JP6647235B2 - ワイヤ駆動マニピュレータ - Google Patents
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Description
先端部材3bと、案内部材4bと、前記先端部材3bに一端が結合され、他端が前記案内部材4bに向かって延びる複数の可撓性線状部材bと、を含み、湾曲可能に構成された湾曲部bと、
先端部材3aと、案内部材4aと、前記先端部材3aに一端が結合され、他端が前記案内部材4aに向かって延びる複数の可撓性線状部材aと、を含み、前記湾曲部bに直列に設けられ湾曲可能に構成された湾曲部aと、
前記可撓性線状部材bおよび可撓性線状部材aを駆動する駆動部と、
を有するワイヤ駆動マニピュレータであって、
前記複数の可撓性線状部材bの一部の可撓性線状部材bは、さらに、前記案内部材4bにも結合され、前記複数の可撓性線状部材bの別の一部の可撓性線状部材bは、前記案内部材4bに対して摺動可能に構成され、
前記複数の可撓性線状部材aの一部の可撓性線状部材aは、さらに、前記案内部材4aにも結合され、前記複数の可撓性線状部材aの別の一部の可撓性線状部材aは、前記案内部材4aに対して摺動可能に構成され、
前記一部の可撓性線状部材bは、湾曲部aを構成する先端部材および案内部材に対して摺動可能に構成されたことを特徴とする。
まず、本発明の実施形態に係るワイヤ駆動マニピュレータについて説明する。図1(a)は、本実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータ1の全体の構成を示す斜視図である。図1(b)は、駆動部7を除く部分の構成を拡大した図面である。 本実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータ1は、湾曲部である湾曲区間6と、湾曲区間6を支持する支持部材5、ならびに駆動部7とを含んで構成される。ワイヤ駆動マニピュレータ1を、図1(a)および(b)におけるZ軸に沿って移動させることで、たとえば体腔に対して進入および退出させることができる。この移動は操作者が手動で行ってもよいし、機械ステージ上にワイヤ駆動マニピュレータ1を載置して、コンピュータ等によって動作を制御してもよい。
ra・θ=L (式1)
rb・θ=L+d (式2)
rc・θ=L+d (式3)
ra=rb−3r/2=rc−3r/2 (式4)
となり、式1、式2、式3、式4より以下の関係が得られる。
θ=2d/3r (式5)
ra・θ=L (式6)
rb・θ=L+d (式7)
rc・θ=L−d (式8)
ra=rb−√3r/2=rc+√3r/2 (式9)
の関係式が得られ、式6、式7、式8、式9より以下の関係が得られる。
θ=2d/√3r (式10)
L−D<Tt+Tg×Ng (式11)
本発明の第二実施例におけるワイヤ駆動マニピュレータについて図6を用いて説明する。第一実施例においては、湾曲区間6が一つのみである場合を説明したが、本実施例では複数の湾曲区間6a、6bを有する構成を説明する。本実施例において、各湾曲区間の湾曲動作は、実施例1と同じく3本の線状部材で制御される。
本発明の第三実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータについて、図9及び図10を用いて説明する。図9に示すように、本実施例に係るワイヤ駆動マニピュレータは、外皮9及び内皮10を備えている。図10は、図9に示すワイヤ駆動マニピュレータのYZ断面図である。
2 線状部材
3 先端部材
4 案内部材
5 支持部材
6 湾曲区間
7 駆動部
8 案内孔
9 外皮
10 内皮
Claims (13)
- 先端部材3bと、案内部材4bと、前記先端部材3bに一端が結合され、他端が前記案内部材4bに向かって延びる複数の可撓性線状部材bと、を含み、湾曲可能に構成された湾曲部bと、
先端部材3aと、案内部材4aと、前記先端部材3aに一端が結合され、他端が前記案内部材4aに向かって延びる複数の可撓性線状部材aと、を含み、前記湾曲部bに直列に設けられ湾曲可能に構成された湾曲部aと、
前記可撓性線状部材bおよび可撓性線状部材aを駆動する駆動部と、
を有するワイヤ駆動マニピュレータであって、
前記複数の可撓性線状部材bの一部の可撓性線状部材bは、さらに、前記案内部材4bにも結合され、前記複数の可撓性線状部材bの別の一部の可撓性線状部材bは、前記案内部材4bに対して摺動可能に構成され、
前記複数の可撓性線状部材aの一部の可撓性線状部材aは、さらに、前記案内部材4aにも結合され、前記複数の可撓性線状部材aの別の一部の可撓性線状部材aは、前記案内部材4aに対して摺動可能に構成され、
前記一部の可撓性線状部材bは、湾曲部aを構成する先端部材および案内部材に対して摺動可能に構成されたことを特徴とするワイヤ駆動マニピュレータ。 - 先端部材3bと、案内部材4bと、
前記先端部材3bに一端が結合され、他端が前記案内部材4bに向かって延びる複数の可撓性線状部材bと、を含み、湾曲可能に構成された湾曲部bと、
先端部材3aと、案内部材4aと、前記先端部材3aに一端が結合され、他端が前記案内部材4aに向かって延びる複数の可撓性線状部材aと、を含み、前記湾曲部bに直列に設けられ湾曲可能に構成された湾曲部aと、
を有するワイヤ駆動マニピュレータであって、
前記複数の可撓性線状部材bの一部の可撓性線状部材bは、さらに、前記案内部材4bにも結合され、前記複数の可撓性線状部材の別の一部の可撓性線状部材bは、前記案内部材4bに対して摺動可能に構成され、
前記複数の可撓性線状部材aの一部の可撓性線状部材aは、さらに、前記案内部材4aにも結合され、前記複数の可撓性線状部材aの別の一部の可撓性線状部材aは、前記案内部材4aに対して摺動可能に構成され、
前記一部の可撓性線状部材bは、湾曲部aを構成する先端部材および案内部材に対して摺動可能に構成されたことを特徴とするワイヤ駆動マニピュレータ。 - 複数の前記案内部材4bを有し、
前記一部の可撓性線状部材bが、前記複数の案内部材4bに結合されたこと
を特徴とする請求項1または2に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。 - 前記駆動部は、前記一部の可撓性線状部材bを駆動せずに、前記別の一部の可撓性線状部材bを駆動することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 前記駆動部は、前記一部の可撓性線状部材aを駆動せずに、前記別の一部の可撓性線状部材aを駆動することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 前記複数の可撓性線状部材bは、互いに等距離に設けられた少なくとも3本の可撓性線状部材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 前記先端部材3b、前記案内部材4b、前記複数の可撓性線状部材b、
前記先端部材3a、前記案内部材4a、前記複数の可撓性線状部材a、
を覆う被覆部材をさらに有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。 - 前記被覆部材は、前記湾曲部bおよび前記湾曲部aの曲げ剛性よりも低い曲げ剛性を有することを特徴とする請求項7に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 前記一部の可撓性線状部材bは、前記駆動部により駆動されないように固定部材に固定されたことを特徴とする請求項1に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 前記可撓性線状部材bは、金属線であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 前記先端部材3bおよび前記案内部材4bは、それぞれ環状形状であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 前記湾曲部aが、前記案内部材4aを複数有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のワイヤ駆動マニピュレータ。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載のワイヤ駆動マニピュレータと、
前記ワイヤ駆動マニピュレータを移動させる機械ステージと、を有することを特徴とするマニピュレータシステム。
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