formed to tightly seal the slit. Even when the sliding portion is compressed from the outer peripheral side of the seal member, it is possible to effectively prevent the compression from affecting the sliding portion where no slit is formed. Therefore, it is possible to avoid the sliding portion in which the slit is not formed from being in close contact with the power transmission member and the operability of the power transmission member from being lowered.

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 the manipulator concerning this embodiment. 作業部と操作部とを分離した状態でのマニピュレータの一部断面側面図である。It is a partial cross section side view of a manipulator in the state where a work part and an operation part were separated. 作業部の一部省略断面平面図である。It is a partially omitted cross-sectional plan view of a working part. 先端動作部の斜視図である。It is a perspective view of a front-end | tip operation | movement part. マニピュレータの複合入力部及びその周辺部の一部省略斜視図である。FIG. 4 is a partially omitted perspective view of a composite input unit and its peripheral part of a manipulator. 気密シール及びその周辺部の斜視図である。It is a perspective view of an airtight seal and its peripheral part. 気密シール及びその周辺部の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of an airtight seal | sticker and its peripheral part. 図8Aは、気密シールの正面図であり、図8Bは、図8A中のVIIIB−VIIIB線に沿う断面図である。8A is a front view of the hermetic seal, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line VIIIB-VIIIB in FIG. 8A. ワイヤ及び補強ロッドの変形例を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the modification of a wire and a reinforcement rod. 図10Aは、マニピュレータの組立時、ロッドの軸中心と摺動部の軸中心とが一致している状態の説明図であり、図10Bは、マニピュレータの組立時、ロッドの軸中心と摺動部の軸中心とがオフセットしている状態の説明図である。FIG. 10A is an explanatory view showing a state in which the shaft center of the rod and the shaft center of the sliding portion coincide with each other when the manipulator is assembled, and FIG. 10B shows the shaft center and the sliding portion of the rod when the manipulator is assembled. It is explanatory drawing of the state from which the axis center of is offset. 図11Aは、マニピュレータの組立時、ロッドの軸中心と摺動部の軸中心とが一致している状態の説明図であり、図11Bは、マニピュレータの組立時、ロッドの軸中心と摺動部の軸中心のずれがガイドパイプにより修正された状態の説明図である。FIG. 11A is an explanatory view showing a state in which the shaft center of the rod and the shaft center of the sliding portion coincide with each other when the manipulator is assembled, and FIG. It is explanatory drawing of the state by which the shift | offset | difference of the shaft center of this was corrected with the guide pipe. 気密シールへのガイドパイプの設置場所の第1変形例を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the 1st modification of the installation place of the guide pipe to an airtight seal. 気密シールへのガイドパイプの設置場所の第2変形例を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the 2nd modification of the installation place of the guide pipe to an airtight seal. 気密シールへのガイドパイプの設置場所の第3変形例を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the 3rd modification of the installation place of the guide pipe to an airtight seal. 図15Aは、分割構造の気密シールの断面側面図であり、図15Bは、図15Aに示す気密シールを連結した状態の断面側面図である。15A is a cross-sectional side view of the hermetic seal having a split structure, and FIG. 15B is a cross-sectional side view of the state where the hermetic seal shown in FIG. 15A is connected. 図15Aに示す気密シールの連結構造の変形例の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the modification of the connection structure of the airtight seal shown to FIG. 15A. 図15Aに示す気密シールの連結構造の他の変形例の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the other modification of the connection structure of the airtight seal shown to FIG. 15A. 洗浄ポートの設置場所の変更例を適用したマニピュレータの一部断面側面図である。It is a partial cross section side view of the manipulator to which the example of change of the installation place of a washing port is applied. 図18に示すマニピュレータの洗浄チューブの噴射口及びその周辺部の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the injection port of the washing tube of the manipulator shown in FIG. 18, and its peripheral part. マニピュレータをロボットアームの先端に接続したロボットシステムの斜視図である。It is a perspective view of the robot system which connected the manipulator to the front-end | tip of a robot arm.

以下、本発明に係る医療用マニピュレータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a medical manipulator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示すように、本実施の形態に係るマニピュレータ(医療用マニピュレータ)10は、連結シャフト18の先端に設けられた先端動作部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医療用器具であり、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。   As shown in FIG. 1, the manipulator (medical manipulator) 10 according to the present embodiment grips a predetermined part of a living body or a curved needle or the like on a distal end working unit 12 provided at the distal end of a connecting shaft 18. It is a medical instrument for performing treatment, and is usually called a grasping forceps or a needle driver (needle holder).

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18の延在方向をZ方向と規定する。また、先端側から見て右方をX1方向、左方をX2方向、上方向をY1方向、下方向をY2方向と規定し、さらに、連結シャフト18の前方をZ1方向、後方をZ2方向と規定する。なお、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が基準姿勢(中立姿勢)である場合を基準として表すものとする。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勿論である。   In the following description, the width direction in FIG. 1 is defined as the X direction, the height direction is defined as the Y direction, and the extending direction of the connecting shaft 18 is defined as the Z direction. Further, the right side is defined as the X1 direction, the left side as the X2 direction, the upward direction as the Y1 direction, and the downward direction as the Y2 direction. Further, the front of the connecting shaft 18 is defined as the Z1 direction and the rear as the Z2 direction. Stipulate. Unless otherwise specified, the description of these directions is based on the case where the manipulator 10 is in the reference posture (neutral posture). These directions are for convenience of explanation, and it is a matter of course that the manipulator 10 can be used in any direction (for example, upside down).

マニピュレータ10は、人手によって把持及び操作される操作部14と、該操作部14に対して着脱自在な作業部16とを有し、グリップハンドル26の下端から延びたケーブル28がコントローラ29に接続されてマニピュレータシステムを構成している。   The manipulator 10 includes an operation unit 14 that is manually gripped and operated, and a work unit 16 that is detachable from the operation unit 14. A cable 28 that extends from the lower end of the grip handle 26 is connected to a controller 29. The manipulator system.

図1及び図2に示すように、操作部14は、Z1方向及びY2方向に延びた略L字状に構成されると共に、Z方向に略対称に分割された一対の上部カバー25a、25bを筐体として、その内部に、駆動部(アクチュエータ部)30等が収納されると共に、基端側でY2方向に延びた部分が人手によって把持されるグリップハンドル26として構成されている。グリップハンドル26は、人手によって把持されるのに適した長さであり、上部の傾斜面26aに複合入力部24が設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the operation section 14 is configured in a substantially L shape extending in the Z1 direction and the Y2 direction, and includes a pair of upper covers 25a and 25b divided substantially symmetrically in the Z direction. The housing is configured as a grip handle 26 in which a drive unit (actuator unit) 30 and the like are housed, and a portion extending in the Y2 direction on the base end side is gripped by a hand. The grip handle 26 has a length suitable for being manually gripped, and the composite input section 24 is provided on the upper inclined surface 26a.

操作部14のY1方向頂部近傍には、上部カバー25bから露出してマスタスイッチ34が設けられ、マスタスイッチ34のZ1方向で視認しやすい箇所にLED35が設けられている。図1中、操作部14のZ1方向端近傍からY1方向に延びた電極プラグ41は、マニピュレータ10を電気メスとして使用する際に高電圧電源が接続される電極であり、図示しない導電構造によって高電圧を先端動作部12側に供給することができる。   A master switch 34 is provided in the vicinity of the top of the operation unit 14 in the Y1 direction so as to be exposed from the upper cover 25b, and an LED 35 is provided at a location where the master switch 34 is easily visible in the Z1 direction. In FIG. 1, an electrode plug 41 extending in the Y1 direction from the vicinity of the end of the operation unit 14 in the Z1 direction is an electrode to which a high voltage power source is connected when the manipulator 10 is used as an electric knife. A voltage can be supplied to the distal end working unit 12 side.

作業部16は、作業を行う先端動作部12と、該先端動作部12を先端に設けた長尺且つ中空の連結シャフト(シャフト)18と、該連結シャフト18の基端側が固定されるプーリボックス32と、プーリボックス32のZ2方向端から延びたトリガレバー支持部33に軸支されるトリガレバー36とを有する。作業部16は、Z方向で略対称に分割された一対の下部カバー37a、37bを筐体として、その内部にプーリボックス32を収納している。トリガレバー支持部33は、プーリボックス32のZ2側端面からZ2方向に平行に延びた一対のプレートであり、該プレート間に渡ったトリガ軸39により、トリガレバー36を回動可能に軸支している(図3参照)。   The working unit 16 includes a distal end working unit 12 for performing work, a long and hollow connecting shaft (shaft) 18 provided with the distal end working unit 12 at the tip, and a pulley box to which a proximal end side of the connecting shaft 18 is fixed. 32 and a trigger lever 36 pivotally supported by a trigger lever support 33 extending from the Z2 direction end of the pulley box 32. The working unit 16 has a pair of lower covers 37a and 37b divided substantially symmetrically in the Z direction as a housing, and houses a pulley box 32 therein. The trigger lever support portion 33 is a pair of plates extending in parallel with the Z2 direction from the Z2 side end surface of the pulley box 32, and the trigger lever 36 is pivotally supported by a trigger shaft 39 extending between the plates. (See FIG. 3).

このような作業部16は、操作部14に設けられた左右一対の着脱レバー40、40によって当該操作部14と連結・固定されると共に、着脱レバー40の開放操作によって操作部14から分離可能であり、特別な器具を用いることなく、手術現場で容易に交換作業等を行うことができる。   Such a working unit 16 is connected and fixed to the operation unit 14 by a pair of left and right attachment / detachment levers 40, 40 provided in the operation unit 14, and can be separated from the operation unit 14 by opening the attachment / detachment lever 40. Yes, replacement work and the like can be easily performed at the operation site without using a special instrument.

図1に示すように、先端動作部12及び連結シャフト18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、複合入力部24及びトリガレバー36の操作によって体腔22内で患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。   As shown in FIG. 1, the distal end working unit 12 and the connecting shaft 18 are configured to have a small diameter, and can be inserted into a body cavity 22 from a cylindrical trocar 20 provided in a patient's abdomen or the like. Various operations such as excision of the affected part, grasping, suturing and ligation can be performed in the body cavity 22 by operating the 24 and the trigger lever 36.

複合入力部24及びトリガレバー36の操作に基づいて動作する先端動作部12は、例えばグリッパ48を備え(図4参照)、Y軸を基準に傾動するヨー軸動作、先端を指向する軸(中立姿勢時にはZ軸)を基準に回転するロール軸動作、及び、開閉可能なグリッパ軸動作からなる3軸の動作が可能である。本実施形態の場合、ヨー軸及びロール軸は、複合入力部24の操作に基づいて電気的に駆動され、グリッパ軸はトリガレバー36の操作に基づいて機械的に駆動される。ここで機械的とは、ワイヤ、チェーン、タイミングベルト、リンク、ロッド、ギア等を介して駆動する方式であり、主に、動力伝達方向に非弾性な固体の機械部品を介して駆動する方式である。ワイヤやチェーン等は、張力により不可避的な多少の伸びが発生する場合があるが、これらは非弾性な固体の機械部品とする。   The tip operating unit 12 that operates based on the operation of the composite input unit 24 and the trigger lever 36 includes, for example, a gripper 48 (see FIG. 4), a yaw axis operation that tilts with respect to the Y axis, and an axis that points the tip (neutral) A three-axis operation including a roll axis operation that rotates based on the Z axis in the posture and a gripper axis operation that can be opened and closed is possible. In the case of this embodiment, the yaw axis and the roll axis are electrically driven based on the operation of the composite input unit 24, and the gripper axis is mechanically driven based on the operation of the trigger lever 36. Here, mechanical is a system driven through wires, chains, timing belts, links, rods, gears, etc., and is a system driven mainly through solid mechanical parts that are inelastic in the power transmission direction. is there. Wires, chains, and the like may inevitably have some elongation due to tension, but these are inelastic solid mechanical parts.

次に、互いに着脱可能な駆動部30及びプーリボックス32について説明する。   Next, the drive unit 30 and the pulley box 32 that are detachable from each other will be described.

図1及び図2に示すように、駆動部30は、X方向に並んだ2つのモータ(アクチュエータ)50a、50bと、該モータ50a、50bを支持するブラケット52と、モータ50a、50bの回転方向を変換して作業部16側に伝達するギア機構部54とを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the drive unit 30 includes two motors (actuators) 50a and 50b arranged in the X direction, a bracket 52 that supports the motors 50a and 50b, and the rotational directions of the motors 50a and 50b. And a gear mechanism unit 54 that converts the signal and transmits it to the working unit 16 side.

モータ50a、50bは円柱形状であり、図示しない減速機によって減速される出力軸56a、56bがブラケット52の一面を貫通し、該出力軸56a、56bに対してギア機構部54を構成する駆動傘歯車58a、58bが固定されている。モータ50a、50bは、例えばDCモータであり、図示しない角度センサとしてロータリエンコーダ等が設けられる。   The motors 50a and 50b are cylindrical, and output shafts 56a and 56b that are decelerated by a reduction gear (not shown) pass through one surface of the bracket 52, and a drive umbrella that constitutes a gear mechanism portion 54 with respect to the output shafts 56a and 56b. Gears 58a and 58b are fixed. The motors 50a and 50b are, for example, DC motors, and a rotary encoder or the like is provided as an angle sensor (not shown).

図2に示すように、ギア機構部54は、ブラケット52内の空間に設けられ、X方向に並んだ2本の駆動シャフト(駆動軸)60a、60bと、各駆動シャフト60a、60bに固定され、駆動傘歯車58a、58bと噛み合う2つの従動傘歯車62a、62bとを有する。モータ50a、50bの出力軸56a、56b、駆動シャフト60a、60b等は図示しないベアリングによってブラケット52に軸支されている。   As shown in FIG. 2, the gear mechanism portion 54 is provided in a space in the bracket 52, and is fixed to two drive shafts (drive shafts) 60a and 60b arranged in the X direction, and the drive shafts 60a and 60b. And two driven bevel gears 62a and 62b which mesh with the driving bevel gears 58a and 58b. The output shafts 56a and 56b of the motors 50a and 50b, the drive shafts 60a and 60b, and the like are pivotally supported on the bracket 52 by bearings (not shown).

図2に示すように、駆動シャフト60a(60b)の下端側はブラケット52の下面から突出しており、その先端には、例えば断面波形六角形状で先細りのテーパ形状からなる係合凸部64a(64b)が設けられている。   As shown in FIG. 2, the lower end side of the drive shaft 60a (60b) protrudes from the lower surface of the bracket 52, and an engagement convex portion 64a (64b) having a tapered shape with a corrugated hexagonal shape at the tip, for example. ) Is provided.

図2及び図3に示すように、プーリボックス32は、X方向両側が開口した空洞部66と、該空洞部66に収納されたプーリ(従動軸)70a、70b及びワイヤガイド部72a、72bとを有し、空洞部66のZ1側に貫通した孔部で連結シャフト18が固定・支持されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the pulley box 32 includes a hollow portion 66 opened on both sides in the X direction, pulleys (driven shafts) 70a and 70b and wire guide portions 72a and 72b housed in the hollow portion 66. The connecting shaft 18 is fixed and supported by a hole that penetrates the cavity 66 on the Z1 side.

プーリ70a、70bは、駆動シャフト60a、60bに対して同軸であり、その上端側には、駆動シャフト60a、60b側の係合凸部64a、64bと係合可能な係合凹部74a、74bが設けられている。係合凹部74a、74bは、前記係合凸部64a、64bが係合(嵌合)可能であり、例えば断面波形六角形状で奥細りのテーパ形状の凹部を有する。   The pulleys 70a and 70b are coaxial with respect to the drive shafts 60a and 60b, and engagement concave portions 74a and 74b that can be engaged with the engagement convex portions 64a and 64b on the drive shafts 60a and 60b side are provided on the upper ends thereof. Is provided. The engaging recesses 74a and 74b can be engaged (fitted) with the engaging protrusions 64a and 64b. For example, the engaging recesses 74a and 74b have recesses having a tapered corrugated shape with a corrugated cross section.

従って、操作部14と作業部16との装着時、係合凸部64a(64b)と係合凹部74a(74b)とが係合し、これにより、駆動シャフト60a(60b)からの回転駆動力をプーリ70a(70b)へと伝達することができる。この際、例えば操作部14には、操作部14と作業部16の着脱を検出する着脱検出センサ(図示せず)や、駆動シャフト60aの位相を検出する位相検出センサ(図示せず)等を設けてもよく、さらに、係合凸部64aや係合凹部74aの係合構造は他の構造であってもよい。例えば、当該マニピュレータ10の全体的な構成は、特願2009−111344号や特願2009−111502号の明細書や図面に開示された構成と略同様にしてもよい。   Therefore, when the operating portion 14 and the working portion 16 are mounted, the engaging convex portion 64a (64b) and the engaging concave portion 74a (74b) are engaged with each other, and thereby the rotational driving force from the drive shaft 60a (60b). Can be transmitted to the pulley 70a (70b). At this time, for example, the operation unit 14 includes an attachment / detachment detection sensor (not shown) that detects attachment / detachment of the operation unit 14 and the working unit 16, a phase detection sensor (not shown) that detects the phase of the drive shaft 60a, and the like. Further, the engagement structure of the engagement convex part 64a and the engagement concave part 74a may be another structure. For example, the overall configuration of the manipulator 10 may be substantially the same as the configuration disclosed in the specification and drawings of Japanese Patent Application Nos. 2009-111344 and 2009-111502.

図2及び図3から諒解されるように、ワイヤガイド部72a(72b)は、プーリ70a(70b)のZ1側に配設されると共に、その間隔が狭く設定されており、プーリ70a(70b)と先端動作部12のギア78等との間に巻き掛けられたワイヤ(動力伝達部材)80a(80b)をガイドして、連結シャフト18内へと円滑に導く機能を有する。このようなワイヤガイド部72a、72bを用いることにより、連結シャフト18は、モータ50a、50bの径やプーリ70a、70bの軸間距離に依存することなく十分に細くすることができ、例えば、トラカール20に挿入するのに適した5mm〜10mm程度の外径に容易に設定することができる。   As can be understood from FIGS. 2 and 3, the wire guide portion 72a (72b) is disposed on the Z1 side of the pulley 70a (70b), and the interval between the wire guide portions 72a (72b) is set narrow. And a wire (power transmission member) 80a (80b) wound between the front end working unit 12 and the gear 78 of the distal end working unit 12 to guide and smoothly guide the wire 80a (80b) into the connecting shaft 18. By using such wire guide portions 72a and 72b, the connecting shaft 18 can be made sufficiently thin without depending on the diameters of the motors 50a and 50b and the inter-axis distances of the pulleys 70a and 70b. It can be easily set to an outer diameter of about 5 mm to 10 mm suitable for being inserted into 20.

プーリボックス32を構成する空洞部66には、さらに、棒状又は線状の動力伝達部材である2本のロッド82a、82bがY方向に並んで、Z方向に貫通している。ロッド82a、82bは、例えば、十分に強く且つ細いステンレスパイプ又は中実ロッドあり、Z1方向は空洞部66を貫通して連結シャフト18内へと延び、図示しないワイヤ等を介して先端動作部12内の前記ギア78等に巻き掛けられており、Z2方向はプーリボックス32を貫通してトリガレバー支持部33へと延び、図示しないワイヤ等を介してトリガレバー36に接続されている。   In the hollow portion 66 constituting the pulley box 32, two rods 82a and 82b, which are rod-shaped or linear power transmission members, are lined up in the Y direction and penetrated in the Z direction. The rods 82a and 82b are, for example, sufficiently strong and thin stainless steel pipes or solid rods, and extend in the Z1 direction through the hollow portion 66 into the connecting shaft 18, and through the wire (not shown) or the like, the distal end working unit 12 is inserted. The Z2 direction extends through the pulley box 32 to the trigger lever support portion 33 and is connected to the trigger lever 36 via a wire (not shown).

図2及び図3に示すように、プーリボックス32のZ2側には、Z方向を基準として対称な一対のピン穴84、84が形成されている。各ピン穴84、84には、作業部16と操作部14との装着時、ブラケット52の底面からY1方向に突出した一対のガイドピン86、86が挿入され、これにより、操作部14と作業部16とが位置決めされ且つ高い剛性で装着される。   As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of pin holes 84 and 84 that are symmetrical with respect to the Z direction are formed on the Z2 side of the pulley box 32. A pair of guide pins 86, 86 projecting from the bottom surface of the bracket 52 in the Y1 direction are inserted into the pin holes 84, 84 when the working unit 16 and the operating unit 14 are mounted. The part 16 is positioned and mounted with high rigidity.

このような作業部16では、ワイヤ80a、80bは、それぞれプーリ70a、70b側と先端動作部12側との間で往復していることから、連結シャフト18の中空空間内には、延べ4本のワイヤ80a、80bと2本のロッド82a、82bとが挿通される。例えば、ロッドに代えてワイヤのみで全ての動力伝達機構を構成してもよい。   In such a working part 16, since the wires 80a and 80b reciprocate between the pulleys 70a and 70b and the distal end working part 12 side, there are a total of four wires in the hollow space of the connecting shaft 18. The wires 80a and 80b and the two rods 82a and 82b are inserted. For example, all power transmission mechanisms may be configured with only wires instead of rods.

ワイヤ80a、80bは、それぞれ同種又は異種、同径又は異径のものを用いることができる。ワイヤ80a、80bは、可撓性を有する湾曲可能な線材からなり、連結シャフト18内を通過する部分であって可撓性を要しない直線部分は補強ロッド(ハイポチューブ)81a、81bにより囲繞され補強されている(図6及び図7参照)。補強ロッド81a(81b)は、ワイヤ80a(80b)を構成する線材よりも剛性が高く、通常の使用状態では湾曲しない硬い管路であり、その内部にワイヤ80a(80b)が挿通された状態で先後端が当該ワイヤ80a(80b)に対してかしめられ、圧着固定されている。補強ロッド81a、81bは、例えばステンレス材のように生体適合性を有するものとして選択された金属等で構成される。   The wires 80a and 80b can be of the same type or different types, and have the same diameter or different diameters. The wires 80a and 80b are made of a flexible bendable wire, and a straight portion that passes through the connecting shaft 18 and does not require flexibility is surrounded by reinforcing rods (hypotubes) 81a and 81b. It is reinforced (see FIGS. 6 and 7). The reinforcing rod 81a (81b) has a higher rigidity than the wire constituting the wire 80a (80b) and is a hard conduit that does not bend in a normal use state, and the wire 80a (80b) is inserted in the inside thereof. The front and rear ends are caulked against the wire 80a (80b) and fixed by crimping. The reinforcing rods 81a and 81b are made of, for example, a metal selected as having biocompatibility such as stainless steel.

すなわち、ワイヤ80a、80bがその往復移動範囲L(図7参照)において駆動された場合であっても、プーリ70a等に巻き掛けられることがなく可撓性が必要とされない直線部分に、上記のような補強ロッド81a、81bを装着している。これにより、ワイヤ80a、80bの駆動時や経年劣化による伸長を可及的に低減することができ、プーリ70a等の動作に対してより高い反応性と高い精度で当該ワイヤ80a、80bを駆動させ、先端動作部12を正確に動作させることができる。換言すれば、動力伝達部材であるワイヤ80a、80bは、少なくとも可撓性を有する第1部位(ワイヤ80a、80bの線材部位)と、該第1部位より剛性の高い第2部位(補強ロッド81a、81bによる補強部位)とを有することにより、プーリ70a等への円滑な巻き掛けと、駆動時等の伸長等の低減による反応性の高い高精度な駆動との両立を可能としている。   That is, even when the wires 80a and 80b are driven in the reciprocating movement range L (see FIG. 7), the linear portions that are not wound around the pulley 70a or the like and do not need flexibility are provided on the straight line portion. Such reinforcing rods 81a and 81b are mounted. As a result, it is possible to reduce as much as possible the elongation due to the driving of the wires 80a and 80b or aging, and to drive the wires 80a and 80b with higher responsiveness and higher accuracy with respect to the operation of the pulley 70a and the like. The tip operating unit 12 can be accurately operated. In other words, the wires 80a and 80b, which are power transmission members, include at least a flexible first portion (wire portion portion of the wires 80a and 80b) and a second portion (reinforcing rod 81a) having higher rigidity than the first portion. , 81b), it is possible to achieve both smooth winding around the pulley 70a and the like and highly accurate driving with high reactivity by reducing elongation during driving and the like.

マニピュレータ10では、複合入力部24が操作されてモータ50a、50bが駆動されることにより、駆動シャフト60a、60bからプーリ70a、70bを介してワイヤ80a、80bが往復駆動され、先端動作部12にロール方向及びヨー方向の動作が付与される。さらに、トリガレバー36が回動操作されることにより、ロッド82a、82bが機械的に往復駆動され、先端動作部12のグリッパ48に開閉動作が付与される。   In the manipulator 10, when the composite input unit 24 is operated and the motors 50a and 50b are driven, the wires 80a and 80b are driven to reciprocate from the drive shafts 60a and 60b via the pulleys 70a and 70b. Operations in the roll direction and the yaw direction are applied. Further, when the trigger lever 36 is turned, the rods 82a and 82b are mechanically driven to reciprocate, and an opening / closing operation is given to the gripper 48 of the distal end working unit 12.

すなわち、プーリ70a、70b(モータ50a、50b)及びトリガレバー36は、動力伝達部材であるワイヤ80a、80b(補強ロッド81a、81b)及びロッド82a、82bに駆動力を付与し、先端動作部12を動作させる駆動機構部として機能する。より詳細には、プーリ70a、70b(モータ50a、50b)は、ワイヤ80a、80b(補強ロッド81a、81b)に駆動力を付与し、先端動作部12にロール方向及びヨー方向の動作を付与する電動機構部として機能する。また、トリガレバー36は、ロッド82a、82bに駆動力を付与し、先端動作部12にグリッパ開閉動作を付与する手動機構部として機能する。   That is, the pulleys 70a and 70b (motors 50a and 50b) and the trigger lever 36 apply driving force to the wires 80a and 80b (reinforcing rods 81a and 81b) and the rods 82a and 82b, which are power transmission members, and the distal end working unit 12 It functions as a drive mechanism unit that operates. More specifically, the pulleys 70a and 70b (motors 50a and 50b) apply driving force to the wires 80a and 80b (reinforcing rods 81a and 81b), and apply motion in the roll direction and yaw direction to the distal end working unit 12. It functions as an electric mechanism part. The trigger lever 36 functions as a manual mechanism that applies a driving force to the rods 82 a and 82 b and applies a gripper opening / closing operation to the distal end operating unit 12.

図5に示すように、先端動作部12を電気的に駆動する複合入力部24は、Z軸(Y軸)を中心としてX1及びX2方向に対称な構造であり、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部である。   As shown in FIG. 5, the composite input unit 24 that electrically drives the distal end working unit 12 has a symmetric structure about the Z axis (Y axis) in the X1 and X2 directions. This is a composite input unit that gives rotation commands in the roll direction (axial rotation direction) and the yaw direction (left-right direction).

複合入力部24は、傾斜面26aに配置されたセンサホルダ88によって支持されており、傾斜面26aのZ1側(Y1側)の回転操作部90と、そのZ2側(Y2側)に設けられた傾動操作部92と、傾動操作部92の下部側面にそれぞれ配設された3つのスイッチ操作子94a〜94cとを有する。これら回転操作部90等への入力は、センサホルダ88内に設けられたスイッチ基板(図示せず)等によってその操作量が検出され、モータ50a、50bがコントローラ29の制御下に適宜駆動制御される。   The composite input unit 24 is supported by a sensor holder 88 disposed on the inclined surface 26a, and is provided on the Z1 side (Y1 side) rotation operation unit 90 of the inclined surface 26a and on the Z2 side (Y2 side) thereof. The tilt operation unit 92 includes three switch operators 94a to 94c disposed on the lower side surface of the tilt operation unit 92, respectively. The input to the rotary operation unit 90 and the like is detected by a switch board (not shown) provided in the sensor holder 88, and the motors 50a and 50b are appropriately driven and controlled under the control of the controller 29. The

図2及び図3に示すように、連結シャフト18の途中には、その内部空間をZ1側(先端動作部12側)とZ2側(プーリボックス32側)とに仕切る気密シール(シール部材)100が設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, in the middle of the connecting shaft 18, an airtight seal (seal member) 100 that partitions the internal space into the Z1 side (the distal end working unit 12 side) and the Z2 side (the pulley box 32 side). Is provided.

図6及び図7に示すように、気密シール100は、先端側の小径部102と、後端側の大径部104と、大径部104側から小径部102側へと縮径する縮径部(テーパ部)106とから構成された段付き円柱形状となっている。気密シール100には、延べ6本のロッド及びワイヤ、つまりロッド82a、82b及びワイヤ80a、80b(補強ロッド81a、81b)の往復分がそれぞれ挿通されて摺動する、6個の孔部110a〜110fが設けられている。気密シール100は、大径部104の外周面が連結シャフト18の内周面に密着固定されることで当該連結シャフト18内を仕切り、気体や液体の流通を遮断する遮断壁として機能する。勿論、先端動作部12の自由度を2自由度や4自由度等に変更し、ワイヤやロッドの本数を変更した場合には、気密シール100の孔部の数も変更すればよい。気密シール100は、手術中に隙間A(図4参照)から流入して該気密シール100に接触した後、再び隙間Aを介して患者の体腔22内へと戻る血液等の流れ(生体適合性)を考慮して、ゴムやシリコーン等によって形成されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the hermetic seal 100 includes a small-diameter portion 102 on the front end side, a large-diameter portion 104 on the rear-end side, and a reduced diameter that decreases from the large-diameter portion 104 side to the small-diameter portion 102 side. A stepped cylindrical shape constituted by a portion (tapered portion) 106 is formed. The airtight seal 100 has six holes 110a to 110a through which a total of six rods and wires, that is, rods 82a and 82b and wires 80a and 80b (reinforcing rods 81a and 81b) are inserted and slid. 110f is provided. The hermetic seal 100 functions as a blocking wall that partitions the inside of the connecting shaft 18 and blocks the flow of gas and liquid by the outer peripheral surface of the large-diameter portion 104 being closely fixed to the inner peripheral surface of the connecting shaft 18. Of course, when the degree of freedom of the distal end working unit 12 is changed to 2 degrees of freedom, 4 degrees of freedom, or the like, and the number of wires or rods is changed, the number of holes of the hermetic seal 100 may be changed. The airtight seal 100 flows from the gap A (see FIG. 4) during the operation, contacts the airtight seal 100, and then returns to the patient's body cavity 22 through the gap A (biocompatible). ), And is formed of rubber or silicone.

図8A及び図8Bに示すように、各孔部110a〜110fは、ロッド82a、82b及びワイヤ80a、80bの連結シャフト18内での配列に対応して配置されており、孔部110a、110bにロッド82a、82bが挿通され、孔部110c、110dにワイヤ80a(補強ロッド81a)が挿通され、孔部110e、110fにワイヤ80b(補強ロッド81b)が挿通される。本実施形態の場合、孔部110c〜110fには、ワイヤ80a、80bの一部を囲繞した補強ロッド81a、81bが挿通及び摺動し、ワイヤ80a、80b自体は気密シール100に接触しない。   As shown in FIGS. 8A and 8B, the holes 110a to 110f are arranged corresponding to the arrangement of the rods 82a and 82b and the wires 80a and 80b in the connecting shaft 18, and the holes 110a and 110b are connected to the holes 110a and 110b. The rods 82a and 82b are inserted, the wire 80a (reinforcing rod 81a) is inserted into the holes 110c and 110d, and the wire 80b (reinforcing rod 81b) is inserted into the holes 110e and 110f. In the case of this embodiment, the reinforcing rods 81a and 81b surrounding the wires 80a and 80b are inserted and slid into the holes 110c to 110f, and the wires 80a and 80b themselves do not contact the airtight seal 100.

気密シール100では、ロッド82a、82bが挿通される孔部110a、110bの構成が互いに同一であり、ワイヤ80a、80bが挿通される孔部110c〜110fの構成が互いに同一であることから、以下では、図8Bに示される孔部110bと孔部110cについて主に説明し、他の説明は省略する。   In the airtight seal 100, the configurations of the holes 110a and 110b through which the rods 82a and 82b are inserted are the same, and the configurations of the holes 110c to 110f through which the wires 80a and 80b are inserted are the same. Now, the hole 110b and the hole 110c shown in FIG. 8B will be mainly described, and the other description will be omitted.

図7及び図8Bに示すように、孔部110b(110a)は、小径部102の先端開口側(Z1側)に形成され、ロッド82b(82a)が摺動する摺動部(孔部)112と、摺動部112の後方(Z2側)に連続し、摺動部112より大径の拡径部(逃げ孔)114とから構成された2段形状の貫通孔であり、摺動部112がZ方向で小径部102に対応した配置となっている。   As shown in FIGS. 7 and 8B, the hole 110b (110a) is formed on the tip opening side (Z1 side) of the small diameter portion 102, and the sliding portion (hole) 112 on which the rod 82b (82a) slides. And a through-hole having a two-stage shape that is continuous with the rear side (Z2 side) of the sliding portion 112 and has an enlarged diameter portion (escape hole) 114 having a larger diameter than the sliding portion 112. Is arranged corresponding to the small diameter portion 102 in the Z direction.

摺動部112は、ロッド82bとの間で気密性を確保した状態で該ロッド82bが摺動可能な内径寸法であると共に、ロッド82bの摺動方向(Z方向)に短尺な長さL1からなる。これにより、摺動部112はロッド82bの移動に対してある程度柔軟(自由)に対応できるリップシールとして機能する。   The sliding portion 112 has an inner diameter dimension that allows the rod 82b to slide in a state in which airtightness is ensured with the rod 82b, and from a length L1 that is short in the sliding direction (Z direction) of the rod 82b. Become. Thereby, the sliding part 112 functions as a lip seal which can respond to the movement of the rod 82b to some degree of flexibility (free).

拡径部114には、気密シール100が連結シャフト18内に組み付けられる際、管状のガイドパイプ116が嵌挿され密着固定される。ガイドパイプ116の内径は、ロッド82bの外径より僅かに大径であり、ロッド82bの移動を邪魔しない構造となっている。つまり、ガイドパイプ116の内径>ロッド82a、82bの外径>摺動部112の内径、という寸法関係が設定されている。   When the hermetic seal 100 is assembled in the connecting shaft 18, a tubular guide pipe 116 is inserted into the expanded diameter portion 114 and is fixed in close contact therewith. The inner diameter of the guide pipe 116 is slightly larger than the outer diameter of the rod 82b, so that the movement of the rod 82b is not obstructed. That is, the dimensional relationship is set such that the inner diameter of the guide pipe 116> the outer diameter of the rods 82 a and 82 b> the inner diameter of the sliding portion 112.

このようなガイドパイプ116は、例えばステンレス材等から構成され、少なくとも気密シール100を構成する材質よりも硬い材質となっている。なお、ガイドパイプ116が気密シール100よりも硬いとは、例えば、ガイドパイプ116に力を加えた際に、実質的に該ガイドパイプ116が変形するよりも先に気密シール100が変形する程度に硬さが異なる状態等をいう。   Such a guide pipe 116 is made of, for example, stainless steel, and is made of a material harder than at least the material constituting the hermetic seal 100. Note that the guide pipe 116 is harder than the hermetic seal 100, for example, when the force is applied to the guide pipe 116, the hermetic seal 100 is substantially deformed before the guide pipe 116 is deformed. It refers to a state where the hardness is different.

一方、孔部110c(110d〜110f)は、補強ロッド81a(81b)(ワイヤ80a、80b)が摺動する摺動部(孔部)118と、摺動部118の前方(Z1側)に連続し、摺動部118より大径の拡径部(逃げ孔)120と、摺動部118の後方(Z2側)に連続し、摺動部118より大径且つ拡径部120より小径の中径部(逃げ孔)122とから構成された3段形状の貫通孔であり、摺動部118がZ方向で大径部104に対応して配置されている。   On the other hand, the holes 110c (110d to 110f) are continuous to the sliding part (hole part) 118 in which the reinforcing rod 81a (81b) (wires 80a and 80b) slides and to the front (Z1 side) of the sliding part 118. The diameter-enlarged portion (relief hole) 120 having a larger diameter than the sliding portion 118 and the rear portion (Z2 side) of the sliding portion 118 are continuous and have a diameter larger than that of the sliding portion 118 and smaller than that of the expanded portion 120. This is a three-stage through-hole formed of a diameter portion (relief hole) 122, and a sliding portion 118 is arranged corresponding to the large-diameter portion 104 in the Z direction.

摺動部118は、補強ロッド81aとの間で気密性を確保した状態で該補強ロッド81aが摺動可能な内径寸法であると共に、補強ロッド81aの摺動方向(Z方向)にやや長尺な長さL2からなる。図8Bから諒解されるように、摺動部118の摺動方向の長さL2は、摺動部112の長さL1よりも長い。   The sliding portion 118 has an inner diameter dimension that allows the reinforcing rod 81a to slide in a state in which airtightness is ensured with the reinforcing rod 81a, and is slightly longer in the sliding direction (Z direction) of the reinforcing rod 81a. It consists of a length L2. As can be seen from FIG. 8B, the length L2 of the sliding portion 118 in the sliding direction is longer than the length L1 of the sliding portion 112.

摺動部118の前後にそれぞれ設けられた拡径部120及び中径部122は、ワイヤ80aが往復移動されてプーリ70aへの巻き掛け位置がX方向やY方向に変位した場合であっても、摺動部118に摺動している補強ロッド81aの一部が孔部110cの内面や開口縁部に当接することを防止する逃げ部として機能する。   The enlarged diameter portion 120 and the middle diameter portion 122 respectively provided before and after the sliding portion 118 are even when the wire 80a is reciprocated and the winding position on the pulley 70a is displaced in the X direction or the Y direction. The reinforcing rod 81a that slides on the sliding portion 118 functions as an escape portion that prevents the reinforcing rod 81a from abutting against the inner surface or the opening edge of the hole 110c.

気密シール100では、孔部110a、110bの間隔W1(図8A参照)をロッド82a、82bの間隔に対応するように設定し、孔部110c、110e(孔部110d、110f)の間隔W2をワイヤガイド部72a、72bの間隔に対応するように設定している。これにより、ロッド82aや補強ロッド81a等と摺動部112、118との間での軸中心の一致が図られ、円滑な摺動を確保することができる。   In the hermetic seal 100, the interval W1 (see FIG. 8A) between the holes 110a and 110b is set to correspond to the interval between the rods 82a and 82b, and the interval W2 between the holes 110c and 110e (holes 110d and 110f) is set to the wire. It is set so as to correspond to the interval between the guide portions 72a and 72b. As a result, the axial centers of the rod 82a, the reinforcing rod 81a, etc. and the sliding portions 112, 118 are matched, and smooth sliding can be ensured.

図7及び図8Aに示すように、ワイヤ80a、80bに対応する孔部110c〜110fには、その外周面から各孔部110c〜110fの摺動部118へと連なる切込みであるスリット124が形成されている。スリット124を設けることにより、マニピュレータ10の組立時、例えば、ワイヤ80a、80bをプーリ70a、70bやギア78等との間に巻き掛ける際、補強ロッド81a、81bを装着したワイヤ80a、80bを予めループ状に形成しておき、該ループ状のワイヤ80a、80bをスリット124から孔部110c〜110fへと挿入することができる。そうすると、孔部110c〜110fへとワイヤ80a等を挿通させてからループ状に構成する場合に比べ、マニピュレータ10の組立性を大幅に向上させることができる。   As shown in FIGS. 7 and 8A, slits 124 are formed in the holes 110c to 110f corresponding to the wires 80a and 80b from the outer peripheral surface to the sliding portions 118 of the holes 110c to 110f. Has been. By providing the slit 124, when the manipulator 10 is assembled, for example, when the wires 80a and 80b are wound around the pulleys 70a and 70b, the gear 78, etc., the wires 80a and 80b to which the reinforcing rods 81a and 81b are attached are previously provided. The loop-shaped wires 80a and 80b can be inserted into the holes 110c to 110f from the slit 124. Then, the assembling property of the manipulator 10 can be greatly improved as compared with the case where the wire 80a and the like are inserted into the holes 110c to 110f and then configured in a loop shape.

なお、各スリット124は、連結シャフト18内に気密シール100が嵌挿された際に密着封止され、気密シール100のシール性を損うことはない。勿論、ワイヤの挿通後、各スリット124を接着剤等で接着して一層強固に封止してもよい。   Each slit 124 is tightly sealed when the hermetic seal 100 is inserted into the connecting shaft 18, and does not impair the sealing performance of the hermetic seal 100. Of course, after inserting the wire, the slits 124 may be bonded with an adhesive or the like and sealed more firmly.

図2に戻り、マニピュレータ10は、気密シール100よりも先端動作部12側(Z1側)の連結シャフト18内に水や酵素洗浄剤等の洗浄液を注入できる洗浄ポート126を有する。洗浄ポート126は、蓋体128を着脱するだけで開閉可能であり、連結シャフト18内の気密シール100よりも先端側に洗浄液を容易に注入し、内部を洗浄することができる。   Returning to FIG. 2, the manipulator 10 has a cleaning port 126 through which a cleaning liquid such as water or an enzyme cleaning agent can be injected into the connecting shaft 18 closer to the distal end working unit 12 (Z1 side) than the hermetic seal 100. The cleaning port 126 can be opened and closed simply by attaching and detaching the lid 128, and the cleaning liquid can be easily injected into the front end side of the airtight seal 100 in the connecting shaft 18 to clean the inside.

次に、以上のように構成される本実施形態に係るマニピュレータ10の作用について説明する。   Next, the operation of the manipulator 10 according to this embodiment configured as described above will be described.

図4に示すように、先端動作部12は、ロール軸、ヨー軸及びグリッパ軸の3自由度の機構を備え、複数の関節を有し、先端動作部12には各部に隙間Aが形成されている。勿論、1自由度の機構であっても関節は設けられる。従って、マニピュレータ10による手術中、図示しない気腹装置等によって体腔22内に封入された炭酸ガス等が(図1参照)、体腔22内が陽圧であるために、隙間Aを介して連結シャフト18内へリークしようとする。該リークが発生した場合には、体腔22の空間が収縮し、円滑な手術が難しくなる可能性がある。   As shown in FIG. 4, the distal end working unit 12 includes a mechanism with three degrees of freedom of a roll shaft, a yaw axis, and a gripper shaft, and has a plurality of joints, and the distal end working unit 12 is formed with a gap A in each part. ing. Of course, even a one-degree-of-freedom mechanism is provided with a joint. Accordingly, during the operation by the manipulator 10, carbon dioxide gas or the like enclosed in the body cavity 22 by an insufflation apparatus (not shown) or the like (see FIG. 1) is positive pressure in the body cavity 22, so that the connecting shaft is connected via the gap A. Try to leak into 18. When the leak occurs, the space of the body cavity 22 contracts and smooth surgery may become difficult.

そこで、マニピュレータ10では、連結シャフト18内を先端動作部12側と駆動機構部側であるプーリボックス32側とに仕切る気密シール100を設けている。これにより、連結シャフト18の軸線方向での気密性が確保され、体腔22内のガス(気腹圧)が先端動作部12の隙間A(図4参照)等から連結シャフト18内を通って外部へとリークすることを防止する。   Therefore, the manipulator 10 is provided with an airtight seal 100 that divides the inside of the connecting shaft 18 into the distal end working unit 12 side and the pulley box 32 side that is the drive mechanism unit side. Thereby, the airtightness in the axial direction of the connecting shaft 18 is ensured, and the gas (pneumo-abdominal pressure) in the body cavity 22 passes through the connecting shaft 18 from the gap A (see FIG. 4) of the distal end working unit 12 and the like. To prevent leaks.

具体的には、図7及び図8Bに示すように、気密シール100は、小径部102の外径D1が連結シャフト18の内径D0よりも小さく、大径部104の外径D2が連結シャフト18の内径D0よりも大きく構成されている。これにより、気密シール100が連結シャフト18内に圧入された際、大径部104が連結シャフト18の内壁面から圧縮力F(図7参照)を受けて内径方向に圧縮され、該内壁面に確実に密着する。従って、各孔部110a〜110fの各摺動部112、118でロッド82aや補強ロッド81a等との間がシールされ、さらに大径部104で連結シャフト18との間がシールされることにより、ロッド82aやワイヤ80a等の作動状態にかかわらず、連結シャフト18内の長手方向での気密性及び液密性が確保される。大径部104は連結シャフト18内に圧入のみで固定してもよいが、接着や溶着等によって固着させてもよい。   Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8B, the hermetic seal 100 includes an outer diameter D1 of the small diameter portion 102 that is smaller than an inner diameter D0 of the connection shaft 18 and an outer diameter D2 of the large diameter portion 104 that is the connection shaft 18. The inner diameter D0 is larger. Thus, when the hermetic seal 100 is press-fitted into the connecting shaft 18, the large diameter portion 104 receives the compressive force F (see FIG. 7) from the inner wall surface of the connecting shaft 18 and is compressed in the inner diameter direction. Adhere securely. Accordingly, the sliding portions 112 and 118 of the holes 110a to 110f are sealed between the rod 82a and the reinforcing rod 81a, and the large diameter portion 104 is sealed between the connecting shaft 18 and Regardless of the operating state of the rod 82a, the wire 80a, etc., the airtightness and liquid tightness in the longitudinal direction in the connecting shaft 18 are ensured. The large-diameter portion 104 may be fixed in the connecting shaft 18 only by press fitting, but may be fixed by adhesion or welding.

さらに、先端動作部12の隙間Aから浸入した血液等の液体が、連結シャフト18の内周面に沿って先端動作部12側からプーリボックス32側へと流通することも気密シール100によって阻止されるため、術後の連結シャフト18やプーリボックス32の洗浄等が容易となり、メンテナンス性を向上させることができる。しかも、気密シール100により連結シャフト18内の気密性が確保されていることから、体腔22内のガスが連結シャフト18の内部(先端側)を略密封するように機能する。このため、密封状態となったガスにより、血液等の液体が前記隙間Aから連結シャフト18内へと浸入すること事態も可及的に抑制することができる。   Further, the airtight seal 100 prevents liquid such as blood that has entered from the gap A of the distal end working unit 12 from flowing from the distal end working unit 12 side to the pulley box 32 side along the inner peripheral surface of the connecting shaft 18. Therefore, it becomes easy to clean the connecting shaft 18 and the pulley box 32 after the operation, and the maintainability can be improved. In addition, since the airtightness in the connecting shaft 18 is ensured by the airtight seal 100, the gas in the body cavity 22 functions so as to substantially seal the inside (tip side) of the connecting shaft 18. For this reason, the situation where liquids, such as blood, permeate into the connection shaft 18 from the gap A due to the gas in the sealed state can be suppressed as much as possible.

気密シール100は、小径部102とテーパ状の縮径部106を有することから、連結シャフト18へと組み付ける挿入時、小径部102を先頭として連結シャフト18内に容易に挿入可能であり、マニピュレータ10の組立性を高めることができる。   Since the hermetic seal 100 includes the small-diameter portion 102 and the tapered reduced-diameter portion 106, when the gas-tight seal 100 is inserted into the connecting shaft 18, the hermetic seal 100 can be easily inserted into the connecting shaft 18 with the small-diameter portion 102 as the head. Assembling property can be improved.

ところで、本実施形態に係るマニピュレータ10の場合、ヨー軸及びロール軸は、複合入力部24の操作に基づきモータ50a、50b等を介してワイヤ80a、80bが往復移動する電動駆動であり、グリッパ軸は、トリガレバー36の操作に基づき機械的にロッド82a、82bが往復移動する手動駆動である。   By the way, in the case of the manipulator 10 according to the present embodiment, the yaw axis and the roll axis are electric drives in which the wires 80a and 80b reciprocate via the motors 50a and 50b based on the operation of the composite input unit 24, and the gripper axis Is a manual drive in which the rods 82a and 82b mechanically reciprocate based on the operation of the trigger lever 36.

ロッド82a、82bは、ワイヤ80a等のようにループ状に構成する必要がないことから、気密シール100への組み付け時、スリットがなくても孔部110a、110bへと容易に挿通させることができる。従って、孔部110a、110bの摺動部112は、スリット124が形成された孔部110c等に比べて気密性を確保し易いため、ロッド82a等の摺動方向での長さL1を短く設定し(図7及び図8B参照)、ロッド82a等との摺動抵抗を可及的に低減しながらも、気密性を十分に確保することが可能である。しかも、電動駆動に比べて摺動抵抗の影響を受け易い手動駆動のロッド82a、82bと、気密シール100との間の摺動抵抗が低減されるため、操作性が損なわれることもない。   Since the rods 82a and 82b do not need to be formed in a loop shape like the wire 80a or the like, the rods 82a and 82b can be easily inserted into the holes 110a and 110b without a slit when assembled to the hermetic seal 100. . Accordingly, the sliding portions 112 of the holes 110a and 110b are easier to ensure airtightness than the holes 110c and the like in which the slits 124 are formed. Therefore, the length L1 in the sliding direction of the rod 82a and the like is set short. However, it is possible to ensure sufficient airtightness while reducing the sliding resistance with the rod 82a as much as possible (see FIGS. 7 and 8B). In addition, since the sliding resistance between the manually driven rods 82a and 82b and the hermetic seal 100, which is more susceptible to sliding resistance than electric driving, is reduced, operability is not impaired.

一方、ワイヤ80a、80bは、気密シール100への組み付け時、上記のようにループ状に構成することが有効であることから、孔部110c〜110fにはループ状に構成した当該ワイヤ80a、80b(補強ロッド81a、81b)を挿入するためのスリット124を設けている。従って、孔部110c〜110fの摺動部118は、スリット124によって気密性が低下する可能性があることから、ワイヤ80a等の摺動方向での長さL2を摺動部112の長さL1よりも長く設定し(図7及び図8B参照)、気密性をより安定して確保できるように構成している。なお、ワイヤ80a等は電動駆動であるため、気密シール100との間の摺動抵抗が多少高くなったとしても該摺動抵抗がモータ50a、50bの定格出力以下であれば操作性に影響が及ぶことはほとんどなく、良好な操作性が維持される。   On the other hand, since it is effective to configure the wires 80a and 80b in a loop shape as described above when assembled to the hermetic seal 100, the holes 80c to 110f have the wires 80a and 80b configured in a loop shape. A slit 124 for inserting (reinforcing rods 81a, 81b) is provided. Accordingly, since the sliding portion 118 of the holes 110c to 110f may be deteriorated in airtightness due to the slit 124, the length L2 in the sliding direction of the wire 80a or the like is set to the length L1 of the sliding portion 112. Longer (see FIG. 7 and FIG. 8B), so that the airtightness can be secured more stably. Since the wires 80a and the like are electrically driven, even if the sliding resistance with the hermetic seal 100 is somewhat high, the operability is affected if the sliding resistance is less than the rated output of the motors 50a and 50b. There is hardly any extent, and good operability is maintained.

しかも、ワイヤ80a等の摺動方向において、摺動部118は、大径部104の少なくとも一部に対応して配置されると共に、該大径部104は連結シャフト18の内壁面から圧縮力F(図7参照)を受けて内径方向に圧縮される。このため、スリット124は、大径部104での圧縮を受けて一層確実に密着封止され、該スリット124からのガスリークが一層確実に防止される。すなわち、大径部104の外径D2は、連結シャフト18内に圧入可能な範囲でその内径D0よりもできるだけ大きく設定すれば、気密シール100の圧縮率が高まり、気密性が一層向上し、スリット124での気密性も一層確実に確保することが可能となる。   Moreover, in the sliding direction of the wire 80a and the like, the sliding portion 118 is disposed corresponding to at least a part of the large diameter portion 104, and the large diameter portion 104 is compressed from the inner wall surface of the connecting shaft 18 by a compression force F. (See FIG. 7) and compressed in the inner diameter direction. For this reason, the slit 124 is more tightly sealed by being compressed by the large diameter portion 104, and gas leakage from the slit 124 is more reliably prevented. That is, if the outer diameter D2 of the large-diameter portion 104 is set to be as large as possible than the inner diameter D0 within a range that can be press-fitted into the connecting shaft 18, the compression rate of the hermetic seal 100 is increased, and the hermeticity is further improved. The airtightness at 124 can be further ensured.

本実施形態の場合、摺動部118には補強ロッド81a、81bが対応している。通常、ワイヤ80a、80bは、強度等を考慮して複数の線材をよった巻線で構成されているため、この巻線部分が摺動部118に対応している場合にはワイヤ80a等と摺動部118との間に隙間を生じ、該隙間を介してガスリークを生じる可能性がある。そこで、マニピュレータ10では、補強ロッド81a等が常に摺動部118に摺動する構成であることにより、気密シール100でのシール性を一層確実に確保することができる。気密性をより向上させるため、補強ロッド81a、81bをワイヤ80a、80bに接着剤等で接着してもよい。   In this embodiment, the reinforcing rods 81a and 81b correspond to the sliding portion 118. Usually, the wires 80a and 80b are constituted by a winding made of a plurality of wires in consideration of strength and the like. Therefore, when the winding portion corresponds to the sliding portion 118, the wires 80a and 80b There is a possibility that a gap is formed between the sliding portion 118 and a gas leak occurs through the gap. In view of this, in the manipulator 10, the reinforcing rod 81 a and the like are always slid on the sliding portion 118, so that the sealing performance with the airtight seal 100 can be further ensured. In order to further improve the airtightness, the reinforcing rods 81a and 81b may be bonded to the wires 80a and 80b with an adhesive or the like.

図9に示すように、補強ロッド81a、81bの代わりに金属製等のロッド83a、83bの両端にワイヤ80a、80bを連結した構成や、パイプ85a、85bの両端にワイヤ80a、80bを連結し、該パイプ85a、85bの内部を接着剤87等でシールした構成等としてもよい。要は、気密シール100の摺動部118にワイヤ80a、80bを確実に密着させて円滑に摺動させることができる構成であればよい。   As shown in FIG. 9, instead of reinforcing rods 81a and 81b, wires 80a and 80b are connected to both ends of rods 83a and 83b made of metal or the like, and wires 80a and 80b are connected to both ends of pipes 85a and 85b. The pipes 85a and 85b may be sealed with an adhesive 87 or the like. In short, any configuration may be used as long as the wires 80a and 80b are securely adhered to the sliding portion 118 of the hermetic seal 100 and can be smoothly slid.

ここで、図7及び図8Bに示すように、気密シール100において、スリット124が形成された孔部110c〜110fの摺動部118と、スリット124が形成されていない孔部110a、110bの摺動部112とは、ワイヤやロッドの摺動方向での位置がずれている。すなわち、図8Bに示すように、摺動部112の摺動方向での中心位置112Zと、摺動部118の摺動方向での中心位置118Zとがずれており、中心位置112Zは小径部102の少なくとも一部に対応して配置され、中心位置118Zは大径部104の少なくとも一部に対応して配置される。   Here, as shown in FIGS. 7 and 8B, in the hermetic seal 100, the sliding portions 118 of the holes 110c to 110f in which the slits 124 are formed and the sliding portions 118a and 110b in which the slits 124 are not formed. The position of the moving part 112 in the sliding direction of the wire or rod is shifted. That is, as shown in FIG. 8B, the center position 112Z in the sliding direction of the sliding portion 112 is shifted from the center position 118Z in the sliding direction of the sliding portion 118, and the center position 112Z is the small diameter portion 102. The center position 118Z is disposed corresponding to at least a part of the large diameter portion 104.

従って、大径部104に連結シャフト18の内壁面から内径方向への圧縮力Fが付与されると共に、該圧縮力Fによって孔部110c〜110fのスリット124を確実に密着封止することができ、摺動部118も補強ロッド81a等とより確実に密着される。一方、摺動部118及び大径部104からZ方向でずれている孔部110a、110bの摺動部112には、圧縮力Fの影響がほとんどなく、つまり圧縮を受けない。このため、摺動部112がロッド82a、82bに対して過度に密着されて該ロッド82a、82bの円滑な移動が妨げられ、手動機構部であるトリガレバー36の操作性が低下することを有効に回避することができる。しかも、摺動部112は、連結シャフト18の内壁面よりも小さい外径D1に設定され、該内壁面からの圧縮を受けない小径部102に対応して配置されているため、摺動部112が過度に収縮することが一層確実に防止されている。   Therefore, the large diameter portion 104 is given a compressive force F in the inner diameter direction from the inner wall surface of the connecting shaft 18, and the compressive force F can securely seal the slits 124 of the holes 110 c to 110 f. The sliding portion 118 is also more securely attached to the reinforcing rod 81a and the like. On the other hand, the sliding portions 112 of the holes 110a and 110b that are displaced in the Z direction from the sliding portion 118 and the large diameter portion 104 are hardly affected by the compressive force F, that is, not subjected to compression. For this reason, it is effective that the sliding portion 112 is excessively brought into close contact with the rods 82a and 82b to prevent the smooth movement of the rods 82a and 82b, and the operability of the trigger lever 36 which is a manual mechanism portion is reduced. Can be avoided. In addition, the sliding portion 112 is set to have an outer diameter D1 smaller than the inner wall surface of the connecting shaft 18 and is disposed corresponding to the small diameter portion 102 that is not subjected to compression from the inner wall surface. Is more reliably prevented from shrinking excessively.

圧縮力Fを受ける孔部110c〜110fには、摺動部118の前後に補強ロッド81a、81bの逃げ部となる拡径部120と中径部122が設けられている。このため、これら拡径部120と中径部122が圧縮力Fを吸収する機能も果たし、摺動部112に対して圧縮の影響が及ぶことが一層確実に回避される。一方、スリットが形成されていない孔部110a、110bには、摺動部112に連続し且つ摺動部112より大径の拡径部114が設けられており、拡径部114はロッドの摺動方向でスリット124が形成された孔部110c〜110f(摺動部118)の位置と重なっている。このため、大径部104が圧縮された場合でも、その圧縮の影響が拡径部114で有効に吸収され、手動で駆動されるロッド82a等の動作に影響を及ぼすことが有効に回避される。   The hole portions 110c to 110f that receive the compressive force F are provided with an enlarged diameter portion 120 and an intermediate diameter portion 122 that serve as relief portions of the reinforcing rods 81a and 81b before and after the sliding portion 118. For this reason, the expanded diameter portion 120 and the intermediate diameter portion 122 also function to absorb the compression force F, and the influence of the compression on the sliding portion 112 is more reliably avoided. On the other hand, the hole portions 110a and 110b in which no slit is formed are provided with an enlarged diameter portion 114 that is continuous with the sliding portion 112 and has a larger diameter than the sliding portion 112. The enlarged diameter portion 114 is a sliding portion of the rod. It overlaps with the position of the holes 110c to 110f (sliding portion 118) where the slit 124 is formed in the moving direction. For this reason, even when the large-diameter portion 104 is compressed, the influence of the compression is effectively absorbed by the enlarged-diameter portion 114, and it is effectively avoided that the operation of the manually driven rod 82a and the like is affected. .

なお、図10Aに示すように、マニピュレータ10の組立時、理想的には、ロッド82a、82bのX方向及びY方向での中心位置(軸中心)と、摺動部112のX方向及びY方向での中心位置(軸中心)とが一致するように設定されており、ワイヤ80a等及び摺動部118についても略同様である。ところが、実際には、ロッド82a等の先端動作部12側やトリガレバー36側への取り付け位置が多少ずれてX方向やY方向にオフセットしてしまう可能性がある。そうすると、図10Bに示すように、ロッド82a等の軸中心と摺動部112の軸中心とがずれ、摺動部112がロッド82a等のオフセット分の過負荷を受け、摺動部112に隙間Bを生じ、場合によっては気密シール100が損傷し、シール性が低下する可能性がある。   As shown in FIG. 10A, when the manipulator 10 is assembled, ideally, the center positions (axis centers) of the rods 82a and 82b in the X direction and the Y direction, and the X direction and the Y direction of the sliding portion 112. Is set so as to coincide with the center position (axis center) of the wire 80a and the like and the sliding portion 118 is substantially the same. However, in actuality, the attachment positions of the rod 82a and the like on the distal end working unit 12 side and the trigger lever 36 side may be slightly shifted and offset in the X direction and the Y direction. Then, as shown in FIG. 10B, the shaft center of the rod 82a and the shaft center of the sliding portion 112 are shifted, and the sliding portion 112 receives an overload corresponding to the offset of the rod 82a and the like. B may occur, and in some cases, the hermetic seal 100 may be damaged, and the sealing performance may be reduced.

そこで、本実施形態の場合、ロッド82a、82bが挿通される孔部110a、110bの摺動部112に付設された拡径部114に、ガイド部としてのガイドパイプ116を嵌挿している(図7参照)。ガイドパイプ116を設けることにより、ロッド82a等の軸中心と摺動部112の軸中心とが一致している場合(図11A参照)には、摺動部112とガイドパイプ116の軸中心が一致する。一方、ロッド82a等の軸中心と摺動部112の軸中心とがずれている場合(図11B参照)には、ロッド82a、82bのオフセットと同時にガイドパイプ116がオフセットする。このため、ガイドパイプ116のオフセットに追従して拡径部114及び摺動部112も移動(変形)することから、摺動部112とロッド82a等の軸中心が一致する。従って、摺動部112に過負荷が生じ、気密シール100に損傷が生じることが回避され、シール性を確保することができる。   Therefore, in the case of the present embodiment, a guide pipe 116 as a guide portion is inserted into the enlarged diameter portion 114 attached to the sliding portion 112 of the hole portions 110a and 110b through which the rods 82a and 82b are inserted (see FIG. 7). By providing the guide pipe 116, when the axial center of the rod 82a and the like and the axial center of the sliding portion 112 coincide (see FIG. 11A), the axial center of the sliding portion 112 and the guide pipe 116 coincide. To do. On the other hand, when the shaft center of the rod 82a and the like is shifted from the shaft center of the sliding portion 112 (see FIG. 11B), the guide pipe 116 is offset simultaneously with the offset of the rods 82a and 82b. For this reason, since the enlarged diameter portion 114 and the sliding portion 112 also move (deform) following the offset of the guide pipe 116, the axial centers of the sliding portion 112 and the rod 82a coincide. Therefore, an overload is generated in the sliding portion 112 and damage to the hermetic seal 100 is avoided, and a sealing property can be ensured.

孔部110a等が摺動部112及び拡径部114からなる段付き構造とされ、拡径部114にガイドパイプ116を配置する構成とすることで、摺動部112とロッド82a等の軸中心を一致させることが一層容易となり、ロッド82a等のオフセットによる気密シール100の損傷を回避することができる。   The hole 110a and the like have a stepped structure including the sliding portion 112 and the enlarged diameter portion 114, and the guide pipe 116 is disposed in the enlarged diameter portion 114, so that the axial center of the sliding portion 112 and the rod 82a and the like is arranged. Can be more easily matched, and damage to the hermetic seal 100 due to offset of the rod 82a and the like can be avoided.

ガイドパイプ116は、ロッド82a等の摺動により孔部110a等に生じる摺動方向と交差(直交)する方向(直角方向や半径方向)に作用する力を抑制するガイド部として機能するため、摺動部112での摩擦や磨耗を有効に低減することが可能となる。   The guide pipe 116 functions as a guide portion that suppresses a force acting in a direction (perpendicular direction or radial direction) intersecting (orthogonal) with the sliding direction generated in the hole portion 110a or the like due to sliding of the rod 82a or the like. Friction and wear at the moving part 112 can be effectively reduced.

また、拡径部114にガイドパイプ116を配置しておくことにより、高い密着性が要求される孔部110c〜110f側を強く圧縮した場合であっても、ガイドパイプ116がロッド82a等(ワイヤ80a等)のガイド部として機能するため、ロッド82a等(ワイヤ80a等)と摺動部112(118)との間の摺動抵抗が低減され、該摺動部112(118)の磨耗を低減することができる。換言すれば、連結シャフト18の内壁面と気密シール100の外壁面とを密着させるため、気密シール100を強く圧縮して連結シャフト18内に嵌挿した場合であっても、ガイド部として機能するガイドパイプ116により孔部110a〜110f(摺動部112、118)の圧縮が低減されるため、動力伝達部材であるロッド82aやワイヤ80a等と該孔部110a〜110f(摺動部112、118)との間の摺動抵抗を低減し、該孔部110a〜110f(摺動部112、118)の摩擦を低減することができる。   Further, by arranging the guide pipe 116 in the enlarged diameter portion 114, the guide pipe 116 can be connected to the rod 82a or the like (wire) even when the holes 110c to 110f side where high adhesion is required are strongly compressed. 80a and the like), the sliding resistance between the rod 82a and the like (wire 80a and the like) and the sliding portion 112 (118) is reduced, and wear of the sliding portion 112 (118) is reduced. can do. In other words, since the inner wall surface of the connecting shaft 18 and the outer wall surface of the hermetic seal 100 are brought into close contact with each other, even if the hermetic seal 100 is strongly compressed and inserted into the connecting shaft 18, it functions as a guide portion. Since the compression of the holes 110a to 110f (sliding portions 112 and 118) is reduced by the guide pipe 116, the rod 82a and the wire 80a, which are power transmission members, and the holes 110a to 110f (sliding portions 112 and 118). ), And the friction of the holes 110a to 110f (sliding portions 112 and 118) can be reduced.

ガイドパイプ116が拡径部114に密着固定されていれば、気密シール100の気密性を一層向上させることも可能となり、ガイドパイプ116の拡径部114からの脱落を防止することもできる。また、ガイドパイプ116が孔部110a〜110fにおける摺動部112、118の基端側(駆動機構部側)となるプーリボックス32側に配置されていることにより、当該ガイドパイプ116が連結シャフト18の先端側から体内へと脱落することを確実に防止することができる。   If the guide pipe 116 is tightly fixed to the enlarged diameter portion 114, the airtightness of the hermetic seal 100 can be further improved, and the guide pipe 116 can be prevented from falling off from the enlarged diameter portion 114. Further, since the guide pipe 116 is disposed on the pulley box 32 side which is the base end side (drive mechanism part side) of the sliding portions 112 and 118 in the holes 110a to 110f, the guide pipe 116 is connected to the connecting shaft 18. Can be reliably prevented from falling into the body from the distal end side.

ガイドパイプ116については、上記のように、ガイドパイプ116の内径>ロッド82a、82bの外径>摺動部112の内径、という寸法関係が規定しており、少なくともガイドパイプ116の内径は、摺動部112(孔部110a等)の内径と等しいか又はそれよりも大きく設定されることが望ましい。これにより、摺動部112(孔部110a等)と、これを挿通して摺動するロッド82a等との間に、必ず所定範囲の半径方向の力(押し付け力、シールする力)を発生させることができ、気密性が確実に確保される。なお、前記所定範囲とは、前記半径方向の力が0(ゼロ)になったり、摺動部112とロッド82a等との間に隙間が開いたり、摺動部112の摩擦や磨耗が増えたり、摺動部112が損傷したりすることがない程度のシール力である。   As described above, the guide pipe 116 has a dimensional relationship that the inner diameter of the guide pipe 116> the outer diameter of the rods 82 a and 82 b> the inner diameter of the sliding portion 112. It is desirable to set it equal to or larger than the inner diameter of the moving part 112 (hole part 110a, etc.). As a result, a predetermined range of radial force (pressing force, sealing force) is always generated between the sliding portion 112 (hole portion 110a and the like) and the rod 82a and the like which slides through the sliding portion 112. It is possible to ensure airtightness. The predetermined range means that the radial force becomes 0 (zero), a gap is opened between the sliding portion 112 and the rod 82a, etc., or friction and wear of the sliding portion 112 increase. The sealing force is such that the sliding portion 112 is not damaged.

ガイドパイプ116の設置場所としては、上記のように軸線方向長さL1が短い摺動部112の近傍に設置することが効果的であるが、他の位置であってもよい。   As the installation location of the guide pipe 116, it is effective to install the guide pipe 116 in the vicinity of the sliding portion 112 having the short axial length L1 as described above, but may be another location.

例えば、図12に示すように、摺動部112の前後に拡径部114をそれぞれ設け、両拡径部114にガイドパイプ116を設置してもよいし、一方の拡径部114にのみ設置してもよい。また、図13に示すように、補強ロッド81a、81b(ワイヤ80a、80b)が挿通される側の拡径部120(中径部122)に設置してもよい。そうするとスリット124が形成されていることから高い密着性が必要な孔部110c〜110fが強く圧縮された場合であっても、補強ロッド81a、81b(ワイヤ80a、80b)と摺動部118の摺動抵抗が低減され、該摺動部118の磨耗を低減することができる。さらに、図14に示すように、ガイドパイプ116を気密シール100の外部から接着等によって連結してもよい。   For example, as shown in FIG. 12, the enlarged diameter portions 114 may be provided before and after the sliding portion 112, and the guide pipes 116 may be installed on both the enlarged diameter portions 114, or only on one of the enlarged diameter portions 114. May be. Further, as shown in FIG. 13, the reinforcing rods 81a and 81b (wires 80a and 80b) may be installed on the enlarged diameter portion 120 (medium diameter portion 122) on the side through which the reinforcing rods 81a and 81b are inserted. Then, since the slits 124 are formed, even if the holes 110c to 110f that require high adhesion are strongly compressed, the sliding between the reinforcing rods 81a and 81b (wires 80a and 80b) and the sliding portion 118 is performed. Dynamic resistance is reduced, and wear of the sliding portion 118 can be reduced. Furthermore, as shown in FIG. 14, the guide pipe 116 may be connected from the outside of the hermetic seal 100 by adhesion or the like.

このように、ガイドパイプ116は、摺動部112(118)の近傍に設置されていればよく、摺動部112(118)の前後どちら側でも両側でも、またワイヤ80a等に対応する側でもよく、さらに、摺動部112(118)の軸中心と一致して配置できれば、気密シール100の外部に設置してもよい。   Thus, the guide pipe 116 only needs to be installed in the vicinity of the sliding portion 112 (118), either on the front or back side of the sliding portion 112 (118) or on both sides, or on the side corresponding to the wire 80a or the like. Furthermore, it may be installed outside the hermetic seal 100 as long as it can be arranged so as to coincide with the axial center of the sliding portion 112 (118).

なお、マニピュレータ10の設計寸法や使用条件等によっては、ガイドパイプ116を省略することもできる。この場合にも、摺動部112が気密シール100の軸線方向に短尺な長さL1に構成されると共に、その後端側に拡径部114が形成されていることから、仮にロッド82a、82bが上記のオフセットを生じた場合であっても、摺動部112での気密性は維持することができる。   Note that the guide pipe 116 may be omitted depending on the design dimensions and use conditions of the manipulator 10. Also in this case, since the sliding portion 112 is configured to have a length L1 that is short in the axial direction of the hermetic seal 100, and the enlarged diameter portion 114 is formed on the rear end side, the rods 82a and 82b are temporarily provided. Even when the above-described offset occurs, the airtightness at the sliding portion 112 can be maintained.

図15Aに示すように、連結シャフト18内を仕切るシール部材としては、上記のように一体的に形成された気密シール100に代えて、ワイヤ80a、80b側の第1シール部(第1部位)140aと、ロッド82a、82b側の第2シール部(第2部位)140bとを有した分割・連結構造の気密シール140を用いてもよい。このような気密シール140は、例えば、図15Bに示すように、第1シール部140aと第2シール部140bとを接着により一体化することにより、上記した気密シール100と略同様に使用可能である。   As shown in FIG. 15A, the seal member for partitioning the inside of the connecting shaft 18 is replaced with the airtight seal 100 formed integrally as described above, and the first seal portion (first portion) on the wires 80a and 80b side. An airtight seal 140 having a split / coupled structure including 140a and a second seal portion (second portion) 140b on the rods 82a and 82b side may be used. Such an airtight seal 140 can be used in substantially the same manner as the airtight seal 100 described above, for example, by integrating the first seal portion 140a and the second seal portion 140b by bonding as shown in FIG. 15B. is there.

この場合、気密シール140では、ワイヤ80a、80b側の第1シール部140aと、ロッド82a、82b側の第2シール部140bとを分割構造としたことにより、連結シャフト18の内壁面から第1シール部140aに付与される圧縮力が、第2シール部140bの摺動部112へと影響することを一層確実に防止することができる。   In this case, in the hermetic seal 140, the first seal portion 140a on the wires 80a and 80b side and the second seal portion 140b on the rods 82a and 82b side have a divided structure, so It can prevent more reliably that the compressive force given to the seal part 140a affects the sliding part 112 of the 2nd seal part 140b.

気密シール140の第1シール部140aと第2シール部140bの連結構造は、接着以外であってもよく、例えば、ガイドパイプ116による連結構造(図16参照)や、締結具であるボルト142及びナット144による連結構造(図17参照)でもよい。   The connection structure of the first seal part 140a and the second seal part 140b of the hermetic seal 140 may be other than adhesion, for example, a connection structure by a guide pipe 116 (see FIG. 16), a bolt 142 as a fastener, A connection structure using a nut 144 (see FIG. 17) may be used.

図2に示すように、マニピュレータ10では、気密シール100よりも先端動作部12側(Z1側)の連結シャフト18内に臨む洗浄ポート126を配設しており、これにより気密シール100よりも先端側の連結シャフト18内を容易に洗浄することができる。   As shown in FIG. 2, in the manipulator 10, a cleaning port 126 facing the connecting shaft 18 on the distal end working unit 12 side (Z1 side) with respect to the hermetic seal 100 is disposed. The inside of the connecting shaft 18 on the side can be easily cleaned.

図18に示すように、洗浄ポート126は、気密シール100よりも連結シャフト18の基端側(Z2側)、例えばプーリボックス32に設け、操作部14と作業部16が装着された使用時には、外部から見えない位置に配置してもよい。この場合、図18及び図19に示すように、気密シール100の略中央に形成された洗浄用孔部132を挿通し、先端の噴射口130aが気密シール100の先端動作部12側に開口した洗浄チューブ130を洗浄ポート126に連通させておくことにより、マニピュレータ10の洗浄時、蓋体128を取り外して洗浄ポート126から洗浄チューブ130内へと洗浄液を流すことで、連結シャフト18内部や先端動作部12内部を容易に洗浄することができる。洗浄チューブ130の噴射口130aは、連結シャフト18内で開口しているが、手術時には洗浄ポート126が蓋体128によって閉塞されているため、当該洗浄チューブ130の内圧は所定圧に保持され、ここから体腔22内のガスがリークすることはない。   As shown in FIG. 18, the cleaning port 126 is provided on the proximal end side (Z2 side) of the connecting shaft 18 from the airtight seal 100, for example, the pulley box 32, and when the operation unit 14 and the working unit 16 are mounted, You may arrange | position in the position which cannot be seen from the outside. In this case, as shown in FIGS. 18 and 19, the cleaning hole 132 formed substantially at the center of the hermetic seal 100 is inserted, and the injection port 130 a at the front end is opened to the front operation part 12 side of the hermetic seal 100. By connecting the cleaning tube 130 to the cleaning port 126, when the manipulator 10 is cleaned, the lid 128 is removed and the cleaning liquid is allowed to flow from the cleaning port 126 into the cleaning tube 130, so that the inside of the connecting shaft 18 and the tip operation are performed. The inside of the portion 12 can be easily cleaned. The ejection port 130a of the cleaning tube 130 opens in the connecting shaft 18, but since the cleaning port 126 is closed by the lid 128 during the operation, the internal pressure of the cleaning tube 130 is maintained at a predetermined pressure. Therefore, the gas in the body cavity 22 does not leak.

本発明は、例えば、図20に示すような手術用ロボットシステム200に適用することもできる。   The present invention can also be applied to a surgical robot system 200 as shown in FIG.

手術用ロボットシステム200は、多関節型のロボットアーム202と、コンソール204とを有し、ロボットアーム202の先端には前記のマニピュレータ10と同じ機構が設けられている。ロボットアーム202の先端部208には、操作部14に代えて、内部に駆動部30を収納した基部14aが固定され、該基部14aに対して作業部16が着脱可能に取り付けられる。ロボットアーム202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。コンソール204は、テーブル型、制御盤型等の構成を採り得る。   The surgical robot system 200 includes an articulated robot arm 202 and a console 204, and the same mechanism as the manipulator 10 is provided at the tip of the robot arm 202. Instead of the operation unit 14, a base portion 14a that houses the drive unit 30 is fixed to the distal end portion 208 of the robot arm 202, and the working unit 16 is detachably attached to the base portion 14a. The robot arm 202 may be any means that moves the working unit 16, and is not limited to a stationary type, but may be an autonomous moving type, for example. The console 204 may take a configuration such as a table type or a control panel type.

ロボットアーム202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。先端のマニピュレータ10を構成する基部14aは、ロボットアーム202の先端部208と一体化している。マニピュレータ10は、前記のトリガレバー36の代わりに図示しないモータ(人手によって操作する入力部に連動するアクチュエータ)を有し、該モータが2本のロッド82a、82bを駆動する。   If the robot arm 202 has six or more independent joints (such as a rotation axis and a slide axis), the position and orientation of the working unit 16 can be arbitrarily set. A base portion 14 a constituting the distal manipulator 10 is integrated with a distal end portion 208 of the robot arm 202. The manipulator 10 has a motor (not shown) (actuator linked to an input unit operated manually) instead of the trigger lever 36, and the motor drives the two rods 82a and 82b.

ロボットアーム202は、コンソール204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204に設けられたジョイスティック206に倣った操作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。コンソール204は、前記のコントローラ29の機能を含んでいる。作業部16には、前記の先端動作部12が設けられている。   The robot arm 202 operates under the action of the console 204, and may be configured to perform automatic operation by a program, operation following a joystick 206 provided on the console 204, and a composite operation thereof. The console 204 includes the function of the controller 29 described above. The working unit 16 is provided with the distal end working unit 12.

コンソール204には、操作指令部としての2つのジョイスティック206と、モニタ210が設けられている。図示を省略するが、2つのジョイスティック206により、2台のロボットアーム202を個別に操作することが可能である。2つのジョイスティック206は、両手で操作し易い位置に設けられている。モニタ210には、軟性鏡による画像等の情報が表示される。   The console 204 is provided with two joysticks 206 as an operation command unit and a monitor 210. Although not shown, the two robot arms 202 can be individually operated by the two joysticks 206. The two joysticks 206 are provided at positions that can be easily operated with both hands. On the monitor 210, information such as an image by a flexible endoscope is displayed.

ジョイスティック206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202を動かすことができる。ジョイスティック206はマスターアームであってもよい。ロボットアーム202とコンソール204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せでよい。ジョイスティック206には、トリガレバー36が設けられており、該トリガレバー36を操作することによりモータ(図示せず)を介してグリッパを開閉駆動可能である。   The joystick 206 can be moved up and down, left and right, twisted, and tilted, and the robot arm 202 can be moved in accordance with these operations. The joystick 206 may be a master arm. Communication means between the robot arm 202 and the console 204 may be wired, wireless, network, or a combination thereof. The joystick 206 is provided with a trigger lever 36. By operating the trigger lever 36, the gripper can be driven to open and close via a motor (not shown).

このような手術用ロボットシステム200においても、上記の気密シール100、140を備えることにより、気腹圧のリークを有効に防止でき、さらに、洗浄や滅菌等のメンテナンス性を向上させることができる。   In such a surgical robot system 200 as well, by providing the above-described hermetic seals 100 and 140, leakage of insufflation pressure can be effectively prevented, and maintenance properties such as cleaning and sterilization can be improved.

本発明は、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、種々の構成乃至工程を採り得ることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations and processes can be adopted without departing from the gist of the present invention.

10…マニピュレータ 12…先端動作部
14…操作部 16…作業部
18…連結シャフト 30…駆動部
80a、80b…ワイヤ 81a、81b…補強ロッド
82a、82b、83a、83b…ロッド100、140…気密シール
102…小径部 104…大径部
106…縮径部 110a〜110f…孔部
112、118…摺動部 114、120…拡径部
116…ガイドパイプ 124…スリット
126…洗浄ポート 130…洗浄チューブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Manipulator 12 ... Tip operation | movement part 14 ... Operation part 16 ... Working part 18 ... Connection shaft 30 ... Drive part 80a, 80b ... Wire 81a, 81b ... Reinforcing rod 82a, 82b, 83a, 83b ... Rod 100, 140 ... Airtight seal DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Small diameter part 104 ... Large diameter part 106 ... Reduced diameter part 110a-110f ... Hole part 112, 118 ... Sliding part 114, 120 ... Diameter enlarged part 116 ... Guide pipe 124 ... Slit 126 ... Cleaning port 130 ... Cleaning tube

Claims (13)

中空のシャフトと、
前記シャフト内に挿通される複数の動力伝達部材と、
前記シャフトの一端側に設けられ、前記動力伝達部材を軸線方向に進退駆動する駆動機構部と、
前記シャフトの他端側に設けられ、前記動力伝達部材の前記進退駆動によって動作される先端動作部と、
前記複数の動力伝達部材がそれぞれ摺動可能に挿通される複数の孔部が形成され、前記シャフトの内面に対して密着配置されることにより、該シャフト内を前記先端動作部側と前記駆動機構部側とに仕切るシール部材と、
を備え、
前記複数の孔部のうち、一部の孔部にのみ前記シール部材の外面から連なるスリットが形成され、
前記スリットが形成された孔部と、前記スリットが形成されていない孔部は、それぞれ一部が前記複数の動力伝達部材と接触する摺動部を有し、
前記スリットが形成された孔部の摺動部と、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部は、前記動力伝達部材の摺動方向での位置がずれていることを特徴とする医療用マニピュレータ。
A hollow shaft,
A plurality of power transmission members inserted into the shaft;
A drive mechanism that is provided on one end of the shaft and drives the power transmission member to advance and retreat in the axial direction;
Provided on the other end side of the shaft, and operated by the forward / backward drive of the power transmission member,
A plurality of hole portions through which the plurality of power transmission members are slidably inserted are formed and arranged in close contact with the inner surface of the shaft, whereby the tip operating portion side and the drive mechanism are formed inside the shaft. A sealing member for partitioning with a part side;
With
Of the plurality of holes, a slit continuous from the outer surface of the seal member is formed only in some of the holes,
Each of the hole part in which the slit is formed and the hole part in which the slit is not formed has a sliding part in contact with the plurality of power transmission members,
The medical device characterized in that the sliding portion of the hole portion in which the slit is formed and the sliding portion of the hole portion in which the slit is not formed are displaced in the sliding direction of the power transmission member. For manipulator.
請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記シール部材の外周側から前記シール部材に圧力をかけた際に、前記複数の孔部のうち、前記スリットが形成された孔部の摺動部は圧縮され、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部は圧縮されないことを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to claim 1, wherein
When pressure is applied to the seal member from the outer peripheral side of the seal member, the sliding portion of the hole portion in which the slit is formed among the plurality of hole portions is compressed, and the hole in which the slit is not formed The medical manipulator characterized by that the sliding part of a part is not compressed.
請求項1又は2記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記駆動機構部は、前記動力伝達部材のうちの一部を電動で駆動する電動機構部と、残りを手動で駆動する手動機構部とを有し、
前記複数の孔部のうち、前記電動機構部で駆動される前記動力伝達部材に対応する孔部にのみ前記スリットが形成されていることを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to claim 1 or 2,
The drive mechanism unit includes an electric mechanism unit that electrically drives a part of the power transmission member, and a manual mechanism unit that manually drives the rest,
The medical manipulator, wherein the slit is formed only in a hole corresponding to the power transmission member driven by the electric mechanism portion among the plurality of holes.
請求項1〜3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、
前記シール部材は、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部に連続し且つ該摺動部より大径に形成され、該摺動部に挿通された前記動力伝達部材が挿通する拡径部を有し、該拡径部の前記動力伝達部材の摺動方向での位置は、前記スリットが形成された孔部の摺動部の位置と重なることを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to any one of claims 1 to 3,
The seal member is continuous with the sliding portion of the hole portion where the slit is not formed and is formed to have a larger diameter than the sliding portion, and the diameter of the power transmission member inserted through the sliding portion is inserted. The medical manipulator characterized in that the position of the enlarged diameter portion in the sliding direction of the power transmission member overlaps with the position of the sliding portion of the hole in which the slit is formed.
請求項4記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記拡径部には、前記シール部材を構成する材質よりも硬い材質からなり、且つ、前記動力伝達部材が挿通されるガイドパイプが嵌挿されていることを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to claim 4, wherein
A medical manipulator characterized in that a guide pipe, through which the power transmission member is inserted, is fitted into the expanded diameter portion, which is made of a material harder than the material constituting the seal member.
請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記シール部材は、前記スリットが形成された孔部を有する第1部位と、前記第1部位と別体に構成され且つ前記スリットが形成されていない孔部を有する第2部位とを含み、前記第1部位及び前記第2部位が連結されることを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to claim 1, wherein
The seal member includes a first portion having a hole portion in which the slit is formed, and a second portion having a hole portion that is configured separately from the first portion and in which the slit is not formed, A medical manipulator, wherein the first part and the second part are connected.
請求項1〜6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、
前記シール部材よりも前記先端動作部側で前記シャフト内に開口する洗浄ポートを有することを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to any one of claims 1 to 6,
A medical manipulator having a cleaning port that opens into the shaft on the distal end working portion side of the seal member.
請求項1〜6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、
前記シール部材には、該シール部材より前記先端動作部側の前記シャフト内に洗浄液を供給する洗浄チューブが挿通される洗浄用孔部が設けられ、
前記洗浄チューブは、前記シール部材より前記駆動機構部側に設けられた洗浄ポートから前記洗浄用孔部に渡って延在していることを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to any one of claims 1 to 6,
The sealing member is provided with a cleaning hole portion through which a cleaning tube for supplying a cleaning liquid is inserted into the shaft closer to the distal end working portion than the sealing member.
The medical manipulator, wherein the cleaning tube extends from a cleaning port provided on the drive mechanism unit side to the cleaning hole from the seal member.
請求項1〜8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、
前記シール部材の先端側外径は、前記シャフトの内径よりも小さい小径部を有することを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to any one of claims 1 to 8,
The medical manipulator according to claim 1, wherein the outer diameter on the distal end side of the seal member has a small diameter portion smaller than the inner diameter of the shaft.
請求項1〜9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、
前記シール部材の基端側外径は、前記シャフトの内径よりも大きい大径部を有することを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to any one of claims 1 to 9,
A medical manipulator characterized in that a proximal end side outer diameter of the seal member has a large diameter portion larger than an inner diameter of the shaft.
請求項1〜8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、
前記シール部材の先端側外径は、前記シャフトの内径よりも小さい小径部を有し、
前記シール部材の基端側外径は、前記シャフトの内径よりも大きい大径部を有し、
前記小径部と前記大径部の間には、縮径部を有することを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to any one of claims 1 to 8,
The outer diameter on the distal end side of the seal member has a small diameter portion smaller than the inner diameter of the shaft,
The outer diameter of the base end side of the seal member has a large diameter portion larger than the inner diameter of the shaft,
A medical manipulator having a reduced diameter portion between the small diameter portion and the large diameter portion.
請求項10又は11記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記動力伝達部材の摺動方向において、前記スリットが形成された孔部の摺動部は、前記大径部の一部に配置されていることを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to claim 10 or 11,
In the sliding direction of the power transmission member, the sliding portion of the hole portion in which the slit is formed is disposed at a part of the large diameter portion.
請求項10又は11記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記動力伝達部材の摺動方向において、前記スリットが形成されていない孔部の摺動部は、前記小径部の一部に配置されていることを特徴とする医療用マニピュレータ。
The medical manipulator according to claim 10 or 11,
In the sliding direction of the power transmission member, the sliding portion of the hole portion in which the slit is not formed is arranged at a part of the small diameter portion.
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