JP2020103886A - Medical manipulator - Google Patents

Medical manipulator Download PDF

Info

Publication number
JP2020103886A
JP2020103886A JP2019224517A JP2019224517A JP2020103886A JP 2020103886 A JP2020103886 A JP 2020103886A JP 2019224517 A JP2019224517 A JP 2019224517A JP 2019224517 A JP2019224517 A JP 2019224517A JP 2020103886 A JP2020103886 A JP 2020103886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
base
manipulator
end portion
base end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019224517A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6827517B2 (en
Inventor
康彦 橋本
Yasuhiko Hashimoto
康彦 橋本
吉田 俊明
Toshiaki Yoshida
俊明 吉田
和則 須賀
Kazunori Suga
和則 須賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Medicaroid Corp
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Medicaroid Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd, Medicaroid Corp filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to US16/726,277 priority Critical patent/US11717366B2/en
Publication of JP2020103886A publication Critical patent/JP2020103886A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6827517B2 publication Critical patent/JP6827517B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

To provide a medical manipulator capable of easily achieving attachment/detachment of a manipulator arm to/from an arm base.SOLUTION: A medical manipulator comprises: a first engaging part disposed in an arm base; a second engaging part disposed in a base end part of a manipulator arm; a support shaft member disposed in one of the first engaging part and the second engaging part, and extending in a first axial direction; an engaging member disposed in the other of the first engaging part and the second engaging part, formed so as to be engageable with the support shaft member, and formed so as to be mutually rotatable around a first axis in a state of being engaged with the support shaft member; a regulation part disposed in the arm base, and regulating the rotation of the manipulator arm around the first axis in a state that the engaging member is engaged with the support shaft member by being abutted on the base end part of the manipulator arm; and a fixing member for fixing the base end part of the manipulator arm to the regulation part in a state that the base end part of the manipulator arm is abutted on the regulation part.SELECTED DRAWING: Figure 6A

Description

本発明は、医療用マニピュレータに関する。 The present invention relates to a medical manipulator.

複数のマニピュレータアームを備え、施術者の操作に基づいて当該複数のマニピュレータアームを動かして外科手術を行うマスタ−スレーブ型のシステムが知られている(例えば特許文献1,2等参照)。 There is known a master-slave system having a plurality of manipulator arms and performing a surgical operation by moving the plurality of manipulator arms based on an operation of a practitioner (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

このようなシステムにおいては、下記特許文献1,2等に示されるように、複数のマニピュレータアームの基端部がそれぞれセットアップリンクおよびセットアップ関節を介してアームベース(またはプラットフォームとも呼ばれる)に取り付けられる。すなわち、複数のマニピュレータアームのそれぞれは、アームベースから吊り下げられるように設けられたセットアップリンクおよびセットアップ関節を介して取り付けられる。 In such a system, as shown in the following Patent Documents 1 and 2, etc., the base ends of a plurality of manipulator arms are attached to an arm base (also referred to as a platform) via a setup link and a setup joint, respectively. That is, each of the plurality of manipulator arms is attached via a setup link and a setup joint provided so as to be suspended from the arm base.

下記特許文献3には、マニピュレータアームとセットアップリンクとの着脱性を容易にするための機構が開示されている。 Patent Document 3 below discloses a mechanism for facilitating the detachability of the manipulator arm and the setup link.

特許文献3には、マニピュレータアームとセットアップリンクとの接続端同士を接続する構成において、一方の接続端にフックが形成され、他方の接続端の側面にフックが挿入されるスロットが形成された構成が開示されている。 In Patent Document 3, in a configuration in which connecting ends of a manipulator arm and a setup link are connected to each other, a hook is formed at one connecting end and a slot into which the hook is inserted is formed at a side surface of the other connecting end. Is disclosed.

特表2017−515524号公報Japanese Patent Publication No. 2017-515524 特表2017−513550号公報Japanese Patent Publication No. 2017-513550 米国特許出願公開第2017/0095300号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2017/0095300

しかし、特許文献1〜3には、メンテナンス時または交換時等の便のためにアームベースに対してマニピュレータアームを着脱可能に構成することについて記載がない。 However, Patent Documents 1 to 3 do not describe that the manipulator arm is detachably attached to the arm base for convenience during maintenance or replacement.

また、特許文献1〜3には、簡単な構成で容易に且つ安全にアームベースにマニピュレータアームの基端部を取り付ける構成についても全く記載がない。 Further, Patent Documents 1 to 3 do not describe at all a configuration which simply and safely attaches the base end portion of the manipulator arm to the arm base with a simple configuration.

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、マニピュレータアームのアームベースに対する着脱を容易に実現することができることができる医療用マニピュレータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a medical manipulator capable of easily attaching and detaching a manipulator arm to and from an arm base.

本発明の一態様に係る医療用マニピュレータは、先端部に外科用器具を保持可能な器具保持部を有するマニピュレータアームと、前記マニピュレータアームの基端部を保持するように構成されたアームベースと、を備えた医療用マニピュレータであって、前記アームベースに設けられる第1係合部と、前記マニピュレータアームの基端部に設けられる第2係合部と、前記第1係合部および前記第2係合部の一方に設けられ、第1軸方向に延びる支軸部材と、前記第1係合部および前記第2係合部の他方に設けられ、前記支軸部材に係合可能に構成され、前記支軸部材に係合した状態で前記第1軸回りに相対回動自在に構成される係合部材と、前記アームベースに設けられ、前記係合部材が前記支軸部材に係合した状態における前記マニピュレータアームの前記第1軸回りの回動を、前記マニピュレータアームの基端部に当接することにより規制する規制部と、前記マニピュレータアームの基端部が前記規制部に当接した状態で、前記マニピュレータアームの基端部を前記規制部に固定する固定部材と、を備えている。 The medical manipulator according to one aspect of the present invention has a manipulator arm having an instrument holding portion capable of holding a surgical instrument at a distal end portion, and an arm base configured to hold a proximal end portion of the manipulator arm, A medical manipulator comprising: a first engaging portion provided on the arm base; a second engaging portion provided on a base end portion of the manipulator arm; the first engaging portion and the second A support shaft member provided on one of the engaging portions and extending in the first axial direction, and provided on the other of the first engaging portion and the second engaging portion, and configured to be engageable with the support shaft member. An engaging member configured to be relatively rotatable around the first shaft in a state of being engaged with the support shaft member, and the arm base, wherein the engagement member engages with the support shaft member. In a state in which the rotation of the manipulator arm around the first axis is restricted by contacting the base end portion of the manipulator arm, and the base end portion of the manipulator arm is in contact with the restriction portion. Then, a fixing member for fixing the base end portion of the manipulator arm to the regulating portion is provided.

上記構成によれば、係合部材が支軸部材に係合した状態でマニピュレータアームの第1軸回りの回動がアームベースに設けられた規制部により規制される。このため、マニピュレータアームをアームベースに装着する際に、第1軸方向に延びる支軸部材に係合部材を係合させるだけで、アームベースにマニピュレータアームが保持される。しかも、係合部は、支軸部材に係合した状態で第1軸回りに相対回動自在に構成されているため、係合部が支軸部材に係合した状態において、その係合が容易に解除されることはない。したがって、マニピュレータアームのアームベースに対する着脱を容易に実現しつつ係合時におけるマニピュレータアームの脱落を防止することができる。 According to the above configuration, the rotation of the manipulator arm around the first axis is restricted by the restricting portion provided on the arm base while the engaging member is engaged with the support shaft member. Therefore, when the manipulator arm is attached to the arm base, the manipulator arm is held by the arm base only by engaging the engaging member with the support shaft member extending in the first axial direction. Moreover, since the engaging portion is configured to be relatively rotatable about the first axis while being engaged with the support shaft member, the engagement of the engaging portion with the support shaft member is prevented. It cannot be released easily. Therefore, the manipulator arm can be easily attached to and detached from the arm base, and the manipulator arm can be prevented from falling off during engagement.

前記第2係合部は、前記マニピュレータアームの基端部から突出するように設けられ、第2係合部の先端部に前記支軸部材または前記係合部材が設けられてもよい。これにより、マニピュレータアームの自重を利用してマニピュレータアームを規制部に付勢させ易くすることができる。 The second engagement portion may be provided so as to project from a base end portion of the manipulator arm, and the spindle member or the engagement member may be provided at a tip end portion of the second engagement portion. Accordingly, it is possible to facilitate the manipulator arm to be urged to the regulating portion by utilizing the own weight of the manipulator arm.

前記アームベースは、前記第1軸に平行な前記第1係合部の取り付け面を備え、前記規制部は、前記第1軸に平行かつ前記取り付け面に対して傾斜する規制面を備えてもよい。これにより、マニピュレータアームがアームベースに装着された状態で斜め下方に向くように配設することができる。 The arm base may include a mounting surface of the first engaging portion that is parallel to the first axis, and the restricting portion may include a restricting surface that is parallel to the first axis and inclined with respect to the mounting surface. Good. With this, the manipulator arm can be arranged so as to face obliquely downward while being attached to the arm base.

前記係合部は、フック形状を有していてもよい。 The engagement portion may have a hook shape.

前記規制部は、前記マニピュレータアームの前記第1軸回りの自重による回動を規制するように構成されてもよい。これにより、係合部材を支軸部材に係合させた状態で作業者がマニピュレータアームを第1軸回りに回動させなくても自然にマニピュレータアームが固定位置に位置される。したがって、作業性を向上させることができるとともに、マニピュレータアームが脱落することを有効に防止することができる。 The restriction portion may be configured to restrict rotation of the manipulator arm around its first axis due to its own weight. Accordingly, the manipulator arm is naturally positioned at the fixed position without the operator having to rotate the manipulator arm around the first axis while the engagement member is engaged with the support shaft member. Therefore, it is possible to improve the workability and effectively prevent the manipulator arm from falling off.

前記規制部は、前記マニピュレータアームの基端部が当接することにより、前記マニピュレータアームの前記アームベースに対する位置決めを行うように構成されてもよい。これにより、マニピュレータアームをアームベースに取り付けるだけで、マニピュレータアームのアームベースに対する位置決めを行うことができる。 The restriction portion may be configured to position the manipulator arm with respect to the arm base by abutting a base end portion of the manipulator arm. Thus, the manipulator arm can be positioned with respect to the arm base simply by attaching the manipulator arm to the arm base.

前記マニピュレータアームおよび前記アームベースは、前記マニピュレータアームの基端部に設けられた第1コネクタと前記アームベースに設けられた第2コネクタとを接続することにより電気的接続が行われるように構成されており、前記アームベースは、前記マニピュレータアームの基端部が当接する前記規制部の規制面以外の位置に前記第2コネクタを備えるように構成されてもよい。これにより、マニピュレータアームを回動させながら電気的接続を行う必要性をなくし、安定的な電気接続を行うことができる。 The manipulator arm and the arm base are configured to be electrically connected by connecting a first connector provided at a base end of the manipulator arm and a second connector provided at the arm base. The arm base may be configured to include the second connector at a position other than the restricting surface of the restricting portion with which the base end of the manipulator arm abuts. This eliminates the need for making electrical connection while rotating the manipulator arm, and makes stable electrical connection.

前記マニピュレータアームは、前記マニピュレータアームの基端部が前記規制部に当接した状態で、前記第1係合部、前記第2係合部、および前記規制部を一体的に覆うカバーを備えてもよい。これにより、アームがアームベースに装着された状態で第1係合部、第2係合部および規制部がカバーにより一体的に覆われる。したがって、外部に係合箇所が露出することを防止することができる。 The manipulator arm includes a cover that integrally covers the first engagement portion, the second engagement portion, and the regulation portion in a state where the base end portion of the manipulator arm is in contact with the regulation portion. Good. As a result, the first engagement portion, the second engagement portion, and the regulation portion are integrally covered by the cover with the arm attached to the arm base. Therefore, it is possible to prevent the engaging portion from being exposed to the outside.

前記アームベースを移動させるように構成されたポジショナと、前記ポジショナを移動させるための台車と、を備えてもよい。前記ポジショナは、多軸ロボットで構成されてもよい。 A positioner configured to move the arm base, and a carriage for moving the positioner may be provided. The positioner may be a multi-axis robot.

本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。 The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

本発明は、マニピュレータアームのアームベースに対する着脱を簡単な構成で容易に実現することができることができるという効果を奏する。 The present invention has the effect that the manipulator arm can be easily attached to and detached from the arm base with a simple configuration.

図1は、本発明の一実施の形態に係る保持機構が適用される外科手術システムの全体的な構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a surgical operation system to which a holding mechanism according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、図1に示す外科手術システムにおけるマニピュレータアームの全体的な構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the manipulator arm in the surgical operation system shown in FIG. 図3は、図2に示す第4リンクを模式的に例示する側面図である。FIG. 3 is a side view schematically illustrating the fourth link shown in FIG. 図4は、図1に示す外科手術システムのマニピュレータアームの制御系統の概略構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the manipulator arm of the surgical operation system shown in FIG. 図5Aは、図1に示す外科手術システムにおけるアームベースの構成を示す概略図である。FIG. 5A is a schematic diagram showing a configuration of an arm base in the surgical operation system shown in FIG. 1. 図5Bは、図1に示す外科手術システムにおけるアームベースの構成を示す概略図である。FIG. 5B is a schematic diagram showing a configuration of an arm base in the surgical operation system shown in FIG. 1. 図5Cは、図1に示す外科手術システムにおけるアームベースの構成を示す概略図である。FIG. 5C is a schematic diagram showing a configuration of an arm base in the surgical operation system shown in FIG. 1. 図6Aは、本実施の形態におけるアームの保持機構を示す概略構成図である。FIG. 6A is a schematic configuration diagram showing an arm holding mechanism in the present embodiment. 図6Bは、本実施の形態におけるアームの保持機構を示す概略構成図である。FIG. 6B is a schematic configuration diagram showing an arm holding mechanism in the present embodiment. 図7Aは、本実施の形態におけるアームのアームベースへの装着手順の例を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing an example of a procedure for attaching the arm to the arm base in the present embodiment. 図7Bは、本実施の形態におけるアームのアームベースへの装着手順の例を示す図である。FIG. 7B is a diagram showing an example of a procedure for mounting the arm on the arm base in the present embodiment. 図7Cは、本実施の形態におけるアームのアームベースへの装着手順の例を示す図である。FIG. 7C is a diagram showing an example of a procedure for attaching the arm to the arm base in the present embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments. Also, in the following, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference symbols throughout all the drawings, and overlapping description will be omitted.

図1は、本発明の一実施の形態に係る保持機構が適用される外科手術システムの全体的な構成を示す概略図である。外科手術システム100は、ロボット支援手術またはロボット遠隔手術等のように、医師等の施術者が患者側システム1を用いて患者Pに内視鏡外科手術を施すシステムである。なお、図1は、ポジショナ7、アームベース5および複数のマニピュレータアーム3が施術前に確立される所定の準備位置(詳しくは後述する)に位置している状態を示している。また、図1は、ポジショナ7と、複数のマニピュレータアーム3との大きさの比率を実際とは異なる比率で記載している。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a surgical operation system to which a holding mechanism according to an embodiment of the present invention is applied. The surgical operation system 100 is a system in which a practitioner such as a doctor performs endoscopic surgery on a patient P using the patient-side system 1, such as robot-assisted surgery or robot remote surgery. Note that FIG. 1 shows a state in which the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of manipulator arms 3 are located at a predetermined preparation position (details will be described later) established before the operation. Further, FIG. 1 shows the ratio of the sizes of the positioner 7 and the plurality of manipulator arms 3 in a ratio different from the actual ratio.

外科手術システム100は、患者側システム1と、この患者側システム1を操る操作装置2(後述する図4参照)とを備えている。操作装置2は、患者側システム1から離れて配置され、施術時において患者側システム1は操作装置2によって遠隔操作される。施術者は患者側システム1に行わせる動作を操作装置2に入力し、操作装置2はその動作指令を患者側システム1に送信する。そして、患者側システム1は、操作装置2から送信された動作指令を受け取り、この動作指令に基づいて患者側システム1が具備する長軸状の外科用器具40等を動作させる。 The surgical operation system 100 includes a patient-side system 1 and an operation device 2 (see FIG. 4 described later) that operates the patient-side system 1. The operating device 2 is arranged apart from the patient-side system 1, and the patient-side system 1 is remotely operated by the operating device 2 during a treatment. The practitioner inputs an operation to be performed by the patient side system 1 into the operation device 2, and the operation device 2 transmits the operation command to the patient side system 1. Then, the patient-side system 1 receives the operation command transmitted from the operating device 2, and operates the long-axis surgical instrument 40 and the like included in the patient-side system 1 based on the operation command.

操作装置2は、外科手術システム100と施術者との間のインターフェースを構成し、患者側システム1を操作するための装置である。操作装置2は、手術室内において手術台111の傍らにまたは手術台111から離れて、あるいは、手術室外に設置されている。操作装置2は、図示しないが、施術者が動作指令を入力するための操作用マニピュレータアームおよび操作ペダル等の操作入力部と、外科用器具40として患者側システム1に取り付けられる内視鏡アセンブリ(図示せず)で撮影された画像を表示するモニタとを含む。施術者は、モニタで患部(施術部位110)を視認しながら、操作入力部を操作して操作装置2に動作指令を入力する。操作装置2に入力された動作指令は、有線または無線により患者側システム1の後述する制御部600に伝達される。 The operation device 2 is a device that constitutes an interface between the surgical operation system 100 and a practitioner, and operates the patient-side system 1. The operating device 2 is installed beside the operating table 111 in the operating room, apart from the operating table 111, or outside the operating room. Although not shown, the operation device 2 includes an operation input unit such as an operation manipulator arm and an operation pedal for an operator to input an operation command, and an endoscope assembly attached to the patient-side system 1 as the surgical instrument 40 ( And a monitor for displaying an image taken in (not shown). The practitioner operates the operation input unit while inputting an operation command to the operation device 2 while visually observing the affected part (treatment part 110) on the monitor. The operation command input to the operation device 2 is transmitted to a control unit 600 of the patient-side system 1 described later by wire or wirelessly.

患者側システム1は、外科手術システム100と患者Pとのインターフェースを構成する。患者側システム1は、手術室内において患者Pが横たわる手術台111の傍らに配置されている。手術室内は滅菌された滅菌野である。 The patient-side system 1 constitutes an interface between the surgical operation system 100 and the patient P. The patient-side system 1 is arranged beside the operating table 111 on which the patient P lies in the operating room. The operating room is a sterile field.

患者側システム1は、ポジショナ7と、ポジショナ7の先端部に取り付けられたアームベース(プラットフォーム)5と、アームベース5に着脱可能に取り付けられた複数の患者側マニピュレータアーム(以下、単に「アーム3」という)とを備えている。ポジショナ7は、所定の基台から延び、所定の基台とアームベース5との間を連結するものである。本実施の形態において、ポジショナ7は、多軸ロボットとして構成されており、所定の基台である移動可能な台車70に対してアームベース5の位置を3次元的に移動させることができる。アーム3およびアームベース5は、滅菌ドレープ(図示せず)で覆われ、アーム3およびアームベース5が手術室内の滅菌野から遮蔽される。 The patient-side system 1 includes a positioner 7, an arm base (platform) 5 attached to a tip portion of the positioner 7, and a plurality of patient-side manipulator arms detachably attached to the arm base 5 (hereinafter, simply referred to as “arm 3”). That is)). The positioner 7 extends from a predetermined base and connects the predetermined base and the arm base 5. In the present embodiment, the positioner 7 is configured as a multi-axis robot and can move the position of the arm base 5 three-dimensionally with respect to a movable carriage 70 that is a predetermined base. The arm 3 and the arm base 5 are covered with a sterile drape (not shown), and the arm 3 and the arm base 5 are shielded from the sterile field in the operating room.

複数のアーム3の先端部は、それぞれ長軸状の外科用器具40を保持可能な器具保持部(ホルダ36)として構成されている。複数のアーム3のうち1本のアームの先端部には、内視鏡アセンブリ(図示せず)が保持される。複数のアーム3のうち余のアームの先端部には、インストゥルメント42が着脱可能に保持される。以下、内視鏡アセンブリが取り付けられたアーム3を「カメラアーム」ということがあり、インストゥルメント42が取り付けられたアーム3を「インストゥルメントアーム」ということがある。本実施の形態における患者側システム1は、1本のカメラアームと3本のインストゥルメントアームとの、合わせて4本のアーム3を備えている。 The distal ends of the plurality of arms 3 are each configured as an instrument holding portion (holder 36) capable of holding a long-axis surgical instrument 40. An endoscope assembly (not shown) is held at the tip of one of the plurality of arms 3. An instrument 42 is detachably held at the tip of the remaining arm of the plurality of arms 3. Hereinafter, the arm 3 to which the endoscope assembly is attached may be referred to as “camera arm”, and the arm 3 to which the instrument 42 is attached may be referred to as “instrument arm”. The patient-side system 1 according to the present embodiment includes a total of four arms 3, one camera arm and three instrument arms.

上記の患者側システム1において、アームベース5は、複数のアーム3の拠点となる「ハブ」としての機能を有している。本実施の形態では、ポジショナ7およびアームベース5によって、複数のアーム3を移動可能に支持するマニピュレータアーム支持体10が構成されている。ただし、ポジショナ7は多軸ロボットでなくてもよい。例えば、ポジショナ7は、アームベース5を支持するための直動レール、昇降装置、あるいは、天井または壁に取り付けられたブラケットであってもよい。ポジショナ7が接続される所定の基台は、台車70のように移動可能な構成に限られない。例えば、所定の基台は、手術室の壁、床またはこれらに固定された固定物でもよい。 In the patient-side system 1 described above, the arm base 5 has a function as a “hub” serving as a base for the plurality of arms 3. In this embodiment, the positioner 7 and the arm base 5 constitute a manipulator arm support 10 that movably supports the plurality of arms 3. However, the positioner 7 does not have to be a multi-axis robot. For example, the positioner 7 may be a linear rail for supporting the arm base 5, a lifting device, or a bracket attached to a ceiling or a wall. The predetermined base to which the positioner 7 is connected is not limited to the movable structure like the carriage 70. For example, the predetermined base may be a wall of the operating room, a floor, or a fixed object fixed to these.

上記の患者側システム1では、ポジショナ7から内視鏡アセンブリまたは各インストゥルメント42まで、要素が一連に繋がっている。本明細書では、上記一連の要素において、ポジショナ7(より詳細には、ポジショナ7の台車70との接続部であるベース90)へ向かう側の端部を「基端部」といい、その反対側の端部を「先端部」ということとする。 In the patient side system 1 described above, elements are connected in series from the positioner 7 to the endoscope assembly or each instrument 42. In the present specification, in the above series of elements, the end portion on the side toward the positioner 7 (more specifically, the base 90 that is the connection portion of the positioner 7 with the carriage 70) is referred to as the “base end portion”, and vice versa. The end on the side is referred to as the "tip".

以下、台車70、ポジショナ7、アームベース5、および複数のマニピュレータアーム3について詳細に説明する。 Hereinafter, the carriage 70, the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of manipulator arms 3 will be described in detail.

図1に示すように、台車70は、台車本体71と、前輪72および後輪73と、ハンドル74とを備えている。前輪72および後輪73は、台車本体71に回転可能に取り付けられ、これにより、台車本体71は、移動可能に構成されている。後輪73は、ハンドル74の回動軸回りに回動可能に構成されており、施術者または施術補助者Oがハンドル74を把持して回動軸回りに回動させることにより台車本体71の進行方向を変更することが可能である。 As shown in FIG. 1, the bogie 70 includes a bogie body 71, a front wheel 72 and a rear wheel 73, and a handle 74. The front wheels 72 and the rear wheels 73 are rotatably attached to the carriage main body 71, whereby the carriage main body 71 is configured to be movable. The rear wheel 73 is configured to be rotatable around the rotation axis of the handle 74, and the practitioner or the treatment assistant O grips the handle 74 and rotates the handle 74 around the rotation axis so that the trolley body 71 is rotated. It is possible to change the traveling direction.

患者側システム1は、制御部600により動作制御される。制御部600は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータにより構成される。台車本体71の内部には、制御部600および動作制御に用いられる制御プログラムおよび各種データが記憶される記憶部602が格納されている。また、台車本体71には、主に施術前におけるポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3の位置および姿勢(後述する準備姿勢)を設定入力するための操作部604が設けられる。604は、例えばタッチパネル等により構成される。 The operation of the patient-side system 1 is controlled by the controller 600. The control unit 600 is composed of a computer such as a microcontroller. Inside the carriage main body 71, a control unit 600 and a storage unit 602 in which a control program used for operation control and various data are stored are stored. Further, the carriage main body 71 is provided with an operation unit 604 for mainly setting and inputting the positions and postures (preparation postures described later) of the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of arms 3 before the operation. 604 is configured by, for example, a touch panel or the like.

ポジショナ7は、台車本体71に取り付けられるベース90と、ベース90から先端部に向けて順次連結された複数のポジショナリンク部を備えている。ポジショナ7は、一のポジショナリンク部が他の一のポジショナリンク部に対して回動するように順に連結されることにより複数の関節部を構成する。複数のポジショナリンク部は、第1リンク91〜第6リンク96を含む。複数の関節部は、第1関節J71〜第7関節J77を含む。なお、本実施の形態における複数の関節部は、回転軸を備えた回転関節により構成されているが、少なくとも一部の関節部が直動関節により構成されてもよい。 The positioner 7 includes a base 90 that is attached to the carriage main body 71, and a plurality of positioner link portions that are sequentially connected from the base 90 toward the tip. The positioner 7 constitutes a plurality of joints by sequentially connecting one positioner link portion so as to rotate with respect to the other one positioner link portion. The plurality of positioner link parts include a first link 91 to a sixth link 96. The plurality of joints includes a first joint J71 to a seventh joint J77. In addition, although the plurality of joints in the present embodiment are configured by rotary joints having a rotary shaft, at least some of the joints may be configured by linear motion joints.

より詳細には、ベース90の先端部に、捩り(ロール)関節である第1関節J71を介して第1リンク91の基端部が連結されている。第1リンク91の先端部に、曲げ(ピッチ)関節である第2関節J72を介して第2リンク92の基端部が連結されている。第2リンク92の先端部に、曲げ関節である第3関節J73を介して第3リンク93の基端部が連結されている。第3リンク93の先端部に、捩り関節である第4関節J74を介して第4リンク94の基端部が連結されている。第4リンク94の先端部に、曲げ関節である第5関節J75を介して第5リンク95の基端部が連結されている。第5リンク95の先端部に、捩り関節である第6関節J76を介して第6リンク96の基端部が連結されている。第6リンク96の先端部に、捩り関節である第7関節J77を介してアームベース5のポジショナ取り付け部51が連結されている。これにより、ポジショナ7は、複数の自由度(7自由度)を有する多軸関節(7軸関節)アームとして構成される。 More specifically, the base end portion of the first link 91 is connected to the tip end portion of the base 90 via the first joint J71 which is a torsion (roll) joint. The base end portion of the second link 92 is connected to the tip end portion of the first link 91 via a second joint J72 that is a bending (pitch) joint. The base end of the third link 93 is connected to the tip of the second link 92 via a third joint J73 that is a bending joint. The base end portion of the fourth link 94 is connected to the tip end portion of the third link 93 via a fourth joint J74 which is a torsion joint. The proximal end portion of the fifth link 95 is connected to the distal end portion of the fourth link 94 via a fifth joint J75 which is a bending joint. The proximal end portion of the sixth link 96 is connected to the distal end portion of the fifth link 95 via a sixth joint J76 which is a torsion joint. The positioner attaching portion 51 of the arm base 5 is connected to the tip end portion of the sixth link 96 via a seventh joint J77 which is a torsion joint. Thus, the positioner 7 is configured as a multi-axis joint (7-axis joint) arm having a plurality of degrees of freedom (7 degrees of freedom).

上述した通り、アームベース5のポジショナ取り付け部51に取り付けられるポジショナリンク部である第6リンク96は、基端側の関節部である第6関節J76および先端側の関節部である第7関節J77の双方が捩り関節として構成されている。さらに、本実施の形態において、第6関節J76の回転軸は、第7関節J77の回転軸に対して相対的に傾斜している。より具体的には、第6関節J76の回転軸は、第6リンク96の長手方向に対して傾斜しており、第7関節J77の回転軸は、第6リンク96の長手方向に直交している。第6関節J76の回転軸と第7関節J77の回転軸は、それぞれの延長線で交差する。すなわち、第6関節J76の回転面は、第7関節J77の回転面に対して傾斜している。 As described above, the sixth link 96, which is the positioner link portion attached to the positioner attaching portion 51 of the arm base 5, is the sixth joint J76, which is the joint portion on the proximal end side, and the seventh joint J77, which is the joint portion on the distal end side. Both are configured as torsion joints. Furthermore, in the present embodiment, the rotation axis of the sixth joint J76 is inclined relative to the rotation axis of the seventh joint J77. More specifically, the rotation axis of the sixth joint J76 is inclined with respect to the longitudinal direction of the sixth link 96, and the rotation axis of the seventh joint J77 is orthogonal to the longitudinal direction of the sixth link 96. There is. The axis of rotation of the sixth joint J76 and the axis of rotation of the seventh joint J77 intersect at their respective extension lines. That is, the rotation surface of the sixth joint J76 is inclined with respect to the rotation surface of the seventh joint J77.

アームベース5は、アームベース本体50と、アームベース本体50の上部(基端側)に取り付けられ、ポジショナ7の先端部が取り付けられるポジショナ取り付け部51と、アームベース本体50の下部(先端側)に取り付けられ、複数のアーム3の基端部が取り付けられる少なくとも1つのアーム取り付け部と、を備えている。なお、アーム取り付け部はカバー52で隠れている。それぞれのアーム取り付け部は、後述する第1係合部201および規制部204を有している。アームベース5は、ポジショナ7の先端部(第6リンク96)に対して第7関節J77の回転軸であるアームベース回転軸V77回りに相対回転可能に構成される。本実施の形態において、複数(4つ)のアーム3に応じて複数(4つ)のアーム取り付け部が設けられている。複数のアーム3のベース80が複数のアーム取り付け部に固定されることにより、複数のアーム3の基端部(後述する第1リンク81)は、後述する第1関節J31の回転軸であるアーム基端部回転軸V31回りに相対回転可能に構成される。アームベース5のより詳しい構成については後述する。 The arm base 5 is attached to the arm base main body 50, an upper portion (base end side) of the arm base main body 50, and a positioner attaching portion 51 to which the tip end portion of the positioner 7 is attached, and a lower portion (tip end side) of the arm base main body 50. And at least one arm attachment part to which the base ends of the plurality of arms 3 are attached. The arm mounting portion is hidden by the cover 52. Each arm attachment portion has a first engagement portion 201 and a regulation portion 204, which will be described later. The arm base 5 is configured to be rotatable relative to the tip end portion (sixth link 96) of the positioner 7 about an arm base rotation axis V77 that is a rotation axis of the seventh joint J77. In the present embodiment, a plurality (four) of arm attachment portions are provided according to the plurality (four) of arms 3. Since the bases 80 of the plurality of arms 3 are fixed to the plurality of arm attachment portions, the base ends (first links 81 described below) of the plurality of arms 3 are arms that are the rotation axes of the first joint J31 described below. It is configured to be relatively rotatable around the base end rotation axis V31. A more detailed structure of the arm base 5 will be described later.

図2は、図1に示す外科手術システムにおけるマニピュレータアームの全体的な構成を示す概略図である。図2には、患者側システム1が備える複数のアーム3のうちのインストゥルメント42が取り付けられた1本のアーム3の概略構成が示されている。なお、本実施の形態では、患者側システム1が具備する複数のアーム3はいずれも同様または類似の構成を有するが、複数のアーム3のうち少なくとも1本が他のアームと異なる構成(例えば異なる自由度を有する等)を有してもよい。図2に示すように、アーム3は、アーム本体30と、アーム本体30の先端部に連結された並進ユニット35とを備えている。複数のアーム3は、それぞれの先端部が基端部に対して3次元的に移動可能なように構成されている。アーム3の先端部には、長軸状の外科用器具40(インストゥルメント42または内視鏡アセンブリ)を保持可能なホルダ(器具保持部)36が設けられる。本実施の形態において、ホルダ36は、並進ユニット35に設けられる。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the manipulator arm in the surgical operation system shown in FIG. FIG. 2 shows a schematic configuration of one arm 3 to which the instrument 42 is attached among the plurality of arms 3 included in the patient-side system 1. In the present embodiment, the plurality of arms 3 included in the patient-side system 1 all have the same or similar configuration, but at least one of the plurality of arms 3 has a different configuration (for example, different). May have a degree of freedom). As shown in FIG. 2, the arm 3 includes an arm body 30 and a translation unit 35 connected to the tip of the arm body 30. Each of the plurality of arms 3 is configured such that its tip end can move three-dimensionally with respect to the base end. A holder (instrument holding portion) 36 capable of holding a long-axis surgical instrument 40 (instrument 42 or endoscope assembly) is provided at the tip of the arm 3. In the present embodiment, the holder 36 is provided in the translation unit 35.

インストゥルメント42は、基端部に設けられた駆動ユニット45と、先端部に設けられたエンドエフェクタ(処置具)44と、駆動ユニット45とエンドエフェクタ44との間を繋ぐ細長いシャフト43とを有している。インストゥルメント42には長軸方向Dtが規定されており、駆動ユニット45、シャフト43、およびエンドエフェクタ44は長軸方向Dtに沿って配置される。インストゥルメント42のエンドエフェクタ44は、動作する関節を有する器具(例えば、鉗子、ハサミ、グラスパー、ニードルホルダ、マイクロジセクター、ステープルアプライヤー、タッカー、吸引洗浄ツール、スネアワイヤ、および、クリップアプライヤー等)、ならびに、関節を有しない器具(例えば、切断刃、焼灼プローブ、洗浄器、カテーテル、および、吸引オリフィス等)を含む群より選択される。本明細書における「長軸状の外科用器具」には、内視鏡アセンブリおよび各インストゥルメントの双方が含まれる。 The instrument 42 includes a drive unit 45 provided at the base end portion, an end effector (treatment instrument) 44 provided at the tip end portion, and an elongated shaft 43 connecting the drive unit 45 and the end effector 44. Have A long axis direction Dt is defined in the instrument 42, and the drive unit 45, the shaft 43, and the end effector 44 are arranged along the long axis direction Dt. The end effector 44 of the instrument 42 is an instrument having an operating joint (for example, forceps, scissors, grasper, needle holder, microsector, staple applier, tacker, suction cleaning tool, snare wire, clip applier, etc.). ), and non-articulated instruments (eg, cutting blades, ablation probes, irrigators, catheters, suction orifices, etc.). As used herein, "long-axis surgical instrument" includes both the endoscopic assembly and each instrument.

アーム3がインストゥルメントアームの場合、ホルダ36には、インストゥルメント42が着脱可能に保持される。ホルダ36に保持されたインストゥルメント42のシャフト43は、長軸方向Dtに沿って延在する。また、アーム3がカメラアームの場合、ホルダ36には、内視鏡アセンブリが着脱可能に保持される。ここで、カメラアームに設けるホルダ36は、インストゥルメントアームに設けるホルダ36とは異なる形状または構造を有していてもよい。あるいは、手術中に内視鏡アセンブリを交換することは稀であるので、カメラアームに内視鏡アセンブリが固定されていてもよい。 When the arm 3 is an instrument arm, the holder 36 detachably holds the instrument 42. The shaft 43 of the instrument 42 held by the holder 36 extends along the long-axis direction Dt. When the arm 3 is a camera arm, the holder 36 detachably holds the endoscope assembly. Here, the holder 36 provided on the camera arm may have a different shape or structure from the holder 36 provided on the instrument arm. Alternatively, the endoscope assembly may be fixed to the camera arm since it is rare to replace the endoscope assembly during surgery.

アーム3は、アームベース5に対し着脱可能に構成されている。アーム3は、洗浄処理および滅菌処理のための耐水性、耐熱性、および耐薬品性を備えている。アーム3の滅菌処理には様々な方法があるが、例えば、高圧蒸気滅菌法、EOG滅菌法、消毒薬による化学滅菌法等が選択的に用いられ得る。 The arm 3 is configured to be attachable to and detachable from the arm base 5. The arm 3 has water resistance, heat resistance, and chemical resistance for cleaning processing and sterilization processing. There are various methods for sterilizing the arm 3, and for example, a high-pressure steam sterilization method, an EOG sterilization method, a chemical sterilization method using a disinfectant, etc. can be selectively used.

アーム本体30は、アームベース5に着脱可能に取り付けられるベース80と、ベース80から先端部に向けて順次連結された複数のアームリンク部を備えている。アーム3は、一のアームリンク部が他の一のアームリンク部に対して回動するように順に連結されることにより複数の関節部を構成する。複数のアームリンク部は、第1リンク81〜第7リンク87を含む。複数の関節部は、第1関節J31〜第7関節J37を含む。なお、本実施の形態における複数の関節部は、回転軸を備えた回転関節により構成されているが、少なくとも一部の関節部が直動関節により構成されてもよい。 The arm body 30 includes a base 80 that is detachably attached to the arm base 5, and a plurality of arm link portions that are sequentially connected from the base 80 toward the tip portion. The arm 3 constitutes a plurality of joint parts by sequentially connecting one arm link part so as to rotate with respect to the other one arm link part. The plurality of arm link portions include a first link 81 to a seventh link 87. The plurality of joints includes a first joint J31 to a seventh joint J37. In addition, although the plurality of joints in the present embodiment are configured by rotary joints having a rotary shaft, at least some of the joints may be configured by linear motion joints.

より詳細には、ベース80の先端部に、捩り(ロール)関節である第1関節J31を介して第1リンク81の基端部が連結されている。第1リンク81の先端部に、曲げ(ピッチ)関節である第2関節J32を介して第2リンク82の基端部が連結されている。第2リンク82の先端部に、捩り関節である第3関節J33を介して第3リンク83の基端部が連結されている。第3リンク83の先端部に、曲げ関節である第4関節J34を介して第4リンク84の基端部が連結されている。第4リンク84の先端部に、捩り関節である第5関節J35を介して第5リンク85の基端部が連結されている。第5リンク85の先端部に、曲げ関節である第6関節J36を介して第6リンク86の基端部が連結されている。第6リンク86の先端部に、曲げ関節である第7関節J37を介して並進ユニット35の基端部が連結されている。これにより、アーム3は、複数の自由度(7自由度)を有する多軸関節(7軸関節)アームとして構成される。したがって、アーム3は、当該アーム3の先端部の位置姿勢を変化させることなくアーム3の全体的な姿勢を変えることができる。 More specifically, the base end portion of the first link 81 is connected to the tip end portion of the base 80 via the first joint J31 which is a torsion (roll) joint. The base end portion of the second link 82 is connected to the tip end portion of the first link 81 via a second joint J32 which is a bending (pitch) joint. The base end portion of the third link 83 is connected to the tip end portion of the second link 82 via a third joint J33 which is a torsion joint. The base end portion of the fourth link 84 is connected to the tip end portion of the third link 83 via a fourth joint J34 that is a bending joint. The proximal end portion of the fifth link 85 is connected to the distal end portion of the fourth link 84 via a fifth joint J35 that is a torsion joint. The proximal end portion of the sixth link 86 is connected to the distal end portion of the fifth link 85 via a sixth joint J36 which is a bending joint. The proximal end portion of the translation unit 35 is connected to the distal end portion of the sixth link 86 via a seventh joint J37 which is a bending joint. Thereby, the arm 3 is configured as a multi-axis joint (7-axis joint) arm having a plurality of degrees of freedom (7 degrees of freedom). Therefore, the arm 3 can change the overall attitude of the arm 3 without changing the position and attitude of the tip portion of the arm 3.

本実施の形態において、第1リンク81は、隣接する関節J31,J32間において折り曲げられた形状を有している。言い換えると、第1リンク81は、第1関節J31の回転軸と第2関節J32の回転軸とが交差しないように構成されている。すなわち、第1リンク81は、基端側の第1関節J31から所定の第1方向(第1関節J31の回転軸方向)に延びる第1部分81aと、第1部分81aの先端部から第1部分81aの延出方向に交差する第2方向(かつ第2関節J32に直交する方向)に延びて先端側の第2関節J32に接続される第2部分81bとを有する。第1リンク81における第1方向と第2方向とのなす角は、例えば120度以上かつ160度以下(例えば140度)である。なお、第1部分81aと第2部分81bとは滑らかに繋がっている。これにより、一部のアームリンク部が折り曲げられた形状を有していても、複数のアームリンク部内に電気配線等のワイヤ(図示せず)を通し易くすることができる。 In the present embodiment, the first link 81 has a shape bent between the adjacent joints J31 and J32. In other words, the first link 81 is configured so that the rotation axis of the first joint J31 and the rotation axis of the second joint J32 do not intersect. That is, the first link 81 includes a first portion 81a extending from the first joint J31 on the proximal end side in a predetermined first direction (the rotation axis direction of the first joint J31), and a first portion 81a from a tip end portion of the first portion 81a. The second portion 81b extends in a second direction (and a direction orthogonal to the second joint J32) intersecting the extension direction of the portion 81a and is connected to the distal end side second joint J32. The angle formed by the first direction and the second direction in the first link 81 is, for example, 120 degrees or more and 160 degrees or less (for example, 140 degrees). The first portion 81a and the second portion 81b are smoothly connected. Accordingly, even if some of the arm link portions have a bent shape, it is possible to easily pass wires (not shown) such as electric wiring through the plurality of arm link portions.

さらに、第4リンク84は、隣接する関節J34,J35間において折り曲げられた形状を有している。言い換えると、第4リンク84は、第4関節J34の回転軸と第5関節J35の回転軸とが交差しないように構成されている。すなわち、第4リンク84は、基端側の第4関節J34から所定の第1方向(第4関節J34の回転軸および第5関節J35の回転軸の双方に直交する方向)に延びる第1部分84aと、第1部分84aの先端部から第1部分84aの延出方向に交差する第2方向(第5関節J35の回転軸方向)に延びて先端側の第5関節J35に接続される第2部分84bとを有する。第4リンク84における第1方向と第2方向とのなす角は、例えば70度以上かつ110度以下(例えば90度)である。なお、第1部分84aと第2部分84bとは滑らかに繋がっている。 Further, the fourth link 84 has a shape bent between the adjacent joints J34 and J35. In other words, the fourth link 84 is configured so that the rotation axis of the fourth joint J34 and the rotation axis of the fifth joint J35 do not intersect. That is, the fourth link 84 extends from the fourth joint J34 on the base end side in a predetermined first direction (direction orthogonal to both the rotation axis of the fourth joint J34 and the rotation axis of the fifth joint J35). 84a and a fifth joint J35 on the tip side that extends in the second direction (rotational axis direction of the fifth joint J35) intersecting the extension direction of the first portion 84a from the tip of the first portion 84a. 2 parts 84b. The angle formed by the first direction and the second direction in the fourth link 84 is, for example, 70 degrees or more and 110 degrees or less (for example, 90 degrees). The first portion 84a and the second portion 84b are smoothly connected.

特に、第4リンク84は、リンク長が他の関節部より短いように構成されている。図3は、図2に示す第4リンク84を模式的に例示する側面図である。図3に示すように、例えば、第4リンク84は、第4関節J34の回転軸と第5関節J35の回転軸との間の第1方向に関する長さL1が、第4関節J34の半径R4または第5関節J35の半径R5の4倍以下、より好ましくは3倍以下となるように構成されている。なお、第4関節J34の半径R4は、第4関節J34の回転軸と、第4リンク84の第1方向における基端部位置との間の距離として定義される。また、第5関節J35の半径R5は、第5関節J35の回転軸と、第4リンク84の第1方向における先端部位置との間の距離として定義される。また、第4リンク84は、上記長さL1が、第4関節J34の半径R4と第5関節J35の半径R5との和の2倍以下となるように構成されている。より好ましくは、上記長さL1は、第4関節J34の半径R4と第5関節J35の半径R5との和に、第4関節J34の半径R4および第5関節J35の半径R5のうちの短い方の半径R5を加えた長さより短い長さとなっている。 In particular, the fourth link 84 is configured so that the link length is shorter than the other joints. FIG. 3 is a side view schematically illustrating the fourth link 84 shown in FIG. As shown in FIG. 3, for example, in the fourth link 84, the length L1 in the first direction between the rotation axis of the fourth joint J34 and the rotation axis of the fifth joint J35 is equal to the radius R4 of the fourth joint J34. Alternatively, the radius R5 of the fifth joint J35 is 4 times or less, more preferably 3 times or less. The radius R4 of the fourth joint J34 is defined as the distance between the rotation axis of the fourth joint J34 and the base end position of the fourth link 84 in the first direction. The radius R5 of the fifth joint J35 is defined as the distance between the rotation axis of the fifth joint J35 and the tip end position of the fourth link 84 in the first direction. Further, the fourth link 84 is configured such that the length L1 is not more than twice the sum of the radius R4 of the fourth joint J34 and the radius R5 of the fifth joint J35. More preferably, the length L1 is the sum of the radius R4 of the fourth joint J34 and the radius R5 of the fifth joint J35, and the shorter one of the radius R4 of the fourth joint J34 and the radius R5 of the fifth joint J35. The length is shorter than the length obtained by adding the radius R5.

その他のリンク82,83,85,86は、隣接する関節部間において直線状に形成されている。言い換えると、その他のリンク82,83,85,86は、隣接する関節部の回転軸同士が交差するように構成されている。 The other links 82, 83, 85, 86 are formed linearly between the adjacent joint parts. In other words, the other links 82, 83, 85, 86 are configured such that the rotation axes of adjacent joints intersect with each other.

各アームリンク部は、そのアームリンク部より基端部側に接続されるアームリンク部(またはベース80)より長手方向に直交する断面の面積が小さくなるように構成される。これにより、アーム3は、基端部から先端部に向かうに従って段々細くなるように構成される。さらに、曲げ関節である各関節J32,J34,J36は、基端部側のアームリンク部81,83,85の先端部が関節部における回転軸方向中央部を基準として回転軸方向一方側に位置し、先端部側のアームリンク部82,84,86の基端部が関節部における回転軸方向中央部を基準として回転軸方向他方側において基端部側のアームリンク部81,83,85の先端部に対面するように位置するように構成される。すなわち、これらの関節J32,J34,J36は、相欠き接合により構成される。 Each arm link part is configured such that the area of the cross section orthogonal to the longitudinal direction is smaller than the arm link part (or the base 80) connected to the base end side of the arm link part. As a result, the arm 3 is configured so as to become gradually thinner from the base end portion toward the tip end portion. Further, in each of the joints J32, J34, J36 which are bending joints, the distal end portions of the arm link portions 81, 83, 85 on the base end side are located on one side in the rotational axis direction with reference to the central portion in the rotational axis direction of the joint portion. The base end portions of the arm link portions 82, 84, 86 on the tip end side of the arm link portions 81, 83, 85 on the base end portion side on the other side in the rotation axis direction are based on the center portion in the rotation axis direction of the joint portion. It is configured to face the tip. That is, these joints J32, J34, and J36 are configured by the phaseless joining.

その上で、当該関節部における回転軸方向の幅、すなわち、基端部側のアームリンク部81,83,85の先端部の回転軸方向外端部と、先端部側のアームリンク部82,84,86の基端部の回転軸方向外端部との間の距離が、基端部側のアームリンク部81,83,85の先端部より基端部側に位置する部分の長手方向に直交する断面の直径(最大寸法)より短い。 Then, the width of the joint portion in the rotation axis direction, that is, the rotation axis direction outer end portion of the tip end portion of the arm link portions 81, 83, 85 on the base end side and the arm link portion 82 on the tip end side. The distance between the base end portions of 84 and 86 and the outer end portion in the rotation axis direction is set in the longitudinal direction of the portion of the arm link portions 81, 83 and 85 on the base end portion side located closer to the base end portion than the tip end portions thereof. Shorter than the diameter (maximum dimension) of the orthogonal cross section.

このように、各関節部およびそれの先端部側のアームリンク部が基端部側のアームリンク部に比べて幅狭に構成されることにより、患者Pの施術部位110に近接するほど狭くなるワークスペースにおいて、各アーム3の移動範囲(他のアーム3と干渉しない範囲)を増大させることができる。 In this manner, the joints and the arm link portions on the distal end side of the joint portions are configured to be narrower than the arm link portions on the proximal end side, so that the joint portions become narrower as they approach the treatment site 110 of the patient P. In the work space, the movement range of each arm 3 (the range where it does not interfere with other arms 3) can be increased.

アーム本体30の外殻は、主にステンレス等の耐熱性および耐薬品性を有する部材で形成されている。また、アーム本体30の点検穴等の開口部は、樹脂製のカバーで覆われている。当該カバーを樹脂等の部材で形成することにより、アーム3の強度に寄与しない部分の軽量化を図ることができる。これにより、カバーが万が一にも落下したり、アーム3が他のアーム3または施術補助者O等にぶつかっても、その衝撃を軽減することができる。なお、アーム本体30の外殻自体が樹脂部材で構成される部分を含んでもよい。また、リンク同士の連結部には、耐水性を備えるためのシール(図示せず)が設けられている。このシールは、高圧蒸気滅菌法に対応する耐熱性や、消毒薬に対する耐薬品性を備えている。なお、リンク同士の連結部において、連結される一方のリンクの端部の内側に他方のリンクの端部が挿入されており、これらのリンクの端部同士の間を埋めるようにシールが配置されることによって、シールが外観から隠蔽されている。これにより、シールとリンクとの間から水、薬液、蒸気の浸入が抑制されている。 The outer shell of the arm body 30 is mainly formed of a member having heat resistance and chemical resistance such as stainless steel. In addition, the opening such as the inspection hole of the arm body 30 is covered with a resin cover. By forming the cover with a member such as a resin, it is possible to reduce the weight of the portion of the arm 3 that does not contribute to the strength. As a result, even if the cover accidentally drops or the arm 3 hits another arm 3 or the treatment assistant O, the impact can be reduced. The outer shell of the arm body 30 may include a portion made of a resin member. In addition, a seal (not shown) for providing water resistance is provided at the connecting portion between the links. This seal has heat resistance compatible with high-pressure steam sterilization and chemical resistance to disinfectants. In addition, in the connecting portion between the links, the end portion of the other link is inserted inside the end portion of the one link to be connected, and the seal is arranged so as to fill between the end portions of these links. By doing so, the seal is hidden from the appearance. As a result, entry of water, chemicals, and steam from between the seal and the link is suppressed.

並進ユニット35は、並進ユニット35の先端部に取り付けられたホルダ36を長軸方向Dtに並進移動させることにより、ホルダ36に取り付けられたインストゥルメント42をシャフト43の延在方向に並進移動させる機構である。 The translation unit 35 translates the holder 36 attached to the distal end of the translation unit 35 in the longitudinal direction Dt to translate the instrument 42 attached to the holder 36 in the extending direction of the shaft 43. It is a mechanism.

並進ユニット35は、アーム本体30の第6リンク86の先端部に、曲げ関節である第7関節J37を介して連結される基端側リンク61と、先端側リンク62と、基端側リンク61と先端側リンク62との間で連動して動く連結リンク63と、連動機構(図示せず)とを有する。第7関節J37は、長軸方向Dtに直交する方向に延びている。並進ユニット35の駆動源は、基端側リンク61に設けられている。連結リンク63は、長軸方向Dtに沿って延びている。 The translation unit 35 includes a proximal end side link 61, a distal end side link 62, and a proximal end side link 61 that are connected to the distal end portion of the sixth link 86 of the arm body 30 via a seventh joint J37 that is a bending joint. And a tip end side link 62, a connecting link 63 that moves in an interlocking manner, and an interlocking mechanism (not shown). The seventh joint J37 extends in a direction orthogonal to the long axis direction Dt. The drive source of the translation unit 35 is provided on the base end side link 61. The connecting link 63 extends along the major axis direction Dt.

並進ユニット35は、連動機構により、基端側リンク61と連結リンク63との長軸方向Dtにおける相対位置が変化するとともに、連結リンク63と先端側リンク62との長軸方向Dtにおける相対位置が変化することにより、基端側リンク61に対して先端側リンク62に設けられたホルダ36に取り付けられたインストゥルメント42の長軸方向Dtに関する位置を変化させることができる。連動機構は、公知のリンク機構を採用可能であり、例えばプーリおよびタイミングベルトを用いた構成でもよいし、ギアトレインを含む機構でもよい。 In the translation unit 35, the interlocking mechanism changes the relative position of the base end side link 61 and the connecting link 63 in the long axis direction Dt, and the relative position of the connecting link 63 and the front end side link 62 in the long axis direction Dt. By changing, it is possible to change the position of the instrument 42 attached to the holder 36 provided in the distal end side link 62 with respect to the proximal end side link 61 in the long axis direction Dt. A known link mechanism can be adopted as the interlocking mechanism, and for example, a configuration using a pulley and a timing belt may be used, or a mechanism including a gear train may be used.

図4は、図1に示す外科手術システムのマニピュレータアームの制御系統の概略構成を示すブロック図である。上記構成のアーム本体30には、アーム3の各関節J31〜J37に対応して、駆動用のサーボモータ(図4ではSMと表記)M31〜M37、サーボモータM31〜M37の回転角を検出するエンコーダ(図4ではENと表記)E31〜E37、および、サーボモータM31〜M37の出力を減速させてトルクを増大させる減速機(図示せず)が設けられる。同様に、ポジショナ7には、ポジショナ7の各関節J71〜J77に対応して、駆動用のサーボモータM71〜M77、サーボモータM71〜M77の回転角を検出するエンコーダE71〜E77、および、サーボモータM71〜M77の出力を減速させてトルクを増大させる減速機(図示せず)が設けられる。 FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the manipulator arm of the surgical operation system shown in FIG. In the arm body 30 having the above-described structure, the rotation angles of the driving servomotors (denoted as SM in FIG. 4) M31 to M37 and the servomotors M31 to M37 are detected in correspondence with the joints J31 to J37 of the arm 3. Encoders (denoted as EN in FIG. 4) E31 to E37 and speed reducers (not shown) that reduce the outputs of the servomotors M31 to M37 to increase the torque are provided. Similarly, the positioner 7 includes servomotors M71 to M77 for driving, encoders E71 to E77 for detecting rotation angles of the servomotors M71 to M77, and servomotors corresponding to the joints J71 to J77 of the positioner 7. A speed reducer (not shown) that reduces the output of M71 to M77 and increases the torque is provided.

なお、図4では、関節J31〜J37,J71〜J77のうち、アーム3の第1関節J31および第7関節J37と、ポジショナ7の第1関節J71および第7関節J77との制御系統が代表的に示され、その他の関節J33〜J36,J72〜J76の制御系統は省略されている。さらに、並進ユニット35には、並進動作のためのサーボモータM38と、回転軸64回りの回動動作のためのサーボモータM39と、サーボモータM38,M39の回転角を検出するエンコーダE38,E39と、サーボモータM38,M39の出力を減速させてトルクを増大させる減速機(図示せず)とが設けられる。 In FIG. 4, among the joints J31 to J37 and J71 to J77, the control system of the first joint J31 and the seventh joint J37 of the arm 3 and the first joint J71 and the seventh joint J77 of the positioner 7 is representative. The control systems for the other joints J33 to J36 and J72 to J76 are omitted. Further, the translation unit 35 includes a servo motor M38 for translation operation, a servo motor M39 for rotation operation around the rotation shaft 64, and encoders E38, E39 for detecting rotation angles of the servo motors M38, M39. , And a reducer (not shown) that reduces the output of the servomotors M38 and M39 to increase the torque.

なお、エンコーダE31〜E39,E71〜E77は、サーボモータM31〜M39,M71〜M77の回転位置(回転角)を検出する回転位置検出手段の一例として設けられており、エンコーダE31〜E39,E71〜E77に代えてレゾルバ等の回転位置検出手段が用いられてもよい。また、アーム3の駆動系統の上記の各要素およびこれらのための配線ならびに制御部は、耐高温材料で構成され、滅菌処理のための耐熱性が備えられている。 The encoders E31 to E39 and E71 to E77 are provided as an example of a rotational position detecting unit that detects the rotational positions (rotational angles) of the servo motors M31 to M39 and M71 to M77, and the encoders E31 to E39 and E71 to E71. Instead of E77, a rotational position detecting means such as a resolver may be used. Further, the above-mentioned elements of the drive system of the arm 3, the wirings and the control section for these elements are made of a high temperature resistant material, and have heat resistance for sterilization.

制御部600は、動作指令に基づいて複数のアーム3の移動を制御するアーム制御部601および動作指令に基づいてポジショナ7の移動を制御するポジショナ制御部603を含む。アーム制御部601にはサーボ制御部C31〜C39が電気的に接続され、図示されない増幅回路等を介してサーボモータM31〜M39が電気的に接続されている。同様に、ポジショナ制御部603にはサーボ制御部C71〜C77が電気的に接続され、図示されない増幅回路等を介してサーボモータM31〜M39が電気的に接続されている。 The control unit 600 includes an arm control unit 601 that controls the movement of the plurality of arms 3 based on the operation command, and a positioner control unit 603 that controls the movement of the positioner 7 based on the operation command. Servo control units C31 to C39 are electrically connected to the arm control unit 601, and servo motors M31 to M39 are electrically connected via an amplifier circuit or the like (not shown). Similarly, the positioner control unit 603 is electrically connected to the servo control units C71 to C77, and the servo motors M31 to M39 are electrically connected via an amplifier circuit (not shown) or the like.

上記構成において、施術時に操作装置2に入力された動作指令に基づいて、アーム制御部601にアーム3の先端部の位置姿勢指令が入力される。アーム制御部601は、位置姿勢指令に基づいて各サーボモータM31〜M39の位置指令値を生成し、対応するサーボ制御部C31〜C39に出力する。この位置指令値を取得したサーボ制御部C31〜C39は、エンコーダE31〜E39で検出された回転角および位置指令値に基づいて駆動指令値(トルク指令値)を生成して出力する。この駆動指令値を取得した増幅回路は、駆動指令値に対応した駆動電流をサーボモータM31〜M39へ供給する。このようにして、アーム3の先端部が、位置姿勢指令と対応する位置および姿勢に到達するように、各サーボモータM31〜M39がサーボ制御される。また、施術前に操作部604に入力された動作指令に基づいて、ポジショナ制御部603にポジショナ7の先端部の位置姿勢指令が入力される。ポジショナ制御部603は、アーム制御部601と同様に、位置姿勢指令に基づいてポジショナ7の位置および姿勢の制御を行う。 In the above configuration, the position/orientation command of the tip of the arm 3 is input to the arm control unit 601 based on the operation command input to the operation device 2 during the operation. The arm control unit 601 generates a position command value for each of the servo motors M31 to M39 based on the position and orientation command, and outputs the position command value to the corresponding servo control unit C31 to C39. The servo control units C31 to C39 that have acquired the position command value generate and output a drive command value (torque command value) based on the rotation angle and the position command value detected by the encoders E31 to E39. The amplifier circuit that has acquired this drive command value supplies a drive current corresponding to the drive command value to the servomotors M31 to M39. In this way, the servomotors M31 to M39 are servo-controlled so that the tip of the arm 3 reaches the position and posture corresponding to the position and posture command. Further, based on the operation command input to the operation unit 604 before the operation, the position/orientation command of the tip end portion of the positioner 7 is input to the positioner control unit 603. The positioner control unit 603, like the arm control unit 601, controls the position and posture of the positioner 7 based on the position and posture command.

また、制御部600には、アーム制御部601にデータを読み出し可能な記憶部602が設けられ、操作装置2を介して入力された手術情報が予め記憶されている。この手術情報には、手術で使用される複数のアーム3の組み合わせが含まれている。 Further, the control unit 600 is provided with a storage unit 602 from which data can be read by the arm control unit 601, and surgery information input via the operation device 2 is stored in advance. This surgery information includes a combination of the plurality of arms 3 used in the surgery.

また、記憶部602には、アーム3の先端部に保持される外科用器具(内視鏡アセンブリまたは各インストゥルメント)の長軸方向Dtに沿った長さ等の情報が記憶されている。これにより、アーム制御部601は、アーム3の先端部の位置姿勢指令に基づいて、当該アーム3の先端部に保持された外科用器具の先端部の位置を把握可能となっている。 The storage unit 602 also stores information such as the length of the surgical instrument (endoscope assembly or each instrument) held at the tip of the arm 3 along the long-axis direction Dt. Thereby, the arm control unit 601 can grasp the position of the distal end portion of the surgical instrument held at the distal end portion of the arm 3 based on the position and orientation command of the distal end portion of the arm 3.

さらに、記憶部602には、ポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3の施術前に確立される所定の準備位置(例えば図1に示す各要素7,5,3の位置および姿勢)が予め記憶される。記憶部602には、複数の準備位置が、施術の内容(種類)、施術部位等に応じて記憶され得る。さらに、記憶部602には、所定の収納位置が予め記憶される。所定の収納位置は、台車70による移動時に複数のアーム3等が手術室の壁または他の手術用具等に接触し難いように、ポジショナ7および複数のアーム3がなるべく折り畳まれた状態の位置および姿勢に設定されている。 Further, in the storage unit 602, a predetermined preparation position (for example, the position and posture of each element 7, 5, 3 shown in FIG. 1) established before the operation of the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of arms 3 is stored in advance. Remembered. The storage unit 602 can store a plurality of preparation positions according to the content (type) of the treatment, the treatment site, and the like. Furthermore, the storage unit 602 stores a predetermined storage position in advance. The predetermined storage position is a position in which the positioner 7 and the plurality of arms 3 are folded as much as possible so that the plurality of arms 3 and the like are less likely to come into contact with the wall of the operating room or other surgical tools when the carriage 70 moves. The posture is set.

ポジショナ制御部603は、操作部604に入力された準備位置の設定等に関する動作指令(所定の制御入力)に基づいて、記憶部602に記憶された準備位置にポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3が移動するように制御する。 The positioner control unit 603 sets the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of positions at the preparation position stored in the storage unit 602 based on an operation command (predetermined control input) regarding the setting of the preparation position input to the operation unit 604. The arm 3 is controlled to move.

上記構成の患者側システム1を用いた施術において、まず、施術補助者O(施術者自身が行ってもよい)は、台車70を用いて患者側システム1を手術台111の近くに移動させる。このとき、ポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3は、台車70に対して設定される所定の収納位置(図示せず)に位置している。 In the operation using the patient-side system 1 having the above configuration, first, the operation assistant O (which may be performed by the operator himself/herself) moves the patient-side system 1 to the vicinity of the operating table 111 by using the carriage 70. At this time, the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of arms 3 are located at a predetermined storage position (not shown) set for the carriage 70.

患者側システ
ム1の移動後、施術補助者Oは、操作部604を用いて患者Pの手術内容に応じた準備位置の選択入力を行う。これにより、ポジショナ制御部603は、記憶部602から対応する準備位置の情報を読み出し、ポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3が当該準備位置に位置するようにこれらの要素を動作制御する。
After moving the patient-side system 1, the operation assistant O uses the operation unit 604 to select and input the preparation position according to the operation content of the patient P. As a result, the positioner control unit 603 reads out information on the corresponding preparation position from the storage unit 602, and controls the operation of these elements so that the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of arms 3 are located at the preparation position.

なお、操作部604を用いてポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3のそれぞれの位置を準備位置から個別に位置調整することも可能である。また、施術補助者Oがアーム3等を把持して準備位置から各アーム3を個別に移動させることも可能である。このような予備的動作を行うことにより、施術部位110となる患者Pの体表に留置されたスリーブ(カニューレスリーブ)と各アーム3に取り付けられた外科用器具40とが所定の初期位置関係となるように、ポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3の位置決めが行われる。 It is also possible to individually adjust the positions of the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of arms 3 from the preparation position by using the operation unit 604. It is also possible for the medical treatment assistant O to grasp the arms 3 and the like and individually move each arm 3 from the preparation position. By performing such a preliminary operation, the sleeve (cannula sleeve) indwelling on the body surface of the patient P to be the operation site 110 and the surgical instrument 40 attached to each arm 3 have a predetermined initial positional relationship. The positioner 7, the arm base 5, and the plurality of arms 3 are positioned so that

本実施の形態において、患者側システム1(ポジショナ7、アームベース5および複数のアーム3)が収納位置から準備位置となるまでの間、制御部600は、操作装置2による操作を受け付けない。患者側システム1が準備位置に位置した後、制御部600は、操作装置2による操作を受け付け可能となる。患者側システム1が準備位置に位置した後の施術時において、制御部600は、原則としてポジショナ7およびアームベース5を静止させた状態で、操作装置2からの動作指令に応じて、各アーム3を動作させて外科用器具40の位置および姿勢を適宜変化させるように動作制御する。 In the present embodiment, the control unit 600 does not accept the operation by the operation device 2 until the patient side system 1 (the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of arms 3) moves from the storage position to the preparation position. After the patient-side system 1 is located at the preparation position, the control unit 600 can accept the operation by the operation device 2. During the operation after the patient-side system 1 is located at the preparation position, the control unit 600, in principle, keeps the positioner 7 and the arm base 5 stationary, and responds to an operation command from the operating device 2 to move each arm 3 Is controlled to change the position and posture of the surgical instrument 40 as appropriate.

上述のように、図1に示す準備位置は、施術前において、アームベース5と手術台111または患者Pとが所定の位置関係を有する位置として設定される。この準備位置において、アームベース5のポジショナ取り付け部51におけるアームベース回転軸V77(後述)は、アームベース5の長手方向(第1方向D1)が水平面(第1平面S1)に平行となるようにアームベース5が位置した状態で、アームベース5の長手方向を含み、水平面に垂直な鉛直面(第2平面S2)および水平面(第1平面S1)の双方に対して傾斜している。このような準備位置を取り易くするために、本実施の形態におけるアームベース5は、以下のような構成を有している。 As described above, the preparation position shown in FIG. 1 is set as a position where the arm base 5 and the operating table 111 or the patient P have a predetermined positional relationship before the operation. In this preparation position, the arm base rotation axis V77 (described later) in the positioner mounting portion 51 of the arm base 5 is arranged so that the longitudinal direction (first direction D1) of the arm base 5 is parallel to the horizontal plane (first plane S1). With the arm base 5 positioned, the arm base 5 is inclined with respect to both the vertical plane (second plane S2) and the horizontal plane (first plane S1) that include the longitudinal direction of the arm base 5 and that is perpendicular to the horizontal plane. In order to easily take such a preparation position, the arm base 5 in the present embodiment has the following configuration.

図5A〜図5Cは、図1に示す外科手術システムにおけるアームベースの構成を示す概略図である。図5Aは、図1に示す準備位置において前方(図1におけるVA方向)から見た前面図であり、図5Bは、図5Aに示すVB方向に見た上面図であり、図5Cは、図5Aに示すVC−VC断面図である。 5A to 5C are schematic views showing the configuration of the arm base in the surgical operation system shown in FIG. 1. 5A is a front view seen from the front (VA direction in FIG. 1) in the preparation position shown in FIG. 1, FIG. 5B is a top view seen in the VB direction shown in FIG. 5A, and FIG. It is a VC-VC sectional view shown to 5A.

図5Bに示すように、複数のアーム取り付け部を覆うカバー52は、複数のアーム3の基端部(ベース80)が所定の第1平面S1視において第1平面S1に含まれる所定の第1方向D1に一列に配列されている。本実施の形態において、第1平面S1は、アームベース5が準備位置(図1)に位置した状態で床面(水平面)Gに平行な仮想の平面である。すなわち、複数のアーム取り付け部は、アームベース5が準備位置に位置した状態で上から見た場合に第1方向D1(図1における紙面奥行き方向)に一列に配列されている。 As shown in FIG. 5B, in the cover 52 that covers the plurality of arm attachment parts, the base end portions (bases 80) of the plurality of arms 3 are included in the first first plane S1 when viewed in the first first plane S1. They are arranged in a line in the direction D1. In the present embodiment, the first plane S1 is an imaginary plane parallel to the floor surface (horizontal plane) G in a state where the arm base 5 is located at the preparation position (FIG. 1). That is, the plurality of arm attachment portions are arranged in a line in the first direction D1 (the depth direction of the paper surface in FIG. 1) when viewed from above with the arm base 5 in the preparation position.

さらに、本実施の形態において、複数のアーム3のうちの少なくとも1つのアーム3の基端部の第1平面S1に垂直な第2方向(鉛直方向)D2の位置が、他のアーム3の基端部の第2方向Dの位置とは異なるように構成されている。図5Aおよび図5Bにおいて、一列に配列された4つのアーム取り付け部を覆うカバー52のうち、内側の2つのアーム取り付け部を内側アーム取り付け部用カバー52aとし、外側の2つのアーム取り付け部を外側アーム取り付け部用カバー52bとしている。本実施の形態において、内側アーム取り付け部に取り付けられるアーム3のベース80の位置(図5Aにおいては第1関節J31の回転軸であるアーム基端部回転軸V31を基準として示している)が外側アーム取り付け部に取り付けられるアーム3のベース80の位置より所定の距離d2高い位置に位置している。 Further, in the present embodiment, the position of the base end portion of at least one arm 3 of the plurality of arms 3 in the second direction (vertical direction) D2 perpendicular to the first plane S1 is the base of the other arm 3. It is configured to be different from the position of the end portion in the second direction D. 5A and 5B, of the covers 52 that cover the four arm attachment portions arranged in a line, the two inner arm attachment portions are referred to as inner arm attachment portion covers 52a, and the two outer arm attachment portions are referred to as outer portions. The arm attachment portion cover 52b is used. In the present embodiment, the position of the base 80 of the arm 3 attached to the inner arm attachment portion (in FIG. 5A, is shown with reference to the arm proximal end rotation axis V31 which is the rotation axis of the first joint J31) is the outside. It is located at a position higher by a predetermined distance d2 than the position of the base 80 of the arm 3 attached to the arm attachment portion.

図5Cに示すように、ポジショナ取り付け部51は、アームベース本体50の上部からアームベース回転軸V77方向に延びている。アームベース回転軸V77は、第1方向D1および第2方向D2を含む仮想の第2平面S2に対して傾斜するように構成されている。 As shown in FIG. 5C, the positioner mounting portion 51 extends from the upper portion of the arm base body 50 in the arm base rotation axis V77 direction. The arm base rotation axis V77 is configured to incline with respect to an imaginary second plane S2 including the first direction D1 and the second direction D2.

さらに、複数のアーム取り付け部(後述する第1係合部201および規制部204)は、各アーム3の取り付け方向が同じ方向を向くようにアームベース本体50に固定されている。 Further, the plurality of arm attachment portions (first engagement portion 201 and restriction portion 204, which will be described later) are fixed to the arm base body 50 such that the attachment directions of the arms 3 are the same.

さらに、図5Cに示すように、複数のアーム取り付け部は、各アーム3のアーム基端部回転軸V31が第2平面S2に対して傾斜するように複数のアーム3を保持するように構成されている。このとき、アームベース回転軸V77の第2平面S2に対する傾斜角θ1は、アーム基端部回転軸V31の第2平面S2に対する傾斜角θ2より小さい。言い換えると、複数のアーム取り付け部のアーム取り付け方向は、アームベース回転軸V77の方向より水平に近い角度を有している。したがって、アームベース回転軸V77とアーム基端部回転軸V31とはそれぞれの延長線上で交差する。例えば、アームベース回転軸V77の第2平面S2に対する傾斜角θ1は、45°前後(第1平面S1に対しても45°前後)であり、アーム基端部回転軸V31の第2平面S2に対する傾斜角θ2は、60°前後(第1平面S1に対しては30°前後)である。 Further, as shown in FIG. 5C, the plurality of arm attachment portions are configured to hold the plurality of arms 3 so that the arm proximal end rotation axis V31 of each arm 3 is inclined with respect to the second plane S2. ing. At this time, the inclination angle θ1 of the arm base rotation axis V77 with respect to the second plane S2 is smaller than the inclination angle θ2 of the arm base end rotation axis V31 with respect to the second plane S2. In other words, the arm attachment directions of the plurality of arm attachment parts have angles that are closer to horizontal than the direction of the arm base rotation axis V77. Therefore, the arm base rotation axis V77 and the arm base end rotation axis V31 intersect each other on their extension lines. For example, the inclination angle θ1 of the arm base rotation axis V77 with respect to the second plane S2 is about 45° (about 45° with respect to the first plane S1), and the arm base end rotation axis V31 with respect to the second plane S2. The inclination angle θ2 is about 60° (about 30° with respect to the first plane S1).

図6Aおよび図6Bは、本実施の形態におけるアームの保持機構を示す概略構成図である。図6Aは、図5Cにおいて、カバー52を外した状態を示している。図6Bは、図1に示す準備位置において前方(図1におけるVA方向)から見た前面図である。なお、図6Aおよび図6Bにおいてアーム3はベース80のみ図示している。保持機構200は、アームベース5にアーム3を着脱可能に保持するように構成されている。保持機構200は、アームベース5のアームベース本体50に固定される第1係合部201および規制部204と、アーム3の基端部(ベース80)に着脱可能に取り付けられる第2係合部202と、を備えている。 6A and 6B are schematic configuration diagrams showing an arm holding mechanism in the present embodiment. FIG. 6A shows a state in which the cover 52 is removed from FIG. 5C. 6B is a front view seen from the front (the VA direction in FIG. 1) in the preparation position shown in FIG. 6A and 6B, only the base 80 of the arm 3 is shown. The holding mechanism 200 is configured to detachably hold the arm 3 on the arm base 5. The holding mechanism 200 includes a first engaging portion 201 and a regulating portion 204 that are fixed to the arm base body 50 of the arm base 5, and a second engaging portion that is detachably attached to the base end portion (base 80) of the arm 3. 202 is provided.

第1係合部201には、アームベース5の長手方向D1に沿った第1軸V1方向に延びる支軸部材201aが設けられる。第1係合部201は、第1軸V1に平行なアームベース5の取り付け面5aに取り付けられている。さらに、第1係合部201は、取り付け面5aから下方(アームベース5から離間する方向)に延出された一対の支軸保持部201bを備えている。支軸部材201aは、一対の支軸保持部201bによって保持される。支軸部材201aは、例えば金属の円柱部材等により構成される。支軸部材201aは、取り付け面5aの前後方向(長手方向D1に直交し、取り付け面5aに平行な方向)の一端部(前方)に位置するように一対の支軸保持部201bに保持される。取り付け面5aは、図1に示す準備位置において水平に配置される。 The first engaging portion 201 is provided with a support shaft member 201a extending in the first axis V1 direction along the longitudinal direction D1 of the arm base 5. The first engagement portion 201 is attached to the attachment surface 5a of the arm base 5 parallel to the first axis V1. Further, the first engaging portion 201 includes a pair of support shaft holding portions 201b extending downward from the mounting surface 5a (a direction away from the arm base 5). The support shaft member 201a is held by a pair of support shaft holding portions 201b. The support shaft member 201a is made of, for example, a metal columnar member or the like. The support shaft member 201a is held by the pair of support shaft holding portions 201b so as to be located at one end (front) of the mounting surface 5a in the front-rear direction (direction orthogonal to the longitudinal direction D1 and parallel to the mounting surface 5a). .. The mounting surface 5a is arranged horizontally in the preparation position shown in FIG.

アームベース5には、取り付け面5aの前後方向の他端部(後方)から下方に延出された規制部204が設けられている。規制部204は、第1軸V1に平行かつ取り付け面5aに対して傾斜する規制面204aを備えている。より具体的には、規制面204aは、上端部から下端部に向かうに従って後方に位置するように構成されている。アームベース5のアーム取り付け部は、第1係合部201および規制部204により構成される。 The arm base 5 is provided with a restriction portion 204 extending downward from the other end (rear) of the attachment surface 5a in the front-rear direction. The restricting portion 204 includes a restricting surface 204a that is parallel to the first axis V1 and is inclined with respect to the mounting surface 5a. More specifically, the regulation surface 204a is configured to be located rearward from the upper end portion toward the lower end portion. The arm attachment portion of the arm base 5 is composed of the first engagement portion 201 and the restriction portion 204.

第2係合部202には、支軸部材201aに係合可能に構成された係合部材202aが設けられる。係合部材202aは、支軸部材201aに係合した状態で第1軸V1回りに相対回動自在に構成される。第2係合部202は、アーム3のベース80の長手方向(アーム基端部回転軸V31方向)および長手方向D1に直交する方向Yに延在し、先端部に係合部材202aが設けられている。係合部材202aは、フック形状を有している。係合部材202aとして構成されるフックは、第2係合部202の延在方向に交差する方向(アーム3の先端部側)に支軸部材201aの直径より大きな径を有する開口部を有している。 The second engagement portion 202 is provided with an engagement member 202a configured to be engageable with the support shaft member 201a. The engagement member 202a is configured to be relatively rotatable around the first axis V1 while being engaged with the support shaft member 201a. The second engaging portion 202 extends in the longitudinal direction of the base 80 of the arm 3 (arm base end portion rotation axis V31 direction) and in the direction Y orthogonal to the longitudinal direction D1, and the distal end portion thereof is provided with the engaging member 202a. ing. The engaging member 202a has a hook shape. The hook configured as the engaging member 202a has an opening portion having a diameter larger than the diameter of the support shaft member 201a in a direction intersecting with the extending direction of the second engaging portion 202 (on the tip end side of the arm 3). ing.

第2係合部202は、係合部材202aが、ベース80の長手方向(アーム基端部回転軸V31方向)位置に関して、ベース80の基端部(規制面204aとの当接面80a)からベース80の先端部側に所定距離離間した位置に装着されるように、形成される。係合部材202aは、第2係合部202における幅方向両端部に設けられる。すなわち、第2係合部202には、2つの係合部材202aが設けられる。 In the second engagement portion 202, the engagement member 202a is located from the base end portion (contact surface 80a with the regulation surface 204a) of the base 80 with respect to the position of the base 80 in the longitudinal direction (arm base end portion rotation axis V31 direction). The base 80 is formed so as to be mounted on the tip end side of the base 80 at a predetermined distance. The engaging members 202a are provided at both ends in the width direction of the second engaging portion 202. That is, the second engaging portion 202 is provided with two engaging members 202a.

規制部204は、係合部材202aが支軸部材201aに係合した状態における(第2係合部202が装着された)アーム3の第1軸V1回りの回動を、規制面204aがベース80の基端部(当接面80a)に当接することにより規制する。アーム3の基端部を構成するベース80は、ベース80の長手軸に垂直な当接面80aを有している。 The restricting portion 204 has the restricting surface 204a as a base for the rotation of the arm 3 (on which the second engaging portion 202 is mounted) about the first axis V1 in a state where the engaging member 202a is engaged with the support shaft member 201a. It regulates by abutting on the base end portion (contact surface 80a) of 80. The base 80 forming the base end of the arm 3 has a contact surface 80 a perpendicular to the longitudinal axis of the base 80.

なお、図示しないが、アームベース5からアーム3への電力供給およびアームベース5とアーム3との間の信号の送受信を可能とするために、アームベース5とアーム3との間の電気的接続は、別途アーム3の基端部から延びた第1電気配線の端部に設けられた第1コネクタと、アームベース5から延びた第2電気配線の端部に設けられた第2コネクタとを接続することにより行われる。したがって、規制部204の規制面204aおよびアーム3の基端部の当接面80aには、アームベース5とアーム3との間の電気的接続を行うための電気配線の接続部が設けられていない。 Although not shown, electrical connection between the arm base 5 and the arm 3 in order to enable power supply from the arm base 5 to the arm 3 and transmission/reception of signals between the arm base 5 and the arm 3. Separately includes a first connector provided at the end of the first electric wire extending from the base end of the arm 3 and a second connector provided at the end of the second electric wire extending from the arm base 5. It is done by connecting. Therefore, the restricting surface 204a of the restricting portion 204 and the abutting surface 80a of the base end portion of the arm 3 are provided with a connecting portion of electric wiring for electrically connecting the arm base 5 and the arm 3. Absent.

規制面204aおよび当接面80aにそれぞれコネクタを設けると、アーム3を第1軸V1回りに回動させながら、コネクタ同士の接続を行う必要が生じる。このため、コネクタにコネクタの接続方向以外の方向からの力が加わり、コネクタの変形または接続不良が生じ得る。本実施の形態においては、アーム3の保持機構200とは別にアームベース5とアーム3との電気的接続を行うことにより、アーム3を回動させながら電気的接続を行う必要性をなくし、安定的な電気接続を行うことができる。 If connectors are provided on the regulation surface 204a and the contact surface 80a, it is necessary to connect the connectors to each other while rotating the arm 3 around the first axis V1. For this reason, a force is applied to the connector from a direction other than the connecting direction of the connector, so that the connector may be deformed or the connection may be defective. In the present embodiment, by electrically connecting the arm base 5 and the arm 3 separately from the holding mechanism 200 of the arm 3, it is possible to eliminate the necessity of making the electrical connection while rotating the arm 3, and to stabilize the stability. Electrical connection can be made.

上記のような構成におけるアーム3のアームベース5への装着手順について説明する。図7Aから図7Cは、本実施の形態におけるアーム3のアームベース5への装着手順の例を示す図である。アームベース5には、第1係合部201が予め固定されている。まず、図7Aに示すように、アーム3のベース80に、係合部材202aが設けられた第2係合部202をねじ等の所定の締結部材211を用いて取り付ける。 A procedure for mounting the arm 3 on the arm base 5 having the above-described configuration will be described. 7A to 7C are diagrams showing an example of a procedure for mounting the arm 3 on the arm base 5 in the present embodiment. The first engaging portion 201 is fixed to the arm base 5 in advance. First, as shown in FIG. 7A, the second engaging portion 202 provided with the engaging member 202a is attached to the base 80 of the arm 3 using a predetermined fastening member 211 such as a screw.

その後、図7Bに示すように、第1係合部201に設けられる支軸部材201aに、第2係合部202を介してアーム3に取り付けられた係合部材202aを係合させる。本実施の形態において支軸部材201aの円柱部分にフック形状の係合部材202aを引っ掛けることにより係合させる。係合部材202aは、支軸部材201aに係合した状態で第1軸V1回りに相対回動自在に構成されている。より具体的には、係合部材202aの支軸部材201aへの係合面は、支軸部材201aの円周に沿った円弧状に形成されている。このため、係合部材202aが支軸部材201aに係合した状態において、その係合が容易に解除されることはない。言い換えると、係合部材202aは、支軸部材201aを中心に滑らかに回動する。これにより、アーム3がアームベース5に吊り下げられた状態(宙吊り状態)が保持される。 Thereafter, as shown in FIG. 7B, the support member 201a provided on the first engaging portion 201 is engaged with the engaging member 202a attached to the arm 3 via the second engaging portion 202. In the present embodiment, the hook-shaped engaging member 202a is engaged with the columnar portion of the support shaft member 201a by hooking. The engagement member 202a is configured to be relatively rotatable around the first axis V1 while being engaged with the support shaft member 201a. More specifically, the engagement surface of the engagement member 202a with the support shaft member 201a is formed in an arc shape along the circumference of the support shaft member 201a. Therefore, the engagement is not easily released in the state where the engagement member 202a is engaged with the support shaft member 201a. In other words, the engagement member 202a smoothly rotates around the support shaft member 201a. As a result, the state in which the arm 3 is suspended from the arm base 5 (suspended state) is maintained.

前述の通り、図6Aおよび図6Bでは図示を省略しているが、アーム3のベース80の先端部には、上述したように複数のアームリンク部が接続されている。したがって、図7Cに示すように、係合部材202aは、アーム3の長手方向に関する重心位置に比べてアーム3の長手方向基端部側に位置している。このため、支軸部材201aに係合部材202aが係合されたアーム3は、自重により、第1軸V1回りかつアーム3の長手方向が鉛直方向に対して傾斜している状態からアーム3の長手方向の鉛直方向に対する傾斜角が小さくなる方向に回動する付勢力Fが生じる。 As described above, although not shown in FIGS. 6A and 6B, a plurality of arm link portions are connected to the tip portion of the base 80 of the arm 3 as described above. Therefore, as shown in FIG. 7C, the engagement member 202a is located closer to the longitudinal end of the arm 3 than the center of gravity of the arm 3 in the longitudinal direction. Therefore, the arm 3 in which the engagement member 202a is engaged with the support shaft member 201a moves from the state in which the arm 3 rotates around the first axis V1 and the longitudinal direction of the arm 3 is inclined with respect to the vertical direction due to its own weight. A biasing force F that rotates in a direction in which the inclination angle of the longitudinal direction with respect to the vertical direction decreases is generated.

言い換えると、アーム3は、自重により、アーム3の基端部が持ち上がるような付勢力Fが生じる。規制部204は、このアーム3の第1軸V1回りの自重による回動を規制するように構成される。上述の通り、規制部204は、上端部から下端部に向かうに従って後方に位置する規制面204aを備えている。このため、図6Aに示すように、自重によりアーム3の基端部(当接面80a)が規制面204aに当接した状態が保持される。このとき、ベース80の長手方向は、鉛直方向に対して傾斜した状態となる。 In other words, the arm 3 produces an urging force F that lifts the base end of the arm 3 due to its own weight. The restriction portion 204 is configured to restrict the rotation of the arm 3 around its first axis V1 by its own weight. As described above, the restriction portion 204 includes the restriction surface 204a located rearward from the upper end toward the lower end. Therefore, as shown in FIG. 6A, the state where the base end portion (contact surface 80a) of the arm 3 is in contact with the regulation surface 204a due to its own weight is maintained. At this time, the longitudinal direction of the base 80 is inclined with respect to the vertical direction.

このように、規制部204は、アーム3の基端部が当接することにより、アーム3のアームベース5に対する位置決めを行うように構成される。これにより、アーム3をアームベース5に取り付けるだけで、アーム3のアームベース5に対する位置決めを行うことができる。 In this way, the restricting portion 204 is configured to position the arm 3 with respect to the arm base 5 by contacting the base end portion of the arm 3. As a result, the arm 3 can be positioned with respect to the arm base 5 only by attaching the arm 3 to the arm base 5.

アーム3の基端部が規制部204の規制面204aに当接した状態で、ねじ等の締結部材212によりアーム3の基端部が規制部204に固定される。例えば、規制部204には、幅方向に沿って2箇所に規制面204aを貫通する貫通孔212aが設けられ、アーム3の基端部(当接面)の対応する位置にねじ穴212bが設けられる。貫通孔212aは、規制部204の下端部近傍に設けられる。上述の通り、アーム3の基端部と規制部204との当接は、アーム3の自重による付勢力Fにより保持されるため、作業者は、アーム3から手を放した状態でアーム3の基端部と規制部204との締結作業を行うことができる。 The proximal end portion of the arm 3 is fixed to the regulation portion 204 by a fastening member 212 such as a screw while the proximal end portion of the arm 3 is in contact with the regulation surface 204a of the regulation portion 204. For example, the restriction portion 204 is provided with through holes 212a penetrating the restriction surface 204a at two locations along the width direction, and screw holes 212b are provided at corresponding positions of the base end portion (contact surface) of the arm 3. To be The through hole 212a is provided in the vicinity of the lower end portion of the restriction portion 204. As described above, the contact between the base end portion of the arm 3 and the restriction portion 204 is held by the urging force F due to the own weight of the arm 3, so that the worker releases the arm 3 and then the arm 3 moves. It is possible to perform a fastening operation between the base end portion and the restriction portion 204.

図6Aに示すように、保持機構200は、アーム3の基端部が規制部204に当接した状態で、支軸部材201a、係合部材202a、および規制部204を一体的に覆うカバー52を備えている。カバー52は、例えば樹脂またはステンレス等により形成される。カバー52は、第1係合部201全体およびアーム3の基端部の一部(ベース80の半分以上)を一体的に覆うように構成される。カバー52は、アーム3の基端部と規制部204との締結作業後に取り付けられる。 As shown in FIG. 6A, in the holding mechanism 200, the cover 52 that integrally covers the support shaft member 201a, the engaging member 202a, and the regulation portion 204 in a state where the base end portion of the arm 3 is in contact with the regulation portion 204. Equipped with. The cover 52 is formed of, for example, resin or stainless steel. The cover 52 is configured to integrally cover the entire first engaging portion 201 and a part of the base end portion of the arm 3 (more than half of the base 80). The cover 52 is attached after the work of fastening the base end portion of the arm 3 and the restriction portion 204.

上記構成によれば、係合部材202aが支軸部材201aに係合した状態でアーム3の第1軸V1回りの回動がアームベース5に設けられた規制部204により規制される。このため、アーム3をアームベース5に装着する際に、第1軸V1方向に延びる支軸部材201aに係合部材202aを係合させるだけで、アームベース5にアーム3が保持される。しかも、係合部材202aは、支軸部材201aに係合した状態で第1軸V1回りに相対回動自在に構成されているため、係合部材202aが支軸部材201aに係合した状態において、その係合が容易に解除されることはない。したがって、アーム3のアームベース5に対する着脱を容易に実現しつつ係合時におけるアーム3の脱落を防止することができる。 According to the above configuration, the rotation of the arm 3 around the first axis V1 is restricted by the restricting portion 204 provided on the arm base 5 while the engaging member 202a is engaged with the support shaft member 201a. Therefore, when the arm 3 is mounted on the arm base 5, the arm 3 is held by the arm base 5 only by engaging the engaging member 202a with the support shaft member 201a extending in the first axis V1 direction. Moreover, since the engagement member 202a is configured to be rotatable relative to the first shaft V1 while being engaged with the support shaft member 201a, when the engagement member 202a is engaged with the support shaft member 201a. , The engagement is not easily released. Therefore, the arm 3 can be easily attached to and detached from the arm base 5, and the arm 3 can be prevented from falling off when engaged.

また、アーム3に取り付けられる係合部材202aは、アーム3に着脱可能に構成される第2係合部202を介して取り付けられる。すなわち、第2係合部202は、ブラケットとして機能する。このため、既存のアーム3を使用することができる等、装着するアーム3の汎用性を高く維持することができる。さらに、アーム3がアームベース5に装着された状態で支軸部材201a、係合部材202aおよび規制部204はカバー52により一体的に覆われる。したがって、外部に係合箇所が露出することを防止することができる。 Further, the engagement member 202a attached to the arm 3 is attached to the arm 3 via the second engagement portion 202 which is detachably configured. That is, the second engagement portion 202 functions as a bracket. Therefore, the versatility of the arm 3 to be mounted can be kept high, for example, the existing arm 3 can be used. Further, the support shaft member 201 a, the engagement member 202 a, and the restriction portion 204 are integrally covered by the cover 52 with the arm 3 mounted on the arm base 5. Therefore, it is possible to prevent the engaging portion from being exposed to the outside.

また、第2係合部202が、ベース80の長手方向およびアームベース5の長手方向D1に直交する方向Yに延在し、その先端部に係合部材202aが設けられるように構成されるため、アーム3の自重を利用してアーム3を規制部204に付勢させ易くすることができる。また、規制部204が、第1軸V1に平行かつ取り付け面5aに対して傾斜する規制面204aを備えているため、アーム3がアームベース5に装着された状態で斜め下方に向くように配設することができる。この結果、施術部位110の水平方向位置に対してアームベース5およびポジショナ7の水平方向位置を施術部位110からオフセットした位置に配置することができる。これにより、患者Pに圧迫感を与えることを抑制することができる。 Further, the second engaging portion 202 is configured to extend in the direction Y orthogonal to the longitudinal direction of the base 80 and the longitudinal direction D1 of the arm base 5, and the engaging member 202a is provided at the tip portion thereof. The arm 3 can be easily biased to the regulation portion 204 by utilizing the weight of the arm 3. Further, since the restricting portion 204 includes the restricting surface 204a that is parallel to the first axis V1 and is inclined with respect to the mounting surface 5a, the arm 3 is arranged so as to face obliquely downward while being mounted on the arm base 5. Can be set up. As a result, the horizontal position of the arm base 5 and the positioner 7 can be arranged at a position offset from the treatment site 110 with respect to the horizontal position of the treatment site 110. As a result, it is possible to suppress giving the patient P a feeling of pressure.

また、規制部204が、アーム3の第1軸V1回りの自重による回動を規制するように構成されているため、係合部材202aを支軸部材201aに係合させた状態で作業者がアーム3を第1軸V1回りに回動させなくても自然にアーム3が固定位置に位置される。したがって、作業性を向上させることができるとともに、アーム3が脱落することを有効に防止することができる。 Further, since the restricting portion 204 is configured to restrict the rotation of the arm 3 around its first axis V1 due to its own weight, the operator can operate the engaging member 202a with the supporting shaft member 201a. The arm 3 is naturally positioned at the fixed position without rotating the arm 3 around the first axis V1. Therefore, it is possible to improve the workability and effectively prevent the arm 3 from falling off.

以上より、本実施の形態におけるアーム3は、外科手術システム100に適用されるマニピュレータアームとして好適な構成とすることができる。 As described above, the arm 3 in the present embodiment can be configured as a suitable manipulator arm applied to the surgical operation system 100.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および/または機能の詳細を実質的に変更できる。 From the above description, many modifications and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode for carrying out the present invention. The details of its structure and/or function may be changed substantially without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記実施の形態においては、アームベース5に固定される第1係合部201に支軸部材201aが設けられ、アーム3の基端部に着脱可能に取り付けられる第2係合部202に係合部材202aが設けられている。これに代えて、第1係合部201に係合部材202aが設けられ、第2係合部202に支軸部材201aが設けられてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the support shaft member 201a is provided on the first engagement portion 201 fixed to the arm base 5, and the second engagement portion 202 detachably attached to the base end portion of the arm 3. An engagement member 202a is provided. Alternatively, the first engaging portion 201 may be provided with the engaging member 202a, and the second engaging portion 202 may be provided with the support shaft member 201a.

また、上記実施の形態においては、係合部材202aが2つある態様について例示したが、係合部材202aは、1つであってもよいし、3つ以上あってもよい。例えば、1つの係合部材202aを用いる場合、第1軸V1方向の長さ(幅)が一対の支軸保持部101b間の長さから所定の遊び分だけ短い長さとなるようにしてもよい。ただし、最後に上述したような締結部材212で固定する場合には、アーム3を支持できる強度があれば、係合部材202aの第1軸V1方向の長さは、一対の支軸保持部101b間の長さ以下である限り限定されない。 Further, in the above-described embodiment, the mode in which there are two engaging members 202a is illustrated, but the number of engaging members 202a may be one, or may be three or more. For example, when one engagement member 202a is used, the length (width) in the first axis V1 direction may be shorter than the length between the pair of support shaft holding portions 101b by a predetermined amount of play. .. However, in the case of finally fixing with the fastening member 212 as described above, the length of the engagement member 202a in the first axis V1 direction is determined by the pair of support shaft holding portions 101b as long as the arm 3 has sufficient strength. The length is not limited as long as it is equal to or less than the length.

また、係合部材202aの形状は、上記フック形状に限られず、種々の形状が採用され得る。例えば係合部材202aが環状形状(孔形状)を有しており、支軸部材201aが第1軸V1方向に突起形状を有していてもよい。この場合、係合部材202aを突起形状の支軸部材201aに対して第1軸V1方向から係合させることにより、支軸部材201aに対して係合部材202aを第1軸回りに回動自在に構成することができる。 Further, the shape of the engaging member 202a is not limited to the hook shape described above, and various shapes can be adopted. For example, the engaging member 202a may have an annular shape (hole shape), and the support shaft member 201a may have a protruding shape in the first axis V1 direction. In this case, by engaging the engagement member 202a with the protrusion-shaped support shaft member 201a from the direction of the first axis V1, the engagement member 202a is rotatable around the first shaft with respect to the support shaft member 201a. Can be configured to.

また、複数のアーム3および/またはポジショナ7における複数の関節部(複数のリンク部)の数(自由度の数)、形状は上記実施の形態に限られず、種々の態様を採用し得る。 Further, the number (the number of degrees of freedom) and the shape of the plurality of joint portions (the plurality of link portions) in the plurality of arms 3 and/or the positioner 7 are not limited to the above-described embodiment, and various modes can be adopted.

また、上記実施の形態では、外科手術システム100のアームベース5にアーム3を取り付けるための保持機構200を例示したが、外科手術システム100以外のシステムにも本発明の保持機構200を適用可能である。 Further, in the above embodiment, the holding mechanism 200 for attaching the arm 3 to the arm base 5 of the surgical operation system 100 is illustrated, but the holding mechanism 200 of the present invention can be applied to a system other than the surgical operation system 100. is there.

本発明は、マニピュレータアームのアームベースに対する着脱を容易に実現することができるために有用である。 The present invention is useful because the manipulator arm can be easily attached to and detached from the arm base.

3 アーム(マニピュレータアーム)
5 アームベース
5a 取り付け面
36 ホルダ(器具保持部)
40 外科用器具
52 カバー
100 外科手術システム
200 保持機構
201 第1係合部
201a 支軸部材
202 第2係合部
202a 係合部材
204 規制部
204a 規制面
3 arms (manipulator arm)
5 Arm base 5a Attachment surface 36 Holder (apparatus holding part)
40 surgical instrument 52 cover 100 surgical operation system 200 holding mechanism 201 first engaging portion 201a support shaft member 202 second engaging portion 202a engaging member 204 restricting portion 204a restricting surface

Claims (10)

先端部に外科用器具を保持可能な器具保持部を有するマニピュレータアームと、
前記マニピュレータアームの基端部を保持するように構成されたアームベースと、を備えた医療用マニピュレータであって、
前記アームベースに設けられる第1係合部と、
前記マニピュレータアームの基端部に設けられる第2係合部と、
前記第1係合部および前記第2係合部の一方に設けられ、第1軸方向に延びる支軸部材と、
前記第1係合部および前記第2係合部の他方に設けられ、前記支軸部材に係合可能に構成され、前記支軸部材に係合した状態で前記第1軸回りに相対回動自在に構成される係合部材と、
前記アームベースに設けられ、前記係合部材が前記支軸部材に係合した状態における前記マニピュレータアームの前記第1軸回りの回動を、前記マニピュレータアームの基端部に当接することにより規制する規制部と、
前記マニピュレータアームの基端部が前記規制部に当接した状態で、前記マニピュレータアームの基端部を前記規制部に固定する固定部材と、を備えた、医療用マニピュレータ。
A manipulator arm having an instrument holding portion capable of holding a surgical instrument at the tip,
A manipulator for medical use comprising an arm base configured to hold a base end portion of the manipulator arm,
A first engaging portion provided on the arm base;
A second engaging portion provided at the base end of the manipulator arm;
A support shaft member that is provided on one of the first engaging portion and the second engaging portion and extends in the first axial direction;
It is provided on the other of the first engaging portion and the second engaging portion, is configured to be engageable with the support shaft member, and is relatively rotated around the first shaft in a state of being engaged with the support shaft member. An engaging member that is freely configured,
Rotation of the manipulator arm around the first axis provided in the arm base and in a state in which the engagement member is engaged with the support shaft member is restricted by abutting on a base end portion of the manipulator arm. Regulatory department,
A medical manipulator, comprising: a fixing member that fixes the base end portion of the manipulator arm to the regulation portion in a state where the base end portion of the manipulator arm is in contact with the regulation portion.
前記第2係合部は、前記マニピュレータアームの前記基端部から突出するように設けられ、前記第2係合部の先端部に前記支軸部材または前記係合部材が設けられる、請求項1に記載の医療用マニピュレータ。 The second engagement portion is provided so as to project from the base end portion of the manipulator arm, and the spindle member or the engagement member is provided at a tip end portion of the second engagement portion. The medical manipulator described in. 前記アームベースは、前記第1軸に平行な前記第1係合部の取り付け面を備え、
前記規制部は、前記第1軸に平行かつ前記取り付け面に対して傾斜する規制面を備えた、請求項1または2に記載の医療用マニピュレータ。
The arm base includes a mounting surface of the first engaging portion parallel to the first axis,
The medical manipulator according to claim 1 or 2, wherein the restricting portion includes a restricting surface parallel to the first axis and inclined with respect to the mounting surface.
前記係合部は、フック形状を有している、請求項1から3の何れかに記載の医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 1, wherein the engaging portion has a hook shape. 前記規制部は、前記マニピュレータアームの前記第1軸回りの自重による回動を規制するように構成される、請求項1から4の何れかに記載の医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 1, wherein the restriction portion is configured to restrict rotation of the manipulator arm due to its own weight around the first axis. 前記規制部は、前記マニピュレータアームの基端部が当接することにより、前記マニピュレータアームの前記アームベースに対する位置決めを行うように構成される、請求項1から5の何れかに記載の医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 1, wherein the restricting portion is configured to position the manipulator arm with respect to the arm base by abutting a base end portion of the manipulator arm. 前記マニピュレータアームおよび前記アームベースは、前記マニピュレータアームの基端部に設けられた第1コネクタと前記アームベースに設けられた第2コネクタとを接続することにより電気的接続が行われるように構成されており、
前記アームベースは、前記マニピュレータアームの基端部が当接する前記規制部の規制面以外の位置に前記第2コネクタを備えるように構成される、請求項1から6の何れかに記載の医療用マニピュレータ。
The manipulator arm and the arm base are configured to be electrically connected by connecting a first connector provided on a base end portion of the manipulator arm and a second connector provided on the arm base. And
7. The medical device according to claim 1, wherein the arm base is configured to include the second connector at a position other than the regulation surface of the regulation portion with which the base end portion of the manipulator arm abuts. manipulator.
前記マニピュレータアームは、前記マニピュレータアームの基端部が前記規制部に当接した状態で、前記第1係合部、前記第2係合部、および前記規制部を一体的に覆うカバーを備える、請求項1から7の何れかに記載の医療用マニピュレータ。 The manipulator arm includes a cover that integrally covers the first engagement portion, the second engagement portion, and the regulation portion in a state where the base end portion of the manipulator arm is in contact with the regulation portion. The medical manipulator according to claim 1. 前記アームベースを移動させるように構成されたポジショナと、前記ポジショナを移動させるための台車と、を備える、請求項1から8の何れかに記載の医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to any one of claims 1 to 8, comprising a positioner configured to move the arm base, and a carriage for moving the positioner. 前記ポジショナは、多軸ロボットで構成される、請求項9に記載の医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 9, wherein the positioner is configured by a multi-axis robot.
JP2019224517A 2018-12-26 2019-12-12 Medical manipulator Active JP6827517B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/726,277 US11717366B2 (en) 2018-12-26 2019-12-24 Medical manipulator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018243445 2018-12-26
JP2018243445 2018-12-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020103886A true JP2020103886A (en) 2020-07-09
JP6827517B2 JP6827517B2 (en) 2021-02-10

Family

ID=71447569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019224517A Active JP6827517B2 (en) 2018-12-26 2019-12-12 Medical manipulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6827517B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62199382A (en) * 1986-02-26 1987-09-03 株式会社東芝 Method of setting position of origin of horizontal turning type robot
JPH02125055U (en) * 1989-03-22 1990-10-15
WO2017006373A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 川崎重工業株式会社 Joint for robot arm, and surgical instrument
US20170095300A1 (en) * 2014-03-17 2017-04-06 Intuitive Surgical Operations, Inc. Manipulator arm having connection interface, and related devices and systems
WO2017098707A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 川崎重工業株式会社 Surgical operation system, manipulator arm, and manipulator arm support

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62199382A (en) * 1986-02-26 1987-09-03 株式会社東芝 Method of setting position of origin of horizontal turning type robot
JPH02125055U (en) * 1989-03-22 1990-10-15
US20170095300A1 (en) * 2014-03-17 2017-04-06 Intuitive Surgical Operations, Inc. Manipulator arm having connection interface, and related devices and systems
WO2017006373A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 川崎重工業株式会社 Joint for robot arm, and surgical instrument
WO2017098707A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 川崎重工業株式会社 Surgical operation system, manipulator arm, and manipulator arm support
JP2017104452A (en) * 2015-12-11 2017-06-15 川崎重工業株式会社 Surgical system, manipulator arm, and manipulator arm support body

Also Published As

Publication number Publication date
JP6827517B2 (en) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6907299B2 (en) Aspect of surgical instrument manipulator
JP6654883B2 (en) Surgical system, manipulator arm, and manipulator arm support
JP4883563B2 (en) Manipulator device
JP7402894B2 (en) Surgical operation system and method for controlling surgical operation manipulator arm
JP6654884B2 (en) Surgery system
KR20210134836A (en) Redundant axis and degree of freedom for hardware-constrained remote center robotic manipulator
WO2017099200A1 (en) Surgical system
JP7345008B2 (en) Methods for translating manipulator arms, robotic systems and surgical instruments used in surgical systems
JP7224989B2 (en) medical manipulator
US20200107895A1 (en) Surgical system and patient-side apparatus
US11717366B2 (en) Medical manipulator
JP2023089083A (en) surgery system
JP7017616B2 (en) Patient-side equipment and surgical system of surgical system
JP6827517B2 (en) Medical manipulator
JP6894954B2 (en) Medical manipulator and surgical system equipped with it
US11648067B2 (en) Medical manipulator and surgical system including the same
JP7165158B2 (en) Physician side control device and surgical system
KR20180090330A (en) Surgical Surgical System

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6827517

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250