JP2020151354A - Medical manipulator - Google Patents

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Abstract

To provide a medical manipulator in which load applied to a cable due to rotation of an arm can be suppressed, and which can secure an installation space of peripheral equipment.SOLUTION: The medical manipulator comprises: a multi-degree-freedom manipulator arm which holds on a distal end thereof, a medical appliance; a positioner which moves the multi-degree-freedom manipulator and has a hollow portion; a motor revolving the positioner around a prescribed direction axis; a decelerator which is in conjunction with an operation of the motor; and a cable whose at least a part is drawn to the hollow portion of the positioner. A portion closer to a base end side relative to the part drawn to the hollow portion of the positioner on the cable is arranged in a manner of bypassing the decelerator along a direction different from a shaft center direction of the decelerator.SELECTED DRAWING: Figure 5

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.

従来、複数のマニピュレータアームを備え、所定の作業を行うマニピュレータが知られている(例えば、特許文献1,2,3参照)。これらのマニピュレータは産業用ロボットとして用いられることがある。また、複数のマニピュレータアームを備えたマニピュレータは、施術者の操作に基づいて複数のマニピュレータアームを動かすことで外科手術を行うことのできる医療用ロボットとしても用いられることも知られている。 Conventionally, a manipulator having a plurality of manipulator arms and performing a predetermined operation is known (see, for example, Patent Documents 1, 2 and 3). These manipulators may be used as industrial robots. It is also known that a manipulator provided with a plurality of manipulator arms is also used as a medical robot capable of performing a surgical operation by moving a plurality of manipulator arms based on an operation of a practitioner.

これらのマニピュレータにおいては、上記複数のマニピュレータアーム又はハンドリング装置等に対して圧縮エアや電力を供給するためのケーブルが引き回されている。詳細には、特許文献1のマニピュレータでは、上アームの先端部に胴体が取り付けられており、この胴体は上アームの長手方向の軸回りに回転するように構成されている。この構成において、ケーブルは上記軸を有するモータ(減速機)を迂回して配置されている。また、特許文献2のマニピュレータにおいては、ケーブルがモータを迂回するように当該モータの側方を迂回して配置されている。 In these manipulators, cables for supplying compressed air and electric power to the plurality of manipulator arms, handling devices, and the like are routed. Specifically, in the manipulator of Patent Document 1, a body is attached to the tip of the upper arm, and this body is configured to rotate about an axis in the longitudinal direction of the upper arm. In this configuration, the cable is arranged so as to bypass the motor (reducer) having the shaft. Further, in the manipulator of Patent Document 2, the cable is arranged so as to bypass the side of the motor so as to bypass the motor.

しかしながら、特許文献1,2のように、ケーブルをアームの外で引き回すと、アームの回転に伴ってケーブルが発塵の原因となることがあるため、マニピュレータをクリーンルーム内で稼動させる場合等には、クリーン度を損なう恐れがある。 However, as in Patent Documents 1 and 2, if the cable is routed outside the arm, the cable may cause dust generation as the arm rotates. Therefore, when operating the manipulator in a clean room, etc. , There is a risk of impairing cleanliness.

そこで、特許文献3のように、中空状に構成されたベース内において、ケーブルが減速機の中空軸内に挿通されずに当該減速機を迂回させて配置されることが開示されている。これにより、クリーンルーム内でケーブルが発塵の原因になることが防止される、とのことである。 Therefore, as in Patent Document 3, it is disclosed that a cable is arranged in a hollow base so as to bypass the speed reducer without being inserted into the hollow shaft of the speed reducer. This will prevent the cables from causing dust in the clean room.

特許第4088332号公報Japanese Patent No. 40883332 特開2016−140917号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-140917 特開平8−57792号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-57792

しかしながら、上記特許文献3のマニピュレータにおいては、ケーブルが減速機を迂回するように当該減速機の側方に引き回されてはいるものの、当該ケーブルを引き回すためのスペースがベース内に必要となる。そのため、ベースの径が増大するので、当該ベースの周辺に機器を配置するのが困難となっていた。また、同文献のマニピュレータにおいては、ベースの上部に回動可能に設けられたアームが回動する際には、ケーブルに捩れが生じて負担がかかる。 However, in the manipulator of Patent Document 3, although the cable is routed to the side of the speed reducer so as to bypass the speed reducer, a space for route the cable is required in the base. Therefore, since the diameter of the base increases, it is difficult to arrange the equipment around the base. Further, in the manipulator of the same document, when the arm rotatably provided on the upper part of the base rotates, the cable is twisted and a burden is applied.

そこで、本発明は、アームの回動に伴うケーブルへの負担を抑制しつつ、周辺機器の設置スペースを確保することが可能な医療用マニピュレータを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a medical manipulator capable of securing an installation space for peripheral devices while suppressing a load on a cable due to rotation of an arm.

本発明の医療用マニピュレータは、先端部に医療器具を保持する自由度マニピュレータアームと、前記多自由度マニピュレータアームを移動させ、中空部を有するポジショナと、前記ポジショナを所定方向軸回りに回動させるモータと、前記モータの動作に連動する減速機と、少なくとも一部が前記ポジショナの前記中空部に引き回されたケーブルと、を備え、前記ケーブルのうち前記ポジショナの前記中空部に引き回された部分よりも基端側の部分は、前記減速機の軸心方向と異なる方向に沿って当該減速機を迂回して配置されているものである。 In the medical manipulator of the present invention, the degree-of-freedom manipulator arm for holding a medical device at the tip and the multi-degree-of-freedom manipulator arm are moved to rotate a positioner having a hollow portion and the positioner about an axis in a predetermined direction. A motor, a speed reducer interlocking with the operation of the motor, and a cable at least partially routed to the hollow portion of the positioner are provided, and the cables are routed to the hollow portion of the positioner. The portion on the base end side of the portion is arranged so as to bypass the speed reducer along a direction different from the axial direction of the speed reducer.

本発明に従えば、ケーブルのうちポジショナの中空部に引き回された部分よりも基端側の部分が減速機の軸心方向と異なる方向に沿って当該減速機を迂回して配置される。つまり、本発明では、ケーブルの上記部分が減速機の中空軸内に挿通されたり、減速機の軸心に沿って当該減速機の側方に引き回されるような構成を採用していない。これにより、減速機が大型化することを回避することができる。このことによって、減速機の周辺に種々の機器を設置するためのスペースを確保することができる。また、ケーブルを減速機の中空軸内に挿通したり、減速機の軸心に沿って当該減速機の側方に引き回していないので、減速機の回転(即ちアームの回動)に伴う捩れの負担がケーブルにかかることが抑制される。 According to the present invention, the portion of the cable on the proximal end side of the portion routed to the hollow portion of the positioner is arranged so as to bypass the reducer along a direction different from the axial direction of the reducer. That is, the present invention does not adopt a configuration in which the said portion of the cable is inserted into the hollow shaft of the speed reducer or is routed to the side of the speed reducer along the axis of the speed reducer. As a result, it is possible to prevent the speed reducer from becoming large. As a result, it is possible to secure a space for installing various devices around the speed reducer. Further, since the cable is not inserted into the hollow shaft of the reducer or routed to the side of the reducer along the axis of the reducer, the twist due to the rotation of the reducer (that is, the rotation of the arm) is caused. The burden on the cable is suppressed.

上記発明において、前記ケーブルの前記基端側の部分は、前記ポジショナの前記中空部から当該ポジショナの外方に出されて引き回されていてもよい。 In the above invention, the portion of the cable on the base end side may be drawn out from the hollow portion of the positioner to the outside of the positioner.

上記構成に従えば、ケーブルに対する外方からのアクセスが容易となるので、当該ケーブルのポジショナの中空部における引き回し等の作業が容易となる。 According to the above configuration, the cable can be easily accessed from the outside, so that the work such as routing in the hollow portion of the positioner of the cable becomes easy.

上記発明において、医療用マニピュレータは、前記ケーブルの前記ポジショナの外方に出された前記部分を覆うカバー部材をさらに備えていることが好ましい。 In the above invention, it is preferable that the medical manipulator further includes a cover member that covers the portion of the cable that is exposed to the outside of the positioner.

上記構成に従えば、ケーブルによる発塵をカバー部材により防ぐことができる。 According to the above configuration, dust generation by the cable can be prevented by the cover member.

上記発明において、前記モータは、前記ポジショナを水平軸回りに回動させるように構成されていてもよい。 In the above invention, the motor may be configured to rotate the positioner about a horizontal axis.

上記構成に従えば、ケーブルを、ポジショナを水平軸回りに回動させるモータの動作に連動する減速機の軸心方向と異なる方向に沿って当該減速機を迂回して配置することができる。 According to the above configuration, the cable can be arranged so as to bypass the speed reducer along a direction different from the axial direction of the speed reducer linked to the operation of the motor that rotates the positioner around the horizontal axis.

上記発明において、前記ケーブルは、前記ポジショナに電力を供給する給電ケーブルであってもよい。 In the above invention, the cable may be a power supply cable that supplies electric power to the positioner.

上記構成に従えば、給電ケーブルの捩れ負担が抑制されるため、捩れに起因したケーブルの破損による電力停止を回避することができる。 According to the above configuration, since the twisting load of the power feeding cable is suppressed, it is possible to avoid power stoppage due to cable breakage due to twisting.

本発明によれば、アームの回動に伴うケーブルへの負担を抑制しつつ、周辺機器の設置スペースを確保することが可能な医療用マニピュレータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a medical manipulator capable of securing an installation space for peripheral devices while suppressing a load on a cable due to rotation of an arm.

本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータの使用風景を示す図である。It is a figure which shows the usage scenery of the medical manipulator which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の医療用マニピュレータのマニピュレータアームの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the manipulator arm of the medical manipulator of FIG. 図1の医療用マニピュレータにおける制御系統の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system in the medical manipulator of FIG. 図1のポジショナの一部を示す側面図である。It is a side view which shows a part of the positioner of FIG. 図4のポジショナを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the positioner of FIG. 図5のポジショナの一部分よりも先端側の部分を示す部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a portion closer to the tip side than a portion of the positioner of FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータについて図面を参照して説明する。以下に説明する医療用マニピュレータは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除および変更が可能である。 Hereinafter, a medical manipulator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The medical manipulator described below is just one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments, and additions, deletions, and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

図1に示すように、本実施形態の医療用マニピュレータ1は、例えば、ロボット支援手術やロボット遠隔手術などのように、医師などの施術者203が、手術台202上の患者201に内視鏡外科手術を施す際に使用されるシステムである外科手術システム100において設けられるものである。 As shown in FIG. 1, in the medical manipulator 1 of the present embodiment, for example, as in robot-assisted surgery or robot remote surgery, a practitioner 203 such as a doctor endoscopy the patient 201 on the operating table 202. It is provided in the surgical operation system 100, which is a system used when performing an operation.

外科手術システム100は、患者側システムである医療用マニピュレータ1と、この医療用マニピュレータ1を操るための指示装置2とを備えている。指示装置2は医療用マニピュレータ1から離れて配置され、医療用マニピュレータ1は指示装置2によって遠隔操作される。施術者203は医療用マニピュレータ1に行わせる動作を指示装置2に入力し、指示装置2はその動作指令を医療用マニピュレータ1に送信する。医療用マニピュレータ1は、指示装置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医療用マニピュレータ1が具備する内視鏡アセンブリやインストゥルメントなどの長軸状の医療器具4を動作させる。 The surgical operation system 100 includes a medical manipulator 1 which is a patient-side system, and an instruction device 2 for operating the medical manipulator 1. The instruction device 2 is arranged away from the medical manipulator 1, and the medical manipulator 1 is remotely controlled by the instruction device 2. The practitioner 203 inputs an operation to be performed by the medical manipulator 1 to the instruction device 2, and the instruction device 2 transmits the operation command to the medical manipulator 1. The medical manipulator 1 receives an operation command transmitted from the instruction device 2, and operates a long-axis medical instrument 4 such as an endoscope assembly or an instrument included in the medical manipulator 1 based on the operation command. Let me.

指示装置2は、外科手術システム100と施術者203とのインターフェースを構成し、医療用マニピュレータ1を操作するための装置である。指示装置2は、手術室内に又は手術室外に配置されている。指示装置2は、施術者203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51、操作ペダル52、タッチパネル53、内視鏡アセンブリで撮影された画像を表示するモニタ54、医師などの操作者の顔の高さ位置にモニタ54を支持する支持アーム55、およびタッチパネル53が配されたバー56等を含む。施術者203は、モニタ54で患部を視認しながら、操作用マニピュレータアーム51および操作ペダル52を操作して指示装置2に動作指令を入力する。指示装置2に入力された動作指令は、有線又は無線により医療用マニピュレータ1のコントローラ600に伝達される。医療用マニピュレータ1はコントローラ600により動作制御される。なお、コントローラ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ている。後述の医療用台車70のケーシング71内には、コントローラ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、医療用台車70には、主に施術前における後述のポジショナ7、アームベース5および複数の多自由度マニピュレータアーム(以下、単にアームと記載)3の位置および姿勢を設定入力するための操作部604が設けられている。 The instruction device 2 constitutes an interface between the surgical operation system 100 and the practitioner 203, and is a device for operating the medical manipulator 1. The instruction device 2 is arranged in the operating room or outside the operating room. The instruction device 2 includes an operation manipulator arm 51 for the practitioner 203 to input an operation command, an operation pedal 52, a touch panel 53, a monitor 54 for displaying an image taken by the endoscope assembly, and an operator such as a doctor. It includes a support arm 55 that supports the monitor 54 at the height of the face, a bar 56 on which the touch panel 53 is arranged, and the like. The practitioner 203 operates the operation manipulator arm 51 and the operation pedal 52 while visually recognizing the affected part on the monitor 54 to input an operation command to the instruction device 2. The operation command input to the instruction device 2 is transmitted to the controller 600 of the medical manipulator 1 by wire or wirelessly. The operation of the medical manipulator 1 is controlled by the controller 600. The controller 600 is composed of a computer such as a microcontroller. A controller 600, a control program used for operation control, and a storage unit 602 for storing various data are stored in the casing 71 of the medical trolley 70, which will be described later. Further, the medical trolley 70 is mainly operated for setting and inputting the positions and postures of the positioner 7, the arm base 5, and the plurality of degrees of freedom manipulator arms (hereinafter, simply referred to as arms) 3 described later before the treatment. A unit 604 is provided.

医療用台車70のケーシング71の後部には、操作軸46が立設された状態で設けられている。操作軸46には、略水平方向に延在するレバー47が設けられている。レバー47には、図略の前輪を駆動するため等に操作されるレバー装置48が設けられている。医療従事者は、レバー47を把持して医療用台車70を所定位置まで移動させることができる。また、医療従事者はレバー47により後輪43の向きを変えることができ、それにより医療用台車70の進行方向を変えることができる。 An operation shaft 46 is provided in an upright state at the rear of the casing 71 of the medical trolley 70. The operating shaft 46 is provided with a lever 47 extending in a substantially horizontal direction. The lever 47 is provided with a lever device 48 that is operated to drive the front wheels (not shown). The medical worker can grasp the lever 47 and move the medical trolley 70 to a predetermined position. In addition, the medical worker can change the direction of the rear wheel 43 by the lever 47, thereby changing the traveling direction of the medical trolley 70.

医療用マニピュレータ1は、外科手術システム100と患者とのインターフェースを構成する。医療用マニピュレータ1は、滅菌された滅菌野である手術室内に配置されている。 The medical manipulator 1 constitutes an interface between the surgical system 100 and the patient. The medical manipulator 1 is arranged in an operating room, which is a sterilized field.

図1において、医療用マニピュレータ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長尺状のアームベース5と、アームベース5にその基端部が着脱可能に取り付けられた複数(本実施形態では4本)のアーム3とを備えている。医療用マニピュレータ1は複数のアーム3が折り畳まれた収納姿勢をとるように構成されている。 In FIG. 1, the medical manipulator 1 includes a positioner 7, a long arm base 5 attached to the tip of the positioner 7, and a plurality of arm bases 5 to which the base end is detachably attached (this). In the embodiment, four arms 3) are provided. The medical manipulator 1 is configured so that a plurality of arms 3 take a folded storage posture.

ポジショナ7は、垂直多関節形ロボットとして構成されており、手術室の所定位置に配置された医療用台車70のケーシング71上に一部露出されたベース90に設けられており、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、図略の滅菌ドレープで覆われ、手術室内の滅菌野から遮蔽されている。 The positioner 7 is configured as a vertical articulated robot, and is provided on a base 90 partially exposed on a casing 71 of a medical trolley 70 arranged at a predetermined position in an operating room, and is provided on an arm base 5. The position can be moved three-dimensionally. The arm 3 and arm base 5 are covered with a sterile drape (not shown) and shielded from a sterile field in the operating room.

ポジショナ7は、ケーシング71内に設けられた図略の基台(シャーシ)に取り付けられた上述のベース90と、当該ベース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 the above-mentioned base 90 attached to a base (chassis) of the drawing provided in the casing 71, and a plurality of positioner link portions sequentially connected from the base 90 toward the tip portion. There is. The positioner 7 constitutes a plurality of joint portions 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 portions include the first link 91 to the sixth link 96. The plurality of joints include the first joint J71 to the seventh joint J77. The plurality of joints in the present embodiment are composed of rotary joints provided with a rotation axis, but at least some of the joints may be composed of linear motion joints.

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5a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)を有する多軸関節アームとして構成される。 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 which is a bending (pitch) joint. The base end portion of the third link 93 is connected to the tip end portion of the second link 92 via a third joint J73 which is a bending joint. The base end of the fourth link 94 is connected to the tip of the third link 93 via a fourth joint J74, which is a twisting joint. The base end portion of the fifth link 95 is connected to the tip end portion of the fourth link 94 via a fifth joint J75 which is a bending joint. The base end of the sixth link 96 is connected to the tip of the fifth link 95 via a sixth joint J76, which is a twisted joint. The positioner attachment portion 5a 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 twisting joint. As a result, the positioner 7 is configured as a multi-axis joint arm having a plurality of degrees of freedom (7 degrees of freedom).

複数のアーム3のうちアーム3Aの先端部には、医療器具4として、例えば取り替え用のインストゥルメント(例えば鉗子など)が保持される。アーム3Bの先端部には、医療器具4として、例えば鉗子などのインストゥルメントが保持される。また、アーム3Cの先端部には、医療器具4として、例えば内視鏡アセンブリが保持される。アーム3Dの先端部には、医療器具4として、例えば取り替え用の内視鏡アセンブリが保持される。 Among the plurality of arms 3, a replacement instrument (for example, forceps) is held at the tip of the arm 3A as a medical instrument 4. An instrument such as forceps is held at the tip of the arm 3B as a medical instrument 4. Further, for example, an endoscope assembly is held at the tip of the arm 3C as a medical instrument 4. The tip of the arm 3D holds, for example, a replacement endoscope assembly as a medical instrument 4.

医療用マニピュレータ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Sが構成されている。 In the medical manipulator 1, the arm base 5 has a function as a hub serving as a base for a plurality of arms 3. In the present embodiment, the positioner 7 and the arm base 5 constitute a manipulator arm support S that movably supports a plurality of arms 3.

医療用マニピュレータ1では、ポジショナ7から医療器具4まで、要素が一連に繋がっている。以下、本明細書では、上記一連の要素において、ポジショナ7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。 In the medical manipulator 1, elements are connected in a series from the positioner 7 to the medical instrument 4. Hereinafter, in the present specification, in the above series of elements, the end portion on the side toward the positioner 7 is referred to as a base end portion, and the end portion on the opposite side is referred to as a tip end portion.

図2に示すように、医療器具4がインストゥルメントである場合、当該医療器具4はその基端部に設けられた駆動ユニット89を有している。このインストゥルメントの先端部に設けられたエンドエフェクタは、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。 As shown in FIG. 2, when the medical device 4 is an instrument, the medical device 4 has a drive unit 89 provided at its base end. The end effector at the tip of this instrument is an instrument with working joints (eg, forceps, scissors, graspers, needle holders, microdissectors, staple appliers, tackers, suction cleaning tools, snare wires, and , Clip appliers, etc.), and articulated instruments (eg, cutting blades, ablation probes, washer, catheters, suction orifices, etc.).

外科手術システム100においては、医療従事者が操作部604に含まれるタッチパネルを操作することにより、アームベース5と手術台202又は患者201とが所定の位置関係となるように、ポジショナ7を動作させてアームベース5の位置決めを行う。次に、コントローラ600が、患者201の体表に留置されたスリーブ(カニューレスリーブ)と医療器具4とが所定の初期位置関係となるように、各アーム3を動作させて医療器具4の位置決めを行う。なお、ポジショナ7の位置決め動作と各アーム3の位置決め動作とは同時に行われてもよい。そして、コントローラ600は、原則としてポジショナ7を静止させた状態で、指示装置2からの動作指令に応じて、各アーム3により医療器具4を動作させて適宜変位および姿勢変化させつつ施術を行う。 In the surgical operation system 100, the medical staff operates the touch panel included in the operation unit 604 to operate the positioner 7 so that the arm base 5 and the operating table 202 or the patient 201 have a predetermined positional relationship. The arm base 5 is positioned. Next, the controller 600 operates each arm 3 to position the medical device 4 so that the sleeve (cannula sleeve) placed on the body surface of the patient 201 and the medical device 4 have a predetermined initial positional relationship. Do. The positioning operation of the positioner 7 and the positioning operation of each arm 3 may be performed at the same time. Then, as a general rule, the controller 600 performs the treatment while the positioner 7 is stationary and the medical instrument 4 is operated by each arm 3 in response to an operation command from the instruction device 2 to appropriately displace and change the posture.

続いて、アーム3の詳細な構成について説明する。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、基端部に対し先端部を3次元空間内で移動させることができるように構成されている。なお、本実施の形態では、医療用マニピュレータ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を有してもよい。アーム3の先端部には、医療器具4を保持可能なホルダ36が設けられている。医療器具4は、基端部に設けられた駆動ユニット65と、先端部に設けられたエンドエフェクタ(処置具)66と、駆動ユニット65とエンドエフェクタ66との間を繋ぐ細長いシャフト67とを有している。駆動ユニット65、シャフト67、およびエンドエフェクタ66は長軸方向Dtに沿って配置される。 Subsequently, the detailed configuration of the arm 3 will be described. As shown in FIG. 2, the arm 3 includes an arm main body 30 and a translation unit 35 connected to the tip end portion of the arm main body 30, and the tip end portion can be moved in a three-dimensional space with respect to the base end portion. It is configured so that it can be done. In the present embodiment, the plurality of arms 3 included in the medical manipulator 1 all have the same or similar configuration, but at least one of the plurality of arms 3 has a configuration different from that of the other arms. You may. A holder 36 capable of holding the medical instrument 4 is provided at the tip of the arm 3. The medical device 4 has a drive unit 65 provided at the base end portion, an end effector (treatment tool) 66 provided at the tip end portion, and an elongated shaft 67 connecting the drive unit 65 and the end effector 66. are doing. The drive unit 65, the shaft 67, and the end effector 66 are arranged along the semimajor axis Dt.

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などが選択的に用いられる。 The arm 3 is detachable from the arm base 5. The arm 3 has water resistance, heat resistance, and chemical resistance for cleaning and sterilizing treatments. 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, and the like are 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第1リンク81〜第6リンク86とを含む。より詳細には、ベース80の先端部に、捩り関節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の先端部の位置を変化させることなく姿勢を変えることができるようになっている。 The arm body 30 includes a base 80 that is detachably attached to the arm base 5 and first links 81 to 6th links 86 that are sequentially connected from the base 80 toward the tip portion. More specifically, the base end portion of the first link 81 is connected to the tip end portion of the base 80 via a twist joint J31. The base end of the second link 82 is connected to the tip of the first link 81 via a bending joint J32. The base end of the third link 83 is connected to the tip of the second link 82 via a twist joint J33. The base end portion of the fourth link 84 is connected to the tip end portion of the third link 83 via a bending joint J34. The base end of the fifth link 85 is connected to the tip of the fourth link 84 via a twist joint J35. The base end of the sixth link 86 is connected to the tip of the fifth link 85 via a bending joint J36. The base end of the translation unit 35 is connected to the tip of the sixth link 86 via a bending joint J37. As a result, 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 its posture without changing the position of the tip end portion of the arm 3.

アーム本体30の外殻は、主にステンレスなど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、リンク同士の連結部には、耐水性を備えるための図略のシールが設けられている。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 made of a member having heat resistance and chemical resistance such as stainless steel. Further, the connecting portion between the links is provided with a sticker (not shown) for providing water resistance. This seal has heat resistance corresponding to the high-pressure steam sterilization method and chemical resistance to disinfectants. In the connecting portion between the links, the end portion of the other link is inserted inside the end portion of one of the linked links, and the seal is arranged so as to fill the space between the end portions of these links. By doing so, the seal is hidden from the appearance. As a result, the ingress of water, chemicals, and vapors between the seal and the link is suppressed.

並進ユニット35は、そ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、このホルダ36に取り付けられた医療器具4をシャフト67の延在方向に並進移動させる。 The translation unit 35 translates the medical instrument 4 attached to the holder 36 in the extending direction of the shaft 67 by translating the holder 36 attached to the tip thereof in the semimajor axis direction Dt.

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(図略)とを有する。曲げ関節J37は長軸方向Dtに直交する方向に延びている。また、並進ユニット35の先端部、すなわち先端側リンク62の先端部には回動軸64が設けられている。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。このような構成において、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に保持された医療器具4の長軸方向Dtに関する位置を変化させることができるようになっている。 The translation unit 35 has a proximal end side link 61, an distal end side link 62, a proximal end side link 61, and a distal end side link 62 connected to the tip end portion of the sixth link 86 of the arm body 30 via a bending joint J37. It has a connecting link 63 that moves in conjunction with the above, and an interlocking mechanism (not shown). The bending joint J37 extends in a direction orthogonal to the long axis direction Dt. Further, a rotation shaft 64 is provided at the tip of the translation unit 35, that is, at the tip of the tip side link 62. The drive source of the translation unit 35 is provided on the base end side link 61. The connecting link 63 extends along the semimajor direction Dt. In such a configuration, the translation unit 35 changes the relative position of the base end side link 61 and the connecting link 63 in the semimajor direction Dt by the interlocking mechanism, and the long axis of the connecting link 63 and the tip side link 62. By changing the relative position in the direction Dt, the position of the medical instrument 4 held by the holder 36 provided on the distal end side link 62 with respect to the proximal end side link 61 can be changed with respect to the semimajor axis Dt. It has become.

続いて、図3に示すように、アーム3には、各関節J31〜J37に対応して、駆動用のサーボモータM31〜M37、サーボモータM31〜M37の回転角を検出するエンコーダ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(図略)が設けられる。なお、図3では、関節J31〜J37のうち、捩り関節J31と曲げ関節J37との制御系統が代表的に示され、その他の関節J33〜J36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(図略)とが設けられる。 Subsequently, as shown in FIG. 3, the arm 3 has the encoders E31 to E37 for detecting the rotation angles of the driving servomotors M31 to M37 and the servomotors M31 to M37 corresponding to the joints J31 to J37. Further, a speed reducer (not shown) for decelerating the output of the servomotors M31 to M37 to increase the torque is provided. In FIG. 3, among the joints J31 to J37, the control system of the torsion joint J31 and the bending joint J37 is typically shown, and the control systems of the other joints J33 to J36 are omitted. Further, the translation unit 35 includes a servomotor M38 for translational operation, a servomotor M39 for rotation operation around the rotation axis 64, and encoders E38 and E39 for detecting rotation angles of the servomotors M38 and M39. , A speed reducer (not shown) that reduces the output of the servomotors M38 and M39 to increase the torque is provided.

また、図3に示すように、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(図略)が設けられる。なお、図3においては、ポジショナ7の関節J71〜J77のうち、関節J71,J77の制御系統が代表的に示され、その他の関節J72〜J76の制御系統は省略されている。 Further, as shown in FIG. 3, the positioner 7 includes an encoder E71 to detect the rotation angles of the driving servomotors M71 to M77 and the servomotors M71 to M77 corresponding to the joints J71 to J77 of the positioner 7. E77 and a speed reducer (not shown) that decelerates the output of the servomotors M71 to M77 to increase the torque are provided. In FIG. 3, among the joints J71 to J77 of the positioner 7, the control systems of the joints J71 and J77 are typically shown, and the control systems of the other joints J72 to J76 are omitted.

コントローラ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と、ポジショナ7の移動制御するポジショナ制御部603とを含む。アーム制御部601には、サーボ制御部C31〜C37,C38,C39が電気的に接続されている。サーボ制御部C31〜C37,C38,C39には、エンコーダE31〜E37,E38,E39が電気的に接続されている。また、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ている。サーボ制御部C71〜C77には、エンコーダE71〜E77が電気的に接続されている。 The controller 600 includes an arm control unit 601 that controls the movement of a plurality of arms 3 based on an operation command, and a positioner control unit 603 that controls the movement of the positioner 7. Servo control units C31 to C37, C38, and C39 are electrically connected to the arm control unit 601. Encoders E31 to E37, E38, and E39 are electrically connected to the servo control units C31 to C37, C38, and C39. Further, servo control units C71 to C77 are electrically connected to the positioner control unit 603. Encoders E71 to E77 are electrically connected to the servo control units C71 to C77.

指示装置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、位置姿勢指令とエンコーダE31〜E37,E38,E39で検出された回転角とに基づいて、位置指令値を生成して出力する。この位置指令値を取得したサーボ制御部C31〜C37,C38,C39は、エンコーダE31〜E37,E38,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〜M37,M38,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〜M37,M38,M39がサーボ制御される。 Based on the operation command input to the instruction device 2, the position / orientation command of the tip of the arm 3 is input to the arm control unit 601. The arm control unit 601 generates and outputs a position command value based on the position / orientation command and the rotation angles detected by the encoders E31 to E37, E38, and E39. The servo control units C31 to C37, C38, and C39 that have acquired this position command value generate a drive command value (torque command value) based on the rotation angle and the position command value detected by the encoders E31 to E37, E38, and E39. And output. The amplifier circuit that has acquired this drive command value supplies the drive current corresponding to the drive command value to the servomotors M31 to M37, M38, and M39. In this way, the servomotors M31 to M37, M38, and M39 are servo-controlled so that the tip of the arm 3 reaches the position and posture corresponding to the position / posture command.

コントローラ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が設けられている。記憶部602には、指示装置2を介して入力された手術情報が予め記憶されている。 The controller 600 is provided with a storage unit 602 capable of reading data from the arm control unit 601. The storage unit 602 stores in advance the surgical information input via the instruction device 2.

ポジショナ制御部603は、操作装置2から入力された準備位置の設定等に関する動作指令とエンコーダE71〜E77で検出された回転角とに基づいて、位置指令値を生成して出力する。この位置指令値を取得したサーボ制御部C71〜C77は、エンコーダE71〜E77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M71〜M77へ供給する。このようにして、ポジショナ7が、位置指令値と対応する位置・姿勢に到達するように、各サーボモータM71〜M77がサーボ制御される。 The positioner control unit 603 generates and outputs a position command value based on the operation command regarding the setting of the preparation position and the like input from the operation device 2 and the rotation angle detected by the encoders E71 to E77. The servo control units C71 to C77 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 E71 to E77. The amplifier circuit that has acquired the drive command value supplies the drive current corresponding to the drive command value to the servomotors M71 to M77. In this way, the servomotors M71 to M77 are servo-controlled so that the positioner 7 reaches the position / orientation corresponding to the position command value.

次に、ポジショナ7の構成について説明する。上述の通り、ポジショナ7は第1リンク91〜第6リンク96を含んで構成されている。第1リンク91は、第1関節J71を介して、鉛直方向に延びる旋回軸A1回りに旋回可能に構成されている。第1リンク91は、当該第1リンク91に収容されている図略のモータを駆動源として図略の減速機を介して駆動されるように構成されている。 Next, the configuration of the positioner 7 will be described. As described above, the positioner 7 includes the first link 91 to the sixth link 96. The first link 91 is configured to be rotatable around a swivel shaft A1 extending in the vertical direction via the first joint J71. The first link 91 is configured to be driven via a speed reducer (not shown) using a motor (not shown) housed in the first link 91 as a drive source.

第2リンク92は、第2関節J72を介して、水平方向に延びる回動軸(水平軸)A2回りに回動(揺動)可能に構成されている。第2リンク92は、例えばモータ一体型の減速機23を介して駆動されるように構成されている。さらに、第2リンク92の基端側部分と第1リンク90とにカバー部材24が架橋されて設けられている。このカバー部材24は、例えば長尺状の板部材を湾曲させて形成することができ、後述するケーブル(給電ケーブル)50の一部を覆うものである。詳細については後述する。 The second link 92 is configured to be rotatable (swing) around a rotation axis (horizontal axis) A2 extending in the horizontal direction via the second joint J72. The second link 92 is configured to be driven via, for example, a motor-integrated speed reducer 23. Further, the cover member 24 is provided so as to be bridged between the base end side portion of the second link 92 and the first link 90. The cover member 24 can be formed by bending, for example, a long plate member, and covers a part of a cable (power supply cable) 50 described later. Details will be described later.

第3リンク93は、第3関節J73を介して、水平方向に延びる回動軸A3回りに回動(揺動)可能に構成されている。第3リンク93は、当該第3リンク93内に収容されている図略のモータを駆動源として図略の減速機を介して駆動されるように構成されている。また、第2リンク92の先端側部分には、例えば円盤状のカバー部材28が設けられている。 The third link 93 is configured to be rotatable (swing) around the rotation axis A3 extending in the horizontal direction via the third joint J73. The third link 93 is configured to be driven via a speed reducer (not shown) using a motor (not shown) housed in the third link 93 as a drive source. Further, for example, a disk-shaped cover member 28 is provided on the tip end side portion of the second link 92.

図5に示すように、ポジショナ7は中空状に形成されている。詳細には、ポジショナ7の第1リンク91は中空部91aを有している。また、ポジショナ7の第2リンク92は、当該第2リンク92の長手方向に延在する中空部92aを有している。 As shown in FIG. 5, the positioner 7 is formed in a hollow shape. Specifically, the first link 91 of the positioner 7 has a hollow portion 91a. Further, the second link 92 of the positioner 7 has a hollow portion 92a extending in the longitudinal direction of the second link 92.

このような構成において、ポジショナ7に電力を供給する給電ケーブルであるケーブル50の一部が中空部91aおよび中空部92aに引き回されている。ケーブル50は、後述のように、部分50a,50b,50c,50d,50eを含む。ケーブル50の引き回しを基端側から詳細に説明すると、ケーブル50は、中空部91aに引き回されて、第1リンク91の開口から一旦ポジショナ7の外方に出る。図5において、ケーブル50のうちポジショナ7の外方に出ている部分を50bとしている。そして、ケーブル50は、ポジショナ7の外方から第2リンク92に設けられた開口92cを介して当該第2リンク92の中空部92aへと引き回される。図5において、ケーブル50のうち第2リンク92の中空部92aに引き回された部分を50aとしている。上述したカバー部材24は、ポジショナ7の外方に存在するケーブル50の部分および開口92cを覆うように、第2リンク92の基端側部分と第1リンク91とに架橋されて設けられている。なお、アームベース5やアーム3に電力を供給する給電ケーブルについては、その一部又は全部を、医療用マニピュレータ1の外側で引き回してもよいし、ポジショナ7の中空部内で引き回してもよい。手術内容によってアーム3を付け替えるときがあり、その際に給電ケーブルが外側で引き回されていれば当該給電ケーブルの付け替え作業が行い易くなる。一方、給電ケーブルがポジショナ7の中空部内で引き回されていれば、当該給電ケーブルの挙動が規制されるため、医療従事者との不用意な干渉を防ぐことができる。 In such a configuration, a part of the cable 50, which is a power supply cable for supplying electric power to the positioner 7, is routed to the hollow portion 91a and the hollow portion 92a. The cable 50 includes portions 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, as described below. Explaining the routing of the cable 50 in detail from the proximal end side, the cable 50 is routed to the hollow portion 91a and once exits the positioner 7 from the opening of the first link 91. In FIG. 5, the portion of the cable 50 that protrudes to the outside of the positioner 7 is 50b. Then, the cable 50 is routed from the outside of the positioner 7 to the hollow portion 92a of the second link 92 through the opening 92c provided in the second link 92. In FIG. 5, the portion of the cable 50 that is routed to the hollow portion 92a of the second link 92 is 50a. The cover member 24 described above is provided so as to be bridged between the base end side portion of the second link 92 and the first link 91 so as to cover the portion of the cable 50 existing outside the positioner 7 and the opening 92c. .. Regarding the power supply cable that supplies electric power to the arm base 5 and the arm 3, a part or all of the power supply cable may be routed outside the medical manipulator 1 or may be routed inside the hollow portion of the positioner 7. The arm 3 may be replaced depending on the operation content, and if the power supply cable is routed on the outside at that time, the replacement work of the power supply cable becomes easy. On the other hand, if the power supply cable is routed in the hollow portion of the positioner 7, the behavior of the power supply cable is restricted, so that careless interference with the medical staff can be prevented.

第2リンク92の中空部92aに引き回されたケーブル50は、当該第2リンク92の側壁92fの上部に形成された開口92gに挿入された筒部92hの中空部92h1に引き回される。図5において、ケーブル50のうち筒部92hの中空部92h1に引き回された部分を50cとしている。 The cable 50 routed to the hollow portion 92a of the second link 92 is routed to the hollow portion 92h1 of the tubular portion 92h inserted into the opening 92g formed in the upper part of the side wall 92f of the second link 92. In FIG. 5, the portion of the cable 50 that is routed to the hollow portion 92h1 of the tubular portion 92h is 50c.

以上の構成において、ケーブル50のうち、ポジショナ7の第2リンク92の中空部92aに引き回された部分50aよりも基端側の部分50bは、減速機23の軸心方向と異なる方向に沿って(つまり、減速機23内を通らずに)、当該減速機23を迂回して配置されている。 In the above configuration, the portion 50b of the cable 50 on the proximal end side of the portion 50a routed to the hollow portion 92a of the second link 92 of the positioner 7 is along a direction different from the axial direction of the speed reducer 23. (That is, without passing through the speed reducer 23), the speed reducer 23 is bypassed.

なお、図5において、第2リンク92の上述の側壁92fに対向配置された側壁92bの下部には、開口92dが形成されている。この開口92dを覆うように板状のカバー部材27が設けられている。通常、カバー部材27は取り付けられた状態であるが、ケーブル50の引き回しの際に、当該ケーブル50の部分50aを、第2リンク92の中空部92aに設けられた図略の留め具に留める作業などを行う場合にカバー部材27が外されて開口92dが開放されるようになっている。また、第2リンク92の側壁92bの上部には、開口92dよりも開口面積の大きい開口92eが形成されている。この開口92eを覆うように板状のカバー部材28が設けられている。通常、カバー部材28は取り付けられた状態であるが、ケーブル50の引き回しの際に、当該ケーブル50の部分50aを、第2リンク92の中空部92aに設けられた図略の留め具に留める作業などを行う場合にカバー部材28が外されて開口92eが開放されるようになっている。 In FIG. 5, an opening 92d is formed in the lower part of the side wall 92b arranged to face the above-mentioned side wall 92f of the second link 92. A plate-shaped cover member 27 is provided so as to cover the opening 92d. Normally, the cover member 27 is in the attached state, but when the cable 50 is routed, the work of fastening the portion 50a of the cable 50 to the fastener shown in the drawing provided in the hollow portion 92a of the second link 92. The cover member 27 is removed to open the opening 92d when performing the above. Further, an opening 92e having a larger opening area than the opening 92d is formed on the upper portion of the side wall 92b of the second link 92. A plate-shaped cover member 28 is provided so as to cover the opening 92e. Normally, the cover member 28 is in the attached state, but when the cable 50 is routed, the work of fastening the portion 50a of the cable 50 to the fastener shown in the drawing provided in the hollow portion 92a of the second link 92. The cover member 28 is removed to open the opening 92e when performing the above.

続いて、上述のように筒部92hの中空部92h1に引き回されたケーブル50は、図6に示すように、中空状の第3リンク93内に設けられた筒部93aの中空部93a1に引き回される。図6において、ケーブル50のうち筒部93aの中空部93a1に引き回された部分を50dとしている。なお、第3リンク93の基端付近には第4関節J74用のモータ92iが設けられている。 Subsequently, as shown in FIG. 6, the cable 50 routed to the hollow portion 92h1 of the tubular portion 92h as described above is connected to the hollow portion 93a1 of the tubular portion 93a provided in the hollow third link 93. Be routed. In FIG. 6, the portion of the cable 50 that is routed to the hollow portion 93a1 of the tubular portion 93a is 50d. A motor 92i for the fourth joint J74 is provided near the base end of the third link 93.

第3リンク93の中空部93dの先端側領域には2つのモータ93b,93cが設けられている。モータ93bは第5関節J75用のモータであり、モータ93cは第6関節J76用のモータである。筒部93aの中空部93a1に引き回されたケーブル50は、第3リンク93の中空部93dに引き回されている。図6において、ケーブル50のうち中空部93dに引き回された部分を50eとしている。ケーブル50の先端部(上記の部分50eの先端部)はモータ93b,93cに連結されている。以上の通り、ケーブル50は、その一部が減速機23を迂回して引き回され、その残余部分がポジショナ7の各中空部に引き回されている。 Two motors 93b and 93c are provided in the distal end side region of the hollow portion 93d of the third link 93. The motor 93b is a motor for the fifth joint J75, and the motor 93c is a motor for the sixth joint J76. The cable 50 routed to the hollow portion 93a1 of the tubular portion 93a is routed to the hollow portion 93d of the third link 93. In FIG. 6, the portion of the cable 50 that is routed to the hollow portion 93d is 50e. The tip of the cable 50 (the tip of the portion 50e) is connected to the motors 93b and 93c. As described above, a part of the cable 50 is routed around the speed reducer 23, and the remaining portion thereof is routed to each hollow portion of the positioner 7.

以上説明したように、本実施形態の医療用マニピュレータ1によれば、ケーブル50のうち、ポジショナ7の第2リンク92の中空部92aに引き回された部分50aよりも基端側の部分50bは、減速機23の軸心方向と異なる方向に沿って当該減速機23を迂回して配置される。つまり、本実施形態の医療用マニピュレータ1においては、ケーブル50が減速機の中空軸内に挿通されたり、上述した特許文献3のように減速機の軸心に沿って当該減速機の側方に引き回されるような構成を採用していない。これにより、減速機23が大型化することを回避することができる。このことによって、減速機23の周辺に種々の機器を設置するためのスペースを確保することができる。また、ケーブル50を減速機の中空軸内に挿通したり、減速機の軸心に沿って当該減速機の側方に引き回していないので、減速機の回転(即ちアームの回動)に伴う捩れの負担がケーブル50にかかることが抑制される。 As described above, according to the medical manipulator 1 of the present embodiment, the portion 50b of the cable 50 on the proximal end side of the portion 50a routed to the hollow portion 92a of the second link 92 of the positioner 7 is , The speed reducer 23 is arranged so as to bypass the speed reducer 23 along a direction different from the axial direction of the speed reducer 23. That is, in the medical manipulator 1 of the present embodiment, the cable 50 is inserted into the hollow shaft of the speed reducer, or is sideways to the speed reducer along the axis of the speed reducer as in Patent Document 3 described above. It does not adopt a configuration that is routed around. As a result, it is possible to prevent the speed reducer 23 from becoming large. As a result, it is possible to secure a space for installing various devices around the speed reducer 23. Further, since the cable 50 is not inserted into the hollow shaft of the reducer or routed to the side of the reducer along the axis of the reducer, the cable 50 is twisted due to the rotation of the reducer (that is, the rotation of the arm). The burden on the cable 50 is suppressed.

また、本実施形態では、ケーブル50の基端側の部分50bは、第2リンク92の中空部92aから当該ポジショナ7の外方に出されて引き回されている。これにより、ケーブル50に対する外方からのアクセスが容易となるので、当該ケーブル50の中空部92aにおける引き回し等の作業が容易となる。 Further, in the present embodiment, the portion 50b on the base end side of the cable 50 is drawn out from the hollow portion 92a of the second link 92 to the outside of the positioner 7. As a result, access to the cable 50 from the outside becomes easy, so that work such as routing in the hollow portion 92a of the cable 50 becomes easy.

また、本実施形態では、ケーブル50の外方に出された部分50bがカバー部材24により覆われているので、ケーブル50による発塵をカバー部材24で防ぐことができる。 Further, in the present embodiment, since the portion 50b exposed to the outside of the cable 50 is covered with the cover member 24, dust generation by the cable 50 can be prevented by the cover member 24.

さらに、本実施形態では、ケーブル50はポジショナ7に電力を供給する給電ケーブルである。このような給電ケーブルであるケーブル50への捩れ負担が上述の通り抑制されるため、捩れに起因したケーブル50の破損による電力停止を回避することができる。 Further, in the present embodiment, the cable 50 is a power supply cable that supplies electric power to the positioner 7. Since the twisting load on the cable 50, which is such a power feeding cable, is suppressed as described above, it is possible to avoid power stoppage due to damage to the cable 50 due to twisting.

(他の実施形態)
上記実施形態の他にも、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で次のような種々の変形も可能である。
(Other embodiments)
In addition to the above embodiments, the present invention can be modified as follows without departing from the gist thereof.

上記実施形態では、ポジショナ7を水平軸である回動軸A2回りに回動させる減速機23を迂回するようにケーブル50を引き回す態様について説明したが、これに限らず、ポジショナ7の第1リンク91の減速機についても同様に適用することが可能である。すなわち、第1リンク91の減速機の軸心方向と異なる方向に沿って当該減速機を迂回してケーブル50を引き回すことも可能である。 In the above embodiment, the mode in which the cable 50 is routed so as to bypass the speed reducer 23 that rotates the positioner 7 around the rotation axis A2 which is the horizontal axis has been described, but the present invention is not limited to this, and the first link of the positioner 7 is not limited to this. The same can be applied to the speed reducer 91. That is, it is also possible to route the cable 50 by bypassing the speed reducer along a direction different from the axial direction of the speed reducer of the first link 91.

また、上記実施形態では、ケーブル50の部分50bを減速機23を迂回させて配置するために、当該部分50bをカバー部材24で覆ってはいるもののポジショナ7の外方に引き回す構成を採用したが、これに限定されるものではない。ケーブル50の部分50bをポジショナ7の外方に引き回すことなく当該ポジショナ7の中空部に引き回すように構成してもよい。 Further, in the above embodiment, in order to arrange the portion 50b of the cable 50 by bypassing the speed reducer 23, a configuration is adopted in which the portion 50b is covered with the cover member 24 but is routed to the outside of the positioner 7. , Not limited to this. The portion 50b of the cable 50 may be configured to be routed to the hollow portion of the positioner 7 without being routed to the outside of the positioner 7.

また、上記実施形態では、ケーブル50として給電ケーブルを採用したが、これに限定されるものではなく、例えばエアを供給するエアケーブル等の他のケーブルを採用してもよい。 Further, in the above embodiment, the power supply cable is adopted as the cable 50, but the present invention is not limited to this, and other cables such as an air cable for supplying air may be adopted.

さらに、上記実施形態では、モータ一体型の減速機23を採用することとしたが、これに限定されるものではなく、減速機23とモータとを独立して設けてもよい。 Further, in the above embodiment, the speed reducer 23 with an integrated motor is adopted, but the present invention is not limited to this, and the speed reducer 23 and the motor may be provided independently.

1 医療用マニピュレータ
2 指示装置
3 多自由度マニピュレータアーム
4 医療器具
7 ポジショナ
23 モータ一体型の減速機(モータ)
24 カバー部材
50 ケーブル
50a,50b,50c,50d,50e ケーブルの部分
91a,92a,92h1,93a1,93d ポジショナの中空部
1 Medical manipulator 2 Indicator 3 Multi-degree-of-freedom manipulator arm 4 Medical equipment 7 Positioner 23 Motor-integrated reducer (motor)
24 Cover member 50 cable 50a, 50b, 50c, 50d, 50e Cable part 91a, 92a, 92h1,93a1,93d Hollow part of positioner

Claims (5)

先端部に医療器具を保持する多自由度マニピュレータアームと、
前記多自由度マニピュレータアームを移動させ、中空部を有するポジショナと、
前記ポジショナを所定方向軸回りに回動させるモータと、
前記モータの動作に連動する減速機と、
少なくとも一部が前記ポジショナの前記中空部に引き回されたケーブルと、を備え、
前記ケーブルのうち前記ポジショナの前記中空部に引き回された部分よりも基端側の部分は、前記減速機の軸心方向と異なる方向に沿って当該減速機を迂回して配置されている、医療用マニピュレータ。
A multi-degree-of-freedom manipulator arm that holds medical instruments at the tip,
By moving the multi-degree-of-freedom manipulator arm, a positioner having a hollow portion and
A motor that rotates the positioner around a predetermined direction axis,
A speed reducer linked to the operation of the motor and
A cable that is at least partially routed to the hollow portion of the positioner.
A portion of the cable on the proximal end side of the positioner that is routed to the hollow portion is arranged so as to bypass the reducer along a direction different from the axial direction of the reducer. Medical manipulator.
前記ケーブルの前記基端側の部分は、前記ポジショナの前記中空部から当該ポジショナの外方に出されて引き回されている、請求項1に記載の医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 1, wherein a portion of the cable on the base end side is drawn out from the hollow portion of the positioner to the outside of the positioner. 前記ケーブルの前記ポジショナの外方に出された前記部分を覆うカバー部材をさらに備えている、請求項2に記載の医療用マニピュレータ。 The medical manipulator according to claim 2, further comprising a cover member for covering the portion of the cable that extends outward from the positioner. 前記モータは、前記ポジショナを水平軸回りに回動させるように構成されている、請求項1乃至3の何れか1項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 3, wherein the motor is configured to rotate the positioner about a horizontal axis. 前記ケーブルは、前記ポジショナに電力を供給する給電ケーブルである、請求項1乃至4の何れか1項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 4, wherein the cable is a power supply cable that supplies electric power to the positioner.
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