JP4273464B2 - Gripping tool for 6-axis force sensor - Google Patents

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Description

本発明は、人間の手指を用いて作業する手作業具の操作データを取得するために用いる6軸力覚センサ用把持型ツール。   The present invention relates to a gripping tool for a six-axis force sensor used for acquiring operation data of a manual work tool that operates using human fingers.

人間の把握操作を分析して、そのデータをロボットで用いることを目的に、人間の指先に装着し、人間が把握操作を行っている時の接触力データを検出する6軸力覚センサが開発されている。また、計算機内部にある仮想データを、操作者にあたかも実在するかのように感じさせる力提示装置のセンサとしても用いられる6軸力覚センサも開発されている。
従来の6軸力覚センサにおいては、ロボットの手首に取り付けるもの(例えばニッタ(株)6軸力覚センサ IFS シリーズ)、ロボットハンドの指先に取り付けるもの(例えば ビー・エル・オートテック(株)NANO センサ)が開発されている。
また、人間の手に装着し、指や手のひらに加わる圧力分布を検知するものとして、感圧導電性ゴムや導電性インクシートを用いた分布型触覚センサを手袋状に構成したもの(例えばニッタ(株)グローブスキャンシステム)が開発されている。
Developed 6-axis force sensor to analyze human grasping operations and to detect contact force data when a human is performing grasping operations for the purpose of using the data in a robot Has been. In addition, a six-axis force sensor has also been developed that can be used as a sensor for a force presentation device that makes virtual data in a computer feel as if it were real to an operator.
The conventional 6-axis force sensor is attached to the wrist of the robot (for example, NITTA Corporation 6-axis force sensor IFS series), and is attached to the fingertip of the robot hand (for example, NA Autotech Corporation NANO sensor) ) Has been developed.
In addition, as a sensor that is worn on a human hand and detects a pressure distribution applied to a finger or palm, a distributed tactile sensor using a pressure-sensitive conductive rubber or a conductive ink sheet is configured in a glove shape (for example, knitter ( Grove scan system) has been developed.

人の手作業の分析データは、ロボットの制御アルゴリズムの開発や、人が手で扱う製品の設計・評価に利用することができる。人の手作業を分析するためには、手指の運動ばかりでなく、手指が物体に及ぼしている力を計測しなければならない。本発明者は、これら課題を考慮し、人間の指先に装着できる6軸力覚センサに関して、指サック型の構造を提案し特許出願(特許文献1:特許第3261653号公報、特許文献2:特許第3409160号公報、特許文献3:特許第3624374号公報参照)している。   Human manual analysis data can be used to develop robot control algorithms and to design and evaluate products that humans handle. In order to analyze human manual work, it is necessary to measure not only the movement of fingers, but also the force exerted on the object by the fingers. In consideration of these problems, the present inventor proposed a finger suck type structure for a 6-axis force sensor that can be worn on a human fingertip (Patent Document 1: Japanese Patent No. 3261653, Patent Document 2: Patent). No. 3409160, Patent Document 3: Japanese Patent No. 3624374).

一方、操作対象である作業用具からデータを入手しようとする方法も研究開発が進められている。
操作する指先そのもののデータと作業用具のデータは、熟練工の減少や伝統芸能、技能の保存や再現に重要であって、ビデオ等の視覚データとそれを実現している具体的な力加減を示すデータは、これらの技能が直接伝承できない場合でも再現が容易となる。
また、医療現場などでは、失敗の許されない手術の実施など経験を積んだ者に高度な手術が集中する傾向がある。手術用シュミュレータ等の訓練装置も開発されているが、模擬的な手術用マネキンモデルを対象とした機器の操作であることが多い。
手術の技能そのものを数値化したモデルが構築できると、標準モデルと訓練との比較を具体的に行うことができ、フィードバックが正確になるので訓練の精度を向上させることができる。このため操作データの収集機器の開発提案がなされている。
On the other hand, research and development is also progressing on a method for obtaining data from a work tool to be operated.
The data of the fingertips to be operated and the data of the work tools are important for the reduction of skilled workers and the preservation and reproduction of traditional performing arts and skills, and show the visual data such as video and the concrete power that realizes it. Data can be easily reproduced even when these skills cannot be directly passed down.
Also, in the medical field, there is a tendency for advanced surgery to concentrate on those who have gained experience in performing surgery that is not allowed to fail. Training devices such as surgical simulators have been developed, but the operation is often performed on a device for a simulated surgical mannequin model.
If a model in which the skill of surgery itself is quantified can be constructed, the standard model and the training can be specifically compared, and the feedback becomes accurate, so that the training accuracy can be improved. For this reason, development proposals for operation data collection devices have been made.

例えば、特許文献4(実開平01−81547号公報)には、歯磨きのブラッシング力測定装置が開示されている。特許文献5(特開平08−76914号公報)には、先挙動検出方法及びペン入力装置が開示されている。特許文献6(特開2000−259074号公報)には、道具媒介型の力覚提示システムが開示されている。特許文献7(特開平11−161813号公報)には、手術シュミュレーション装置が開示されている。   For example, Patent Document 4 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 01-81547) discloses a brushing force measuring device for brushing teeth. Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-76914 discloses a prior behavior detection method and a pen input device. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-259074 discloses a tool-mediated force sense presentation system. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-161813 discloses a surgical simulation apparatus.

特許第3261653号公報Japanese Patent No. 3261653 特許第3409160号公報Japanese Patent No. 3409160 特許第3624374号公報Japanese Patent No. 3624374 実開平01−81547号公報Japanese Utility Model Publication No. 01-81547 特開平08−76914号公報JP 08-76914 A 特開2000−259074号公報JP 2000-259074 A 特開平11−161813号公報JP 11-161813 A

これまで提案されている操作データの収集機器は、それぞれの作業具固有の装置であって、一連の仕事全体のデータを統一的に収集することは実現されていない。外科手術では、メスの種類だけでも多数必要とするので、特定の種類のデータを取得、そのシュミュレーションを行っても、手術全体の技能の修得は困難である。本発明では、センサ本体部を共通化し、複数の用具を付け替えることが可能な操作データ収集機器を提案する。ハプティックインタフェースやモーションキャプチャーに活用する情報とするために用いる実物ツールを把持し操作したときの操作力を計測するための6軸力覚センサ用ツールを提案する。 The operation data collection device proposed so far is a device unique to each work tool, and it has not been realized to collect data of a whole series of work uniformly. Surgery requires many types of scalpels alone, so it is difficult to acquire the skills of the entire operation even if specific types of data are acquired and simulated. The present invention proposes an operation data collection device that can share a sensor body and change a plurality of tools. We propose a 6-axis force sensor tool for measuring the operating force when grasping and operating a real tool used for information used for haptic interface and motion capture .

本発明は、センサ本体部の前後に操作用の柄に相当する部分と作業具の機能部分を着脱できるようにしたものである。これによって、複数の手作業具を用いた一連の作業によって構成される技能に関するデータの収得を統一的に行うことができる機器を開発した。これは、ひとつのまとまりのある技能に使用される複数の手作業具の全体をセットにしたデータの機器セットを提供するものである。また、複数の作業用具を用いたシュミュレータの開発の基礎データの収集に寄与することができる。
すなわち、本発明は、次のような手段による。
According to the present invention, a portion corresponding to an operating handle and a functional portion of a work tool can be attached and detached before and after the sensor main body. As a result, we have developed a device that can unify the acquisition of data related to skills composed of a series of tasks using multiple hand tools. This provides a data device set that is a set of a plurality of manual tools used for a single skill. In addition, it can contribute to the collection of basic data for the development of simulators that use multiple work tools.
That is, the present invention is based on the following means.

(1)実際の手術用のメスを用いた操作情報をモーションキャプチャ用の力覚情報あるいはハプティックインタフェース用の力覚情報として入手するために用いる機器であって
センサ本体Aと実際の手術用のメスの柄である把持部Bと実際の手術用のメスの刃部である作業部Cとから構成され、前記把持部Bと前記作業部Cがセンサ本体Aに対して着脱自在に設けられた手術用のメスタイプの6軸力覚センサ用把持型ツールであって、
センサ本体Aは、6軸力覚センサが筐体に内蔵されており、該筐体には外部の3次元空間情報収集用のリンク機構に接続するための突起部と6軸力覚センサにより検出された情報を出力する情報ケーブルが取り付けられており、把持部Bを手指で持ち6軸力覚センサ用把持型ツールを操作して実対象物に対して操作したときに、前記作業部Cあるいは前記把持部Bに作用した力を把持部Bと作業部Cの間にある6軸力覚センサによって検出するものであり、
この6軸力覚センサはモーションキャプチャ用の力覚センサあるいはハプティックインタフェース用の力覚センサとして機能するものであって、
把持部B及び作業部Cは、センサ本体Aに対して着脱可能な連結構造を有し、
該連結構造は、把持部Bあるいは作業部Cとは別体のコネクターD、Eであって、
把持部B及びは作業部Cは、作業の種類に応じて、複数備えられており、
複数の把持部B及び作業部Cは共通の連結構造を設けることにより、複数の手作業具を付け替え可能とし、それぞれの操作データを収集可能となっており、
該連結構造は、コネクターDおよびEには、センサ本体Aの筐体に着脱可能に接続されるフランジを有し、
把持部側のコネクターDおよび作業部側のコネクターEは、前記フランジを有する一方のブロック片とフランジを持たない他方のブロック片から構成され、
該一方のブロック片には、フランジ中央部にメス後端部位置決め孔あるいはメスの柄先端部位置決め孔が設けられ、該位置決め孔の縁から連続して立ちがる凹部を備えており、他方の挟圧ブロック片には、前記一方の挟圧ブロック片に設けられた凹部に対向する位置に凹部が備えられており、メスの刃部の後端部あるいはメスの柄先端部を前記位置決め孔に挿入して両方の凹部を突き合わせた空間にメスの後端側をあるいはメスの柄先端側を収容して、ブロック片同士を結合して固定できる構造を有しており、
前記複数種類備えられた把持部Bおよび作業部Cに該当するメスの刃部およびメスの柄は、メスの刃渡り部分に続く刃部の基端側およびメスの柄の先端側がコネクターの凹部に挿入可能な形状に成形されていること、
を特徴とする6軸力覚センサ用把持型ツール。
(2)メスが外科用であることを特徴とする(1)記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。
(3)メスが耳鼻咽喉科用であることを特徴とする(1)記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。
(4)メスが眼科用であることを特徴とする(1)記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。
)作業具が、手術等一連の作業用に用いられる複数種類をセットにしたものであることを特徴とする(1)〜()のいずれかに記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。
)センサ本体Aの作業部側を受感部とし、把持部側を固定部としたことを特徴とするモーションキャプチャ用力覚センサ用であることを特徴とする(1)〜()のいずれかに記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。
)センサ本体Aの作業部側を固定部とし、把持部側を受感部としたことを特徴とするハプティックインターフェース用力覚センサ用であることを特徴とする(1)〜()のいずれかに記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。
(1) A device used to obtain the operation information as the force information for the force information or haptic interface for motion capture using real female surgical,
The sensor body A includes a gripping part B that is a handle of an actual surgical knife and a working part C that is a blade part of an actual surgical knife. The gripping part B and the working part C are connected to the sensor body A. A surgical type female-type 6-axis force sensor gripping tool that is detachably attached to the surgical tool,
The sensor body A has a 6-axis force sensor built in the housing, and the housing is detected by a projection for connecting to an external link mechanism for collecting three-dimensional spatial information and a 6-axis force sensor. An information cable for outputting the information is attached, and when the gripping part B is held with fingers and the gripping tool for 6-axis force sensor is operated on the actual object, the working part C or A force acting on the gripping part B is detected by a 6-axis force sensor between the gripping part B and the working part C;
This 6-axis force sensor functions as a force sensor for motion capture or a force sensor for a haptic interface,
The gripping part B and the working part C have a connecting structure that can be attached to and detached from the sensor body A,
The connection structure, the connector D of the gripper B or separately from the working unit C, and a E,
Working unit C gripper B及beauty, depending on the type of work, and a plurality equipped,
A plurality of gripping parts B and work parts C can be replaced with a plurality of manual work tools by providing a common connection structure, and each operation data can be collected.
The connection structure has a flange that is detachably connected to the housing of the sensor main body A in the connectors D and E.
The connector D on the gripping part side and the connector E on the working part side are composed of one block piece having the flange and the other block piece having no flange,
The one block piece is provided with a female rear end positioning hole or a female handle tip positioning hole at the center of the flange, and is provided with a recess that continuously stands from the edge of the positioning hole. The clamping block piece has a recess at a position facing the recess provided in the one clamping block piece, and the rear end of the knife blade or the tip of the knife handle is used as the positioning hole. It has a structure that can be fixed by connecting the block pieces together by accommodating the rear end side of the knife or the handle tip side of the knife in the space where both concave parts are inserted and inserted,
The blade part of the knife and the handle of the knife corresponding to the gripping part B and the working part C provided in the plurality of types are inserted into the concave part of the connector at the proximal end side of the blade part and the distal end side of the knife handle following the knife spanning part. Molded into possible shapes,
A gripping tool for a six-axis force sensor.
(2) The gripping tool for a six-axis force sensor according to (1), wherein the knife is for surgery .
(3) The gripping tool for a six-axis force sensor according to (1), wherein the knife is for otolaryngology .
(4) The 6-axis force sensor gripping tool according to (1), wherein the knife is for ophthalmology .
( 5 ) The 6-axis force sensor gripping according to any one of (1) to ( 4 ), wherein the work tool is a set of a plurality of types used for a series of work such as surgery. Mold tool.
( 6 ) For the force sensor for motion capture, characterized in that the working part side of the sensor body A is a sensing part and the gripping part side is a fixed part, (1) to ( 5 ) A gripping tool for a six-axis force sensor according to any one of the above.
( 7 ) For the haptic interface force sensor characterized in that the working part side of the sensor body A is a fixed part and the gripping part side is a sensing part, (1) to ( 5 ) A gripping tool for a six-axis force sensor according to any one of the above.

センサ本体部を共通化し、複数の用具を付け替えることによりそれぞれの用具に適した操作データ収集ができる。
センサ本体部の前後に操作用の柄に相当する部分と作業具の機能部分を着脱できるので、複数の手作業具を用いた一連の作業によって構成される技能に関するトータル的なデータの収得を統一的に行うことができる。複数の手作業具の全体をセットにすることによりシュミュレータの開発の基礎データの収集が容易となる。
By sharing the sensor body and replacing a plurality of tools, operation data suitable for each tool can be collected.
Since the part corresponding to the handle for operation and the functional part of the work tool can be attached and removed before and after the sensor main body, unified acquisition of total data on skills composed of a series of work using multiple hand tools Can be done automatically. The collection of basic data for the development of a simulator is facilitated by setting a plurality of manual tools together.

モーションキャプチャ用6軸力覚センサや、ハプティックインターフェース用6軸力覚センサなど、人間が操作する手作業具の力覚データの収得が容易になる。
特に、熟練した技能の保存・再生、伝統技工の伝承などに有用なデータ収集ツールである。更に、失敗が許されない手術などの医療行為に関し、名人の技能を数値化して標準モデルを作ることができ、更に、訓練機に応用することによりモデルとの客観的な比較が可能となる。
リンク機構に接続することにより、モーションキャプチャ用力覚センサでは、3次元の空間情報を収集することができ、ハプティックインターフェース用力覚センサでは、訓練者への位置情報を提示することが可能となる。
It is easy to acquire force data of manual tools operated by humans, such as a motion capture 6-axis force sensor and a haptic interface 6-axis force sensor.
In particular, it is a data collection tool that is useful for storing and reproducing skilled skills and handing down traditional techniques. Furthermore, regarding medical practices such as surgery where failure is not allowed, a standard model can be created by digitizing the skill of a master, and further, an objective comparison with a model can be made by applying it to a training machine.
By connecting to the link mechanism, the motion capture force sensor can collect three-dimensional spatial information, and the haptic interface force sensor can present position information to the trainee.

手作業具を用いた操作情報を入手するために用いる機器において、センサ本体Aと把持部Bと作業部Cとから構成される6軸力覚センサ用把持型ツールであって、把持部B及び作業部Cは、センサ本体Aに対して着脱可能な連結構造を有し、該連結構造は、把持部Bあるいは作業部Cに付属されて設けられているか、又は、別体のコネクターD、Eであって、把持部B及び/又は作業部Cは、ツールの種類に応じて、複数備えられている6軸力覚センサ用把持型ツールである。
手作業具として手術用のメスに適用することができる。手術用のメスでは、メスの柄が把持部に、メスの刃部が作業部に相当する。手術には複数の種類のメスが用いられる。
In a device used for obtaining operation information using a manual work tool, a 6-axis force sensor gripping tool composed of a sensor body A, a gripping part B, and a working part C, the gripping part B and The working unit C has a connecting structure that can be attached to and detached from the sensor main body A. The connecting structure is attached to the gripping part B or the working part C, or is provided as a separate connector D, E. The gripping part B and / or the working part C is a gripping tool for a six-axis force sensor that is provided in plural according to the type of tool.
It can be applied to a surgical knife as a manual work tool. In the surgical knife, the handle of the knife corresponds to the grip part, and the blade part of the knife corresponds to the working part. Several types of scalpels are used for the operation.

[センサ本体A]
本発明に用いるセンサは6軸力覚センサである。本発明に用いる力覚センサは、薄型が適している。現状では、筐体部の外形が厚さ約10mmで外形が20mm弱の径とすることができた。
[Sensor body A]
The sensor used in the present invention is a 6-axis force sensor. The force sensor used in the present invention is suitably thin. At present, the outer diameter of the casing portion is about 10 mm and the outer diameter is less than 20 mm.

主に、歪みゲージを用いた6軸力覚センサの感知部について、以下に例示する。
6軸力覚センサの感知部は、弾性構造体であり特定の力成分(力とモーメント)に対して歪み易い構造をもっている。基部とフランジ部を3本のビームを介して連結し、ビームの各面には歪みゲージが取り付ける。この弾性構造体に外力がはたらくと、ビームが歪み、この歪みを歪みゲージにより電気信号に変換することにより、力成分を歪みゲージの電気信号として取り出すことができる。なお、6軸力覚センサ弾性構造体の歪みを検出する素子として、歪みゲージの代わりに光センサユニットを用いることもできる。この弾性構造体は、2mm厚以下に作ることができる。
Mainly, a sensing unit of a six-axis force sensor using a strain gauge will be exemplified below.
The sensing unit of the six-axis force sensor is an elastic structure and has a structure that is easily distorted with respect to a specific force component (force and moment). The base and the flange are connected via three beams, and a strain gauge is attached to each surface of the beam. When an external force is applied to the elastic structure, the beam is distorted, and this strain is converted into an electric signal by a strain gauge, whereby a force component can be extracted as an electric signal of the strain gauge. Note that an optical sensor unit can be used instead of the strain gauge as an element for detecting the strain of the six-axis force sensor elastic structure. This elastic structure can be made to have a thickness of 2 mm or less.

弾性構造体に作用する6軸力(3軸方向の力とモーメント)と各ビームの歪みゲージの出力の関係を表す歪みスティフネス行列は予めキャリブレーションにより求められている。歪みスティフネス行列とは、各ビームの歪みゲージの出力を力に変換する行列である。歪みスティフネス行列を用い、歪みゲージの出力信号から、弾性構造体に作用する6軸力を計算により求めることができる。   A strain stiffness matrix that represents the relationship between the six-axis force (force and moment in the three-axis direction) acting on the elastic structure and the output of the strain gauge of each beam is obtained in advance by calibration. The strain stiffness matrix is a matrix that converts the strain gauge output of each beam into force. Using the strain stiffness matrix, the 6-axis force acting on the elastic structure can be obtained by calculation from the output signal of the strain gauge.

この弾性構造体を筐体に収容し、リンク機構に接続ための突起部を設けてリンク結合部とし、及び、信号取り出し用のケーブルを取り付けて、6軸力覚センサ本体を構成する。ケーブルは、外部の増幅器等に接続される。筐体は、略円筒形であって、一方の面に操作用の柄を取り付け可能とし、他方の面には手術用のメスの刃先など用具の機能部分を取り付け可能とする。取り付け面は、ネジ穴を設けた平面とし、相手方の平面フランジとを突き合わせてネジ止めすることができる。取り付け用の部材としては、突出したリブ、ネジ部等適宜設定することができる。また、取り付け面には、相手方との位置合わせ用及び回り止めの凹凸を作成することも可能である。
名人などの力加減などの情報を収集する目的で用いるモーションキャプチャ力覚センサ用として用いる場合は、弾性構造体の受感面は用具を取り付ける面側となる。反対側は固定部として、情報入力面とはならない。
練習者などが訓練する場合に、名人等の雛形の力加減をフィードバックしながら本ツールを使用するハプティック力覚センサ用に用いる場合は、弾性構造体の受感面は柄などを取り付ける面側となる。反対側は固定部となる
リンク機構に接続することにより、モーションキャプチャ力覚センサでは、3次元の空間情報を収集することができ、ハプティック力覚センサでは、訓練者への位置情報を提示することが可能となる。
The elastic structure is housed in a housing, a projection for connecting to the link mechanism is provided as a link coupling portion, and a signal extraction cable is attached to constitute a 6-axis force sensor main body. The cable is connected to an external amplifier or the like. The casing has a substantially cylindrical shape, and an operation handle can be attached to one surface, and a functional part of a tool such as a surgical knife can be attached to the other surface. The mounting surface can be a flat surface provided with a screw hole, and can be screwed by abutting against the other flat flange. As a member for attachment, a protruding rib, a screw portion, or the like can be appropriately set. Moreover, it is also possible to create unevenness for positioning with the counterpart and for preventing rotation on the mounting surface.
When used for a motion capture force sensor that is used for collecting information such as the force of a master or the like, the sensitive surface of the elastic structure is the surface on which the tool is attached. The opposite side is a fixed part and does not serve as an information input surface.
When a practitioner or the like trains, when using it for a haptic force sensor that uses this tool while feeding back the force of a master's model, the sensitive surface of the elastic structure is the surface on which the handle is attached. Become. By connecting to the link mechanism, which is the fixed part on the opposite side, the motion capture force sensor can collect three-dimensional spatial information, and the haptic force sensor presents position information to the trainee. Is possible.

[把持部B]
把持部は、手指で実際に持つ部分で、作業具の柄に相当する部分である。この把持部は、実際に用いられる作業具の柄を加工して準備することもできる。また、実際の作業具の柄に類した形状に作成することもできる。
手術用のメスなどは、実際に使用するものに近いことが望ましいので、実際の手術に用いられるメスの柄を加工して製造することが望ましい。
鉛筆、ボールペン、万年筆などは、ペン先はいろんな種類を普段に使っているが、柄は標準的な柄で対応することが可能である。もちろん、実物から加工して製造することもできる。
把持部とセンサ本体とは、標準的な把持部には、センサ本体部の取り付け面に直接連結可能な構造とすることができる。実物の柄を加工して製造する場合は、柄の先端とセンサ本体を連結するためのコネクターを用いて対応することができる。
[Grip part B]
The gripping part is a part that is actually held by fingers and is a part corresponding to the handle of the work tool. This gripping part can also be prepared by processing a handle of an actually used working tool. It can also be created in a shape similar to the pattern of an actual work tool.
Since it is desirable that the surgical knife or the like is close to that actually used, it is desirable to process and manufacture a knife handle used in actual surgery.
Pencils, ballpoint pens, fountain pens, and other types of pen nibs are usually used, but patterns can be handled with standard patterns. Of course, it can also be manufactured from the actual product.
The gripping part and the sensor body can be structured such that a standard gripping part can be directly connected to the mounting surface of the sensor body part. When manufacturing an actual handle, it can be handled by using a connector for connecting the tip of the handle and the sensor body.

把持部の先端部には約10mm厚のセンサ本体部が接続し、その前に作業用の機能部が接続し、鉛筆やボールペンなどの筆記具ではテーパ部から最先端まで10〜20mm程度であるので、把持部は先端から20〜30mm以降となり、筆記具の持ち部分としては十分な位置である。把持部の長さは、実際の作業具の長さが確保できる範囲で、作業部位、センサ本体の長さを除いた長さにカット等の加工を施す。   A sensor body of about 10 mm thickness is connected to the tip of the gripping unit, and a functional unit for work is connected to the front of the sensor, and writing instruments such as pencils and ballpoint pens are about 10-20 mm from the taper to the most advanced. The gripping part is 20 to 30 mm or more from the tip, and is a sufficient position as a holding part of the writing instrument. The length of the gripping part is within a range in which the length of the actual work tool can be secured, and a process such as cutting is applied to the length excluding the length of the work site and the sensor body.

[作業部C]
手術に用いられる刃先や筆記具のペン先など作業具の実際の作業部である機能部は、それぞれの用具に応じて特有の形状をしているので、機能部に直接接合構造を形成することは、現実的ではなく、接続用にコネクターを介して、センサ本体と連結することが好ましい。
作業部は、実際に機能する部分を確保し、作業具の実長に近い長さを確保できる範囲で後端部を切除及びコネクターの接合部に適合する形状に加工する。
[Working part C]
Since the functional parts, which are the actual working parts of the work tool such as the cutting edge used for surgery and the pen tip of the writing tool, have a specific shape according to each tool, it is not possible to form a joint structure directly on the functional part. However, it is not practical, and it is preferable to connect to the sensor body via a connector for connection.
The working part secures a part that actually functions, and cuts the rear end part into a shape suitable for the joint part of the connector within a range in which the length close to the actual length of the working tool can be secured.

筆記具では、10〜20mm程度確保できれば筆記機能は可能である。手術用のメスは様々であるが、刃付き部が40〜50mmのものであっても、先端部から20mm程度が実際に使用される部分であり、この例でも30mm程度の刃付き部が確保できることが望ましいので、コネクターによって覆われる部分も含めて、十分な長さを確保できる。
その他の作業具としては、技能者が掴んで用いる手作業具一般に適用することができる。
例えば、外科医、脳外科医、眼科医、婦人科医、大工、調理師、仏師、彫刻家などが用いる道具が挙げられる。
外科医であれば、手術用具であるメス一式、鉗子、縫合器、ピンセットなどが挙げられる。検査用機器である内臓などの生体検査用のサンプル採取具や注射器などは内科医でも使用する必要がある。また、内視鏡及びレーザーなどの治療器具を備えた内視鏡も挙げられる。手術用具は、脳外科用、眼科用などその使用対象によって専用化している器具もある。大工でも、細工が必要な指物用のノミ、鉋、あるいは宮大工などの細工道具、又、包丁さばきなどが必要な調理器具も例示できる。
With a writing instrument, a writing function is possible as long as about 10 to 20 mm can be secured. There are various types of surgical scalpels, but even if the bladed part is 40 to 50 mm, about 20 mm is actually used from the tip part. In this example, a bladed part of about 30 mm is secured. Since it is desirable to be able to do so, a sufficient length can be secured including the portion covered by the connector.
As the other work tools, it can be applied to general hand tools used by a technician.
Examples include tools used by surgeons, brain surgeons, ophthalmologists, gynecologists, carpenters, cooks, Buddhists, sculptors, and the like.
If it is a surgeon, a set of scalpels, forceps, a suture instrument, tweezers, and the like, which are surgical tools, may be mentioned. It is also necessary for physicians to use sample collection tools and syringes for biological examinations such as internal organs that are examination equipment. Moreover, the endoscope provided with therapeutic instruments, such as an endoscope and a laser, is also mentioned. Some surgical tools are specialized depending on the intended use, such as for brain surgery and ophthalmology. Carpenters can also exemplify fleas for knives that require craftwork, craftsmen such as swords, or carpenters, and cooking utensils that require knives.

[コネクターD、E]
手術に用いるメスの刃先部や柄をセンサ本体部に接続する際に用いるコネクターである。センサ本体部と把持部や作業部はぐらつきや遊びが無いようにしっかりと連結される必要がある。ぐらつきなどは、データが不正確になる。
コネクターは、センサ本体側は、センサ本体の取り付け面に適合した形状とする。例えば、平面同士の面突き合わせの場合は、平面を備える。平面フランジ同士の面を突き合わせてネジ止めする連結機構は、把持部や先端側のふらつきを防止して固定制度を高めることができ、情報精度を向上させることが容易である。また、柄側については、フランジ部を薄くできて実際に指で押さえる位置の制限を小さくすることができる。そして、ネジ穴や位置決め・回り止め用に係合用凹凸などを適宜備えることとする。
作業部側は、それぞれの作業部の形状にあわせた連結構造を工夫することができる。手術用のメスなどある程度形状が類似しているものは、作業部の方を加工して、共通の連結構造とすることが可能である。
[Connectors D and E]
It is a connector used when connecting the blade edge part and handle of a scalpel used for surgery to the sensor body. The sensor body, the gripping part, and the working part need to be firmly connected so that there is no wobbling or play. For wobble, the data will be inaccurate.
The connector has a shape suitable for the mounting surface of the sensor body on the sensor body side. For example, in the case of plane matching between planes, a plane is provided. The coupling mechanism that abuts the surfaces of the flat flanges and is screwed together can prevent the grip portion and the tip side from wobbling to increase the fixing system, and can easily improve the information accuracy. Moreover, about the handle | side, the flange part can be made thin and the restriction | limiting of the position actually pressed with a finger can be made small. And it shall be provided with the unevenness | corrugation for engagement etc. suitably for a screw hole or positioning and rotation prevention.
The working unit side can devise a connection structure that matches the shape of each working unit. For a surgical knife having a similar shape to some extent, it is possible to process the working portion into a common connection structure.

柄に相当する把持部は、丸棒、平棒など共通して使用可能なものは、センサ本体との接合構造を備えた専用品を備えることができる。例えば、丸棒の先端にフランジを固定した把持部などである。手術用のメスなどは丸棒や六角棒、大小のサイズの異なる平棒など様々の用途に合わせてバリエーションのあるものは、作業部側と同様に、コネクターを介在させることが好ましい。この場合でも、柄は加工して、連結構造部に適する形状とすることができる。
柄や作業部を連結する構造は、割型の間に挿入して、受け凹部を形成した割型に挟圧して押さえ込んで固定する手段や、円筒割型の空隙に根本を挿入して外側から締め込む手段、螺着、嵌合など適宜採用することができる。
As for the gripping part corresponding to the handle, those that can be used in common, such as a round bar and a flat bar, can be provided with a dedicated product having a joint structure with the sensor body. For example, a gripping part having a flange fixed to the tip of a round bar. As for the surgical knife and the like, it is preferable to interpose a connector in the same manner as the working unit side if there are variations according to various uses such as a round bar, a hexagonal bar, and a flat bar of different sizes. Even in this case, the handle can be processed into a shape suitable for the connecting structure.
The structure that connects the handle and the working part can be inserted between the split molds, inserted into the split mold with the receiving recesses and pressed down and fixed, or the root is inserted into the hollow of the cylindrical split mold from the outside. Means for fastening, screwing, fitting, etc. can be employed as appropriate.

これらのパーツを組み立てた6軸力覚センサ用把持型ツールを、手に持って操作するとその操作力データがケーブルを経由して増幅器、CPUへ送られて、蓄積される。
把持部や作業部は取り替えることができるので、ひとつの仕事に必要なさまざまな作業具の種類に応じて、準備しておくことによって、トータル的なデータを収集することができる。
例えば、ひとつの手術に必要なデータの全体を収集することができることとなり、シュミュレータの開発データが得られる。また、遠隔医療用ツールであるハプテックインターフェイスに装備することができる。
When the grip-type tool for 6-axis force sensor assembled with these parts is held and operated, the operation force data is sent to the amplifier and CPU via the cable and stored.
Since the gripping part and the working part can be replaced, total data can be collected by preparing according to the types of various work tools necessary for one work.
For example, it is possible to collect all the data necessary for one operation, and to obtain simulator development data. It can also be installed in a haptic interface, which is a telemedicine tool.

手術用のメスの例について6軸力覚センサ用把持型ツールを説明する。
全体構成を図1に示し、増幅器に連結した状態を図2に示す。各構成要素は図3〜12に示す。
実施例1は、手術用メスタイプのツール型センサ1である。図1に従って、全体を説明すると、センサ本体部Aの一方に把持部である柄部B、他方に作業用先端部であるメスの刃部Cがそれぞれ柄側コネクターD及び先端側コネクターEを介して取り付けられている。このように構成された手術用メスタイプのツール型センサ1は、センサ本体部Aから引き出されたケーブル2によって増幅器3に接続される。
A gripping tool for a six-axis force sensor will be described for an example of a surgical knife.
The overall configuration is shown in FIG. 1, and the state connected to the amplifier is shown in FIG. Each component is shown in FIGS.
The first embodiment is a surgical knife type tool type sensor 1. Referring to FIG. 1 as a whole, a handle B serving as a gripping portion is provided on one side of the sensor body A, and a female blade C serving as a working tip is provided on the other side via a handle-side connector D and a tip-side connector E, respectively. Attached. The surgical female type tool type sensor 1 configured as described above is connected to the amplifier 3 by the cable 2 drawn from the sensor main body A.

図3はセンサ本体部Aを示している。センサ取り付けブロックa10に設けた凹部に6軸力覚センサの感知部12を収容し、その開放側にセンサ取り付けブロックb11を取り付けてある。センサ取り付けブロックab10、11の外面は、把持部である柄と作業部であるメスの刃部の取り付け面である。センサ本体Aは基部が短筒形であり、ケーブル連結部13を設ける突出部を円周方向に備えている。センサ本体Aの厚みは、約10mmと薄く形成している。ツールの操作性を考慮すると、小型が適している。
センサ取り付けブロックa10の断面構成を図10に示す。基部に感知部収容凹部14を形成し、収容した感知体から信号を取り出すケーブル取り出すケーブル端子取付孔15等を形成する突起部を設ける。この感知部収容凹部には、図11に示す3本のリブを設けた円形の感知部12を挿入して、収容する。なお、これらの具体的な形状は、一例であってこれに制限されるものではない。
FIG. 3 shows the sensor body A. The sensor 12 of the six-axis force sensor is accommodated in a recess provided in the sensor mounting block a10, and a sensor mounting block b11 is mounted on the open side thereof. The outer surfaces of the sensor mounting blocks ab10 and 11 are the mounting surfaces of the handle that is the gripping portion and the knife blade portion that is the working portion. The sensor body A has a short cylindrical base, and is provided with a protruding portion for providing the cable connecting portion 13 in the circumferential direction. The thickness of the sensor body A is as thin as about 10 mm. Considering the operability of the tool, the small size is suitable.
FIG. 10 shows a cross-sectional configuration of the sensor mounting block a10. A sensing portion accommodating recess 14 is formed in the base, and a protrusion is provided that forms a cable terminal mounting hole 15 for taking out a cable for taking out a signal from the accommodated sensing body. A circular sensing unit 12 provided with three ribs shown in FIG. 11 is inserted and accommodated in the sensing unit accommodating recess. In addition, these specific shapes are examples and are not limited thereto.

図4に、手術用のメスの刃の例を示す。本例は、刃渡りが約40mmで基部が10mm程度の全長約50mmの替え刃用のメスの刃部を示している。この形状では、そのままセンサ本体に連結することができないので、基部側を切削加工して、一部を切りつめたり、コネクターの接合部に適した形状に整形する。コネクターとのネジ止め用のネジ穴加工も施している。この例では刃渡りの部分はそのまま残すことができる加工となっている。   FIG. 4 shows an example of a surgical knife. This example shows a knife blade portion for a replacement blade having a blade span of about 40 mm and a base portion of about 10 mm and a total length of about 50 mm. Since this shape cannot be directly connected to the sensor body, the base side is cut and partly cut or shaped into a shape suitable for the connector joint. Screw holes for screwing with connectors are also provided. In this example, the cutting edge portion is left as it is.

図5に手術用のメスの柄50を示している。素材は、約130mmの替え刃用メスの平型の柄である。先端側を切除等の切削加工51を施してコネクターの接合部に適した形状に整形する。コネクターとのネジ止め用のネジ穴を設けている。加工後の全長は約100mmとなっている。   FIG. 5 shows a female handle 50 for operation. The material is a flat pattern of a knife for a replacement blade of about 130 mm. The tip side is subjected to cutting 51 such as excision and shaped into a shape suitable for the connector joint. Screw holes for screwing with connectors are provided. The total length after processing is about 100 mm.

センサ本体部の左右の接続面を図6abに示す。センサ本体部の刃側面を示す図6aがセンサ取り付けブロックb11の面であり、この図では基本的には平面であって、周辺部に接続用の2つのネジ穴16、16が設けられている。センサ本体部の柄側面を示す図6bが、センサ取り付けブロックa10の面であり、一部破断線で示されており、周縁部に2つの接続用のネジ穴17,17が設けられている。   The left and right connection surfaces of the sensor body are shown in FIG. 6ab. FIG. 6a showing the side surface of the sensor main body is a surface of the sensor mounting block b11. In this figure, the surface is basically a flat surface, and two screw holes 16 and 16 for connection are provided in the peripheral portion. . FIG. 6b showing the handle side surface of the sensor main body is a surface of the sensor mounting block a10, which is shown by a partially broken line, and two screw holes 17 and 17 for connection are provided on the peripheral edge.

刃側コネクター20を図7、図8に示す。刃側コネクター20は2つに分割されており、一方を図7に斜視図で示す。図6aに示されるセンサ取り付けブロックbの面に対向するフランジ22を備え、メスの刃体の基部を固定する挟圧ブロック片a21が設けられている。フランジには、センサ取り付けブロックbに設けられたネジ穴16,16に対応するネジ穴24,24が2つ設けられている。また、フランジ中央部には角形に切り下欠きを形成し、メス後端部位置決め孔23が設けられている。挟圧ブロック片a21はメス後端部位置決め孔23の縁から連続する凹部が形成され、該凹部にはネジ孔25が設けられている。この挟圧ブロック片a21は、他方の挟圧ブロック片b28と共同して、メス後端部を凹部に挿入して、ネジ止めすることによってメスの刃体を挟圧し、固定する機能を果たす。
図8にこのフランジ付きの一方の刃側コネクターについて、平面図(a)、側面図(b)、正面図(c)の3面を示す。図8(d)(e)には、他方の刃側コネクターである他方の挟圧ブロック片b28が示されている。この他方の挟圧ブロック片b28はセンサ取り付け用の挟圧ブロック片bそのものであり、メス後端部位置決め孔23の残りの縁に連続する凹部が形成されている。この図示では、センサ取り付けブロックbには、凹部にはネジ孔が設けられていないが、対象部に連通するネジ孔を設けることもできる。
また、挟圧ブロック片a、bの隅部には連通可能なネジ孔26,26,27,27が設けられ、両挟圧ブロック片a,b同士をネジ止め連結する。
The blade side connector 20 is shown in FIGS. The blade-side connector 20 is divided into two parts, one of which is shown in a perspective view in FIG. A clamping block piece a21 that includes a flange 22 facing the surface of the sensor mounting block b shown in FIG. 6a and fixes the base of the knife blade of the knife is provided. The flange is provided with two screw holes 24, 24 corresponding to the screw holes 16, 16 provided in the sensor mounting block b. In addition, a rectangular cutout is formed in the center of the flange, and a female rear end positioning hole 23 is provided. The pinching block piece a21 is formed with a concave portion continuous from the edge of the female rear end positioning hole 23, and a screw hole 25 is provided in the concave portion. This pinching block piece a21, in cooperation with the other pinching block piece b28, functions to pinch and fix the knife blade body by inserting the knife rear end into the recess and screwing it.
FIG. 8 shows three surfaces of this flanged one blade side connector: a plan view (a), a side view (b), and a front view (c). 8D and 8E show the other clamping block piece b28 which is the other blade side connector. The other clamping block piece b28 is the clamping block piece b itself for attaching the sensor, and a recess is formed on the remaining edge of the knife rear end positioning hole 23. In this illustration, the sensor mounting block b is not provided with a screw hole in the recess, but may be provided with a screw hole communicating with the target portion.
In addition, screw holes 26, 26, 27, and 27 that can communicate with each other are provided at the corners of the pinching block pieces a and b, and both the pinching block pieces a and b are connected by screws.

柄側のコネクター30を図9に示す。柄側コネクター30も刃側のコネクターと同様に2つの挟圧分割されているが、図9には一方を示し、他方は省略する。
図6(b)に示すセンサ取り付けブロックa10の面に対向するフランジ32を備え、該フランジ32の中央部には、柄先端部位置決め孔33を形成し、また、フランジ32の周縁部にはセンサ取り付けブロックa10の面に形成されたネジ孔15、15に対向するネジ孔35,35が2つ設けられている。また、センサ取り付けブロックa10の面には柄先端部位置決め孔33の半周に相当する凹部を連続して設け、この凹部に柄の先端側に設けたネジ孔を通して、連通するネジ孔34を形成する。
この例においては、コネクターの厚みは、刃側、柄側とも6〜7mmに製造することができた。
The handle 30 is shown in FIG. Similarly to the blade side connector, the handle side connector 30 is divided into two pinching pressures, but one is shown in FIG. 9 and the other is omitted.
A flange 32 facing the surface of the sensor mounting block a10 shown in FIG. 6B is provided. A handle tip positioning hole 33 is formed at the center of the flange 32, and a sensor is provided at the peripheral edge of the flange 32. Two screw holes 35, 35 facing the screw holes 15, 15 formed on the surface of the mounting block a 10 are provided. Further, a concave portion corresponding to the half circumference of the handle tip portion positioning hole 33 is continuously provided on the surface of the sensor mounting block a10, and a screw hole 34 communicating with the concave portion is formed through a screw hole provided on the tip end side of the handle. .
In this example, the thickness of the connector was 6 to 7 mm on both the blade side and the handle side.

これらの各部品は組み立てられて図1に示す、メスタイプのツール型センサーに構成される。
まず、メスの刃体である作業具先端側Cは、一方の刃側コネクター20に設けられたメス後端部位置決め孔23にメス刃部40の後端部を挿入して、挟圧ブロック片aの凹部にメスの切削加工部を合わせて添わせてネジ止めし、更に、他方の刃側コネクター28を併せて、刃側コネクターの隅部をネジ止めして、メス刃部40とコネクターの結合を完成する。
一方、ほぼ同様の手順により、柄50と柄側コネクター30を接続する。
その後、先端側のコネクター及び柄側のコネクターをセンサ本体Aとそれぞれネジ止めしてメスタイプのツール型センサ1を完成する。
コネクターのフランジを初めにセンサ本体とネジ止めした後に、メス刃部あるいは柄を接続する順番でも組立は可能である。
また、本例では、各部品をネジ止めする手段を採用したが、連結手段はこれに限るものではないが、遊びが無いようにしっかりとした加工と連結が正確なデータの取得には重要である。ネジ止めは、微妙な締め加減が調整できるので、適している。
Each of these components is assembled into a female-type tool-type sensor shown in FIG.
First, the working tool front end side C, which is a knife blade body, inserts the rear end portion of the knife blade portion 40 into the knife rear end positioning hole 23 provided in one of the blade side connectors 20 so as to hold the clamping block piece. The female cutting part is aligned with the concave part a and screwed together, and the other blade side connector 28 is also screwed together, and the corner of the blade side connector is screwed, so that the female blade part 40 and the connector Complete the bond.
On the other hand, the handle 50 and the handle-side connector 30 are connected by substantially the same procedure.
Thereafter, the connector on the front end side and the connector on the handle side are respectively screwed to the sensor body A to complete the female tool type sensor 1.
Assembly is also possible in the order of connecting the female blade or handle after the connector flange is first screwed to the sensor body.
In this example, a means for screwing each component is used. However, the connecting means is not limited to this, but it is important to obtain accurate data that is firmly processed and connected so that there is no play. is there. Screwing is suitable because the subtle tightening can be adjusted.

以上は、典型的なメスについて説明してきた。手術に必要な器具はメスに限らないし、メスを一例にとっても、図12に示すように、メスの種類、柄の種類が各種用いられる。なお、図12は、フェザー安全剃刀株式会社製の外科用替え刃の例である。ここに示す以外にも、脳外科用、耳鼻咽喉科用、眼科用などそれぞれに応じたメスも必要になる。
これらのメスの種類に応じて、共通用のコネクターと連結部に併せて、メスの基部及び柄の先端部を切削加工して、取り替えて使用できるように、セットとして提供する。
The above has described a typical knife. The instrument necessary for the operation is not limited to a knife, and even with a knife as an example, various types of knife and pattern are used as shown in FIG. FIG. 12 is an example of a surgical replacement blade manufactured by Feather Safety Razor Co., Ltd. In addition to those shown here, scalpels corresponding to brain surgery, otolaryngology, ophthalmology and the like are also required.
In accordance with the type of these females, the base of the female and the tip of the handle are cut and processed in combination with the common connector and the connecting part, and are provided as a set.

〔参考例〕
参考例として筆記用具に関する6軸力覚センサ用把持型ツールについて説明する。
筆記具の柄は、大部分が円筒形で共通しており、把持部が共有可能であるので、柄側にはコネクターとなるフランジをあらかじめ作り込んだ例を示す。筆記具の柄は、太さが異なることもあるので、数種類を標準品として揃えること可能である。指当て部のゴムクッションなどのバリエーションは、はめ込み型に準備することも可能である。
先端側は、鉛筆、ボールペン、ペン、毛筆などの種類がある。これらも、基本的には、柄の円筒に連続した円錐形の先端に筆記部が存在する。これらの筆先部は、円筒形部分を若干残して、これをコネクターの接続部とすることが可能である。ペンにおいても、万年筆タイプでないペン先をペン軸に着けて使用するタイプでは、同様に円筒の軸先を準備することで対応できる。
従って、本実施例では、コネクターは先端側のみ準備し、把持部側は把持部にあらかじめ固着したものを提案する。
[Reference example]
As a reference example , a 6-axis force sensor gripping tool related to a writing instrument will be described.
Since most of the writing instruments have a cylindrical shape and a common grip portion can be shared, an example is shown in which a flange serving as a connector is pre-made on the handle side. Writing instrument handle, since the thickness is also different, it is also possible to align several as a standard. Variations such as a rubber cushion for the finger rest can be prepared in the inset type.
On the tip side, there are pencils, ballpoint pens, pens, brushes, and other types. These also basically have a writing part at the tip of a conical shape continuous to the cylinder of the handle. These brush tip portions can be used as connector connecting portions, leaving some cylindrical portions. In the case of a pen that uses a pen tip that is not a fountain pen type attached to the pen shaft, it can be handled by preparing a cylindrical shaft tip in the same manner.
Therefore, in this embodiment, it is proposed that the connector is prepared only on the distal end side and the gripping portion side is fixed to the gripping portion in advance.

図13は、筆記具ツール先端部を除く分解斜視図であり、図14はその組み立て図である。
Aはセンサ本体部であり、把持部55にはフランジ51が設けられている。先端側は、雄ネジとフランジ61を設けた先端側コネクター60である。センサ本体Aは、実施例1と同様の構成である。フランジとセンサ本体の連結は、ネジ止めを採用している。
図15は、各種のペン先の例を示しており、鉛筆71、シャープペン72、ボールペン73、ペン74、毛筆75である。これらのペン先の後端部にコネクターの雄ネジに螺合する雌ネジを形成することにより、接合することが可能となる。
この接合は、雄ネジと雌ネジの関係を逆にすることも可能である。また、螺合に限らず、コネクター側をパイプとし、ペン先をパイプに挿入する方法も採用することができる。
本例では、把持部のフランジから先端側コネクターの先端まで13〜20mmに押さえることができたので、ペン先を10〜20mm確保しても十分に普通の筆記具の操作が可能である。
FIG. 13 is an exploded perspective view excluding the writing tool tool tip, and FIG. 14 is an assembly view thereof.
A is a sensor main body, and a grip 51 is provided with a flange 51. The distal end side is a distal end side connector 60 provided with a male screw and a flange 61. The sensor body A has the same configuration as that of the first embodiment. Screw connection is used to connect the flange and sensor body.
FIG. 15 shows examples of various pen nibs, which are a pencil 71, a mechanical pen 72, a ballpoint pen 73, a pen 74, and a brush 75. Joining is possible by forming a female screw to be screwed into the male screw of the connector at the rear end of these nibs.
In this joining, the relationship between the male screw and the female screw can be reversed. Further, not only screwing but also a method in which the connector side is a pipe and the pen tip is inserted into the pipe can be employed.
In this example, since it was possible to hold down 13 to 20 mm from the flange of the gripping portion to the tip of the distal end side connector, it is possible to operate a normal writing instrument sufficiently even if the pen tip is secured to 10 to 20 mm.

更に、詳細に把持部50とコネクター60について、図16、17に説明する。
図16(a)は把持部50のフランジの正面図である。フランジには、周縁部にネジ止め用のネジ孔が2つ形成されている。図16(b)は把持部50の側面図であり、(c)はその断面図である。本例では、中空として、通常の筆記具の柄の重量に近づけるようにしてある。長さは約100mmである。
図17はペン先側のコネクター60である。(a)はコネクター60のフランジの正面図である。フランジには、周縁部にネジ止め用のネジ孔が2つ形成されている。(b)は側面図であり、(c)はその断面を示している。この例では、コネクターの全長は10mmであるが、雄ネジ部が5mmであるので、センサ本体と併せて、約15mmがはじ不能部となるので、十分な操作性を確保できる。
これら複数のペン先と共通のペン軸を揃えることにより、バリエーションに富んだ筆記具タイプの6軸力覚センサ用把持型ツールを提供することができる。
Further, the gripping part 50 and the connector 60 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 16A is a front view of the flange of the grip portion 50. Two screw holes for screwing are formed on the peripheral edge of the flange. FIG. 16B is a side view of the grip portion 50, and FIG. In this example, it is hollow so that it approximates the weight of the handle of a normal writing instrument. The length is about 100 mm.
FIG. 17 shows a connector 60 on the pen tip side. (A) is a front view of the flange of the connector 60. FIG. Two screw holes for screwing are formed on the peripheral edge of the flange. (B) is a side view, (c) shows the cross section. In this example, the total length of the connector is 10 mm, but since the male screw portion is 5 mm, about 15 mm becomes a non-repellable portion together with the sensor body, so that sufficient operability can be secured.
By aligning the pen axes common to the plurality of pen tips, it is possible to provide a writing tool type gripping tool for a six-axis force sensor that is rich in variations.

実施例1に関する手術用メス型ツールを示す図The figure which shows the surgical type | mold tool regarding Example 1 実施例1に関する手術用メス型ツールを増幅器に連結した状態図State diagram in which the surgical female tool related to Example 1 is connected to the amplifier センサ本体部Aを示す図Diagram showing sensor body A 手術用のメスの刃の例を示す図The figure which shows the example of the blade of the surgical knife 手術用のメスの柄の例を示す図The figure which shows the example of the handle of the scalpel for operation センサ本体部の左右の接続面を現す図Diagram showing the left and right connection surfaces of the sensor body 刃側コネクターの一方の斜視図One perspective view of the blade-side connector 刃側コネクターを示す図Diagram showing blade-side connector 柄側のコネクターの例を示す図Figure showing an example of the connector on the handle side センサ取り付けブロック断面図Cross section of sensor mounting block 感知部の例を示す図The figure which shows the example of the sensor 手術用のメスの例を示す図Diagram showing an example of a surgical knife 参考例に関する筆記具ツールの分解斜視図を示す図 The figure which shows the disassembled perspective view of the writing instrument tool regarding a reference example 参考例 筆記具タイプツール センサ本体と把持部の結合を示す図 Reference example Writing tool type tool Diagram showing coupling of sensor body and grip 参考例の筆記具先端部例を示す図 The figure which shows the example of a writing instrument tip part of a reference example 筆記タイプツール用コネクター付き把持部の例を示す図The figure which shows the example of the grip part with the connector for writing type tools 参考例に用いる先端側コネクターの例を示す図 The figure which shows the example of the tip side connector used for the reference example 全体概略を示す図Diagram showing overall outline

符号の説明Explanation of symbols

1 手術用メスタイプのツール型センサ
2 ケーブル
3 増幅器
10 センサ取り付けブロックa
11 センサ取り付けブロックb
12 感知部
13 ケーブル連結部
14 感知部収容凹部
15 ケーブル端子取付孔
16 ネジ穴
17 ネジ穴
20 刃側コネクター
21 挟圧ブロック片a
22 フランジ
23 メス後端部位置決め孔
24 ネジ穴
25 ネジ孔
26 ネジ孔
27 ネジ孔
28 他方の挟圧ブロック片b
30 柄側のコネクター
32 フランジ
33 柄先端部位置決め孔
34 ネジ孔
35 ネジ孔
40 メス刃部
50 手術用のメスの柄(把持部)
51 フランジ
55 把持部
60 先端側コネクター
61 フランジ

1 surgical type tool type sensor 2 cable 3 amplifier 10 sensor mounting block a
11 Sensor mounting block b
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Sensing part 13 Cable connection part 14 Sensing part accommodation recessed part 15 Cable terminal attachment hole 16 Screw hole 17 Screw hole 20 Blade side connector 21 Clamping block piece a
22 Flange 23 Female rear end positioning hole 24 Screw hole 25 Screw hole 26 Screw hole 27 Screw hole 28 The other clamping block piece b
30 Handle side connector 32 Flange 33 Handle tip positioning hole 34 Screw hole 35 Screw hole 40 Female blade part 50 Female handle (gripping part) for operation
51 Flange 55 Grip part 60 Tip side connector 61 Flange

Claims (4)

実際の手術用のメスを用いた操作情報をモーションキャプチャ用の力覚情報あるいはハプティックインタフェース用の力覚情報として入手するために用いる機器であって
センサ本体Aと実際の手術用のメスの柄である把持部Bと実際の手術用のメスの刃部である作業部Cとから構成され、前記把持部Bと前記作業部Cがセンサ本体Aに対して着脱自在に設けられた手術用のメスタイプの6軸力覚センサ用把持型ツールであって、
センサ本体Aは、6軸力覚センサが筐体に内蔵されており、該筐体には外部の3次元空間情報収集用のリンク機構に接続するための突起部と6軸力覚センサにより検出された情報を出力する情報ケーブルが取り付けられており、把持部Bを手指で持ち6軸力覚センサ用把持型ツールを操作して実対象物に対して操作したときに、前記作業部Cあるいは前記把持部Bに作用した力を把持部Bと作業部Cの間にある6軸力覚センサによって検出するものであり、
この6軸力覚センサはモーションキャプチャ用の力覚センサあるいはハプティックインタフェース用の力覚センサとして機能するものであって、
把持部B及び作業部Cは、センサ本体Aに対して着脱可能な連結構造を有し、
該連結構造は、把持部Bあるいは作業部Cとは別体のコネクターD、Eであって、
把持部B及びは作業部Cは、作業の種類に応じて、複数備えられており、
複数の把持部B及び作業部Cは共通の連結構造を設けることにより、複数の手作業具を付け替え可能とし、それぞれの操作データを収集可能となっており、
該連結構造は、コネクターDおよびEには、センサ本体Aの筐体に着脱可能に接続されるフランジを有し、
把持部側のコネクターDおよび作業部側のコネクターEは、前記フランジを有する一方のブロック片とフランジを持たない他方のブロック片から構成され、
該一方のブロック片には、フランジ中央部にメス後端部位置決め孔あるいはメスの柄先端部位置決め孔が設けられ、該位置決め孔の縁から連続して立ちがる凹部を備えており、他方の挟圧ブロック片には、前記一方の挟圧ブロック片に設けられた凹部に対向する位置に凹部が備えられており、メスの刃部の後端部あるいはメスの柄先端部を前記位置決め孔に挿入して両方の凹部を突き合わせた空間にメスの後端側をあるいはメスの柄先端側を収容して、ブロック片同士を結合して固定できる構造を有しており、
前記複数種類備えられた把持部Bおよび作業部Cに該当するメスの刃部およびメスの柄は、メスの刃渡り部分に続く刃部の基端側およびメスの柄の先端側がコネクターの凹部に挿入可能な形状に成形されていること、
を特徴とする6軸力覚センサ用把持型ツール。
A device used to obtain the operation information using the actual female surgical as force information for the force information or haptic interface for motion capture,
The sensor body A includes a gripping part B that is a handle of an actual surgical knife and a working part C that is a blade part of an actual surgical knife. The gripping part B and the working part C are connected to the sensor body A. A surgical type female-type 6-axis force sensor gripping tool that is detachably attached to the surgical tool,
The sensor body A has a 6-axis force sensor built in the housing, and the housing is detected by a projection for connecting to an external link mechanism for collecting three-dimensional spatial information and a 6-axis force sensor. An information cable for outputting the information is attached, and when the gripping part B is held with fingers and the gripping tool for 6-axis force sensor is operated on the actual object, the working part C or A force acting on the gripping part B is detected by a 6-axis force sensor between the gripping part B and the working part C;
This 6-axis force sensor functions as a force sensor for motion capture or a force sensor for a haptic interface,
The gripping part B and the working part C have a connecting structure that can be attached to and detached from the sensor body A,
The connection structure, the connector D of the gripper B or separately from the working unit C, and a E,
Working unit C gripper B及beauty, depending on the type of work, and a plurality equipped,
A plurality of gripping parts B and work parts C can be replaced with a plurality of manual work tools by providing a common connection structure, and each operation data can be collected.
The connection structure has a flange that is detachably connected to the housing of the sensor main body A in the connectors D and E.
The connector D on the gripping part side and the connector E on the working part side are composed of one block piece having the flange and the other block piece having no flange,
The one block piece is provided with a female rear end positioning hole or a female handle tip positioning hole at the center of the flange, and is provided with a recess that continuously stands from the edge of the positioning hole. The clamping block piece has a recess at a position facing the recess provided in the one clamping block piece, and the rear end of the knife blade or the tip of the knife handle is used as the positioning hole. It has a structure that can be fixed by connecting the block pieces together by accommodating the rear end side of the knife or the handle tip side of the knife in the space where both concave parts are inserted and inserted,
The blade part of the knife and the handle of the knife corresponding to the gripping part B and the working part C provided in the plurality of types are inserted into the concave part of the connector at the proximal end side of the blade part and the distal end side of the knife handle following the knife spanning part. Molded into possible shapes,
A gripping tool for a six-axis force sensor.
メスが外科用であることを特徴とする請求項1記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。 The gripping tool for a six-axis force sensor according to claim 1, wherein the knife is for surgery . メスが耳鼻咽喉科用であることを特徴とする請求項1記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。 The 6-axis force sensor gripping tool according to claim 1, wherein the scalpel is for otolaryngology . メスが眼科用であることを特徴とする請求項1記載の6軸力覚センサ用把持型ツール。 The gripping tool for a six-axis force sensor according to claim 1, wherein the knife is for ophthalmology .
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