JP2018191881A - 動力伝達アダプタおよび医療用マニピュレータシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】術具10および術具10を駆動する動力部30の間に配置され、清潔領域に配置される術具10と対向する面である清潔面52、および、不潔領域に配置される動力部30と対向する面である不潔面53を有する筺体51と、筺体51に対して相対移動可能であるとともに、清潔面52および不潔面53が延びる方向へ移動可能に配置され、かつ、動力部30に設けられた直動する駆動部35の直動方向に対して交差する方向において、駆動部35と従動部13との間に配置され、駆動部35の動きを従動部13へ伝達する動力伝達部61と、が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
本発明の第1の態様に係る動力伝達アダプタは、術具および当該術具を駆動する動力部の間に配置され、清潔領域に配置される前記術具と対向する面である清潔面、および、不潔領域に配置される前記動力部と対向する面である不潔面を有する筺体と、前記筺体に対して相対移動可能であるとともに、前記清潔面および前記不潔面が延びる方向へ移動可能に配置され、かつ、前記動力部に設けられた直動する駆動部の直動方向に対して交差する方向において、前記駆動部と前記術具に設けられた従動部との間に配置され、前記駆動部の動きを前記従動部へ伝達する動力伝達部と、が設けられていることを特徴とする。
このように複数の動力伝達部を設けることにより、術具に対して複数の動きを伝達することが可能となる。
このように第1検知部を設けることにより、第1弾性部の弾性変形による第1係合凸部の移動を検知することができる。そのため、動力部や術具の取付けの際における第1係合凸部の突出や引っ込みなどの移動を検知でき、動力部や術具を確実に取り付けやすくなる。
このように第1係合凸部に傾斜面を設けることにより、傾斜面が設けられていない場合と比較して、第1係合凸部が駆動部または従動部と係合された際に発生する隙間(ガタ)の発生を抑制しやすくなる。
前記第1係合凹部には、底面から開口に向けて前記第1係合凹部の開口面積が大きくなる傾斜面が形成されていることが好ましい。
このように第2係合凸部に傾斜面を設けることにより、傾斜面が設けられていない場合と比較して、第2係合凸部が動力伝達部と係合された際に発生する隙間(ガタ)の発生を抑制しやすくなる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る医療用マニピュレータシステム1および動力伝達アダプタ50ついて図1および図2を参照しながら説明する。本実施形態では本発明を、外科分野における患者の処置を行う医療用マニピュレータシステム1および医療用マニピュレータシステム1に用いられる動力伝達アダプタ50に適用して説明する。医療用マニピュレータシステム1には、図1に示すように、術具10と、動力部30と、動力伝達アダプタ50と、が主に設けられている。
図1に示すように動力伝達アダプタ50は、動力部30における駆動側係合部36が突出する方向(言い換えると、前後方向と交差する方向)から動力部30に取り付けられる。この際、動力伝達アダプタ50の不潔側係合部63が、動力部30の駆動側係合部36と係合される。また、動力部30は、動力伝達アダプタ50のドレープ71により覆われる。
図1に示すように、医療用マニピュレータシステム1を操作する術者から鉗子17を操作する指示が制御部37に入力されると、制御部37は入力された操作の指示に応じて制御信号を生成して、アクチュエータ部33を制御する処理を行う。
例えば、鉗子17の可動片17Aに対して外部から何らかの外力が加えられると、外力は可動片17Aから駆動プーリ16に伝達される。ここで、外力は、医療用マニピュレータシステム1以外の物であって、鉗子17がつかむ対象以外の物が鉗子17に接触したことにより発生する力や、鉗子17が対象物をつかんだ際に発生する反力であって、予想を上回る反力などが含まれる。
次に、本発明の第2の実施形態について図3から図6を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、術具、動力伝達アダプタ、動力部の取り付け部分の形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図3から図6を用いて術具、動力伝達アダプタ、動力部の取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
図6に示すように、動力伝達アダプタ150は、動力部130における第2動力規制部132が設けられている側(図6の紙面に対して手前側)から動力部130に取り付けられる。この際、第2動力規制部132の間に動力伝達アダプタ150が配置され、動力伝達アダプタ150の第1動力規制部153と、動力部130の第2動力規制部132とが当接する。その際に、動力部130と動力伝達アダプタ150との間の前後方向への相対移動は許容され、左右方向への相対移動は規制される。
次に、本発明の第3の実施形態について図7および図8を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、術具、動力伝達アダプタ、動力部の取り付け部分の形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図7および図8を用いて術具、動力伝達アダプタ、動力部の取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
図7に示すように、動力伝達アダプタ250は、動力部230の前方向側から動力部230に取り付けられる。具体的には、動力伝達アダプタ250は、前方向側から直動方向に沿って動力部230に接近し、動力部筺体231の内部空間に差し込まれる。動力部230から動力伝達アダプタ250を取り外す際には、動力伝達アダプタ250を直動方向に沿って動力部230から前方向へ引き抜かれる。
次に、本発明の第4の実施形態について図9から図12を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、術具および動力伝達アダプタの取り付け部分の形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図9から図12を用いて術具および動力伝達アダプタの取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
動力伝達アダプタ350に術具310を取り付ける際には、図12(a)に示すように、動力伝達アダプタ350に対して、術具310を前方向から動力伝達アダプタ350に接近させる。
次に、本発明の第5の実施形態について図13から図15を参照しながら説明する。
本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、術具および動力伝達アダプタの取り付け部分の形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図13から図15を用いて術具および動力伝達アダプタの取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
次に、本発明の第6の実施形態について図16から図19を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分の形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図16から図19を用いて動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
動力部530に動力伝達アダプタ550を取り付ける際には、図19(a)に示すように、動力部530に対して、動力伝達アダプタ550を前方向から動力部530に接近させる。
次に、本発明の第7の実施形態について図20および図21を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分の形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図20および図21を用いて動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
第1駆動当接面662は、動力伝達部661における動力部630と対向する面から動力部630に向かって突出するとともに、左右方向に延びる板状に形成された部材である。第1駆動当接面662は、一方の端部が不潔面スリット55よりも左右方向に飛び出した形状を有している。
次に、本発明の第8の実施形態について図22(a)を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図22(a)を用いて動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
次に、本発明の第8の実施形態の第1変形例について図22(b)を参照しながら説明する。本変形例の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第8の実施形態と同様であるが、第8の実施形態とは、動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状が異なっている。よって、本変形例においては、図22(b)を用いて動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
次に、本発明の第8の実施形態の第2変形例について図22(c)を参照しながら説明する。本変形例の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第8の実施形態と同様であるが、第8の実施形態とは、動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状が異なっている。よって、本変形例においては、図22(c)を用いて動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
次に、本発明の第8の実施形態の第3変形例について図23(a)を参照しながら説明する。本変形例の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第8の実施形態の第1変形例と同様であるが、第8の実施形態とは、動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状が異なっている。よって、本変形例においては、図23(a)を用いて動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
次に、本発明の第8の実施形態の第4変形例について図23(b)を参照しながら説明する。本変形例の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第8の実施形態と同様であるが、第8の実施形態とは、動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状が異なっている。よって、本変形例においては、図23(b)を用いて動力部の駆動部の形状、および、動力伝達部の清潔側係合部の形状周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
次に、本発明の第8の実施形態の第5変形例について図24(a)を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第8の実施形態と同様であるが、第8の実施形態とは、動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分の形状が異なっている。よって、本変形例においては、図24(a)を用いて動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
駆動側係合部736Eには、駆動側係合部736Eの先端から根元方向に向かって駆動側係合部736Eの断面積が大きくなる第2傾斜面738Eが形成されている。
次に、本発明の第8の実施形態の第6変形例について図24(b)を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第8の実施形態と同様であるが、第8の実施形態とは、動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分の形状が異なっている。よって、本変形例においては、図24(b)を用いて動力部および動力伝達アダプタの取り付け部分周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
次に、本発明の第9の実施形態について図25を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、アクチュエータ部で発生させた駆動力を伝達する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図25を用いてアクチュエータ部で発生させた駆動力を伝達する構成周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
本実施形態において鉗子17を操作する場合、例えば、アクチュエータ部833Aにおいて駆動力を発生させて、駆動部835Aが前方向に押し出される。駆動部835Aの前方向への動きは、動力伝達部861Aを介して従動部813Aに伝えられる。従動部813Aは前方向に動くことによりワイヤ15を前方向に引っ張る。ワイヤ15の動きは、伝達プーリ816Aを介して駆動プーリ16に伝達され鉗子17の可動片17Aが動かされる。
次に、本発明の第10の実施形態について図26を参照しながら説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムおよび動力伝達アダプタの基本構成は、第9の実施形態と同様であるが、第9の実施形態とは、アクチュエータ部で発生させた駆動力を伝達する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図26を用いてアクチュエータ部で発生させた駆動力を伝達する構成周辺のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
本実施形態において鉗子17を操作する場合、例えば、アクチュエータ部833Aにおいて駆動力を発生させて、駆動部835Aが後方向に引っ張られる。駆動部835Aの後方向への動きは、動力伝達部861Aを介して従動部913Aに伝えられる。従動部913Aは前方向に動くことによりワイヤ15を前方向に引っ張る。ワイヤ15の動きは、駆動プーリ16に伝達され鉗子17の可動片17Aが動かされる。
Claims (26)
- 術具および当該術具を駆動する動力部の間に配置され、清潔領域に配置される前記術具と対向する面である清潔面、および、不潔領域に配置される前記動力部と対向する面である不潔面を有する筺体と、
前記筺体に対して相対移動可能であるとともに、前記清潔面および前記不潔面が延びる方向へ移動可能に配置され、かつ、前記動力部に設けられた直動する駆動部の直動方向に対して交差する方向において、前記駆動部と前記術具に設けられた従動部との間に配置され、前記駆動部の動きを前記従動部へ伝達する動力伝達部と、
が設けられていることを特徴とする動力伝達アダプタ。 - 前記動力伝達部における前記駆動部と対向する領域には、前記駆動部と係合および離脱が可能であり前記駆動部の直動が伝達可能な駆動側係合部が設けられ、
前記従動部と対向する領域には、前記従動部と係合および離脱が可能であり、前記動力伝達部の動きが前記従動部に伝達可能な従動側係合部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の動力伝達アダプタ。 - 前記筺体には、前記駆動部の直動方向に延びるガイド部が設けられ、
前記動力伝達部は前記ガイド部に沿って前記筺体に対して相対移動可能に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達アダプタ。 - 前記筺体には複数の前記動力伝達部が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の動力伝達アダプタ。
- 前記複数の動力伝達部は、前記駆動部の直動方向を含む平面状に形成された前記筺体に配置されるとともに、前記駆動部の直動方向に対して交差する方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項4記載の動力伝達アダプタ。
- 前記複数の動力伝達部は、前記駆動部の直動方向に延びるとともに内側に前記動力部および前記術具の一方が配置され、外側に前記動力部および前記術具の他方が配置される筒形状に形成された前記筺体の側面上に配置されると共に、前記駆動部の直動方向に対して交差する方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項4記載の動力伝達アダプタ。
- 前記筺体には、前記術具および前記動力部の少なくとも一方と当接し、当接した前記術具および前記動力部の少なくとも一方と前記筺体との相対移動方向を、前記駆動部の直動方向に規制する第1規制部が設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、前記術具を前記筺体に対して前記直動方向に沿って相対移動させて前記筺体に係合させる際に、前記従動部の従動係合部と当接する第1従動当接面が設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、前記第1従動当接面に対して前記直動方向と交差する方向に形成され、前記第1従動当接面に対して当該交差する方向に相対移動した前記従動部の前記従動係合部と、前記動力伝達部の前記従動側係合部との間の前記直動方向への相対移動を規制する第1従動保持部が設けられていることを特徴とする請求項8記載の動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、前記筺体に対して前記動力部を前記直動方向に沿って相対移動させて前記筺体に係合させる際に、前記駆動部の駆動係合部と当接する第1駆動当接面が設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、前記第1駆動当接面に対して前記直動方向と交差する方向に形成され、前記第1駆動当接面に対して当該交差する方向に相対移動した前記駆動部の前記駆動係合部と、前記動力伝達部の前記駆動側係合部との間の前記直動方向への相対移動を規制する第1駆動保持部が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方と係合する第1係合凸部と、前記第1係合凸部に加えられた力により弾性変形する第1弾性部と、が設けられていることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、前記第1弾性部の弾性変形による前記第1係合凸部の移動を検知する第1検知部が設けられていることを特徴とする請求項12記載の動力伝達アダプタ。
- 前記第1係合凸部には、前記第1係合凸部の先端から根元方向に向かって前記第1係合凸部の断面積が大きくなる傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項12または13に記載の動力伝達アダプタ。
- 前記動力伝達部には、前記駆動部に設けられた凸部、および前記従動部に設けられた凸部の少なくとも一方と係合する第1係合凹部が設けられ、
前記第1係合凹部には、底面から開口に向けて前記第1係合凹部の開口面積が大きくなる傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項12から14のいずれか1項に記載の動力伝達アダプタ。 - 不潔領域に配置され、直動方向に駆動される駆動部を有する動力部と、
請求項1から15のいずれかに記載の動力伝達アダプタと、
清潔領域に配置され、前記動力伝達部から駆動力の伝達を受けて駆動される従動部を有する術具と、
が設けられていることを特徴とする医療用マニピュレータシステム。 - 前記動力部および前記術具の少なくとも一方には、前記筺体と当接し、当接した筺体の相対的な移動方向を、前記駆動部の直動方向に規制する第2規制部が設けられていることを特徴とする請求項16記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記駆動部には、前記筺体に対して前記動力部を前記直動方向に沿って相対移動させて前記筺体に係合させる際に、前記動力伝達部の伝達係合部と当接する第2駆動当接面が設けられていることを特徴とする請求項16または17に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記駆動部には、前記第2駆動当接面に対して前記直動方向と交差する方向に形成され、前記第2駆動当接面に対して当該交差する方向に相対移動した前記伝達係合部と前記駆動部との間の前記直動方向への相対移動を規制する第2駆動保持部が設けられていることを特徴とする請求項18記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記従動部には、前記筺体に対して前記術具を前記直動方向に沿って相対移動させて前記筺体に係合させる際に、前記動力伝達部の伝達係合部と当接する第2従動当接面が設けられていることを特徴とする請求項16または17に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記従動部には、前記第2従動当接面に対して前記直動方向と交差する方向に形成され、前記第2従動当接面に対して当該交差する方向に相対移動した前記伝達係合部と前記従動部との間の前記直動方向への相対移動を規制する第2従動保持部が設けられていることを特徴とする請求項20記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方には、前記動力伝達部と係合する第2係合凸部と、前記第2係合凸部に加えられた力により弾性変形する第2弾性部と、が設けられていることを特徴とする請求項16から21のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方には、前記第2弾性部の弾性変形による前記第2係合凸部の移動を検知する第2検知部が設けられていることを特徴とする請求項22記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記第2係合凸部には、前記第2係合凸部の先端から根元方向に向かって前記第2係合凸部の断面積が大きくなる傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項22または23に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記駆動部および前記従動部の少なくとも一方には、前記動力伝達部に設けられた凸部と係合する第2係合凹部が設けられ、
前記第2係合凹部には、底面から開口に向けて前記第2係合凹部の開口面積が大きくなる傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項22から24のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータシステム。 - 前記動力部には、複数の前記駆動部と、前記駆動部を直動方向に沿って前記駆動部を押し出し方向へ押し出すこと、および、前記駆動部を引っ張り方向へ引っ張ることが可能な複数のアクチュエータ部と、が設けられ、
前記術具には、前記複数の駆動部に対応した複数の前記従動部が設けられ、
複数の前記駆動部により複数の前記従動部を動かす場合に、一の前記駆動部が対応する前記アクチュエータ部により前記押し出し方向および前記引っ張り方向の一方に移動されて前記従動部を動かし、他の前記駆動部は対応する前記アクチュエータ部により前記押し出し方向および前記引っ張り方向の一方へ付勢されることを特徴とする請求項16から25のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータシステム。
Priority Applications (5)
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