JP2012065975A - Medical manipulator - Google Patents

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俊輔 岩吉
Makoto Jinno
誠 神野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical manipulator that can smoothly perform the operation and technique of a distal end operating part by suitably wiring a current-carrying cable for using the manipulator as an electric cautery.SOLUTION: The manipulator 10 includes the distal end operating part 12 that can be rotationally operated in a roll direction centering on at least an axial direction by a gear body 126 or the like drivenly rotated by forward/backward driving of a wire 80b. The distal end operating part 12 includes, on its distal end side, a gripper member 308 capable of energizing a living body by being energized from a high frequency power supply 23 through a flexible first cable E1. The gripper member 308 is supported to be rotatable in the roll direction by a distal end support member 161 rotatable in the roll direction, and the first cable E1 is wired to be slidable on the outer peripheral surface 161b of the distal end support member 161 from the base end side of the distal end operating part 12 to the gripper member 308 through a cable guide 404.

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し、より詳細には、生体に通電可能な電極部材を先端動作部に有す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, and more particularly to a medical manipulator having an electrode member capable of energizing a living body in the distal end working unit.

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。そして、該アクチュエータの駆動により、ワイヤを介して先端動作部に対し、軸方向を中心とするロール方向の回転動作や、軸方向に交差するヨー(ピッチ)方向の揺動動作を付与することができる。   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. Then, by driving the actuator, a rotating operation in the roll direction centering on the axial direction and a swinging operation in the yaw (pitch) direction intersecting the axial direction can be applied to the distal end working unit via the wire. it can.

特開2004−105451号公報JP 2004-105451 A

ところで、腹腔鏡下手術等に用いる鉗子を電気メスとして利用する場合には、操作部近傍に設けられた端子に電源を接続し、電線を延ばして先端部のグリッパ、ブレードやフック等の作用部に通電して所望の処置を行っている。   By the way, when using forceps used for laparoscopic surgery etc. as an electric knife, connect the power supply to the terminal provided near the operation unit, extend the electric wire and work parts such as gripper, blade and hook at the tip Is energized to perform the desired treatment.

一方、上記のようなマニピュレータを電気メスとして利用する場合においても、通常の鉗子の場合と同様に、操作部側から先端動作部側へと所定の高電圧を通電する必要があり、上記のようにその基端から先端まで絶縁被覆された電線(ケーブル)を配線することが考えられる。   On the other hand, even when the manipulator as described above is used as an electric knife, it is necessary to energize a predetermined high voltage from the operation unit side to the distal end operation unit side as in the case of normal forceps. It is conceivable to wire an electric wire (cable) with insulation coating from the base end to the tip end.

ところが、マニピュレータの先端動作部は、ロール方向の回転動作やヨー方向の揺動動作を行うため、その動作時にケーブルが捩れることを防止すべく、該ケーブルを十分に余裕を持って撓ませておく必要があり、その結果、手技の際、撓んだケーブルが体内で邪魔になることが想定される。   However, since the tip operating part of the manipulator performs a rotating operation in the roll direction and a swinging operation in the yaw direction, the cable must be bent with sufficient margin to prevent the cable from being twisted during the operation. As a result, it is envisaged that the flexed cable will interfere with the body during the procedure.

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、マニピュレータを電気メスとして使用するための通電用のケーブルを適切に配線し、先端動作部の動作や手技を円滑に行う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 a problem, and can appropriately route a current-carrying cable for using the manipulator as an electric knife to smoothly perform the operation and procedure of the distal end working unit. An object is to provide a medical manipulator.

本発明に係る医療用マニピュレータは、中空のシャフト(18)と、前記シャフト(18)内に挿通される複数の動力伝達部材(80a、80b)と、前記シャフト(18)の一端側に設けられ、前記動力伝達部材(80a、80b)を軸線方向に進退駆動する駆動機構部(14、32)と、前記シャフト(18)の他端側に設けられ、前記動力伝達部材(80b)の前記進退駆動によって従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部(12、12a〜12c)と、を備える医療用マニピュレータであって、前記先端動作部(12、12a〜12c)は、その先端側に、前記駆動機構部(14、32)側に接続される電源(23)から、可撓性を有する第1ケーブルを介して通電されることにより、生体に通電可能な第1電極部材(308)を有し、前記第1電極部材(308)は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材(161)により、該ロール方向へと回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル(E1)は、前記先端動作部(12)の基端側から前記第1電極部材(308)へと前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線され、前記先端動作部(12)は、さらに、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)を摺動可能に支持するケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)を有することを特徴とする。   The medical manipulator according to the present invention is provided on a hollow shaft (18), a plurality of power transmission members (80a, 80b) inserted into the shaft (18), and one end of the shaft (18). A drive mechanism (14, 32) for driving the power transmission member (80a, 80b) to advance and retreat in the axial direction; and the other end side of the shaft (18), and the advance / retreat of the power transmission member (80b). A medical manipulator comprising: a distal end working unit (12, 12a to 12c) capable of rotating in at least a roll direction centered on an axial direction by a plurality of rotating bodies driven to rotate by driving, The distal end working unit (12, 12a to 12c) is connected to the distal end side from a power source (23) connected to the drive mechanism unit (14, 32) side via a flexible first cable. The first electrode member (308) capable of energizing the living body, and the first electrode member (308) is supported by the tip support member (161) rotatable in the roll direction. The first cable (E1) is supported so as to be rotatable in the roll direction, and the distal end support member (161) extends from the proximal end side of the distal end working unit (12) to the first electrode member (308). The distal end working part (12) is further slidably wired on the outer peripheral surface (161b) of the first end cable (E1) on the outer peripheral surface (161b) of the distal end support member (161). It has the cable guide (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) supported slidably.

このような構成によれば、前記先端動作部では、第1電極部材を支持し、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材の外周面上に、前記第1ケーブルが摺動可能に配線されると共に、該外周面上での第1ケーブルを摺動可能に支持するケーブルガイドが設けられる。これにより、先端動作部がロール方向に回転動作された際、第1ケーブルは、前記ケーブルガイドの摺動作用下に、基端結束部と先端結束部の間で適切にガイドされつつ、先端支持部材の外周面上を摺動する。従って、先端動作部のロール方向の回転が第1ケーブルによって邪魔されることが防止されて、その円滑な動作が確保されると共に、外部に撓んだケーブルが飛び出すことも防止されるため、体内で先端動作部を円滑に動作させ、手技を円滑に行うことができる。なお、括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではなく、以下同様である。   According to such a configuration, in the distal end working unit, the first cable is slidably wired on the outer peripheral surface of the distal end support member that supports the first electrode member and is rotatable in the roll direction. And a cable guide for slidably supporting the first cable on the outer peripheral surface. As a result, when the distal end working portion is rotated in the roll direction, the first cable is supported properly while being guided between the proximal end binding portion and the distal end binding portion under the sliding action of the cable guide. It slides on the outer peripheral surface of the member. Therefore, the rotation of the distal end working unit in the roll direction is prevented from being obstructed by the first cable, the smooth operation thereof is ensured, and the bent cable is prevented from jumping out. Thus, it is possible to smoothly operate the distal end working portion and perform the procedure smoothly. Note that the reference numerals in parentheses are appended to the reference numerals in the accompanying drawings for easy understanding of the present invention, and the present invention is not construed as being limited to the reference numerals. The same applies hereinafter.

前記先端動作部(12、12a〜12c)は、その先端側に、前記第1電極部材(308)との間で生体に通電可能な第2電極部材(309)を有すると共に、該第2電極部材(309)には、前記第1ケーブル(E1)と絶縁された第2ケーブル(E2)を介して前記電源(23)から通電可能であり、前記第1電極部材(308)及び前記第2電極部材(309)は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材(161)により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E1)は、前記先端動作部(12)の基端側から前記第1電極部材(308)及び前記第2電極部材(309)へと前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線され、前記ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)の相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持する構成とすると、当該医療用マニピュレータをバイポーラ電気メスとして用いる場合であっても、ケーブルを適切に収納することができる。   The distal end working unit (12, 12a to 12c) has a second electrode member (309) capable of energizing a living body with the first electrode member (308) on the distal end side, and the second electrode The member (309) can be energized from the power source (23) via a second cable (E2) insulated from the first cable (E1), and the first electrode member (308) and the second electrode (308) can be energized. The electrode member (309) is supported by the tip support member (161) rotatable in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable (E1) and the second cable (E1). The cable (E1) is connected to the outer peripheral surface (161b) of the distal end support member (161) from the proximal end side of the distal end working portion (12) to the first electrode member (308) and the second electrode member (309). The top is slidably wired and front Cable guides (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) are arranged on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the first cable (E1) and the second cable (E2). If the medical manipulator is used as a bipolar electric knife, the cable can be accommodated appropriately.

前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線されたダミーケーブルを有し、前記ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)及び前記ダミーケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持する構成とすると、当該医療用マニピュレータをモノポーラ電気メスとして用いる場合であっても、ケーブルを適切に収納することができる。   It has a dummy cable slidably wired on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the cable guides (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) When the medical manipulator is slidably supported while maintaining the relative positional relationship between the first cable (E1) and the dummy cable on the outer peripheral surface (161b) of the support member (161), the medical manipulator is monopolar. Even when used as an electric knife, the cable can be properly accommodated.

本発明に係る医療用マニピュレータは、中空のシャフト(18)と、前記シャフト(18)内に挿通される複数の動力伝達部材(80a、80b)と、前記シャフト(18)の一端側に設けられ、前記動力伝達部材(80a、80b)を軸線方向に進退駆動する駆動機構部(14、32)と、前記シャフト(18)の他端側に設けられ、前記動力伝達部材(80b)の前記進退駆動によって従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部(12、12a〜12c)とを備える医療用マニピュレータであって、前記先端動作部(12、12a〜12c)は、その先端側に、前記駆動機構部(14、32)側に接続される電源(23)から、互いに絶縁された可撓性を有する第1ケーブル(E1)及び第2ケーブル(E2)を介してそれぞれ通電されることにより、その間で生体に通電可能な一対の電極部材(308、309)を有し、前記一対の電極部材(308、309)は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材(161)により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E1)は、前記先端動作部(12)の基端側から前記一対の電極部材(308、309)へと前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上を摺動可能に配線され、前記先端動作部(12)は、さらに、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上での前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)の相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持するケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)を有することを特徴とする。   The medical manipulator according to the present invention is provided on a hollow shaft (18), a plurality of power transmission members (80a, 80b) inserted into the shaft (18), and one end of the shaft (18). A drive mechanism (14, 32) for driving the power transmission member (80a, 80b) to advance and retreat in the axial direction; and the other end side of the shaft (18), and the advance / retreat of the power transmission member (80b). A medical manipulator comprising a distal end working unit (12, 12a to 12c) capable of rotating in at least a roll direction centering on an axial direction by a plurality of rotating bodies driven to rotate by driving, wherein the distal end The operating parts (12, 12a to 12c) are flexible and insulated from the power source (23) connected to the driving mechanism part (14, 32) side at the tip side. By being energized through the cable (E1) and the second cable (E2), respectively, a pair of electrode members (308, 309) capable of energizing a living body between them are provided. The pair of electrode members (308, 309) ) Is supported by the tip support member (161) rotatable in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable (E1) and the second cable (E1). Is slidably wired on the outer peripheral surface (161b) of the distal end support member (161) from the proximal end side of the distal end working portion (12) to the pair of electrode members (308, 309). The operating portion (12) further slides while maintaining the relative positional relationship between the first cable (E1) and the second cable (E2) on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161). Movement And having a cable guide (404,430,431,440,441,450,451) for supporting the ability.

このような構成によれば、前記先端動作部では、一対の電極部材を支持し、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材の外周面上に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルを摺動可能に配線されると共に、該外周面上での第1ケーブル及び第2ケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持するケーブルガイドが設けられる。これにより、先端動作部がロール方向に回転動作された際、第1ケーブル及び第2ケーブルは、前記ケーブルガイドの摺動作用下に、基端結束部と先端結束部の間で相対的な位置が保持されつつ、先端支持部材の外周面上を摺動する。従って、先端動作部のロール方向の回転が第1ケーブル等によって邪魔されることが防止されて、その円滑な動作が確保されると共に、外部に撓んだケーブルが飛び出すことも防止されるため、体内で先端動作部を円滑に動作させ、手技を円滑に行うことができる。   According to such a configuration, the distal end working unit supports the pair of electrode members, and slides the first cable and the second cable on the outer peripheral surface of the distal end support member that is rotatable in the roll direction. A cable guide is provided that is movably wired and that is slidably supported while maintaining the relative positional relationship between the first cable and the second cable on the outer peripheral surface. As a result, when the distal end working portion is rotated in the roll direction, the first cable and the second cable are positioned relative to each other between the proximal end binding portion and the distal end binding portion under the sliding action of the cable guide. Is held on the outer peripheral surface of the tip support member. Therefore, the rotation in the roll direction of the distal end working unit is prevented from being disturbed by the first cable or the like, and its smooth operation is ensured, and the cable bent to the outside is also prevented from jumping out. The tip operation unit can be operated smoothly in the body, and the procedure can be performed smoothly.

この場合、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)より先端側が、前記先端支持部材(161)に設けられた第1結束部(418)によって保持され、前記ケーブルガイド(404)より基端側が、前記ロール方向には回転しないケーブル保持部材(402)に設けられた第2結束部(408b)によって保持される構成としてもよい。   In this case, the distal end side of the first cable (E1) and the second cable (E2) from the cable guide (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451) is connected to the distal end support member (161). The second bundling portion (408b) provided on the cable holding member (402) which is held by the provided first bundling portion (418) and the proximal end side from the cable guide (404) does not rotate in the roll direction. It is good also as a structure hold | maintained.

前記ケーブルガイド(404)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上で摺動可能に配置されると共に、周方向で一部に切欠部(414)が形成されたリング部材(404)であり、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記切欠部(414)を通して前記リング部材(404)の周方向の一側面(404c)から他側面(404d)に沿って配線されると共に、それぞれ前記切欠部(414)の対向する各側面(404a、404b)に沿って配線されると、先端動作部のロール方向への回転動作に伴い、第1ケーブル及び第2ケーブルと共にケーブルガイドも円滑に摺動させることができる。   The cable guide (404) is slidably disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and a ring member (notch portion (414) formed in part in the circumferential direction ( 404), and the first cable (E1) and the second cable (E2) pass from the one side surface (404c) to the other side surface (404d) of the ring member (404) through the notch (414). , And along each of the opposing side surfaces (404a, 404b) of the notch (414), the first cable and The cable guide can be slid smoothly together with the second cable.

この場合、前記先端支持部材(161)の前記外周面(161b)上に配設される前記第1ケーブル(E1)、前記第2ケーブル(E2)及び前記リング部材(404)を囲繞すると共に、その内面で前記リング部材(404)の側面に沿って配線された前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)を摺動可能に保持するケーブルカバー(406)を備えると、第1ケーブル及び第2ケーブルを一層確実に収納することができ、これらケーブルの外部への飛び出しや撓みを一層確実に防止することができる。   In this case, while surrounding the first cable (E1), the second cable (E2) and the ring member (404) disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), When a cable cover (406) that slidably holds the first cable (E1) and the second cable (E2) wired along the side surface of the ring member (404) on the inner surface thereof is provided, The cable and the second cable can be stored more reliably, and the cable can be more reliably prevented from jumping out and bent.

前記ケーブルガイド(430、431)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び第2ケーブル(E2)が挿通可能な孔部(430a、431a)を有し、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記孔部(430a、431a)を通して、前記第1結束部(418)と前記第2結束部(408a)との間に配線される構成としてもよい。そうすると、前記孔部によって第1ケーブル及び前記第2ケーブルを保持することができるため、より円滑に両者の相対的な位置関係を保持しつつ、先端支持部材の外周面上を摺動させることができる。   The cable guides (430, 431) are slidably disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the first cable (E1) and the second cable (E2) are inserted therethrough. The first cable (E1) and the second cable (E2) through the hole (430a, 431a) and the first bundling part (418). It is good also as a structure wired between 2nd binding parts (408a). Then, since the first cable and the second cable can be held by the hole, it is possible to slide the outer peripheral surface of the tip support member more smoothly while maintaining the relative positional relationship between them. it can.

前記ケーブルガイド(440、441、450、451)は、前記先端支持部材(161)の外周面(161b)上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び第2ケーブル(E2)が挿通可能な孔部(430a、431a)又は溝部(450a、451a)が形成されたリング部材(440、441、450、451)であり、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、前記孔部(430a、431a)又は前記溝部(450a、451a)を通して前記リング部材(440、441、450、451)の周方向の一側面(404c)から他側面(404d)に沿って配線される構成としてもよい。これによっても、前記の孔部や溝部によって第1ケーブル及び第2ケーブルを保持することができるため、より円滑に両者の相対的な位置関係を保持しつつ、先端支持部材の外周面上を摺動させることができる。   The cable guides (440, 441, 450, 451) are slidably disposed on the outer peripheral surface (161b) of the tip support member (161), and the first cable (E1) and the second cable ( E2) is a ring member (440, 441, 450, 451) in which a hole (430a, 431a) or a groove (450a, 451a) can be inserted, and the first cable (E1) and the second cable (E2) passes from one circumferential surface (404c) to the other lateral surface (404d) of the ring member (440, 441, 450, 451) through the hole (430a, 431a) or the groove (450a, 451a). It is good also as a structure wired along. Also by this, since the first cable and the second cable can be held by the hole and the groove, the relative positional relationship between the two can be more smoothly held, and the tip support member can be slid on the outer peripheral surface. Can be moved.

なお、前記一対の電極部材(308、309)は、前記先端支持部材(161)に設けられる軸部材(196)によって互いに開閉可能に軸支され、さらに、前記先端支持部材(161)に固定されることで前記一対の電極部材(308、309)の開閉動作とは連動せず、且つ前記一対の電極部材(308、309)に対してそれぞれ通電可能に接触する一対の通電部材(311)を有し、該一対の通電部材(311)に対して、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)がそれぞれ結線されると、電極部材の開閉動作によって第1ケーブル及び第2ケーブルが捩れることを確実に防止することができる。   The pair of electrode members (308, 309) are pivotally supported by a shaft member (196) provided on the tip support member (161) so as to be openable and closable with each other, and are further fixed to the tip support member (161). Thus, the pair of energization members (311) that are not interlocked with the opening / closing operation of the pair of electrode members (308, 309) and are in contact with the pair of electrode members (308, 309) so as to be energized respectively. And when the first cable (E1) and the second cable (E2) are connected to the pair of current-carrying members (311), the first cable and the second cable are opened and closed by the electrode member. Can be reliably prevented from twisting.

また、前記先端動作部(12、12a〜12c)は、さらに、前記一対の電極部材(308、309)よりも基端側に設けられた揺動軸(112)により、軸線方向に交差するヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作が可能であり、前記揺動動作は、前記複数の動力伝達部材(80a)のうち、互いに逆方向に進退する一対の前記動力伝達部材(80a)によって駆動されると共に、前記第1ケーブル(E1)及び前記第2ケーブル(E2)は、その一部が該一対の動力伝達部材(80a)にそれぞれ固定されると、先端動作部のヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作に伴って進退する動力伝達部材と一緒に第1ケーブル及び第2ケーブルも進退させることができるため、当該ヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作によって第1ケーブル及び第2ケーブルが撓みや捩れを生じることを有効に回避することができる。   Further, the distal end working portion (12, 12a to 12c) further includes a yaw that intersects in the axial direction by a swing shaft (112) provided on a proximal end side with respect to the pair of electrode members (308, 309). The rocking motion can be performed in a direction or a pitch direction, and the rocking motion is driven by a pair of power transmission members (80a) that advance and retreat in opposite directions among the plurality of power transmission members (80a). When the first cable (E1) and the second cable (E2) are partly fixed to the pair of power transmission members (80a), respectively, in the yaw direction or the pitch direction of the distal end working unit. Since the first cable and the second cable can be moved back and forth together with the power transmission member that moves forward and backward with the swinging motion of the first cable, the first cable and the second cable are swung in the yaw direction or the pitch direction. Can be effectively avoided that the cable results in a deflection or torsion.

本発明によれば、第1電極部材を支持し、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材の外周面上に、前記第1ケーブルが摺動可能に配線されると共に、該外周面上での第1ケーブルを摺動可能に支持するケーブルガイドを先端動作部に有する。これにより、先端動作部のロール回転が第1ケーブルによって邪魔されることが防止され、その円滑な動作が確保されると共に、外部に撓んだケーブルが飛び出すことも防止されるため、体内で先端動作部を円滑に動作させ、手技を円滑に行うことができる。   According to the present invention, the first cable is slidably wired on the outer peripheral surface of the tip support member that supports the first electrode member and is rotatable in the roll direction. A cable guide for slidably supporting the first cable is provided at the distal end working portion. As a result, the roll rotation of the distal end working unit is prevented from being obstructed by the first cable, the smooth operation thereof is ensured, and the bent cable is prevented from jumping out to the outside. The operation unit can be operated smoothly, and the procedure can be performed smoothly.

本発明の一実施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 one embodiment of the present invention. 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. 図3Aは、操作部の一部省略底面図であり、図3Bは、作業部の一部省略平面図である。3A is a partially omitted bottom view of the operation unit, and FIG. 3B is a partially omitted plan view of the working unit. 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. 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. トリガレバーを十分に引いたときの、先端動作部の模式側面図である。It is a model side view of a front-end | tip operation | movement part when fully pulling a trigger lever. トリガレバーを押し出したときの、先端動作部の模式側面図である。It is a model side view of a front-end | tip operation | movement part when a trigger lever is pushed out. 先端動作部の模式構造図である。It is a schematic structure figure of a tip operation 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. 先端動作部の底面図である。It is a bottom view of a front-end | tip operation | movement part. 先端動作部を関節部でヨー方向に揺動させた状態での底面図である。It is a bottom view in the state where a tip operation part was rocked in a yaw direction by a joint part. 先端動作部をロール方向に回転させた状態での要部拡大底面図である。It is a principal part enlarged bottom view in the state where the tip operation part was rotated in the roll direction. 先端動作部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a front-end | tip operation | movement part. 先端動作部の配線構造を示す一部分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view which shows the wiring structure of a front-end | tip operation | movement part. 先端動作部の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a front-end | tip operation | movement part. グリッパを閉じた状態での先端動作部の平面断面図である。It is a top sectional view of a tip operation part in the state where a gripper was closed. グリッパを開いた状態での先端動作部の平面断面図である。It is a top sectional view of a tip operation part in the state where a gripper was opened. 図18Aは、ケーブルガイド及びその周辺部を周方向に展開した状態での基端結束部と先端結束部の間におけるケーブルの配線構造を模式的に示す説明図であり、図18Bは、図18Aに示す状態から先端動作部がロール軸動作を行った状態での説明図である。FIG. 18A is an explanatory diagram schematically illustrating a cable wiring structure between the proximal end binding portion and the distal end binding portion in a state where the cable guide and its peripheral portion are developed in the circumferential direction, and FIG. It is explanatory drawing in the state which the front-end | tip operation | movement part performed roll axis | shaft operation | movement from the state shown in FIG. グリッパ駆動機構の一部を示す模式構造図である。It is a schematic structure figure which shows a part of gripper drive mechanism. 受動ワイヤの端部の接続箇所の模式断面平面図である。It is a schematic cross-sectional top view of the connection location of the edge part of a passive wire. 図21Aは、第1変形例に係る先端動作部の配線構造を示す要部拡大分解斜視図であり、図21Bは、図21Aに示すケーブルガイドの別の構成例を示す要部拡大分解斜視図である。21A is an enlarged exploded perspective view of a main part showing a wiring structure of a distal end working unit according to a first modification, and FIG. 21B is an enlarged exploded perspective view of a main part showing another configuration example of the cable guide shown in FIG. 21A. It is. 図22Aは、第2変形例に係る先端動作部の配線構造を示す要部拡大分解斜視図であり、図22Bは、図22Aに示すケーブルガイドの別の構成例を示す要部拡大分解斜視図である。22A is a main part enlarged exploded perspective view showing the wiring structure of the distal end working unit according to the second modification, and FIG. 22B is a main part enlarged exploded perspective view showing another configuration example of the cable guide shown in FIG. 22A. It is. 図23Aは、第3変形例に係る先端動作部の配線構造を示す要部拡大分解斜視図であり、図23Bは、図23Aに示すケーブルガイドの別の構成例を示す要部拡大分解斜視図である。FIG. 23A is an enlarged exploded perspective view of a main part showing a wiring structure of a distal end working unit according to a third modification, and FIG. 23B is an enlarged exploded perspective view of a main part showing another configuration example of the cable guide shown in FIG. 23A. It is. 一実施形態に係るマニピュレータをロボットアームの先端に接続した手術用ロボットシステムの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a surgical robot system in which a manipulator according to an embodiment is connected to a 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 EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a medical manipulator according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.

1.マニピュレータの全体構成の説明
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るマニピュレータ(医療用マニピュレータ)10は、シャフト18の先端に設けられた先端動作部12で生体の一部を把持・剥離し又は生体に触れて、所定の熱処置を行うことができる医療用の電気メスであり、把持鉗子や剥離鉗子等とも呼ばれる医療用器具を電気メスとして構成したものである。
1. Description of Overall Configuration of Manipulator As shown in FIG. 1, a manipulator (medical manipulator) 10 according to an embodiment of the present invention grips a part of a living body with a distal end working unit 12 provided at the distal end of a shaft 18. A medical electric knife that can be peeled off or touched with a living body to perform a predetermined heat treatment. A medical instrument called a grasping forceps or a peeling forceps is configured as an electric knife.

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、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、シャフト18の前方(先端側)をZ1方向、後方(基端側)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 shaft 18 is defined as the Z direction. Further, the right side is defined as the X1 direction, the left side is defined as the X2 direction, the upper direction is defined as the Y1 direction, and the lower direction is defined as the Y2 direction. Further, the front (tip side) of the shaft 18 is defined as the Z1 direction and the rear ( The base end side) is defined as the Z2 direction. 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の下端から延びた接続ケーブル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 held and operated, and a work unit 16 that is detachable from the operation unit 14. A connection cable 28 that extends from the lower end of the grip handle 26 is connected to the controller 29. The manipulator system is configured.

このようなマニピュレータ10は、操作部14側に装着される電極プラグ21によって所定の高周波電源23に接続され、該電極プラグ21が装着される電極棒71(図2参照)から延びた第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2によって先端動作部12側へと通電し、これにより患部の熱処置を行うことができるバイポーラ電気メス(バイポーラ把持鉗子、バイポーラ剥離鉗子)として機能する。第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2(以下、まとめて「ケーブルE」とも呼ぶ)は、導線を絶縁被覆した可撓性を有する電線(絶縁被覆電線)でよく、生体に通電される電圧や生体適合性等を考慮して適切な仕様の電線を用いればよい。   Such a manipulator 10 is connected to a predetermined high-frequency power source 23 by an electrode plug 21 mounted on the operation unit 14 side, and extends from an electrode rod 71 (see FIG. 2) to which the electrode plug 21 is mounted. It functions as a bipolar electric knife (bipolar gripping forceps, bipolar peeling forceps) capable of energizing the distal end working unit 12 side by E1 and the second cable E2 and thereby performing heat treatment of the affected part. The first cable E1 and the second cable E2 (hereinafter also collectively referred to as “cable E”) may be flexible electric wires (insulation-coated electric wires) in which conductive wires are insulated and coated. An electric wire with an appropriate specification may be used in consideration of compatibility.

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、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 unit 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. As a grip handle 26, a drive part (actuator part) 30 and the like are accommodated therein, 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、操作部14のZ1方向端近傍で電極プラグ21がY1方向に突出している。   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 position where the master switch 34 is easily visible in the Z1 direction. Thus, the electrode plug 21 protrudes in the Y1 direction.

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シャフト(連結シャフト)18と、該シャフト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4参照)。   The working unit 16 includes a distal end working unit 12 that performs the work, a long and hollow shaft (connection shaft) 18 provided with the distal end working unit 12 at the distal end, and a pulley box 32 to which a proximal end side of the shaft 18 is fixed. And a trigger lever 36 that is pivotally supported by a trigger lever support portion 33 that extends 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. 4).

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、剥離、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができ、さらに高周波電源23からの通電による熱処置が可能となっている。   As shown in FIG. 1, the distal end working unit 12 and the 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. In addition, by operating the trigger lever 36, various procedures such as excision of the affected part, grasping, peeling, suturing, and ligation can be performed in the body cavity 22, and thermal treatment by energization from the high frequency power source 23 is possible.

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、その間で生体を把持し通電可能な一対の電極部材として機能する一対のグリッパ部材308、309を備えたグリッパ300を備え(図9及び図13参照)、Y軸を基準に傾動するヨー軸動作(又はピッチ軸動作)、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(開閉動作)からなる3軸の動作が可能である。   The distal end operating unit 12 that operates based on the operation of the composite input unit 24 and the trigger lever 36 includes a gripper 300 that includes a pair of gripper members 308 and 309 that function as a pair of electrode members that can grip and energize a living body between them. (See FIG. 9 and FIG. 13), yaw axis operation tilting with reference to the Y axis (or pitch axis operation), roll axis operation rotating with respect to the axis pointing toward the tip (Z axis in the neutral posture), and A three-axis operation including an openable / closable gripper shaft operation (open / close operation) is possible.

本実施形態の場合、ヨー軸動作及びロール軸動作は、複合入力部24の操作に基づいて電気的に駆動され、グリッパ軸動作はトリガレバー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マニュアル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。   In the present embodiment, the yaw axis operation and the roll axis operation are electrically driven based on the operation of the composite input unit 24, and the gripper axis operation is mechanically driven based on the operation of the trigger lever 36. Here, mechanical is a system that drives through wires, chains, timing belts, links, rods, gears, etc., and a system that drives mainly through solid mechanical parts that are inelastic in the power transmission direction. It is. Wires, chains, and the like may inevitably have some elongation due to tension, but these are inelastic solid mechanical parts.

2.マニピュレータの各構成部分の説明
2.1.互いに着脱可能な駆動部及びプーリボックスの説明
駆動部30及びプーリボックス32は、互いに着脱可能であり、これにより操作部14から作業部16へと駆動力を伝達することができる。
2. 2. Description of each component of the manipulator 2.1. Description of Drive Unit and Pulley Box that are Removable from Each Other The drive unit 30 and the pulley box 32 are detachable from each other, thereby transmitting a driving force from the operation unit 14 to the working unit 16.

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 that mesh with the drive 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).

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、例えばコイルばね63によって下方に付勢支持された係合凸部64a(64b)が設けられている。係合凸部64a(64b)は、軸中心から放射状に延びた円弧状の5つの凸部として、1つの大凸部と4つの小凸部とを有する略花びら形状の凸部となっている(図3A参照)。   The lower end side of the drive shaft 60a (60b) protrudes from the lower surface of the bracket 52, and an engaging convex portion 64a (64b) that is biased and supported downward by, for example, a coil spring 63 is provided at the tip thereof. . The engaging convex portion 64a (64b) is a substantially petal-shaped convex portion having one large convex portion and four small convex portions as five arc-shaped convex portions extending radially from the axial center. (See FIG. 3A).

図2及び図4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シャフト18が固定・支持されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, 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 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、例えば軸中心から放射状に延びた円弧状の5つの凹部として、1つの大凹部と4つの小凹部とを有する略花びら形状の凹部となっている(図3B参照)。すなわち、図3A及び図3Bから諒解されるように、係合凸部64a(64b)と係合凹部74a(74b)は、互いに所定の位相でのみ係合可能である。   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 engagement recesses 74a and 74b can be engaged (fitted) with the engagement protrusions 64a and 64b. For example, as the five arc-shaped recesses extending radially from the axial center, one large recess and four It is a substantially petal-shaped recess having a small recess (see FIG. 3B). That is, as can be understood from FIGS. 3A and 3B, the engaging convex portion 64a (64b) and the engaging concave portion 74a (74b) can be engaged with each other only at a predetermined phase.

従って、操作部14と作業部16との装着時、モータ50a(50b)が適宜駆動制御されることにより、所定の位相において係合凸部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)や、係合凸部64a、64bと係合凹部74a、74bとの係合状態を検出するカップリングセンサ(図示せず)等を設けてもよい。勿論、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。   Accordingly, when the operating unit 14 and the working unit 16 are mounted, the motor 50a (50b) is appropriately driven and controlled, whereby the engagement convex portion 64a (64b) and the engagement concave portion 74a (74b) are formed in a predetermined phase. Thus, 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, A coupling sensor (not shown) for detecting the engagement state between the engagement convex portions 64a and 64b and the engagement concave portions 74a and 74b may be provided. Of course, the engagement structure of the engagement convex part 64a and the engagement concave part 74a may be another structure.

図2及び図4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の歯車体126(図13参照)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、シャフト18内へと円滑に導く機能を有する。   As can be understood from FIGS. 2 and 4, the wire guide portion 72a (72b) is disposed on the Z1 side of the pulley 70a (70b), and the interval thereof is set narrow, and the pulley 70a (70b) And a gear (power transmission member) 80a (80b) wound between the shaft body 126 and the gear body 126 (see FIG. 13) of the distal end working unit 12, and has a function of smoothly guiding it into the shaft 18.

図2に示すように、プーリボックス32のZ1方向上端からは、電極棒71がY1方向に突出し、上部カバー25bに形成された貫通孔73を挿通可能に設けられている。電極棒71には、高周波電源23に接続された2本の電源ケーブル(電線)E01、E02の先端に設けられた電極プラグ21が外嵌装着される。各電源ケーブルE01、E02は、電極棒71の図示しない内部配線により、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2へと導通する。電極棒71からの第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、プーリボックス32の上面に開口する孔部69から空洞部66へと引き込まれ、シャフト18内を先端動作部12側へと配線される。   As shown in FIG. 2, the electrode bar 71 protrudes from the upper end in the Z1 direction of the pulley box 32 in the Y1 direction, and is provided so as to be able to be inserted through a through hole 73 formed in the upper cover 25b. An electrode plug 21 provided at the ends of two power cables (electric wires) E01 and E02 connected to the high-frequency power source 23 is fitted on the electrode rod 71. The power cables E01 and E02 are electrically connected to the first cable E1 and the second cable E2 by internal wiring (not shown) of the electrode rod 71, respectively. The first cable E1 and the second cable E2 from the electrode rod 71 are drawn into the cavity 66 from the hole 69 opened on the upper surface of the pulley box 32, and are wired inside the shaft 18 toward the distal end working unit 12 side. .

プーリボックス32の空洞部66には、さらに、棒状又は線状の動力伝達部材であるY方向に並んだ2本のロッド82a、82bが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である。ロッド82a、82bのZ1方向は、空洞部66を貫通してシャフト18内へと延び、ワイヤ252a、252b(図8参照)を介して先端動作部12内のアイドルプーリ140a等に巻き掛けられ、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、ロッド85及びワイヤ87(図8参照)を介してトリガレバー36に接続されている。   In the hollow portion 66 of the pulley box 32, two rods 82a and 82b arranged in the Y direction, which are rod-shaped or linear power transmission members, further penetrate in the Z direction. The rods 82a and 82b are, for example, sufficiently strong and thin stainless steel pipes or solid rods. The Z1 direction of the rods 82a and 82b extends through the hollow portion 66 into the shaft 18 and is wound around the idle pulley 140a and the like in the distal end working portion 12 via the wires 252a and 252b (see FIG. 8). 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 rod 85 and a wire 87 (see FIG. 8).

図2及び図4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 4, 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.

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、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。なお、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、可撓性を有する湾曲可能な線材で構成される。ワイヤ80a、80bにおいて、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には、図示しない高剛性の補強ロッドを囲繞して、補強することもできる。   In the working unit 16, the wires 80a and 80b reciprocate between the pulleys 70a and 70b side and the distal end working unit 12 side, respectively, so that a total of four wires 80a, 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. The wires 80a and 80b can be of the same type, different types, the same diameter, or different diameters, and are made of flexible and bendable wires. In the wires 80a and 80b, portions that pass through the shaft 18 and do not require flexibility may be reinforced by surrounding a high-rigidity reinforcing rod (not shown).

このようなマニピュレータ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300に開閉動作が付与される。   In such a 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, and the tip operation is performed. Operations in the roll direction and the yaw direction are given to the section 12. Further, when the trigger lever 36 is turned, the rods 82a and 82b are mechanically reciprocated, and an opening / closing operation is given to the gripper 300 of the distal end working unit 12.

操作部14及びプーリボックス32に配設される各駆動要素、つまり、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。   The driving elements disposed in the operation unit 14 and the pulley box 32, that is, the pulleys 70a and 70b (motors 50a and 50b) and the trigger lever 36 are driven by the wires 80a and 80b and the rods 82a and 82b, which are power transmission members. It functions as a drive mechanism that applies force and operates the distal end working unit 12. More specifically, the pulleys 70a and 70b (motors 50a and 50b) function as an electric mechanism unit that applies driving force to the wires 80a and 80b, and applies operation in the roll direction and yaw direction to the distal end operating unit 12. 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.

2.2.先端動作部を電気的に駆動するための複合入力部の説明
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。
2.2. Description of Composite Input Unit for Electrically Driving the Tip Operating Unit As shown in FIG. 5, the composite input unit 24 for electrically driving the tip operating unit 12 has X1 and Y centered on the Z axis (Y axis). This is a composite input unit that is symmetrical with respect to the X2 direction and gives rotation commands in the roll direction (axial rotation direction) and yaw direction (left-right direction) to the distal end working unit 12.

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

2.3.先端動作部の説明
次に、本実施形態に係るマニピュレータ10の先端で所定の作業を行う先端動作部12について説明する。
2.3. Next, description will be given of the distal end working unit 12 that performs a predetermined operation at the distal end of the manipulator 10 according to the present embodiment.

以下、先端動作部12の最先端で作業を行うエンドエフェクタとしてグリッパ300を採用した構造を例示して先端動作部12を説明する。なお、エンドエフェクタとしては、グリッパ300のような電極部材を備えた電気メスを構成可能なものであればよく、例えば、はさみ等によるバイポーラ電気メスでもよい。また、マニピュレータ10では、上記のように、先端動作部12をシャフト18の先端に設けた作業部16が、操作部14に着脱可能であることから、エンドエフェクタの種類(グリッパやはさみ)を容易に変更することができる。   Hereinafter, the distal end working unit 12 will be described by exemplifying a structure that employs the gripper 300 as an end effector that performs work at the forefront of the distal end working unit 12. The end effector may be any end effector as long as it can constitute an electric knife provided with an electrode member such as the gripper 300. For example, a bipolar electric knife using scissors may be used. Further, in the manipulator 10, as described above, since the working unit 16 having the distal end working unit 12 provided at the distal end of the shaft 18 can be attached to and detached from the operation unit 14, the type of end effector (gripper or scissors) is easy. Can be changed.

先端動作部12では、シャフト18内を挿通した第1ケーブルE1と第2ケーブルE2が、当該先端動作部12の3軸動作に対して円滑に追従可能な状態で配線され、グリッパ300を構成する一対のグリッパ部材(電極部材)308、309にそれぞれ接続される。これにより、先端動作部12では、グリッパ開閉動作、ヨー軸動作及びロール軸動作の作動状態に対してケーブルEが邪魔をすることがなく、所望の姿勢で所望の通電対象に、グリッパ部材308、309間で適切に通電することができる。   In the distal end working unit 12, the first cable E <b> 1 and the second cable E <b> 2 inserted through the shaft 18 are wired in a state that can smoothly follow the three-axis motion of the distal end working unit 12, thereby configuring the gripper 300. A pair of gripper members (electrode members) 308 and 309 are connected to each other. Thus, in the distal end working unit 12, the cable E does not interfere with the operation state of the gripper opening / closing operation, the yaw axis operation, and the roll axis operation, and the gripper member 308, 309 can be appropriately energized.

2.3.1.先端動作部の説明
先ず、先端動作部12でのケーブルEの配線構造の説明に先立ち、先端動作部12にグリッパ軸動作、ヨー軸動作及びロール軸動作を付与する基本的な構造について説明する。
2.3.1. Description of the tip operating unit First, prior to the description of the wiring structure of the cable E in the tip operating unit 12, a basic structure for giving the tip operating unit 12 a gripper axis operation, a yaw axis operation, and a roll axis operation will be described.

図6〜図8に示すように、先端動作部12には、ロッド82a、受動ワイヤ252a、アイドルプーリ140a、ガイドプーリ142a、受動プーリ156aを含む第1グリッパ駆動機構(第1エンドエフェクタ駆動機構)320aと、これに対応した第2グリッパ駆動機構(第2エンドエフェクタ駆動機構)320bとが設けられている。第1グリッパ駆動機構320a及び第2グリッパ駆動機構320bは、グリッパ300を開閉させる基本的な構成である。   As shown in FIGS. 6 to 8, the distal end working unit 12 includes a rod 82a, a passive wire 252a, an idle pulley 140a, a guide pulley 142a, a passive pulley 156a, and a first gripper driving mechanism (first end effector driving mechanism). 320a and a second gripper driving mechanism (second end effector driving mechanism) 320b corresponding thereto are provided. The first gripper driving mechanism 320a and the second gripper driving mechanism 320b are basic configurations for opening and closing the gripper 300.

第1グリッパ駆動機構320aにおける構成要素には符号にaを付し、第2グリッパ駆動機構320bにおける構成要素には符号にbを付して区別する。第1グリッパ駆動機構320aにおける構成要素と第2グリッパ駆動機構320bにおける構成要素で同じ機能のものについては、煩雑とならないよう、代表的に第1グリッパ駆動機構320aについてのみ説明する場合がある。   The components in the first gripper drive mechanism 320a are identified by a and the components in the second gripper drive mechanism 320b are identified by b. The components of the first gripper drive mechanism 320a and the components of the second gripper drive mechanism 320b that have the same function may be described only typically with respect to the first gripper drive mechanism 320a so as not to become complicated.

図6及び図7では、理解の容易のため、第1グリッパ駆動機構320aと第2グリッパ駆動機構320bとを紙面上で並列して図示しているが、実際のマニピュレータ10に適用する場合には、図8に示すように、各プーリの軸方向(つまりY方向)に並列させ、アイドルプーリ140a及び140bと、ガイドプーリ142a及び142bの回転軸は、それぞれ同軸上に配置するとよい。つまり、アイドルプーリ140a及び140bは軸110(図8参照)に共通的に軸支することができ、ガイドプーリ142a及び142bは軸112に共通的に軸支することができる。ガイドプーリ142a及び142bを同軸構成とすることにより、軸112を回転軸(揺動軸)とするヨー軸動作機構が簡便な構成となる。   In FIGS. 6 and 7, for ease of understanding, the first gripper driving mechanism 320 a and the second gripper driving mechanism 320 b are shown side by side on the paper surface. However, when applied to the actual manipulator 10, FIG. As shown in FIG. 8, the idle pulleys 140a and 140b and the rotation shafts of the guide pulleys 142a and 142b are preferably arranged on the same axis in parallel in the axial direction of each pulley (that is, the Y direction). That is, the idle pulleys 140a and 140b can be pivotally supported on the shaft 110 (see FIG. 8), and the guide pulleys 142a and 142b can be pivotally supported on the shaft 112. By making the guide pulleys 142a and 142b have a coaxial configuration, the yaw axis operating mechanism having the shaft 112 as a rotation axis (oscillation axis) becomes a simple configuration.

図9〜図13に示すように、先端動作部12は、ワイヤ受動部100と、複合機構部102と、グリッパ300とを有し、Y方向の第1回転軸(ヨー軸、ピッチ軸)Oyを中心として、それよりも先の部分がヨー方向に揺動(回動)する第1自由度と、第2回転軸(ロール軸)Orを中心としてロール方向に回転する第2自由度と、第3回転軸(グリッパ軸、開閉軸)Ogを中心として先端のグリッパ300が開閉する第3自由度とを有する合計3自由度の機構となっている。   As shown in FIGS. 9 to 13, the distal end working unit 12 includes a wire passive unit 100, a composite mechanism unit 102, and a gripper 300, and a first rotation axis (yaw axis, pitch axis) Oy in the Y direction. , And a second degree of freedom rotating in the roll direction around the second rotation axis (roll axis) Or, The mechanism has a total of three degrees of freedom having a third degree of freedom in which the gripper 300 at the tip end opens and closes around the third rotation axis (gripper axis, opening / closing axis) Og.

第1回転軸Oyによるヨー軸動作の機構は、シャフト18の延在方向に沿う軸線に対して交差する方向に揺動可能に設定され、例えば±70°程度以上の稼動範囲を有する揺動機構(傾動機構)である(図10及び図11参照)。第2回転軸Orによるロール方向動作の機構は、先端動作部12における先端部(つまりグリッパ300)の延在方向の軸線を中心として該先端部を回転可能に設定され、例えば±160°程度以上の稼動範囲を有する回転機構である(図10及び図12参照。図9中に2点鎖線で示すグリッパ300参照)。第3回転軸Ogによるグリッパ開閉動作の機構(グリッパ300)は、例えば30°程度以上開くことのできる開閉機構である(図16及び図17参照)。   The mechanism of the yaw axis operation by the first rotation axis Oy is set so as to be swingable in a direction intersecting with the axis along the extending direction of the shaft 18, and has a working range of, for example, about ± 70 ° or more. (Tilt mechanism) (see FIGS. 10 and 11). The mechanism of the roll direction operation by the second rotation axis Or is set so that the tip end portion can rotate around the axis in the extending direction of the tip end portion (that is, the gripper 300) in the tip operating portion 12, for example, about ± 160 ° or more (See FIGS. 10 and 12. Refer to the gripper 300 indicated by a two-dot chain line in FIG. 9). The gripper opening / closing mechanism (gripper 300) by the third rotating shaft Og is an opening / closing mechanism that can open, for example, about 30 ° or more (see FIGS. 16 and 17).

グリッパ300は、手術において実際の作業を行う部分であり、第1回転軸Oy及び第2回転軸Orは、作業を行い易いようにグリッパ300の姿勢を変えるための姿勢変更機構を構成する姿勢軸である。一般に、ヨー方向に揺動させる第1回転軸Oyはヨー軸とも呼ばれ、ロール方向に回転させる第2回転軸Orはロール軸とも呼ばれ、グリッパ300を開閉させる第3回転軸Ogはグリッパ軸とも呼ばれる。   The gripper 300 is a part that performs actual work in the operation, and the first rotation axis Oy and the second rotation axis Or constitute a posture axis that constitutes a posture change mechanism for changing the posture of the gripper 300 so that the work can be easily performed. It is. In general, the first rotation axis Oy that swings in the yaw direction is also called a yaw axis, the second rotation axis Or that rotates in the roll direction is also called a roll axis, and the third rotation axis Og that opens and closes the gripper 300 is a gripper axis. Also called.

図13及び図15〜図17に示すように、ワイヤ受動部100は、段付き円筒状の基端支持部材(基端カバー)116の先端側に突出した一対の舌片部159、159間に設けられ、ワイヤ80a、80bのそれぞれの往復動作を回転動作に変換して複合機構部102に伝達する部分である。   As shown in FIGS. 13 and 15 to 17, the wire passive portion 100 is formed between a pair of tongue pieces 159 and 159 protruding to the distal end side of a stepped cylindrical base end support member (base end cover) 116. It is a portion that is provided and converts the reciprocating motion of each of the wires 80 a and 80 b into a rotational motion and transmits it to the composite mechanism section 102.

ワイヤ受動部100は、軸孔160a、160aに挿入される軸110と、軸孔160b、160bに挿入される軸112とを有する。軸110及び112は、軸孔160a、160bに対して、例えば圧入もしくは溶接により固定される。舌片部159の先端側の軸112は、ヨー軸となる第1回転軸Oyの軸上に配置される。つまり、軸112が、先端動作部12の基端側の関節部114の支軸となる。   The wire passive unit 100 includes a shaft 110 inserted into the shaft holes 160a and 160a and a shaft 112 inserted into the shaft holes 160b and 160b. The shafts 110 and 112 are fixed to the shaft holes 160a and 160b, for example, by press fitting or welding. A shaft 112 on the distal end side of the tongue piece 159 is disposed on the first rotation axis Oy serving as the yaw axis. That is, the shaft 112 becomes a support shaft of the joint portion 114 on the proximal end side of the distal end working unit 12.

関節部114を構成する軸112のY方向両端には、Y方向に対称形状の歯車体(回転体)126及びプーリ(回転体)130が設けられる。歯車体126は、筒体132と、該筒体132の上部に同心状に設けられた歯車134とを有する。プーリ130は、筒体132と略同径且つ略同形状である。歯車134は、後述するギア体146のフェイスギア165に噛合する。   A gear body (rotating body) 126 and a pulley (rotating body) 130 that are symmetrical in the Y direction are provided at both ends of the shaft 112 constituting the joint portion 114 in the Y direction. The gear body 126 includes a cylindrical body 132 and a gear 134 provided concentrically on the upper portion of the cylindrical body 132. The pulley 130 has substantially the same diameter and the same shape as the cylindrical body 132. The gear 134 meshes with a face gear 165 of a gear body 146 described later.

プーリ130及び筒体132には、ワイヤ80a及び80bが所定の固定手段によって一部が固定されて巻き掛けられている(図15参照)。ワイヤ80a及び80bの巻き掛けられる角度は、例えば1.5回転(540°)である。プーリ130は、主軸部材144の基端部側に一体的に設けられており、この主軸部材144は、軸112によって第1回転軸Oy(ヨー軸)を中心に回動(傾動)自在に支持されている。   A part of the wires 80a and 80b is fixed to the pulley 130 and the cylindrical body 132 by predetermined fixing means (see FIG. 15). The angle at which the wires 80a and 80b are wound is, for example, 1.5 rotations (540 °). The pulley 130 is integrally provided on the base end side of the main shaft member 144, and the main shaft member 144 is supported by the shaft 112 so as to be rotatable (tilted) about the first rotation axis Oy (yaw axis). Has been.

ワイヤ80aを往復動作(進退動作)させることにより、プーリ130と一体的に設けられた主軸部材144が第1回転軸Oyを中心に回動し、ヨー軸動作が行われる。ワイヤ80bを往復動作(進退動作)させることにより、歯車体126が軸112に対して回転し、ギア体146が第2回転軸Orを基準として回転し、ロール軸動作が行われる。歯車体126とプーリ130をそれぞれ回転させると、ヨー方向動作とロール回転動作の複合動作が行われる。先端動作部12の機構は、このように、ワイヤ80bが歯車134を介してフェイスギア165を駆動するのに対し、ワイヤ80aは主軸部材144を直接的に回転駆動する形式に限らず、例えば、特開2008−253463号公報における図23に示される構成に相当するような差動機構であってもよい。   By causing the wire 80a to reciprocate (advance and retreat), the main shaft member 144 provided integrally with the pulley 130 rotates about the first rotation axis Oy, and the yaw axis operation is performed. By causing the wire 80b to reciprocate (advance / retreat operation), the gear body 126 rotates with respect to the shaft 112, the gear body 146 rotates with respect to the second rotation axis Or, and roll axis operation is performed. When the gear body 126 and the pulley 130 are rotated, a combined operation of the yaw direction operation and the roll rotation operation is performed. In this way, the mechanism of the distal end working unit 12 is such that the wire 80b drives the face gear 165 via the gear 134, whereas the wire 80a is not limited to the type in which the main shaft member 144 is directly driven to rotate. A differential mechanism corresponding to the configuration shown in FIG. 23 in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-253463 may be used.

軸110の略中央部にはアイドルプーリ140a、140bが回転自在に軸支されており、軸112の略中央部にはガイドプーリ142a、142bが回転自在に軸支されている。アイドルプーリ140a、140bは、ガイドプーリ142a、142bに巻きかける受動ワイヤ(可撓性部材、伝達部材)252a、252bの巻き掛け角度を常に一定(両側あわせて約180°)に保つためのものである。アイドルプーリ140a、140bの代わりに、ガイドプーリ142a、142bに受動ワイヤ252a、252b(図8参照)を1巻き以上してもよい。ガイドプーリ142a、142bは、姿勢変更機構におけるヨー軸となる第1回転軸Oyに設けられている。   Idle pulleys 140a and 140b are rotatably supported at a substantially central portion of the shaft 110, and guide pulleys 142a and 142b are rotatably supported at a substantially central portion of the shaft 112. The idle pulleys 140a and 140b are used to keep the winding angle of the passive wires (flexible members, transmission members) 252a and 252b wound around the guide pulleys 142a and 142b constant at all times (approximately 180 ° on both sides). is there. Instead of the idle pulleys 140a and 140b, the guide pulleys 142a and 142b may be provided with one or more turns of the passive wires 252a and 252b (see FIG. 8). The guide pulleys 142a and 142b are provided on a first rotation axis Oy that is a yaw axis in the posture changing mechanism.

図13及び図15に示すように、第1回転軸Oyを構成する軸112には、ガイドプーリ142a、142bを2枚の補助板144b、144b間に挟み、そのY2側にプーリ130が突設された主軸部材144が回転自在に軸支されている。主軸部材144は、複合機構部102に向けて突出する筒部を有する(図13参照)。主軸部材144の軸心部には方形の孔144aが設けられている。主軸部材144のZ2方向端部には、ガイドプーリ142aのY方向上面及びガイドプーリ142bのY方向下面を保持すると共に、軸112が挿通する孔を有する2枚の補助板144bが設けられている。補助板144bはZ1方向に向かって幅広となる山形であって、大きく開いた関節部114(図9及び図10参照)からの糸等の異物の侵入を防止することができる。   As shown in FIGS. 13 and 15, a guide pulley 142a, 142b is sandwiched between two auxiliary plates 144b, 144b on the shaft 112 constituting the first rotating shaft Oy, and a pulley 130 projects from the Y2 side thereof. The main shaft member 144 is rotatably supported. The main shaft member 144 has a cylindrical portion that protrudes toward the composite mechanism portion 102 (see FIG. 13). A square hole 144 a is provided in the axial center portion of the main shaft member 144. At the end in the Z2 direction of the main shaft member 144, there are provided two auxiliary plates 144b that hold the upper surface in the Y direction of the guide pulley 142a and the lower surface in the Y direction of the guide pulley 142b and have a hole through which the shaft 112 is inserted. . The auxiliary plate 144b has a mountain shape that becomes wider in the Z1 direction, and can prevent entry of foreign matters such as a thread from the joint portion 114 (see FIGS. 9 and 10) that is wide open.

次に、複合機構部102は、グリッパ300の開閉動作機構と、該グリッパ300の姿勢を変化させる姿勢変更機構とを含む複合的な機構部である。   Next, the composite mechanism unit 102 is a composite mechanism unit including an opening / closing operation mechanism of the gripper 300 and a posture changing mechanism that changes the posture of the gripper 300.

図13及び図15〜図17に示すように、複合機構部102は、主軸部材144の筒部周面に対して回転自在に嵌挿されたギア体146と、主軸部材144の先端ねじ部に締結されるナット体148と、Z2方向端部が主軸部材144の孔144aに挿入される断面四角の伝達部材152と、伝達部材152のZ2方向端部に対してピン154により回転自在に軸支される受動プーリ156aと、両端がZ2方向に突出した平板状の受動板158と、略中央部が拡径した円筒状の先端支持部材(先端カバー)161とを有する。   As shown in FIG. 13 and FIGS. 15 to 17, the composite mechanism portion 102 is provided on a gear body 146 that is rotatably inserted into the peripheral surface of the cylindrical portion of the main shaft member 144, and a tip screw portion of the main shaft member 144. The nut body 148 to be fastened, the transmission member 152 having a square section in the Z2 direction inserted into the hole 144a of the main shaft member 144, and the pin 154 rotatably supported by the Z2 direction end of the transmission member 152 A passive pulley 156a, a flat passive plate 158 having both ends projecting in the Z2 direction, and a cylindrical tip support member (tip cover) 161 having a substantially enlarged central portion.

主軸部材144におけるギア体146と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材144cが設けられている。ナット体148におけるギア体146と当接する部分には、樹脂製のスラスト軸受部材148aが設けられている。スラスト軸受部材144c、148aは低摩擦材であって、当接部分の摩擦及びトルクを低減すると共に、フェイスギア165に負荷が直接的にかかることを防止する。スラスト軸受部材144c、148aは、いわゆる滑り軸受であるが、転がり軸受を設けてもよい。これにより、グリッパ300を強く閉じた場合や開いた場合、すなわちギア体146が主軸部材144に強く当接する場合でも、ロール回転動作を円滑に行うことができる。   A resin-made thrust bearing member 144c is provided on a portion of the main shaft member 144 that contacts the gear body 146. A thrust bearing member 148a made of resin is provided at a portion of the nut body 148 that contacts the gear body 146. The thrust bearing members 144c and 148a are low-friction materials that reduce the friction and torque at the abutting portion and prevent the face gear 165 from being directly loaded. The thrust bearing members 144c and 148a are so-called sliding bearings, but may be provided with rolling bearings. Accordingly, even when the gripper 300 is strongly closed or opened, that is, when the gear body 146 strongly contacts the main shaft member 144, the roll rotation operation can be performed smoothly.

ギア体146は、段付き筒形状であって、Z2方向の大径部162と、Z1方向の小径部164と、大径部162のZ2方向端面に設けられたフェイスギア165とを有する。フェイスギア165は、歯車体126の歯車134に噛合する。ギア体146は、ナット体148により主軸部材144に対する抜け止めがなされている。大径部162の外周には、ねじが設けてある。   The gear body 146 has a stepped cylindrical shape, and includes a large diameter portion 162 in the Z2 direction, a small diameter portion 164 in the Z1 direction, and a face gear 165 provided on the end surface of the large diameter portion 162 in the Z2 direction. The face gear 165 meshes with the gear 134 of the gear body 126. The gear body 146 is prevented from coming off from the main shaft member 144 by a nut body 148. A screw is provided on the outer periphery of the large diameter portion 162.

受動板158は、Z2方向の凹部166と、該凹部166の底面に設けられた係合部168と、Y方向両面にそれぞれ設けられた軸方向のリブ170、170と、リンク孔172、172とを有する。係合部168は、伝達部材152の先端に設けられたきのこ状の突起174に係合する形状である。この係合により、受動板158と伝達部材152は、相対的なロール軸の回転が可能になる。受動板158の幅は先端支持部材161の内径に略等しい。   The passive plate 158 includes a concave portion 166 in the Z2 direction, an engaging portion 168 provided on the bottom surface of the concave portion 166, axial ribs 170 and 170 provided on both sides in the Y direction, and link holes 172 and 172, respectively. Have The engaging portion 168 has a shape that engages with a mushroom-like protrusion 174 provided at the tip of the transmission member 152. By this engagement, the passive plate 158 and the transmission member 152 can rotate relative to each other. The width of the passive plate 158 is substantially equal to the inner diameter of the tip support member 161.

先端支持部材161は、複合機構部102の略全体を覆う大きさであり、複合機構部102に異物(生体組織、薬剤、糸等)が入り込むことを防止している。図13及び図16に示すように、先端支持部材161の内面には、受動板158の2つのリブ170、170が嵌る軸方向の2本の溝175、175が対向して設けられている。溝175にリブ170が嵌ることにより受動板158が軸方向にガイドされる。受動板158の係合部168には、伝達部材152先端の突起174が係合することから、受動プーリ156aは主軸部材144の孔144a内において、受動板158及び伝達部材152と共に軸方向に進退可能であり、且つ伝達部材152を基準としてロール回転が可能である。先端支持部材161は、ギア体146の大径部162に対して螺入、圧入等の手段により固定されている。   The tip support member 161 is sized to cover substantially the entire composite mechanism portion 102, and prevents foreign matter (biological tissue, medicine, thread, etc.) from entering the composite mechanism portion 102. As shown in FIGS. 13 and 16, two axial grooves 175 and 175 in which the two ribs 170 and 170 of the passive plate 158 are fitted are provided to face the inner surface of the tip support member 161. The passive plate 158 is guided in the axial direction by fitting the rib 170 into the groove 175. Since the protrusion 174 at the tip of the transmission member 152 engages with the engaging portion 168 of the passive plate 158, the passive pulley 156 a moves forward and backward in the axial direction together with the passive plate 158 and the transmission member 152 in the hole 144 a of the main shaft member 144. It is possible to rotate the roll with reference to the transmission member 152. The tip support member 161 is fixed to the large diameter portion 162 of the gear body 146 by means such as screwing or press fitting.

図15に示すように、先端支持部材161は、その基端部がギア体146に外嵌されて結合(螺合、圧入等)されており、先端支持部材161及びグリッパ300は、ギア体146の回転と共にロール軸動作を行う。   As shown in FIG. 15, the distal end support member 161 has a base end portion fitted onto the gear body 146 and coupled (screwed, press-fitted, etc.). The distal end support member 161 and the gripper 300 are connected to the gear body 146. The roll axis operation is performed along with the rotation of.

グリッパ300において、一方のグリッパ部材308の基端側のレバー部310と受動板158は、グリッパリンク220により連接されており、他方のグリッパ部材309の基端側のレバー部310と受動板158は、グリッパリンク221により連接されている。つまり、各グリッパリンク220、221の一端の孔220aは、レバー部310の孔218と共にピン222が挿入され、他端の孔220bは、受動板158のリンク孔172と共にピン224が挿入されて連接されている。   In the gripper 300, the lever 310 on the base end side of one gripper member 308 and the passive plate 158 are connected by the gripper link 220, and the lever portion 310 on the base end side of the other gripper member 309 and the passive plate 158 are connected. Are connected by a gripper link 221. That is, the pin 220 is inserted into the hole 220 a at one end of each gripper link 220, 221 together with the hole 218 of the lever portion 310, and the pin 224 is inserted into the hole 220 b at the other end together with the link hole 172 of the passive plate 158. Has been.

詳細は後述するが、グリッパ部材308、309には、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が接続されるため、レバー部310間は、樹脂等により形成されて絶縁性を有する段付き円筒形状の絶縁筒体400を挟んで絶縁されている(図13及び図15参照)。   Although details will be described later, since the first cable E1 and the second cable E2 are connected to the gripper members 308 and 309, respectively, the stepped cylindrical shape formed of resin or the like between the lever portions 310 has insulation properties. The insulating cylinder 400 is insulated (see FIGS. 13 and 15).

図19に示すように、アイドルプーリ140aは、同軸上の第1層アイドルプーリ232と第2層アイドルプーリ234の2枚が並列して構成されており、ガイドプーリ142aは、同軸上の第1層ガイドプーリ236と第2層ガイドプーリ238の2枚が並列して構成されている。   As shown in FIG. 19, the idle pulley 140a is configured by two coaxial first-layer idle pulleys 232 and second-layer idle pulleys 234 arranged in parallel, and the guide pulley 142a has a first coaxial pulley 140a. Two layers of the layer guide pulley 236 and the second layer guide pulley 238 are configured in parallel.

図8に示すように、ロッド82aのZ1方向端部は、ワイヤ係合部250aによって受動ワイヤ(可撓性部材)252aの両端部に接続されている。   As shown in FIG. 8, the end portion in the Z1 direction of the rod 82a is connected to both end portions of the passive wire (flexible member) 252a by the wire engaging portion 250a.

図20に示すように、ワイヤ係合部250aは、ロッド82aの先端部260にローラ262が設けられ、該ローラ262に受動ワイヤ252aが巻き掛けられている。ローラ262はピン264に軸支されており回転自在である。これにより、受動ワイヤ252aはローラ262に巻きかけられながら適度に進退し、ロッド82aをZ2方向に引くときに、特にヨー軸が屈曲しないような状態でも、受動ワイヤ252aをX方向にバランスよく引くことができる。先端部260は、ロッド82aに螺設されている。   As shown in FIG. 20, in the wire engaging portion 250a, a roller 262 is provided at a tip portion 260 of a rod 82a, and a passive wire 252a is wound around the roller 262. The roller 262 is supported by a pin 264 and is rotatable. As a result, the passive wire 252a is appropriately advanced and retracted while being wound around the roller 262, and when the rod 82a is pulled in the Z2 direction, the passive wire 252a is pulled in a balanced manner in the X direction even when the yaw axis is not bent. be able to. The distal end portion 260 is screwed to the rod 82a.

図8及び図19に示すように、受動ワイヤ252aは、一部がワイヤ係合部250aに接続された環状の可撓性部材であり、ワイヤ以外にもロープ、樹脂線、ピアノ線及びチェーン等を用いることができる。   As shown in FIGS. 8 and 19, the passive wire 252a is an annular flexible member partially connected to the wire engaging portion 250a. In addition to the wire, a rope, a resin wire, a piano wire, a chain, etc. Can be used.

受動ワイヤ252aは、駆動部材のロッド82aから、アイドルプーリ140aのX1方向(第1の側方)を通り、X2方向(第2の側方)に向かい、ガイドプーリ142aのX2方向の面を通り受動プーリ156aのX2方向の面に至る。受動ワイヤ252aは、さらに、受動プーリ156aのZ1方向の面に半周巻き掛けられてX1方向の面に至り、ガイドプーリ142aのX1方向の面を通り、X2方向に向かいアイドルプーリ140aのX2方向を通りワイヤ係合部250aに至る経路で配設されている。   The passive wire 252a passes from the rod 82a of the driving member through the X1 direction (first side) of the idle pulley 140a, toward the X2 direction (second side), and passes through the surface of the guide pulley 142a in the X2 direction. It reaches the surface of the passive pulley 156a in the X2 direction. Further, the passive wire 252a is wound halfway around the surface of the passive pulley 156a in the Z1 direction to reach the surface of the X1 direction, passes through the surface of the guide pulley 142a in the X1 direction, and moves in the X2 direction to the X2 direction of the idle pulley 140a. It is arrange | positioned by the path | route which leads to the wire engaging part 250a.

つまり、受動ワイヤ252aは、ワイヤ係合部250aを基点及び終点とする一巡の経路を構成し、アイドルプーリ140aの両側方を通り、受動プーリ156aに巻き掛けられ、アイドルプーリ140aとガイドプーリ142aとの間で交差して、略8字形状をなす。これにより、ワイヤ係合部250a及び受動ワイヤ252aは、ロッド82aを介してトリガレバー36に対して機械的に接続されていることになる。   In other words, the passive wire 252a forms a circuit that has the wire engaging portion 250a as a base point and an end point, passes through both sides of the idle pulley 140a, is wound around the passive pulley 156a, and the idle pulley 140a and the guide pulley 142a It intersects between the two to form an approximately 8-character shape. Thereby, the wire engaging part 250a and the passive wire 252a are mechanically connected with respect to the trigger lever 36 via the rod 82a.

アイドルプーリ140a、ガイドプーリ142a及び受動プーリ156aは略同径であり、受動ワイヤ252aがあまり屈曲しないように、レイアウト上の可能な範囲で適度に大径にしている。ワイヤ係合部250aは、受動ワイヤ252aが過度に屈曲しないように、アイドルプーリ140aよりも適度に離れた位置に設けられており、受動ワイヤ252aの両端部はワイヤ係合部250aを頂部として鋭角を形成している。アイドルプーリ140aとガイドプーリ142aとの間は狭く、例えば、受動ワイヤ252aの幅と略等しい隙間が形成されている。   The idle pulley 140a, the guide pulley 142a, and the passive pulley 156a have substantially the same diameter, and have an appropriately large diameter within a possible range in the layout so that the passive wire 252a is not bent so much. The wire engaging portion 250a is provided at a position moderately separated from the idle pulley 140a so that the passive wire 252a does not bend excessively, and both ends of the passive wire 252a have an acute angle with the wire engaging portion 250a as the top. Is forming. The gap between the idle pulley 140a and the guide pulley 142a is narrow, and for example, a gap substantially equal to the width of the passive wire 252a is formed.

図8から諒解されるように、第1グリッパ駆動機構320aでは、基端側から先端側に向かって、受動ワイヤ252a、アイドルプーリ140a、ガイドプーリ142a及び受動プーリ156aが中心線に沿って配置されている。なお、グリッパ300は、伝達部材152等を介して受動プーリ156aに連結されている(図13及び図15参照)。   As can be seen from FIG. 8, in the first gripper drive mechanism 320a, the passive wire 252a, the idle pulley 140a, the guide pulley 142a, and the passive pulley 156a are arranged along the center line from the base end side to the tip end side. ing. The gripper 300 is connected to the passive pulley 156a via the transmission member 152 and the like (see FIGS. 13 and 15).

このように構成される第1グリッパ駆動機構320aでは、ロッド82a(図8参照)をZ2方向に引き寄せると、平面視で、第1層アイドルプーリ232及び第2層ガイドプーリ238は反時計方向に回転し、第2層アイドルプーリ234及び第1層ガイドプーリ236は時計方向に回転する。このように、アイドルプーリ140a及びガイドプーリ142aは、それぞれ同軸上で2枚のプーリが並列する構成であることから、当接する受動ワイヤ252aの動きに従って逆方向に回転可能であり、円滑な動作が可能である。   In the first gripper drive mechanism 320a configured as described above, when the rod 82a (see FIG. 8) is pulled in the Z2 direction, the first layer idle pulley 232 and the second layer guide pulley 238 are counterclockwise in plan view. Rotating, the second layer idle pulley 234 and the first layer guide pulley 236 rotate clockwise. As described above, the idle pulley 140a and the guide pulley 142a are configured such that two pulleys are coaxially arranged in parallel, and thus can be rotated in the reverse direction in accordance with the movement of the passive wire 252a that comes into contact with the idle pulley 140a and the guide pulley 142a. Is possible.

次に、グリッパ300について具体的に説明する。   Next, the gripper 300 will be specifically described.

図13及び図15〜図17に示すように、グリッパ300は、一対の把持部302、302が動作をするいわゆる両開き型である。グリッパ300は、先端支持部材161に形成された一対のグリッパベース304、304と、該グリッパベース304に設けられた軸孔305に挿入されるピン(軸部材)196を基準にして動作する一対のグリッパ部材308、309と、一対のグリッパリンク220、221とを有する。各グリッパベース304の軸孔305部分を含む内面には、浅い凹部304aがそれぞれ形成されている。各凹部304aには、ピン196が挿通する孔部311aを設けた板状の通電部材311がワッシャ313を内面側に挟んでそれぞれ配設される。各通電部材311は、上記の第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2がそれぞれ接続されることにより、各グリッパ部材308、309に通電するための端子である。   As shown in FIGS. 13 and 15 to 17, the gripper 300 is a so-called double-open type in which a pair of gripping portions 302 and 302 operate. The gripper 300 is operated with reference to a pair of gripper bases 304 and 304 formed on the tip support member 161 and a pin (shaft member) 196 inserted into a shaft hole 305 provided in the gripper base 304. The gripper members 308 and 309 and a pair of gripper links 220 and 221 are provided. A shallow recess 304a is formed on the inner surface of each gripper base 304 including the shaft hole 305 portion. In each recess 304a, a plate-shaped energizing member 311 provided with a hole 311a through which the pin 196 is inserted is disposed with the washer 313 sandwiched on the inner surface side. Each energizing member 311 is a terminal for energizing each gripper member 308, 309 by connecting the first cable E1 and the second cable E2 respectively.

グリッパ部材308、309は、多少屈曲してZ1方向に延在した最先端の把持部302と、把持部302に対して略35°に曲がって延在するレバー部310とを有する。各レバー部310の把持部302寄りには孔216が設けられ、レバー部310の端部近傍には孔218が設けられている。   The gripper members 308 and 309 have a state-of-the-art grip portion 302 that is slightly bent and extends in the Z1 direction, and a lever portion 310 that is bent approximately 35 ° with respect to the grip portion 302 and extends. A hole 216 is provided near the grip portion 302 of each lever portion 310, and a hole 218 is provided near the end of the lever portion 310.

図15に示すように、孔216にピン196が挿入されることにより、一対のグリッパ部材308、309は第3回転軸Ogを中心として揺動自在となる。なお、各グリッパ部材308、309の孔216では、ピン196との間に絶縁筒体400が介在している。   As shown in FIG. 15, when the pin 196 is inserted into the hole 216, the pair of gripper members 308 and 309 are swingable about the third rotation axis Og. The insulating cylinder 400 is interposed between the pin 196 and the hole 216 of each gripper member 308, 309.

各グリッパ部材308、309は、各グリッパリンク220、221と共に受動板158のリンク孔172に嵌挿されるピン224、224に連接されている。グリッパ300を開閉するリンクとして機能する受動板158では、リンク孔172がY方向対称位置に2つ設けられており、一対のグリッパリンク220、221は側面視で交差する配置である(図13及び図15参照)。   The gripper members 308 and 309 are connected to pins 224 and 224 inserted into the link holes 172 of the passive plate 158 together with the gripper links 220 and 221. In the passive plate 158 that functions as a link that opens and closes the gripper 300, two link holes 172 are provided at symmetrical positions in the Y direction, and the pair of gripper links 220 and 221 intersect each other in a side view (FIG. 13 and FIG. 13). FIG. 15).

図8、図13及び図15に示すように、第2グリッパ駆動機構320bは、第1グリッパ駆動機構320aに対し、基本的には、折り返しプーリ350が付加された構成である。受動プーリ156a及び受動プーリ156bは同軸構成となっている。   As shown in FIGS. 8, 13, and 15, the second gripper driving mechanism 320b basically has a configuration in which a folding pulley 350 is added to the first gripper driving mechanism 320a. The passive pulley 156a and the passive pulley 156b have a coaxial configuration.

図13及び図15に示すように、主軸部材144には、ピン352が挿入及び固定される径方向の軸孔354が設けられている。軸孔354は、孔144aを経由して主軸部材144の筒部を貫通している。   As shown in FIGS. 13 and 15, the main shaft member 144 is provided with a radial shaft hole 354 into which the pin 352 is inserted and fixed. The shaft hole 354 passes through the cylindrical portion of the main shaft member 144 via the hole 144a.

伝達部材152には、ピン352が挿通可能な幅で軸方向に延在する長孔356が設けられている(図13参照)。図15に示すように、伝達部材152は、基端支持部材116(シャフト18)の軸心よりY1方向にややオフセットした位置に設けられるが、先端の突起174だけは軸心に配置させるとよい(図15参照)。もちろん、伝達部材152は中心に配置してもよい。   The transmission member 152 is provided with a long hole 356 extending in the axial direction with a width through which the pin 352 can be inserted (see FIG. 13). As shown in FIG. 15, the transmission member 152 is provided at a position slightly offset in the Y1 direction from the axis of the proximal support member 116 (shaft 18), but only the protrusion 174 at the distal end may be arranged at the axis. (See FIG. 15). Of course, the transmission member 152 may be arranged at the center.

ピン154は、伝達部材152を通り抜けてY2方向に突出し受動プーリ156bを軸支する。受動プーリ156bは、受動ワイヤ252bが2巻き可能な幅を有する。主軸部材144の孔144aは、受動プーリ156a、156b及び伝達部材152が挿入可能な高さを有する。受動プーリ156a及び156bは、孔144a内でピン154によって同軸に軸支されており、独立的に回転自在である。   The pin 154 passes through the transmission member 152 and protrudes in the Y2 direction to pivotally support the passive pulley 156b. The passive pulley 156b has a width that allows the passive wire 252b to be wound twice. The hole 144a of the main shaft member 144 has a height at which the passive pulleys 156a and 156b and the transmission member 152 can be inserted. The passive pulleys 156a and 156b are axially supported by a pin 154 in the hole 144a and are independently rotatable.

ピン352は、孔144a内でY1方向からY2方向に向かって、長孔356及び折り返しプーリ350の中心孔に挿入されて、伝達部材152と受動プーリ156a及び156bが軸方向に進退可能である。折り返しプーリ350はピン352に軸支されて回転自在であり、位置は固定である。折り返しプーリ350は受動ワイヤ252bが2巻き可能な幅を有する。   The pin 352 is inserted into the center hole of the elongated hole 356 and the folding pulley 350 from the Y1 direction toward the Y2 direction in the hole 144a, so that the transmission member 152 and the passive pulleys 156a and 156b can advance and retract in the axial direction. The folding pulley 350 is supported by a pin 352 and is rotatable, and its position is fixed. The folding pulley 350 has a width that allows the passive wire 252b to be wound twice.

図6〜図8及び図15〜図17に示すように、第2グリッパ駆動機構320bにおいては、受動プーリ156bよりも先端側に折り返しプーリ350が設けられ、受動ワイヤ252bは、受動プーリ156bと折り返しプーリ350とに渡って巻き掛けられている。つまり、受動ワイヤ252bは、駆動部材のロッド82bのワイヤ係合部250bから、アイドルプーリ140bのX1方向を通り、X2方向に向かい、ガイドプーリ142bのX2方向を通り受動プーリ156bのX2方向の面に至る。受動ワイヤ252bはそのままZ1方向に向かって延在し、折り返しプーリ350のX2方向の面に達し、該折り返しプーリ350のZ1方向の面に半回転巻き付けられてZ2方向に折り返す。   As shown in FIG. 6 to FIG. 8 and FIG. 15 to FIG. 17, in the second gripper driving mechanism 320b, a folding pulley 350 is provided on the tip side of the passive pulley 156b, and the passive wire 252b is folded back with the passive pulley 156b. It is wound around the pulley 350. That is, the passive wire 252b passes from the wire engaging portion 250b of the rod 82b of the driving member through the X1 direction of the idle pulley 140b, toward the X2 direction, passes through the X2 direction of the guide pulley 142b, and the X2 direction surface of the passive pulley 156b. To. The passive wire 252b extends in the Z1 direction as it is, reaches the surface in the X2 direction of the folding pulley 350, is wound around the Z1 direction surface of the folding pulley 350, and is folded in the Z2 direction.

受動ワイヤ252bは、受動プーリ156bのZ2方向の面に半回転巻き付けられてX2側を通って再度折り返しプーリ350に至り、再び該折り返しプーリ350のZ1方向の面に半回転巻き付けられてZ2方向に折り返す。この後、受動ワイヤ252bはガイドプーリ142bのX1方向からアイドルプーリ140bのX2方向に至り、ロッド82bのワイヤ係合部250bに接続される。ワイヤ係合部250a及び受動ワイヤ252aは、ロッド82aを介してトリガレバー36に対して機械的に接続されていることになる。   The passive wire 252b is wound around the surface of the passive pulley 156b in the Z2 direction by half rotation, passes through the X2 side, reaches the folding pulley 350 again, and is again wound around the Z1 direction of the folding pulley 350 by half rotation in the Z2 direction. Wrap. Thereafter, the passive wire 252b extends from the X1 direction of the guide pulley 142b to the X2 direction of the idle pulley 140b and is connected to the wire engaging portion 250b of the rod 82b. The wire engaging portion 250a and the passive wire 252a are mechanically connected to the trigger lever 36 via the rod 82a.

このように構成される先端動作部12では、図6及び図16に示すように、人手によりトリガレバー36を十分に引くと、ロッド82aは受動ワイヤ252aを引き寄せ、受動プーリ156a、伝達部材152をZ2方向に移動させることからグリッパ300を閉じさせることができる。つまり、ロッド82aや受動ワイヤ252a、受動プーリ156a等の伝達部材が牽引されることによりグリッパ300が閉じられる。この場合、第2グリッパ駆動機構320bについては、ロッド82bは、押し出されるように配置されているため、伝達部材152の動作を阻害しない。   In the distal end working unit 12 configured in this way, as shown in FIGS. 6 and 16, when the trigger lever 36 is sufficiently pulled by hand, the rod 82a pulls the passive wire 252a, and the passive pulley 156a and the transmission member 152 are moved. Since the gripper 300 is moved in the Z2 direction, the gripper 300 can be closed. That is, the gripper 300 is closed by pulling transmission members such as the rod 82a, the passive wire 252a, and the passive pulley 156a. In this case, with respect to the second gripper driving mechanism 320b, the rod 82b is disposed so as to be pushed out, and thus does not hinder the operation of the transmission member 152.

また、図7及び図17に示すように、人手によりトリガレバー36を十分に押し出すと、伝達部材152及び受動プーリ156aは先端側にZ1方向に移動してグリッパ300を開くことができる。グリッパ300には、トリガレバー36を人手によって押し出す力が第2グリッパ駆動機構320bによって機械的に直接伝えられることから、弾性体のような所定の力ではなく任意の強い力で開くことができる。従って、グリッパ300の外側面を用いて生体組織を剥離させ、又は孔部を拡開させるような手技に対して好適に用いることができる。   Further, as shown in FIGS. 7 and 17, when the trigger lever 36 is sufficiently pushed out manually, the transmission member 152 and the passive pulley 156a can move in the Z1 direction toward the tip side to open the gripper 300. Since the force that pushes the trigger lever 36 manually is directly transmitted to the gripper 300 by the second gripper driving mechanism 320b, the gripper 300 can be opened with an arbitrary strong force instead of a predetermined force such as an elastic body. Therefore, it can be suitably used for a procedure that peels the living tissue using the outer surface of the gripper 300 or widens the hole.

また、グリッパ300の外側面に対象物が接触した場合には、受動ワイヤ252b、ロッド82b及びトリガレバー36もそれ以上Z1方向に動かなくなり、操作者はグリッパ300の外側面が対象物に接触したこと、及び該対象物の硬さ等を指先で知覚することができる。   Further, when the object comes into contact with the outer surface of the gripper 300, the passive wire 252b, the rod 82b, and the trigger lever 36 do not move further in the Z1 direction, and the operator touches the outer surface of the gripper 300 with the object. And the hardness of the object can be perceived with a fingertip.

先端動作部12は、さらに、ヨー軸動作及びロール軸動作が可能である。図10及び図11に示すように、先端動作部12では、ヨー軸動作をする場合、ガイドプーリ142a及びガイドプーリ142bの軸112を中心にして、それよりも先端の複合機構部102及びグリッパ300がヨー方向に揺動する。先端動作部12は、非干渉機構であることから、ヨー軸動作をしてもグリッパ300の開度が変化することはなく、逆にグリッパ300の開度を変化させてもヨー軸が動作することはない。グリッパ300とロール軸の関係についても同様である。   The tip operation unit 12 can further perform a yaw axis operation and a roll axis operation. As shown in FIGS. 10 and 11, in the tip operation unit 12, when the yaw axis operation is performed, the composite mechanism unit 102 and the gripper 300 at the tip are centered on the shaft 112 of the guide pulley 142 a and the guide pulley 142 b. Swings in the yaw direction. Since the distal end working unit 12 is a non-interference mechanism, the opening degree of the gripper 300 does not change even when the yaw axis operation is performed. Conversely, the yaw axis operates even when the opening degree of the gripper 300 is changed. There is nothing. The same applies to the relationship between the gripper 300 and the roll shaft.

2.3.2.先端動作部での配線構造の説明
次に、先端動作部12でのケーブルEの配線構造について説明する。
2.3.2. Next, the wiring structure of the cable E in the distal end working unit 12 will be described.

先端動作部12では、上記の通り、一対の電極部材として機能するグリッパ部材308、309に対し、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が接続され、これにより高周波電源23からの電流をグリッパ部材308、309間に把持した生体に通電することができる。   In the distal end working unit 12, as described above, the first cable E1 and the second cable E2 are connected to the gripper members 308 and 309 that function as a pair of electrode members, respectively, and thereby the current from the high frequency power supply 23 is supplied to the gripper member. The living body held between 308 and 309 can be energized.

ところが、先端動作部12は、上記の各動作(ヨー軸動作、ロール軸動作、グリッパ開閉動作)を行うため、ケーブルEは、これら各動作を邪魔しないように十分な余裕(撓み)を持って配線されている必要があり、その反面、ケーブルEの余裕部分が外部に飛び出し、トラカール20の入口や体腔22内の生体組織に引っ掛かることを防止しておく必要もある。そこで、本実施形態に係るマニピュレータ10では、先端動作部12の動作やこれを用いた手技の円滑な実行と、ケーブルEの適切な収納とを両立できる配線構造を先端動作部12に採用している。   However, since the distal end operating unit 12 performs the above-described operations (yaw axis operation, roll axis operation, gripper opening / closing operation), the cable E has a sufficient margin (bending) so as not to interfere with these operations. On the other hand, it is necessary to prevent the marginal portion of the cable E from protruding to the outside and being caught by the entrance of the trocar 20 or the living tissue in the body cavity 22. Therefore, in the manipulator 10 according to the present embodiment, the distal end working unit 12 employs a wiring structure that can achieve both the operation of the distal end working unit 12 and the smooth execution of the procedure using the tip operation unit and the appropriate storage of the cable E. Yes.

すなわち、図14に示すように、先端動作部12は、シャフト18内を挿通されたケーブルEの基端側(Z2側)部分を結束保持するケーブル保持部材(ケーブル押さえ)402と、ケーブルEの先端側(Z1側)部分を結束支持する先端支持部材161と、先端支持部材161の基端側円筒部の外周面161b上に周方向に摺動可能に係合するCリング状のケーブルガイド(リング部材)404と、ケーブルガイド404の外周側に配置されるケーブルカバー406とを有する。第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、これら各部材を介してシャフト18側からグリッパ300側へと配線される。   That is, as shown in FIG. 14, the distal end working unit 12 includes a cable holding member (cable presser) 402 that binds and holds the proximal end (Z2 side) portion of the cable E inserted through the shaft 18, and the cable E A distal end support member 161 that binds and supports the distal end side (Z1 side) portion, and a C-ring-shaped cable guide that slidably engages on the outer peripheral surface 161b of the proximal end side cylindrical portion of the distal end support member 161 in the circumferential direction. Ring member) 404 and a cable cover 406 disposed on the outer peripheral side of the cable guide 404. The first cable E1 and the second cable E2 are wired from the shaft 18 side to the gripper 300 side through these members.

ケーブル保持部材402は、先端支持部材161の外周面161bの基端周縁部に周方向に摺動可能に外嵌されるリング部(リング部材)408と、リング部408のZ2側面から突出した一対の突出片412、412とを有する。一方(Y2側)の突出片412に対応する位置には、リング部408の周方向一部をトンネル状に切欠き、軸方向に開口して第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2がまとめて挿通・保持される基端結束部(第2結束部、切欠通路)408aが形成される。リング部408の先端側(Z1側)の外周面には、該リング部408を段付き形状に構成する環状凹部408bが形成されている。各突出片412は、基端支持部材116の各舌片部159の外面に配置されると共に、その端部の軸孔412aに軸112が嵌挿・軸支される(図9、図10及び図15参照)。   The cable holding member 402 is a pair of a ring portion (ring member) 408 that is slidably fitted in the circumferential direction on the base end peripheral portion of the outer peripheral surface 161b of the distal end support member 161, and a pair that protrudes from the Z2 side surface of the ring portion 408. Projecting pieces 412, 412. At a position corresponding to one (Y2 side) protruding piece 412, a part of the ring portion 408 in the circumferential direction is cut out in a tunnel shape and opened in the axial direction so that the first cable E 1 and the second cable E 2 are inserted together. A base end bundling portion (second bundling portion, notch passage) 408a to be held is formed. On the outer peripheral surface of the ring portion 408 on the front end side (Z1 side), an annular recess 408b that forms the ring portion 408 in a stepped shape is formed. Each protruding piece 412 is disposed on the outer surface of each tongue piece 159 of the base end support member 116, and the shaft 112 is fitted and supported in the shaft hole 412a at the end (see FIGS. 9, 10 and 10). FIG. 15).

従って、図10及び図11に示すように、ケーブル保持部材402は、第1回転軸Oy(軸112)を軸心とする先端支持部材161のヨー方向への揺動動作に伴って、該先端支持部材161と共に揺動する。一方、図15から諒解されるように、ケーブル保持部材402は、軸112によって軸孔412aが軸支されているため、第2回転軸Orを軸心とする先端支持部材161のロール方向への回転動作に対しては、リング部408の内面で先端支持部材161の外周面161bが周方向に摺動することになり、ロール方向へは回転しない。   Therefore, as shown in FIGS. 10 and 11, the cable holding member 402 is moved along the yaw direction of the tip support member 161 having the first rotation axis Oy (shaft 112) as an axis. It swings together with the support member 161. On the other hand, as can be seen from FIG. 15, the cable holding member 402 has the shaft hole 412 a supported by the shaft 112, and therefore the tip support member 161 having the second rotation axis Or as the axis is in the roll direction. For the rotation operation, the outer peripheral surface 161b of the tip support member 161 slides in the circumferential direction on the inner surface of the ring portion 408, and does not rotate in the roll direction.

ケーブルガイド404は、先端支持部材161の外周面161b上で周方向に摺動可能に係合されるCリング状の部材であり、周方向で一部に、該ケーブルガイド404を軸方向に切り欠く切欠部414が形成されている。切欠部414は、当該先端動作部12が、ロール軸動作を行っていない図10の中立姿勢(ロール中立姿勢)において、Y1側に開口するように配置される(図10及び図14参照)。切欠部414を挟んで対向する一対の側面404a、404bは、それぞれ円弧形状となっている。   The cable guide 404 is a C-ring-like member that is slidably engaged in the circumferential direction on the outer peripheral surface 161b of the tip support member 161. The cable guide 404 is partially cut in the circumferential direction in the axial direction. A notch 414 is formed. The notch portion 414 is arranged so as to open to the Y1 side in the neutral posture (roll neutral posture) of FIG. 10 in which the distal end working portion 12 is not performing the roll axis operation (see FIGS. 10 and 14). Each of the pair of side surfaces 404a and 404b facing each other with the notch 414 interposed therebetween has an arc shape.

図10、図15及び図16に示すように、ケーブルガイド404は、先端支持部材161の外周面161b上で、ケーブル保持部材402のリング部408と、先端支持部材161の拡径部161aとの間に配置される。ケーブルガイド404は、リング部408及び拡径部161aの側面に対して、少なくとも第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2のうちの1本を多少の余裕を持って配置可能な隙間416、416を設けて配置される。   As shown in FIGS. 10, 15, and 16, the cable guide 404 includes a ring portion 408 of the cable holding member 402 and an enlarged diameter portion 161 a of the tip support member 161 on the outer peripheral surface 161 b of the tip support member 161. Arranged between. The cable guide 404 is provided with gaps 416 and 416 in which at least one of the first cable E1 and the second cable E2 can be arranged with some margin on the side surfaces of the ring portion 408 and the enlarged diameter portion 161a. Arranged.

先端支持部材161は、拡径部161aの周方向一部を軸方向に切欠き、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が挿通・保持される先端結束部(第1結束部)418を有する。本実施形態の場合、先端結束部418は、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2にそれぞれ対応する一対の切欠通路を隣接配置した構成であるが(図10及び図14参照)、前記基端結束部408aと同様に、ケーブルEをまとめて挿通・保持する構成であってもよい。   The distal end support member 161 has a distal end bundling portion (first bundling portion) 418 through which a part in the circumferential direction of the enlarged diameter portion 161a is cut out in the axial direction and the first cable E1 and the second cable E2 are inserted and held. In the case of the present embodiment, the distal end binding portion 418 has a configuration in which a pair of cutout passages corresponding to the first cable E1 and the second cable E2 are disposed adjacent to each other (see FIGS. 10 and 14). Similarly to the section 408a, the cable E may be inserted and held together.

図10及び図15に示すように、先端支持部材161の拡径部161aの外径は、ケーブル保持部材402の環状凹部408bの外径と略同一に設定されており、ケーブルガイド404の外径よりも多少大きく、ケーブルカバー406のZ方向両端がそれぞれ拡径部161aと環状凹部408bとに外嵌される。これにより、該ケーブルカバー406の内側で、ケーブルガイド404の脱落が防止される。さらに、該ケーブルカバー406の内側で、基端結束部408aと先端結束部418の間で隙間416に配線されるケーブルEの外方への膨らみや垂れ下がりが防止され、ケーブルEが確実に収納される。   As shown in FIGS. 10 and 15, the outer diameter of the enlarged diameter portion 161 a of the tip support member 161 is set to be substantially the same as the outer diameter of the annular recess 408 b of the cable holding member 402. The both ends of the cable cover 406 in the Z direction are fitted to the enlarged diameter portion 161a and the annular recess 408b, respectively. As a result, the cable guide 404 is prevented from falling off inside the cable cover 406. Further, on the inner side of the cable cover 406, the cable E routed in the gap 416 between the proximal end bundling portion 408a and the distal end bundling portion 418 is prevented from bulging or drooping outward, and the cable E is securely stored. The

さらに、図10及び図14に示すように、先端結束部418より先端側に、先端支持部材161(グリッパベース304)の外面上でのケーブルEの外部露出を防止するカバー部材405と、基端結束部408aより基端側に、基端支持部材116(舌片部159)の外面上でのケーブルEの外部露出を防止するカバー部材407とを設けてもよい。これらカバー部材405、407としては、例えば、樹脂等の薄い円筒部材や、ゴム等の可撓性を持つチューブ部材等を用いるとよい。   Further, as shown in FIGS. 10 and 14, a cover member 405 for preventing external exposure of the cable E on the outer surface of the distal end support member 161 (gripper base 304) on the distal end side from the distal end binding portion 418, and a proximal end A cover member 407 that prevents external exposure of the cable E on the outer surface of the proximal end support member 116 (tongue piece 159) may be provided on the proximal end side from the binding portion 408a. As these cover members 405 and 407, for example, a thin cylindrical member such as resin or a flexible tube member such as rubber may be used.

なお、カバー部材405、407に代えて、図14中に2点差線で示すように、先端支持部材161や基端支持部材116に、その内外面を貫通する孔部409、411を設け、この孔部409、411にケーブルEを挿通させて先端支持部材161や基端支持部材116の内側に引き込むことで、当該ケーブルEの外部露出を防止してもよい。   In place of the cover members 405 and 407, holes 409 and 411 penetrating the inner and outer surfaces are provided in the distal end support member 161 and the proximal end support member 116 as shown by a two-dotted line in FIG. The cable E may be inserted into the holes 409 and 411 and pulled into the distal end support member 161 or the proximal end support member 116 to prevent the cable E from being exposed to the outside.

以上の構成に基づき、先端動作部での配線構造について具体的に説明する。   Based on the above configuration, the wiring structure in the distal end working unit will be specifically described.

先ず、図8及び図10に示すように、電極棒71(図2参照)からの第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、ヨー軸動作を駆動するプーリ130に巻き掛けられたワイヤ80aの往路及び復路にそれぞれ固定部材420によって一体的に固定され、シャフト18内を配線されて先端動作部12に至る。固定部材420としては、例えば熱収縮チューブや接着テープを用いるとよい。   First, as shown in FIG. 8 and FIG. 10, the first cable E1 and the second cable E2 from the electrode rod 71 (see FIG. 2) are forwarded by a wire 80a wound around a pulley 130 that drives the yaw axis operation. And fixed to the return path integrally by a fixing member 420, and wired in the shaft 18 to reach the distal end working unit 12. As the fixing member 420, for example, a heat shrinkable tube or an adhesive tape may be used.

図10、図14及び図15に示すように、シャフト18内を配線された第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、それぞれ基端支持部材116のZ1側の開口部から、一方(Y2側)の舌片部159の両脇を通って該舌片部159の外面へと通されると共に、軸112の周囲を回り込み、ケーブル保持部材402の一方(Y2側)の突出片412の内側から基端結束部408aへと挿通される。   As shown in FIGS. 10, 14, and 15, the first cable E <b> 1 and the second cable E <b> 2 wired in the shaft 18 are each one (Y2 side) from the opening on the Z1 side of the base end support member 116. The tongue piece 159 is passed through the both sides of the tongue piece 159 to the outer surface of the tongue piece 159, and around the shaft 112, from the inside of the protruding piece 412 on one side (Y2 side) of the cable holding member 402. It is inserted into the end bundling portion 408a.

基端結束部408aで一体的に保持された第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、リング部408とケーブルガイド404との間の隙間416に至ると分岐され、該ケーブルガイド404のZ2側の側面404cに沿って、互いに離間する周方向に引き回された後(図10及び図14参照)、それぞれ切欠部414の側面404a、404bに沿って該切欠部414をZ1方向に通過する。切欠部414を通過した第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、再び分岐してケーブルガイド404のZ1側の側面404dに沿って引き回された後、再び合流して先端結束部418へと挿通される。   The first cable E1 and the second cable E2 that are integrally held by the proximal end bundling portion 408a are branched when reaching the gap 416 between the ring portion 408 and the cable guide 404. After being routed in the circumferential direction away from each other along the side surface 404c (see FIGS. 10 and 14), the notch 414 passes through the notch 414 in the Z1 direction along the side surfaces 404a and 404b of the notch 414, respectively. The first cable E1 and the second cable E2 that have passed through the notch 414 are branched again and routed along the side surface 404d on the Z1 side of the cable guide 404, and then merge again to be inserted into the leading end binding unit 418. Is done.

先端結束部418で一体的に保持された第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、それぞれ先端支持部材161の一方(Y2側)のグリッパベース304の両脇から該グリッパベース304の内側に引き込まれ(図10及び図14参照)、各グリッパ部材308、309に対応する各通電部材311へと接続される(図10、図13及び図14参照)。   The first cable E1 and the second cable E2 that are integrally held by the distal end bundling portion 418 are drawn into the inside of the gripper base 304 from both sides of the gripper base 304 on one side (Y2 side) of the distal end support member 161, respectively. (Refer to FIG. 10 and FIG. 14), and connected to each energizing member 311 corresponding to each gripper member 308, 309 (see FIG. 10, FIG. 13 and FIG. 14).

この際、図15に示すように、一方のグリッパ部材308と、他方のグリッパ部材309との間は、レバー部310、310間にピン196の周囲も囲繞する絶縁筒体400を挟持し、該絶縁筒体400を絶縁性を有する樹脂等によって形成し、さらに一方のグリッパリンク221を絶縁性を有する樹脂等によって形成することで絶縁される。これら絶縁性を有する部材には、例えば、PEEK等の樹脂やセラミック等の絶縁性を有する材質を用いるとよい。   At this time, as shown in FIG. 15, between one gripper member 308 and the other gripper member 309, an insulating cylinder 400 surrounding the pin 196 is sandwiched between the lever portions 310 and 310, The insulating cylinder 400 is formed of an insulating resin or the like, and one of the gripper links 221 is formed of an insulating resin or the like to be insulated. For these insulating members, for example, an insulating material such as a resin such as PEEK or ceramic may be used.

なお、一方のグリッパ部材308と他方のグリッパ部材309の絶縁方法に関しては、本実施形態の構成に限定されることは勿論ない。例えば、グリッパリンク220、221が非絶縁部材であると共に、グリッパ部材308、309間が非絶縁状態であっても、受動板158が絶縁部材であるか又は絶縁部材でコーティング若しくはカバーされて、一方のグリッパ部材308・グリッパリンク220と、他方のグリッパ部材309・グリッパリンク221とが、互いに絶縁され且つ受動板158と絶縁されていればよい。すなわち、一方のグリッパ部材308と、他方のグリッパ部材309と、構造部材・動力伝達部材との3者が絶縁状態に構成されていればよい。   Of course, the insulating method of the one gripper member 308 and the other gripper member 309 is not limited to the configuration of the present embodiment. For example, even if the gripper links 220 and 221 are non-insulating members and the gripper members 308 and 309 are not insulated, the passive plate 158 is an insulating member or is coated or covered with an insulating member. The gripper member 308 and the gripper link 220 and the other gripper member 309 and the gripper link 221 may be insulated from each other and from the passive plate 158. That is, it is only necessary that the three members of the one gripper member 308, the other gripper member 309, and the structural member / power transmission member are in an insulated state.

第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、上記の通り、基端結束部408aから先端結束部418に至る途中で、ケーブルガイド404の各側面404a〜404dに沿って引き回されることにより、ロール軸動作に対応できる十分な余裕(撓み)を持つと共に、外周面161b上を這ってケーブルカバー406内に収納された干渉部分(撓み部分)E1a、E2aを有することになる(図10参照)。   As described above, the first cable E1 and the second cable E2 are routed along the side surfaces 404a to 404d of the cable guide 404 on the way from the proximal end binding portion 408a to the distal end binding portion 418, thereby rolling. In addition to having a sufficient margin (deflection) that can cope with the shaft operation, there are interference portions (flexion portions) E1a and E2a housed in the cable cover 406 over the outer peripheral surface 161b (see FIG. 10).

2.3.3.先端動作部が動作した際のケーブル配線状態の説明
先ず、先端動作部12が第2回転軸Orを中心とするロール軸動作を行った場合のケーブルEの状態について、図18A及び図18Bを参照して説明する。図18Aは、ケーブルガイド404及びその周辺部を周方向に展開した状態での基端結束部408aと先端結束部418の間におけるケーブルEの配線構造を模式的に示す説明図であり、図18Bは、図18Aに示す状態から先端動作部12がロール軸動作を行った状態での説明図である。
2.3.3. Description of the Cable Wiring State when the Tip Operating Unit Operates First, see FIG. 18A and FIG. 18B regarding the state of the cable E when the tip operating unit 12 performs the roll axis operation around the second rotation axis Or. To explain. 18A is an explanatory view schematically showing the wiring structure of the cable E between the proximal end binding portion 408a and the distal end binding portion 418 in a state where the cable guide 404 and its peripheral portion are developed in the circumferential direction. These are explanatory drawings in the state where the front-end | tip operation | movement part 12 performed roll-axis operation | movement from the state shown to FIG. 18A.

先端動作部12がロール軸動作をしていない中立姿勢(ロール中立姿勢)では(図10参照)、図18Aに示すように、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、基端結束部408aと先端結束部418の間で、Z方向に対称な位置関係でケーブルガイド404の各側面404a〜404dに沿って配線されている。この状態では、第1ケーブルE1の干渉部分E1aと、第2ケーブルE2の干渉部分E2aとは、略同形状になっている。なお、図18Aでは、この状態でのロール軸動作の回転角度を0°として図示している。   In the neutral posture (roll neutral posture) in which the distal end working unit 12 is not performing the roll axis operation (see FIG. 10), as shown in FIG. 18A, the first cable E1 and the second cable E2 are connected to the proximal end bundling portion 408a. Wiring is performed along the side surfaces 404a to 404d of the cable guide 404 between the leading end binding portions 418 in a symmetrical positional relationship in the Z direction. In this state, the interference part E1a of the first cable E1 and the interference part E2a of the second cable E2 have substantially the same shape. In FIG. 18A, the rotation angle of the roll axis operation in this state is shown as 0 °.

続いて、例えば、先端動作部12に回転角度90°のロール軸動作が付与されると(図12参照)、先端支持部材161が90°ロール回転するため、先端結束部418がケーブル保持部材402に対して相対的に90°ロール回転する。そうすると、図18Bに示すように、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、その基端側が基端結束部408aで保持されたまま、その先端側が先端結束部418で保持されつつロール方向に回転されることになる。   Subsequently, for example, when a roll axis operation with a rotation angle of 90 ° is applied to the distal end working unit 12 (see FIG. 12), the distal end support member 161 rotates by 90 °, so that the distal end binding unit 418 is connected to the cable holding member 402. 90 ° roll relative to Then, as shown in FIG. 18B, the first cable E1 and the second cable E2 are rotated in the roll direction while their proximal ends are held by the proximal end binding portion 408a and their distal ends are held by the distal end binding portion 418. Will be.

ここで、当該配線構造では、基端結束部408aと先端結束部418の間でケーブルガイド404を摺動回転可能に設けているため、図18Bに示すように、先端結束部418のロール回転により、例えば第1ケーブルE1の干渉部分E1aの先端側が先端結束部418に引っ張られ、該干渉部分E1aがケーブルガイド404の側面404aを当該ロール回転方向に押圧する。このため、干渉部分E1a(第1ケーブルE1)の押圧により、ケーブルガイド404も外周面161b上で周方向に前記90°ロール回転することから、他方の干渉部分E2a(第2ケーブルE2)は、他方の側面404bから当該ロール回転方向に押圧される。   Here, in the wiring structure, the cable guide 404 is slidably rotated between the proximal end bundling portion 408a and the front end bundling portion 418. Therefore, as shown in FIG. For example, the distal end side of the interference portion E1a of the first cable E1 is pulled by the distal end binding portion 418, and the interference portion E1a presses the side surface 404a of the cable guide 404 in the roll rotation direction. For this reason, since the cable guide 404 also rotates 90 degrees in the circumferential direction on the outer peripheral surface 161b due to the pressing of the interference portion E1a (first cable E1), the other interference portion E2a (second cable E2) It is pressed in the roll rotation direction from the other side surface 404b.

つまり、図18Bに示すように、各干渉部分E1a、E2aは、先端結束部418にロール軸動作が付与された場合であっても、ケーブルガイド404の回転作用によって互いの相対的な位置関係を保ちつつ摺動するため、該ロール軸動作によってケーブルEに過度の引張負荷が生じることが回避され、また、過度の撓みが生じることも回避されることになる。   That is, as shown in FIG. 18B, the interference portions E1a and E2a have a relative positional relationship with each other due to the rotational action of the cable guide 404 even when the roll binding operation is applied to the tip bundling portion 418. Since sliding while maintaining, it is avoided that an excessive tensile load is generated on the cable E by the roll shaft operation, and an excessive deflection is also avoided.

以上のように、当該先端動作部12では、ロール回転する先端結束部418と、ロール回転しない基端結束部408aとによって第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2を保持すると共に、これら第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、先端結束部418と基端結束部408aの間で、ケーブルガイド404の側面404a〜404dに沿った干渉部分E1a、E2aを設けて配線されている。この場合、これら干渉部分E1a、E2aは、例えば±180°のロール軸動作での回転距離より多少長い程度に設定されている。   As described above, in the distal end working unit 12, the first cable E1 and the second cable E2 are held by the distal end bundling portion 418 that rotates in the roll and the proximal end bundling portion 408a that does not rotate in the roll, and the first cable E1. The second cable E2 is wired between the distal end binding portion 418 and the proximal end binding portion 408a by providing interference portions E1a and E2a along the side surfaces 404a to 404d of the cable guide 404. In this case, the interference portions E1a and E2a are set to be slightly longer than the rotation distance in the roll axis operation of ± 180 °, for example.

このため、先端動作部12にロール軸動作が付与された際、干渉部分E1a、E2aは、該ロール軸動作によって相対的にロール回転する基端結束部408aと先端結束部418の間で相対的な位置を保ちつつ、一方は、ケーブルガイド404を押圧し摺動回転させるため、過度の引張負荷を受けることが回避され、他方は、該摺動回転されたケーブルガイド404によって撓みを生じることが回避されることになる。これにより、先端動作部12の円滑なロール軸動作を確保しつつ、ケーブルEを先端動作部12の外部に飛び出さないように適切に収納配線することができる。しかも、ロール軸動作は、ヨー軸動作と比べて、上記の通り、例えば±180°又はそれ以上の広い稼動範囲が設けられるため、このようなロール回転するケーブルガイド404を用いた配線構造は特に有効となる。   For this reason, when the roll axis operation is applied to the distal end working unit 12, the interference portions E1a and E2a are relatively moved between the proximal end binding unit 408a and the distal end binding unit 418 that relatively roll rotate by the roll axis operation. One side presses and slides and rotates the cable guide 404 while avoiding an excessive tensile load, and the other can be bent by the cable guide 404 rotated and rotated. Will be avoided. Accordingly, the cable E can be appropriately housed and wired so as not to jump out of the distal end working unit 12 while ensuring the smooth roll axis operation of the distal end working unit 12. Moreover, since the roll axis operation is provided with a wide operation range of, for example, ± 180 ° or more as compared with the yaw axis operation, for example, the wiring structure using the cable guide 404 that rotates as described above is particularly suitable. It becomes effective.

また、先端動作部12では、電極部材としてグリッパ300を備えたことにより、生体組織をグリッパ300で確実に挟み込んで通電することができる。従って、通電による凝固能を高めることができ、他の組織への損傷を可及的に低減することができる。   Further, in the distal end working unit 12, the gripper 300 is provided as an electrode member, so that the living tissue can be reliably sandwiched by the gripper 300 and energized. Therefore, the coagulation ability by energization can be enhanced, and damage to other tissues can be reduced as much as possible.

次に、先端動作部12が第1回転軸Oyを中心とするヨー軸動作を行った場合のケーブルEの状態について、図10及び図11を参照して説明する。   Next, the state of the cable E when the distal end operating unit 12 performs the yaw axis operation around the first rotation axis Oy will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

上記のように、電極棒71(図2参照)からの第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は、ヨー軸動作を駆動する軸112上のプーリ130に巻き掛けられたワイヤ80aの往路及び復路にそれぞれ固定部材420によって一体的に固定される。   As described above, the first cable E1 and the second cable E2 from the electrode rod 71 (see FIG. 2) are connected to the forward path and the return path of the wire 80a wound around the pulley 130 on the shaft 112 that drives the yaw axis operation. Each is fixed integrally by a fixing member 420.

従って、図10に示すように、先端動作部12がヨー軸動作をしていない中立姿勢(ヨー中立姿勢)から、図11に示すように、ヨー軸動作を行った場合には、プーリ130で折り返されているワイヤ80aの往路と復路がそれぞれZ方向で逆方向に進退し、これに伴い、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2もZ方向で逆方向に進退する。   Accordingly, as shown in FIG. 10, when the yaw axis operation is performed as shown in FIG. 11 from the neutral posture (yaw neutral posture) in which the tip operation unit 12 is not performing the yaw axis operation, the pulley 130 The forward and backward paths of the folded wire 80a advance and retract in the reverse direction in the Z direction, and accordingly, the first cable E1 and the second cable E2 also advance and retract in the reverse direction in the Z direction.

すなわち、図11に示すように、例えば、先端動作部12がX2方向に揺動動作された場合には、プーリ130(つまり主軸部材144)を図11で反時計方向に回転させるため、ワイヤ80aの往路部分(図10中のX1側の部分)がZ2方向に引き寄せられ、復路部分(図10中のX2側の部分)がZ1方向に押し出され、これら往路部分及び復路部分にそれぞれ固定されている第2ケーブルE2及び第1ケーブルE1も一体的にZ2方向及びZ1方向に移動される。このため、ケーブルEが当該ヨー軸動作の邪魔をすることが回避され、さらにヨー軸動作によって撓みを生じることも回避される。   That is, as shown in FIG. 11, for example, when the distal end working unit 12 is swung in the X2 direction, the pulley 80 (that is, the main shaft member 144) is rotated counterclockwise in FIG. The forward path portion (X1 side portion in FIG. 10) is drawn in the Z2 direction, the return path portion (X2 side portion in FIG. 10) is pushed in the Z1 direction, and is fixed to the forward path portion and the return path portion, respectively. The second cable E2 and the first cable E1 are also moved integrally in the Z2 direction and the Z1 direction. For this reason, it is avoided that the cable E interferes with the yaw axis operation, and further, it is also possible to avoid bending due to the yaw axis operation.

勿論、ヨー軸動作は、上記の通り、例えば±90°程度に設定され、ロール軸動作に比べて動作範囲が比較的狭いため、固定部材420によってケーブルEをワイヤ80aに固定せず、基端支持部材116の内部で多少撓ませておく構成としても、該撓ませたケーブルEが先端動作部12の外部に大きく飛び出すことはなく、先端動作部12の動作が阻害されることも少ない。   Of course, as described above, the yaw axis operation is set to about ± 90 °, for example, and the operation range is relatively narrow compared to the roll axis operation, so the cable E is not fixed to the wire 80a by the fixing member 420, and the base end Even if it is configured to be bent somewhat inside the support member 116, the bent cable E does not greatly jump out of the distal end working unit 12, and the operation of the distal end working unit 12 is hardly hindered.

2.3.4.先端動作部での配線構造の変形例の説明
次に、本実施形態に係るマニピュレータ10に適用される先端動作部12での配線構造の変形例として、ケーブルEの収納・配線に係る他の構成例を順に説明する。以下の説明では、図1〜図20に示される参照符号を付した構成要素と同一又は同様な構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
2.3.4. Description of Modification Example of Wiring Structure at Tip Operation Unit Next, as a modification example of the wiring structure at the tip operation unit 12 applied to the manipulator 10 according to the present embodiment, another configuration related to storage and wiring of the cable E Examples will be described in order. In the following description, the same or similar components as those denoted by the reference numerals shown in FIGS. 1 to 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図21Aは、第1変形例に係る先端動作部12aの配線構造を示す要部拡大分解斜視図である。   FIG. 21A is an enlarged exploded perspective view showing a main part of the wiring structure of the distal end working unit 12a according to the first modification.

図21Aに示すように、先端動作部12aは、図14等に示す先端動作部12のケーブルガイド404に代えて、Z方向に貫通する一対の挿通孔(孔部)430a、430aを薄板状の摺動板430bの両側部に設けたケーブルガイド430を備えて構成されている。   As shown in FIG. 21A, the distal end working portion 12a has a pair of insertion holes (holes) 430a and 430a penetrating in the Z direction instead of the cable guide 404 of the distal end working portion 12 shown in FIG. A cable guide 430 is provided on both sides of the sliding plate 430b.

一対の挿通孔430a、430a間の間隔(図21A中で摺動板430bのX方向幅)は、図14に示すケーブルガイド404の側面404a、404b間の間隔(切欠部414の幅)と略同一に設定され、各挿通孔430aにそれぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の干渉部分E1a、E2aが挿通される。また、摺動板430bは、その内面(図21AではY2側面)で、図14に示すケーブルガイド404と略同様に先端支持部材161の外周面161b上に摺動可能に配置される。   The distance between the pair of insertion holes 430a and 430a (X-direction width of the sliding plate 430b in FIG. 21A) is substantially the same as the distance between the side surfaces 404a and 404b of the cable guide 404 shown in FIG. 14 (width of the notch 414). The interference portions E1a and E2a of the first cable E1 and the second cable E2 are inserted through the insertion holes 430a, respectively. Further, the sliding plate 430b is slidably disposed on the outer peripheral surface 161b of the tip support member 161 on the inner surface (Y2 side surface in FIG. 21A) in substantially the same manner as the cable guide 404 shown in FIG.

従って、先端動作部12aでは、一対の挿通孔430a、430aが、図14に示すケーブルガイド404の切欠部414を構成する一対の側面404a、404bと略同様に機能する。このため、先端動作部12aにロール軸動作が付与された際には、図18A及び図18Bに示される先端動作部12の場合と略同様に、干渉部分E1a、E2aは、該ロール軸動作によって相対的にロール回転する基端結束部408aと先端結束部418の間で相対的な位置を保ちつつ、一方は、ケーブルガイド430を押圧し摺動回転させるため、過度の引張負荷を受けることが回避され、他方は、該摺動回転されたケーブルガイド404によって撓みを生じることが回避されることになる。勿論、挿通孔430aは、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が同時に挿通される1つの孔部として形成されてもよい。   Accordingly, in the distal end working portion 12a, the pair of insertion holes 430a and 430a function in substantially the same manner as the pair of side surfaces 404a and 404b constituting the cutout portion 414 of the cable guide 404 shown in FIG. For this reason, when the roll axis motion is applied to the tip motion unit 12a, the interference portions E1a and E2a are caused by the roll shaft motion, as in the case of the tip motion unit 12 shown in FIGS. 18A and 18B. While maintaining a relative position between the proximal end bundling portion 408a and the front end bundling portion 418 that relatively roll-rotate, one side is subjected to an excessive tensile load because the cable guide 430 is pressed and slidably rotated. The other is to avoid bending by the slidingly rotated cable guide 404. Of course, the insertion hole 430a may be formed as one hole through which the first cable E1 and the second cable E2 are simultaneously inserted.

この際、当該ケーブルガイド430では、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2を各挿通孔430aにて保持しておくことができるため、ケーブルカバー406(図14参照)を省略しても、干渉部分E1a、E2aがロール軸動作時に撓んで外部に飛び出すことが回避される。勿論、ケーブルガイド430に対しても、ケーブルカバー406でカバーし、ケーブルEを完全に収納し、その露出を確実に防止するようにしてもよい。   At this time, in the cable guide 430, since the first cable E1 and the second cable E2 can be held in the respective insertion holes 430a, even if the cable cover 406 (see FIG. 14) is omitted, the interference portion It is avoided that E1a and E2a bend during the roll axis operation and jump out. Of course, the cable guide 430 may also be covered with the cable cover 406 so that the cable E is completely accommodated and the exposure thereof can be reliably prevented.

このケーブルガイド430では、その摺動板430b及び挿通孔430aが直線状であるものとして図示したが(図21A参照)、上記ケーブルガイド404(図14参照)全体のリング形状及び円弧形状の側面404a、404bと略同様、図21Bに示すように、円弧(湾曲)形状からなる摺動板431b及び挿通孔431aで構成されるケーブルガイド431として構成することもできる。摺動板431bは、先端支持部材161の外周面161bの円弧形状に対応し、挿通孔430aは、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の干渉部分E1a、E2aの撓み形状に対応する。   In the cable guide 430, the sliding plate 430b and the insertion hole 430a are illustrated as being linear (see FIG. 21A), but the entire cable guide 404 (see FIG. 14) has a ring-shaped and arc-shaped side surface 404a. As shown in FIG. 21B, it can be configured as a cable guide 431 including a sliding plate 431b having an arcuate (curved) shape and an insertion hole 431a. The sliding plate 431b corresponds to the arc shape of the outer peripheral surface 161b of the tip support member 161, and the insertion hole 430a corresponds to the bending shape of the interference portions E1a and E2a of the first cable E1 and the second cable E2.

従って、ケーブルガイド431では、円弧形状の摺動板431bによって前記外周面161b上での摺動が一層円滑となり、また、円弧形状の挿通孔431aによってケーブルEの摺動が一層円滑となるため、ケーブルEの寿命を向上させることができ、さらに先端動作部12aでのロール軸動作も一層円滑なものとなる。   Therefore, in the cable guide 431, the arc-shaped sliding plate 431b makes the sliding on the outer peripheral surface 161b smoother, and the arc-shaped insertion hole 431a makes the sliding of the cable E smoother. The service life of the cable E can be improved, and the roll shaft operation at the distal end operating portion 12a is further smoothed.

図22Aは、第2変形例に係る先端動作部12bの配線構造を示す要部拡大分解斜視図である。   FIG. 22A is an enlarged exploded perspective view showing a main part of the wiring structure of the distal end working unit 12b according to the second modification.

図22Aに示すように、先端動作部12bは、図14に示す先端動作部12と図21Aに示す先端動作部12aとを略組み合わせた構成からなるケーブルガイド(リング部材)440を有する。ケーブルガイド440は、図14のケーブルガイド404と略同様なCリング状に構成されると共に、切欠部414を形成する両端部に、図21Aに示すケーブルガイド430と略同様な挿通孔430a、430aを有する。勿論、挿通孔430aは、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が同時に挿通される1つの孔部として形成されてもよい。また、図22Bに示すように、ケーブルガイド440についても、挿通孔430aを、図21Bに示すケーブルガイド431と略同様な円弧(湾曲)形状の挿通孔431aを有し、ケーブルEの摺動をより円滑にしたケーブルガイド441として構成してもよい。   As shown in FIG. 22A, the distal end working unit 12b includes a cable guide (ring member) 440 having a configuration in which the distal end working unit 12 shown in FIG. 14 and the distal end working unit 12a shown in FIG. 21A are substantially combined. The cable guide 440 is configured in a C-ring shape that is substantially the same as the cable guide 404 in FIG. 14 and has insertion holes 430a and 430a that are substantially the same as the cable guide 430 shown in FIG. Have Of course, the insertion hole 430a may be formed as one hole through which the first cable E1 and the second cable E2 are simultaneously inserted. Also, as shown in FIG. 22B, the cable guide 440 also has an insertion hole 430a having an arc (curved) insertion hole 431a substantially similar to the cable guide 431 shown in FIG. You may comprise as the cable guide 441 made smoother.

この先端動作部12bによっても、上記したケーブルガイド404、430(431)を用いた場合と略同様な作用効果を得ることができ、挿通孔430a(431a)にケーブルEを挿通させる構成により、ケーブルカバー406を省略することも可能となる。なお、図22A(図22B)中に2点鎖線で示すように、当該ケーブルガイド440(441)では、切欠部414を設けずに全体を完全なリング状に構成することも可能である。   The distal end working portion 12b can obtain substantially the same operation and effect as when the cable guides 404 and 430 (431) are used, and the cable E is inserted into the insertion hole 430a (431a). The cover 406 can be omitted. Note that, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 22A (FIG. 22B), the cable guide 440 (441) can be configured as a complete ring without providing the notch 414.

図23Aは、第3変形例に係る先端動作部12cの配線構造を示す要部拡大分解斜視図である。   FIG. 23A is an enlarged exploded perspective view showing a main part of the wiring structure of the distal end working unit 12c according to the third modification.

図23Aに示すように、先端動作部12cは、図22Aに示す先端動作部12bの挿通孔430aに代えて、内面側に一対の溝部450a、450aを有するケーブルガイド(リング部材)450を備えて構成されている。溝部450a、450aには、それぞれ第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の干渉部分E1a、E2aが配置される。また、図23Bに示すように、ケーブルガイド450についても、図21Bに示すケーブルガイド431と略同様に、円弧(湾曲)形状の溝部451aを有し、ケーブルEの摺動をより円滑にしたケーブルガイド451として構成してもよい。   As shown in FIG. 23A, the distal end working portion 12c includes a cable guide (ring member) 450 having a pair of grooves 450a and 450a on the inner surface side instead of the insertion hole 430a of the distal end working portion 12b shown in FIG. 22A. It is configured. Interference portions E1a and E2a of the first cable E1 and the second cable E2 are disposed in the grooves 450a and 450a, respectively. Further, as shown in FIG. 23B, the cable guide 450 also has an arcuate (curved) groove 451a, and the cable E slides more smoothly, similar to the cable guide 431 shown in FIG. 21B. The guide 451 may be configured.

この先端動作部12cによっても、上記したケーブルガイド404、430(431)、440(441)を用いた場合と略同様な作用効果を得ることができ、溝部450a(451a)にケーブルEを挿通させる構成により、ケーブルカバー406を省略することも可能となる。なお、図23A(図23B)中に2点鎖線で示すように、当該ケーブルガイド450(451)についても、切欠部414を設けずに全体を完全なリング状に構成してもよい。勿論、溝部450a(451a)は、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2が同時に挿通される1つの溝部として形成されてもよい。   The distal end working portion 12c can also provide substantially the same operational effects as when the above-described cable guides 404, 430 (431), and 440 (441) are used, and the cable E is inserted into the groove portion 450a (451a). Depending on the configuration, the cable cover 406 can be omitted. Note that, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 23A (FIG. 23B), the cable guide 450 (451) may also be configured as a complete ring without providing the notch 414. Of course, the groove portion 450a (451a) may be formed as one groove portion through which the first cable E1 and the second cable E2 are simultaneously inserted.

3.手術用ロボットシステムの説明
本発明は、例えば、図24に示すような手術用ロボットシステム500に適用することもできる。
3. Description of Surgical Robot System The present invention can also be applied to a surgical robot system 500 as shown in FIG. 24, for example.

手術用ロボットシステム500は、多関節型のロボットアーム502と、ロボットアーム502の駆動を制御するコンソール(コントローラ)504とを有し、ロボットアーム502の先端には前記のマニピュレータ10と同様な機構が設けられている。ロボットアーム502の先端部508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、前記の先端動作部12(12a〜12c)が設けられた作業部16が着脱可能に取り付けられる。   The surgical robot system 500 includes an articulated robot arm 502 and a console (controller) 504 for controlling the driving of the robot arm 502. A mechanism similar to the manipulator 10 is provided at the tip of the robot arm 502. Is provided. Instead of the operation unit 14, a base portion 14 a that houses the drive unit 30 is fixed to the distal end portion 508 of the robot arm 502. The distal end operation unit 12 (12 a to 12 c) is connected to the base portion 14 a. The provided working unit 16 is detachably attached.

ロボットアーム502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。ロボットアーム502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502の先端部508と一体化している。ロボットアーム502は、コンソール504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504に設けられたジョイスティック506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。   The robot arm 502 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. If the robot arm 502 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 manipulator 10 at the distal end is integrated with a distal end portion 508 of the robot arm 502. The robot arm 502 may be configured to operate under the action of the console 504, and to perform an automatic operation based on a program, an operation following a joystick 506 provided on the console 504, and a combination of these operations.

コンソール504は、前記のコントローラ29の機能を含んでいる。コンソール504には、操作指令部としての2つのジョイスティック506と、モニタ510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506により、2台のロボットアーム502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506は、両手で操作し易い位置に設けられている。モニタ510には、軟性鏡による画像等の情報が表示される。コンソール504は、テーブル型、制御盤型等の構成を採り得る。   The console 504 includes the function of the controller 29 described above. The console 504 is provided with two joysticks 506 as operation command units and a monitor 510. Although not shown, the two robot arms 502 can be individually operated by the two joysticks 506. The two joysticks 506 are provided at positions that can be easily operated with both hands. On the monitor 510, information such as an image by a flexible endoscope is displayed. The console 504 may take a configuration such as a table type or a control panel type.

ジョイスティック506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502を動かすことができる。ジョイスティック506はマスターアームであってもよい。ロボットアーム502とコンソール504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506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、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)を介して2本のロッド82a、82b(図2参照。図24中には図示せず)が進退駆動することができる。   The joystick 506 can move up and down, move left and right, twist, and tilt, and can move the robot arm 502 according to these operations. The joystick 506 may be a master arm. Communication means between the robot arm 502 and the console 504 may be wired, wireless, network, or a combination thereof. The joystick 506 is provided with a trigger lever 36, and by operating the trigger lever 36, two rods 82a and 82b (an actuator coupled to an input unit operated manually) (not shown) 2 (not shown in FIG. 24) can be driven back and forth.

このような手術用ロボットシステム500においても、上記の第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2を設けた構成を備えることにより、容易にマニピュレータ10をバイポーラ電気メスとして使用することができる。   Also in such a surgical robot system 500, the manipulator 10 can be easily used as a bipolar electric scalpel by providing the configuration in which the first cable E1 and the second cable E2 are provided.

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.

例えば、上記実施形態は、バイポーラ電気メスとして用いる構成を例示して本発明の医療用マニピュレータを説明したが、本発明は、モノポーラ電気メスに適用することも可能である。   For example, although the said embodiment demonstrated the structure used as a bipolar electric knife, the medical manipulator of this invention was demonstrated, this invention can also be applied to a monopolar electric knife.

そこで、例えば、上記実施形態に係るマニピュレータ10をモノポーラ電気メスとして機能させるためには、ケーブルEを1系統(例えば、第1ケーブルE1)のみで構成するよく、又は、ケーブルEを2系統で構成してもよいが、この場合には第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2は必ずしも互いに絶縁されている必要はない。また、ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)をケーブルEが通過する際、第1ケーブルE1と第2ケーブルE2の2系統は必要なく、一方は通電部材とし、他方は通電部材でなくてもよい(該他方は例えば、ダミーケーブルとするとよい)。すなわち、前記ダミーケーブルは、前記一方の通電部材であるケーブルを円滑に屈曲・摺動させるためのケーブルガイドを駆動する役割を担うことになる。   Therefore, for example, in order to make the manipulator 10 according to the embodiment function as a monopolar electric knife, the cable E may be configured by only one system (for example, the first cable E1), or the cable E may be configured by two systems. In this case, the first cable E1 and the second cable E2 are not necessarily insulated from each other. Further, when the cable E passes through the cable guides (404, 430, 431, 440, 441, 450, 451), the two systems of the first cable E1 and the second cable E2 are not necessary, one is an energizing member and the other is May not be a current-carrying member (the other may be a dummy cable, for example). That is, the dummy cable plays a role of driving a cable guide for smoothly bending and sliding the cable as the one energization member.

さらに、モノポーラ電気メスの場合には、各グリッパ部材308、309間での絶縁は不要となるが、一方のグリッパ部材308と、他方のグリッパ部材309と、構造部材・動力伝達部材とは、互いに絶縁する必要がある(但し、これら各部材は、体内組織に接触しない金属部材とは、必ずしも絶縁する必要はない)。   Further, in the case of a monopolar electric knife, insulation between the gripper members 308 and 309 is not necessary, but one gripper member 308, the other gripper member 309, and the structural member / power transmission member are mutually connected. It is necessary to insulate (however, each of these members does not necessarily have to be insulated from a metal member that does not contact the body tissue).

なお、モノポーラ電気メスにおいて、例えば、通電経路を構造部材・動力伝達部材で構成した場合には、先端動作部で露出している金属部分(構造部材・動力伝達部材)が直接生体組織に接触しないように、該先端動作部を覆う絶縁(樹脂)カバー等が必要となる。これに対し、上記構成により本発明をモノポーラ電気メスに適用した場合には、ケーブルを先端動作部のグリッパ部材まで配線し、グリッパと構造部材・動力伝達部材とを絶縁するだけで、前記絶縁カバーが不要となるという利点がある。   In the monopolar electric knife, for example, when the energization path is configured by a structural member / power transmission member, the metal portion (structural member / power transmission member) exposed at the distal end working unit does not directly contact the living tissue. Thus, an insulating (resin) cover or the like that covers the distal end working unit is required. On the other hand, when the present invention is applied to the monopolar electric knife with the above configuration, the cable is wired to the gripper member of the distal end working unit, and the insulating cover is simply insulated from the gripper and the structural member / power transmission member. There is an advantage that becomes unnecessary.

また、ケーブルEの干渉部分E1a、E2aを支持するケーブルガイドとしては、上記のケーブルガイド404、430(431)、440(441)、450(451)以外の構成であっても勿論よく、要は、第1ケーブルE1及び第2ケーブルE2の相対的な位置関係を保ちながら先端支持部材161の外周面161b上で摺動可能に支持可能な構成であればよい。   Of course, the cable guide for supporting the interference portions E1a and E2a of the cable E may have a configuration other than the cable guides 404, 430 (431), 440 (441), and 450 (451). Any configuration that can be slidably supported on the outer peripheral surface 161b of the tip support member 161 while maintaining the relative positional relationship between the first cable E1 and the second cable E2 may be used.

また、電極部材としては、グリッパ形状のみならず、はさみ形状とすることで、凝固・止血を行いながらのはさみによる切断も可能となる。   Moreover, as an electrode member, not only a gripper shape but also a scissor shape enables cutting with scissors while coagulation and hemostasis are performed.

さらに、ケーブルカバー406、先端支持部材161、ケーブルガイド(404、430、431、440、441、450、451)の円筒面に、図示しない開口部(洗浄窓)を設けてもよい。該開口部を設けることにより、先端支持部材161の内部の空間部分、ケーブルカバー406と先端支持部材161との間の空間部分等、先端動作部内部のブラッシングや流水等の洗浄を容易に行うことができる。   Furthermore, you may provide the opening part (cleaning window) which is not shown in the cylindrical surface of the cable cover 406, the front-end | tip support member 161, and a cable guide (404,430,431,440,441,450,451). By providing the opening, it is possible to easily wash the brushing and running water inside the tip working unit such as the space inside the tip support member 161 and the space between the cable cover 406 and the tip support member 161. Can do.

10…マニピュレータ 12、12a〜12c…先端動作部
14…操作部 16…作業部
18…シャフト 30…駆動部
80a、80b…ワイヤ 82a、82b…ロッド
161…先端支持部材 300…グリッパ
308、309…グリッパ部材 402…ケーブル保持部材
404、430、431、440、441、450、451…ケーブルガイド
406…ケーブルカバー 408a…基端結束部
418…先端結束部 E1…第1ケーブル
E2…第2ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Manipulator 12, 12a-12c ... Tip operation part 14 ... Operation part 16 ... Working part 18 ... Shaft 30 ... Drive part 80a, 80b ... Wire 82a, 82b ... Rod 161 ... Tip support member 300 ... Gripper 308, 309 ... Gripper Member 402 ... Cable holding member 404, 430, 431, 440, 441, 450, 451 ... Cable guide 406 ... Cable cover 408a ... Base end bundling portion 418 ... Tip bundling portion E1 ... First cable E2 ... Second cable

Claims (11)

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従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部と、
を備える医療用マニピュレータであって、
前記先端動作部は、その先端側に、前記駆動機構部側に接続される電源から、可撓性を有する第1ケーブルを介して通電されることにより、生体に通電可能な第1電極部材を有し、
前記第1電極部材は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材により、該ロール方向へと回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブルは、前記先端動作部の基端側から前記第1電極部材へと前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線され、
前記先端動作部は、さらに、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブルを摺動可能に支持するケーブルガイドを有す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;
A tip operating portion that is provided on the other end side of the shaft and capable of rotating in the roll direction around at least the axial direction by a plurality of rotating bodies that are driven and rotated by the forward and backward drive of the power transmission member;
A medical manipulator comprising:
The distal end working unit is provided with a first electrode member capable of energizing a living body by being energized through a flexible first cable from a power source connected to the drive mechanism unit side on the distal end side. Have
The first electrode member is rotatably supported in the roll direction by a distal end support member that is rotatable in the roll direction, and the first cable is connected to the first electrode member from the proximal end side of the distal end working unit. 1 electrode member is slidably wired on the outer peripheral surface of the tip support member,
The tip operating section further includes a cable guide that slidably supports the first cable on the outer peripheral surface of the tip support member.
請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記先端動作部は、その先端側に、前記第1電極部材との間で生体に通電可能な第2電極部材を有すると共に、該第2電極部材には、前記第1ケーブルと絶縁された第2ケーブルを介して前記電源から通電可能であり、
前記第1電極部材及び前記第2電極部材は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記先端動作部の基端側から前記第1電極部材及び前記第2電極部材へと前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線され、
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持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 claim 1, wherein
The distal end working portion has a second electrode member on the distal end side thereof capable of energizing a living body with the first electrode member, and the second electrode member is insulated from the first cable. Can be energized from the power source via two cables,
The first electrode member and the second electrode member are supported by a tip support member that can rotate in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable and the second electrode member. The cable is slidably wired on the outer peripheral surface of the distal end support member from the proximal end side of the distal end working portion to the first electrode member and the second electrode member,
The medical manipulator, wherein the cable guide is slidably supported while maintaining a relative positional relationship between the first cable and the second cable on the outer peripheral surface of the tip support member.
請求項1記載の医療用マニピュレータにおいて、
さらに、前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線されたダミーケーブルを有し、
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブル及び前記ダミーケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持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 claim 1, wherein
Furthermore, having a dummy cable slidably wired on the outer peripheral surface of the tip support member,
The medical manipulator, wherein the cable guide is slidably supported while maintaining a relative positional relationship between the first cable and the dummy cable on the outer peripheral surface of the tip support member.
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従動回転される複数の回転体により、少なくとも軸線方向を中心とするロール方向への回転動作が可能な先端動作部と、
を備える医療用マニピュレータであって、
前記先端動作部は、その先端側に、前記駆動機構部側に接続される電源から、互いに絶縁された可撓性を有する第1ケーブル及び第2ケーブルを介してそれぞれ通電されることにより、その間で生体に通電可能な一対の電極部材を有し、
前記一対の電極部材は、前記ロール方向へと回転可能な先端支持部材により、該ロール方向へと一体的に回転可能に支持されると共に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記先端動作部の基端側から前記一対の電極部材へと前記先端支持部材の外周面上を摺動可能に配線され、
前記先端動作部は、さらに、前記先端支持部材の外周面上での前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルの相対的な位置関係を保ちながら摺動可能に支持するケーブルガイドを有す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;
A tip operating portion that is provided on the other end side of the shaft and capable of rotating in the roll direction around at least the axial direction by a plurality of rotating bodies that are driven and rotated by the forward and backward drive of the power transmission member;
A medical manipulator comprising:
The distal end working unit is energized on the distal end side thereof from a power source connected to the drive mechanism unit side through a flexible first cable and a second cable insulated from each other. And having a pair of electrode members capable of energizing the living body,
The pair of electrode members are supported by a tip support member that is rotatable in the roll direction so as to be integrally rotatable in the roll direction, and the first cable and the second cable are in the tip motion. Wiring is slidable on the outer peripheral surface of the tip support member from the base end side of the part to the pair of electrode members,
The distal end working unit further includes a cable guide that slidably supports the first cable and the second cable while maintaining a relative positional relationship on the outer peripheral surface of the distal end support member. Medical manipulator.
請求項4記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記ケーブルガイドより先端側が、前記先端支持部材に設けられた第1結束部によって保持され、前記ケーブルガイドより基端側が、前記ロール方向には回転しないケーブル保持部材に設けられた第2結束部によって保持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 4, wherein
The first cable and the second cable are held at a distal end side from the cable guide by a first bundling portion provided on the distal end support member, and a proximal end side from the cable guide does not rotate in the roll direction. A medical manipulator that is held by a second bundling portion provided on a holding member.
請求項4又は5記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上で摺動可能に配置されると共に、周方向で一部に切欠部が形成されたリング部材であり、
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記切欠部を通して前記リング部材の周方向の一側面から他側面に沿って配線されると共に、それぞれ前記切欠部の対向する各側面に沿って配線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 4 or 5,
The cable guide is a ring member that is slidably disposed on the outer peripheral surface of the tip support member and has a notch portion formed in part in the circumferential direction.
The first cable and the second cable are routed along one side surface from the circumferential direction of the ring member along the other side surface through the notch portion, and are also routed along each opposing side surface of the notch portion. A medical manipulator characterized by that.
請求項6記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記先端支持部材の前記外周面上に配設される前記第1ケーブル、前記第2ケーブル及び前記リング部材を囲繞すると共に、その内面で前記リング部材の側面に沿って配線された前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルを摺動可能に保持するケーブルカバーを備え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 6, wherein
The first cable that surrounds the first cable, the second cable, and the ring member disposed on the outer peripheral surface of the tip support member, and is wired along the side surface of the ring member on the inner surface thereof And a medical manipulator comprising a cable cover for slidably holding the second cable.
請求項4又は5記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル及び第2ケーブルが挿通可能な孔部を有し、
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記孔部を通して、前記第1結束部と前記第2結束部との間に配線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 4 or 5,
The cable guide is slidably disposed on the outer peripheral surface of the tip support member, and has a hole through which the first cable and the second cable can be inserted.
The medical manipulator, wherein the first cable and the second cable are wired between the first binding portion and the second binding portion through the hole portion.
請求項4又は5記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記ケーブルガイドは、前記先端支持部材の外周面上で摺動可能に配置されると共に、前記第1ケーブル及び第2ケーブルが挿通可能な孔部又は溝部が形成されたリング部材であり、
前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、前記孔部又は前記溝部を通して前記リング部材の周方向の一側面から他側面に沿って配線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 4 or 5,
The cable guide is a ring member that is slidably disposed on the outer peripheral surface of the tip support member and is formed with a hole or a groove through which the first cable and the second cable can be inserted.
The medical manipulator, wherein the first cable and the second cable are wired from one circumferential side to the other side of the ring member through the hole or the groove.
請求項4〜9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、
前記一対の電極部材は、前記先端支持部材に設けられる軸部材によって互いに開閉可能に軸支され、
さらに、前記先端支持部材に固定されることで前記一対の電極部材の開閉動作とは連動せず、且つ前記一対の電極部材に対してそれぞれ通電可能に接触する一対の通電部材を有し、
該一対の通電部材に対して、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルがそれぞれ結線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 any one of claims 4 to 9,
The pair of electrode members are pivotally supported so as to be openable and closable by a shaft member provided on the tip support member,
Furthermore, it has a pair of current-carrying members that are not interlocked with the opening / closing operation of the pair of electrode members by being fixed to the tip support member, and that come into contact with the pair of electrode members so as to be energized,
The medical manipulator, wherein the first cable and the second cable are respectively connected to the pair of energization members.
請求項4〜10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、
前記先端動作部は、さらに、前記一対の電極部材よりも基端側に設けられた揺動軸により、軸線方向に交差するヨー方向乃至ピッチ方向への揺動動作が可能であり、
前記揺動動作は、前記複数の動力伝達部材のうち、互いに逆方向に進退する一対の前記動力伝達部材によって駆動されると共に、前記第1ケーブル及び前記第2ケーブルは、その一部が該一対の動力伝達部材にそれぞれ固定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 any one of claims 4 to 10,
The distal end working unit is further capable of swinging in the yaw direction or the pitch direction intersecting the axial direction by a swing shaft provided on the base end side of the pair of electrode members.
The swinging operation is driven by a pair of the power transmission members that advance and retreat in opposite directions among the plurality of power transmission members, and a part of the first cable and the second cable are the pair. A medical manipulator characterized by being fixed to each power transmission member.
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