JP2016185225A - 身体支持追従装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】作業者の身体部分を支持する身体支持追従装置であって、前記身体部分が載置される載置部と、少なくとも1つの関節を有する支持部と、前記支持部における少なくとも1つの前記関節の機能を制限して前記載置部の移動を制限する動作態様である制限ステート(S1,S5)と、前記関節の機能の制限を解除して前記載置部の移動の制限を解除する動作態様である解除ステート(S11)と、を実現するためのブレーキとを備え、前記動作態様を設定する設定処理には、クリック動作が身体部分によってなされたか否かを判断する処理(S9)が含まれる。
【選択図】図3
Description
[1−1.構成]
図1に模式的に示すように、本発明が適用された第1実施形態の身体支持追従装置1は、多関節アーム3と、その多関節アーム3の先端に取り付けられたアームホルダ5と、それらを制御するステート判定コンピュータ7とを備えている。多関節アーム3は、アームホルダ5に作用する外力に応じてアームホルダ5を移動可能に支持する移動機構であって、5つの関節31,32,33,34,35を有して5自由度に構成されている。なお、関節31〜35はいずれも回転関節である。
次に、ステート判定コンピュータ7では、身体支持追従装置1の電源が投入されると、ROM72に記憶されたプログラムに基づいてCPU71が次のような設定処理を実行する。以下、この設定処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
[1A]医師がアームホルダ5を追従移動させようとして腕を上げると(S7:Y)、ステートがフリーステートに設定され(S11)、アームホルダ5が腕に追従移動するようになる。また、医師が腕の動きを止めると(S13:Y)、ステートがホールドステートに設定され(S5)、アームホルダ5がその位置に固定される。このため、医師は円滑に手術を行うことができる。
[2−1.処理]
第2実施形態の身体支持追従装置1は、構成は第1実施形態と同様であるが、ステート判定コンピュータ7における設定処理が以下のように異なる。以下、第2実施形態におけるステート判定コンピュータ7の設定処理について、図5のフローを用いて説明する。なお、第2実施形態はこのように設定処理のみが第1実施形態と異なる。このため、第1実施形態及び第2実施形態は、1つの身体支持追従装置1における2種類の処理形態として、医師が動作モードの設定等によっていずれか一方の処理を選択可能であってもよい。
以上詳述した第2実施形態によれば、第1実施形態における[1C]の効果に加えて、以下の効果が得られる。
[3A]ウェイトステートやホールドステートでは、ブレーキ31A,32A,33Aは必ずしも多関節アーム3を完全に固定する必要はなく、多少動くように固定してもよい。更に、前記各実施形態では、ブレーキ31A,32A,33Aをウェイトステートでもホールドステートでも同様に制御しているが、ブレーキ31A,32A,33Aの制動力を両ステートで異ならせてもよい。
5…アームホルダ 7…ステート判定コンピュータ
31,32,33,34,35…関節 31A,32A,33A…ブレーキ
31B,32B,33B…エンコーダ 45…力センサ
46,47…バネ 48…カウンタウェイト
90…ロックボタン
Claims (10)
- 作業者の身体部分を支持する身体支持追従装置(1)であって、
前記身体部分が載置される載置部(5)と、
少なくとも1つの関節(31,32,33,34,35)を有してその関節で屈曲することにより、前記載置部を少なくとも上下方向に移動可能に支持する支持部(3)と、
前記支持部における少なくとも1つの前記関節の機能を制限して前記載置部の移動を制限する動作態様である制限ステートと、前記関節の機能の制限を解除して前記載置部の移動の制限を解除する動作態様である解除ステートと、を実現するためのブレーキ(31A,32A,33A)と、
前記解除ステートにおいて上方への付勢力を前記載置部に付与することによって、前記載置部を前記身体部分の移動に追従移動させるバランス機構(46,47,48)と、
前記載置部に前記身体部分から加わる力、前記載置部に前記身体部分から加わるトルク、前記載置部の加速度、前記載置部の速度、前記載置部の位置、又は、前記載置部と前記身体部分との接触若しくは近接の、少なくともいずれか1つを検出する検出部(31B,32B,33B,45)と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記動作態様を設定する設定処理を実行する設定手段(7)と、
を備え、
前記載置部に対して前記作業者が前記身体部分を予め設定されたパターンに従って意図的に動かす動作をクリック動作として、前記設定手段による設定処理には、前記検出部による検出結果に基づいて前記クリック動作が前記身体部分によってなされたか否かを判断する処理が含まれることを特徴とする身体支持追従装置。 - 前記クリック動作は、前記作業者が前記身体部分によって前記載置部を上方以外の予め設定された所定方向に一旦押圧して直後に前記押圧を止める動作であることを特徴とする請求項1に記載の身体支持追従装置。
- 前記制限ステートとして、前記載置部に前記身体部分が載置されている状態に対応付けて設定されるホールドステートと、前記載置部に前記身体部分が載置されていない状態に対応付けて設定されるウェイトステートと、を備え、
前記設定手段は、前記動作態様として前記ホールドステートが設定されている場合、前記クリック動作がなされたと判断したときに、前記動作態様を前記ウェイトステートに設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の身体支持追従装置。 - 前記設定手段は、前記動作態様として前記制限ステートが設定されている場合に前記クリック動作がなされたと判断したとき、前記動作態様を前記解除ステートに設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の身体支持追従装置。
- 作業者の身体部分を支持する身体支持追従装置(1)であって、
前記身体部分が載置される載置部(5)と、
少なくとも1つの関節(31,32,33,34,35)を有してその関節で屈曲することにより、前記載置部を少なくとも上下方向に移動可能に支持する支持部(3)と、
前記支持部における少なくとも1つの前記関節の機能を制限して前記載置部の移動を制限する動作態様である制限ステートと、前記関節の機能の制限を解除して前記載置部の移動の制限を解除する動作態様である解除ステートと、を実現するためのブレーキ(31A,32A,33A)と、
前記解除ステートにおいて上方への付勢力を前記載置部に付与することによって、前記載置部を前記身体部分の移動に追従移動させるバランス機構(46,47,48)と、
前記載置部に前記身体部分から加わる力、前記載置部に前記身体部分から加わるトルク、前記載置部の加速度、前記載置部の速度、前記載置部の位置、又は、前記載置部と前記身体部分との接触若しくは近接の、少なくともいずれか1つを検出する検出部(31B,32B,33B,45)と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記動作態様を設定する設定手段(7)と、
を備え、
前記制限ステートとして、前記載置部に前記身体部分が載置されている状態に対応付けて設定されるホールドステートと、前記載置部に前記身体部分が載置されていない状態に対応付けて設定されるウェイトステートと、を備え、
前記設定手段は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記動作態様の設定を前記解除ステートから前記ホールドステートへ切り替える切替処理、前記設定を前記ホールドステートから前記解除ステートへ切り替える切替処理、前記設定を前記ウェイトステートから前記ホールドステートへ切り替える切替処理、前記設定を前記ホールドステートから前記ウェイトステートへ切り替える切替処理、前記設定を前記解除ステートから前記ウェイトステートへ切り替える切替処理、のうち少なくとも1つを実行し、前記設定を前記ウェイトステートから前記解除ステートへ直接切り替える処理は実行しないことを特徴とする身体支持追従装置。 - 前記設定手段は、前記動作態様として前記ホールドステートが設定されている場合に、前記検出部による検出結果が、前記身体部分が上げられた状態に対応する検出結果となったとき、前記動作態様を前記解除ステートに設定することを特徴とする請求項5に記載の身体支持追従装置。
- 前記載置部に対して前記作業者が前記身体部分を予め設定されたパターンに従って意図的に動かす動作をクリック動作として、少なくといずれかの1つの前記切替処理を実行するか否か判断するための前記設定手段における処理は、前記検出部による検出結果に基づいて前記クリック動作が前記身体部分によってなされたか否かを判断する処理を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の身体支持追従装置。
- 前記クリック動作は、前記作業者が前記身体部分によって前記載置部を上方以外の予め設定された所定方向に一旦押圧して直後に前記押圧を止める動作であることを特徴とする請求項7に記載の身体支持追従装置。
- 前記動作態様として前記解除ステートが設定されている場合に、前記載置部が静止された状態が所定時間継続したとき、前記設定手段は前記動作態様として前記制限ステートを設定することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の身体支持追従装置。
- 前記載置部に載置される身体部分は、腕であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の身体支持追従装置。
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