JP6811778B2 - 手術器具用の互いに独立した張力付与機構及び位置合わせ機構 - Google Patents
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Description
イントが前記エンドエフェクタを動かす。
動エレメントの主要な延在部分に沿って撓むことはできない。前記駆動エレメントは、当該駆動エレメントの長さに沿って加わる圧縮力及び引張力に抵抗する。すなわち、前記駆動エレメントは、当該駆動エレメントの長手方向軸心の方向に働く圧縮力及び引張力に抵抗する。前記駆動エレメントは、高いモジュラスを有する。前記駆動エレメントは、動作のあいだ緊張状態に維持される。前記駆動エレメントは、緩むことができないようにされている。これにより、前記駆動エレメントは、前記器具インターフェースからの駆動を前記ジョイントへと伝達することができる。前記駆動エレメントは、ケーブルであり得る。
のジョイント506の両側に配置されている。第1のプーリ701および第2のプーリ702は、第1の対の駆動エレメントA1,A2の両側に配置されている。
C1は第1のジョイント軸心510にある前記第1のセットのプーリの第2のプーリ706を一方の側で通過し、前記第3の対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントC2は第1のジョイント軸心510にある前記第1のセットのプーリの第1のプーリ705を反対側で通過しており、これにより、支持体509が第1のジョイント506を中心としてどのように回転したとしても、第3の対の駆動エレメントC1,C2の長さが同じままで維持される。よって、前記器具インターフェースにおける第2の対の駆動エレメントB1,B2の配置構成と第3の対の駆動エレメントC1,C2の配置構成とが対称であれば、支持体509の第1のジョイント506を中心とするどのような回転角度においても、前記第2の対の駆動エレメントの長さが前記第3の対の駆動エレメントの長さと同一になる。前記手術器具のどのような状態においても、前記第2の対の駆動エレメント及び前記第3の対の駆動エレメントは緊張状態に維持される。これらは、決して緩まない。これにより、前記手術器具のどの前記ジョイントを回動させるときにもガタが生じない。したがって、前記手術器具のどのような状態においても、当該手術器具の運動の3の自由度の全てを自在に制御することができる。
駆動エレメントB1,B2は、前記第1のセットのプーリの前記第1のプーリの内側のプーリエレメント708の周りと、前記第1のセットのプーリの前記第2のプーリの外側のプーリエレメント711の周りとを動くように拘束されている。
2との接触状態に維持されることが確実になるように、第1のセットのプーリ601に対して相対配置されている。第1の軸心510回りのエンドエフェクタ501の回転角度がどのような回転角度であっても、当該エンドエフェクタ501は常に、前記第2のセットのプーリの第1のプーリ701と前記第1のセットのプーリの第1のプーリ705とを繋ぐ接線により画定される円錐内に位置している。当該接線は、前記駆動エレメントが取る経路である。ただし、エンドエフェクタ501が前記円錐内に位置するときには、図7の全ての形態で描かれているように前記第2のジョイントと第3のジョイントとが図5a及び図5bの直線状態に維持されているものとする。図7から見て取れるように、第2のセットのプーリ602がなければ、形態(a)で駆動エレメントB2及び駆動エレメントC1が第1のセットのプーリ601との接触を失うことになる。第2のセットのプーリ602がなければ、形態(e)で駆動エレメントB1及び駆動エレメントC2が第1のセットのプーリ601との接触を失うことになる。
転する。第2の偏向プーリ軸心719は、第1の軸心510に対して角度ψをなす。角度ψは、第3の対の駆動エレメントの第1の駆動エレメントC1が第1のセットのプーリ601の第2のプーリ706の繰出し点720から第3のジョイント513上の巻取り点へと偏向されるような角度に設定される。好適には、第2の偏向プーリ717は、駆動エレメントC1を係合させる溝を有している。第2の対の駆動エレメントB1,B2は、第2の偏向プーリ717の周りを移動するように拘束されていない。むしろ、第2の対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントB2が、第2のジョイント507の当該第2の駆動エレメントB2の繰出し点720と第1のセットのプーリ601の第2のプーリ706上での当該第2の駆動エレメントB2の巻取り点との間において第2の偏向プーリ717の傍を通る。駆動エレメントB2は、第2の偏向プーリ717によって部分的に取り囲まれているものであり得る。例えば、駆動エレメントB2は、第2の偏向プーリ717の前記溝における肩部と肩部との間を部分的に通過するものとされ得るが、当該第2の偏向プーリ717の当該溝には係合しない。
プーリは、ある駆動エレメントが当該プーリの一方の側で当該プーリと係合するのを可能にし、別の駆動エレメントが当該プーリの反対側でスナッギングを生じることなく当該プーリの傍を通るのを可能にしつつ、しかも当該プーリとこれら2つの駆動エレメントとが前記関節部のプロファイル内に収まるようにしながら出来る限り大きいものとされている。
置および/または寸法は、前記駆動エレメントに前述したような所望の繰出し点及び所望の巻取り点を取らせるために上記とは異なるものとなる。
1と平行な平面1110に位置している。すなわち、傾斜面1102は、(i)第1のセットのプーリ601の第2のプーリ706からの駆動エレメントC1の所望の繰出し点と(ii)第3のジョイント513上での駆動エレメントC1の所望の巻取り点と(iii)前記関節部の境界上の点とにより画定される平面1111と平行な平面1110に位置しており、(iii)の点は、第2の偏向プーリ717がその平面1111に位置したときに当該第2の偏向プーリ717が前記関節部の境界の内側に収まるような点とされる。傾斜面1101の平面1110は、これらの点により画定される平面1111から、第2の偏向プーリ717の幅の(図11に示すような)半分d2ぶんオフセットしている。好適には、第1の偏向プーリ716と第2の偏向プーリ7171とが同じ形状及び寸法である。この場合、d1=d2である。
ると、これら傾斜面同士は、第1の軸心510と直交する平面上の直線を基準として回転対称であり得る。これら傾斜面同士は、前記器具が図5aに示す直線状態にあるときにシャフト511の長手方向軸心を基準として回転対称である。これは、2回の回転対称である。これら傾斜面同士は、第1の軸心510と直交する平面での互いの鏡像であり得る。
ーリの軸心同士がオフセットしていることで図16の(a)での駆動エレメントB1の位置と駆動エレメントC1の位置も互いにオフセットしているため、当該駆動エレメントB1と当該駆動エレメントC1とが衝突することなく行われる。駆動エレメントB2は、前記シャフト内で位置が若干動くものの、前記シャフトの図16の(a)のときと同じ側に留まるので、当該シャフトの近位端部において駆動エレメントB1と隣接して進行する。駆動エレメントC2は、前記シャフト内で位置が若干動くものの、前記シャフトの図16の(a)のときと同じ側に留まるので、当該シャフトの近位端部において駆動エレメントC1と隣接して進行する。
。典型的には、前記スポークの直径は前記可撓部よりも大きい。よって、前記可撓部はケーブルとされ得て且つ前記スポークは中空チューブとされ得る。前記可撓部は、当該可撓部が前記スポークに合わさる箇所で終端し得る。変形例として、前記スポークは、前記可撓部の材料を包み込んでいてもよい。例えば、前記スポークは、可撓性のケーブルを覆う剛体のシースとされてもよい。
節部から前記器具インターフェースへの方向において、前記シャフトの長さにわたって若干互いに接近しているものであり得る。第2の対の駆動エレメントB1の第1の駆動エレメントB1は前記シャフト内において、前記第2の対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントB2に対して傾いて延びている。駆動エレメントB1は、さらに、前記シャフト内を駆動エレメントA1、駆動エレメントA2、駆動エレメントC1及び駆動エレメントC2に対して傾いて延びている。駆動エレメントB2は、前記シャフト内を駆動エレメントA1、駆動エレメントA2、駆動エレメントC1及び駆動エレメントC2に対して傾いて延びている。第3の対の駆動エレメントの第1の駆動エレメントC1は前記シャフト内において、第3の対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントC2に対して傾いて延びている。駆動エレメントC1は、さらに、前記シャフト内を駆動エレメントA1、駆動エレメントA2、駆動エレメントB1及び駆動エレメントB2に対して傾いて延びている。駆動エレメントC2は、前記シャフト内を駆動エレメントA1、駆動エレメントA2、駆動エレメントB1及び駆動エレメントB2に対して傾いて延びている。
動エレメントC2の前記スポークは、近位側の可撓部がそのようにプーリに係合できるように前記シャフト内にて当該近位側の可撓部で終端している(図示せず)。駆動エレメントA1,A2,B1,C1はいずれも、前記器具インターフェース内へと幾らかの距離延びてから当該器具インターフェースの部品に係合しているので、駆動エレメントA1,A2,B1,C1の前記スポークは、当該器具インターフェース内へと延出することが可能とされている。
ある。
いた距離だけ直線状変位可能である。この距離は、第2の器具インターフェースエレメント1906の最大変位d2から当該第2の器具インターフェースエレメント1906の長さを引いたものよりも短く、かつ、第3の器具インターフェースエレメント1907の最大変位d3から当該第3の器具インターフェースエレメント1907の長さを引いたものよりも短い。このように、第1のジョイント506を中心とした運動を制御する際の前記器具インターフェースエレメントの移動範囲は、前記第2および第3のジョイントを中心とした運動を制御する際の前記器具インターフェースエレメントの移動範囲よりも短いので、その移動の感度は高いほうが好ましい。ケーブルは、プーリ上で滑りおよび/または伸びを生じ得る。そのため、前記第1の器具インターフェースエレメントと第1のジョイント506との間で動きを伝達させるためのケーブル配設は、出来る限り単純であるのが好ましい。第1の器具インターフェースエレメント1905を前記内側部位内において前記シャフトの長手方向軸心511上に配置することにより、前記第1の対の駆動エレメントは、第1のジョイント506と第1の器具インターフェースエレメント1905との間において中間プーリの周りを経由するように拘束されずに済む。
具インターフェースエレメントが前記所定の位置合わせ位置を取っていることが分かっているので、当該器具インターフェースエレメントは前記ロボットアームアセンブリのインターフェースエレメントに直接係合させられる。制御システムは、前記エンドエフェクタが前記所定の形態であることが分かっているので、当該エンドエフェクタの位置及び向きをマップするために追加のキャリブレーションやソフトウェアセットアップ手順を実行する必要がない。
ク1925及び張力付与プーリ1923は、ソケット1926内を摺動することができる。ブロック1925がソケット1926内を摺動することにより、前記プーリが変位軸心1924に沿って変位する。ブロック1925が前記ソケット内へとさらに摺動されると、第1の対の駆動エレメントA1,A2の張力が増加する。ブロック1925が前記ソケット外へと摺動されると、第1の対の駆動エレメントA1,A2の張力が減少する。ブロック1925を動かすのに、適切な機構であればどのような機構が用いられてもよい。例えば、ブロック1918に関して前述したねじ調節機構が用いられてもよい。第1の対の駆動エレメントA1,A2は、当該第1の対の駆動エレメントA1,A2同士が互いにほぼ平行に延びるように張力付与プーリ1923の周りのほぼ全体に巻かれているため、前記第2の対の駆動エレメント及び第3の対の駆動エレメントに関して説明した張力付与機構と比べて、張力付与プーリの単位変位あたりに加わる張力が大きくなる。
方の駆動エレメントが一方のラグエレメントで終端しており、当該一対の駆動エレメントの他方の駆動エレメントが他方のラグエレメントで終端している。同図では、第3の対の駆動エレメントの第1の駆動エレメントC1がラグエレメント2006で終端しており、第3の対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントC2がラグエレメント2007で終端している。前記一対のラグエレメント同士は、相対的に直線状変位可能であるように接続されている。好適には、前記一対のラグエレメントは、当該一対のラグエレメントが取り付けられている前記一対の駆動エレメントの方向yに沿って直線状変位可能である。好適には、前記一対のラグエレメントは、前記シャフトの長手方向軸心511と平行かつ当該長手方向軸心511からオフセットしている変位軸心に沿って変位可能である。ラグエレメント2006とラグエレメント2007とは、当該ラグエレメント同士を前記変位軸心に沿って相対的に移動させることが可能である適切な機構であれば、どのような機構により接続されているものであってもよい。例えば、前記ラグエレメント同士は、ねじ2008によって互いに接続され得る。ねじ2008は、第1のラグエレメント2007に収容されており、かつ、当該ねじ2008が当該第1のラグエレメント2007に対して直線状変位しないように当該第1のラグエレメント2007により拘束されている。例えば、前記ねじは図20bに描かれているように、前記第1のラグエレメントにおける孔へと当該ねじが回ることができるように挿通され得て、かつ、前記第1のラグエレメント内を直線状変位しないように前記第1のラグエレメントにおけるその孔よりも大径である2つの部位2009,2010によって拘束され得る。ねじ2008は、第2のラグエレメント2006に貫通螺合している。これにより、ラグエレメント2006,2007は、前記ねじが締められると互いに向かって直線状変位し、前記ねじが緩められると互いから離れるように直線状変位する。
平面が、第2の器具インターフェースエレメント1906及び第3の器具インターフェースエレメント1907の中央が位置する平面と異なる平面内に位置しているものとされてもよい。これは、d1にわたる第1の器具インターフェースエレメント1905の移動の中間点が、d2にわたる第2の器具インターフェースエレメント1906の移動の中間点及びd3にわたる第3の器具インターフェースエレメント1907の移動の中間点からオフセットしているからである。
前記所定の形態に保持され得る。これに代えて、あるいは、これに加えて、前記対の駆動エレメントが張力付与された後に、前記エンドエフェクタが前記所定の形態に戻されるものとされてもよい。次に、前記ねじが締められる。
レメントの中央が、前記末端リンクの長手方向軸心2104と直交する単一の断面上に位置している。好適には、この形態でのそれぞれの駆動アセンブリインターフェースエレメントは、当該それぞれの駆動アセンブリインターフェースエレメントの変位範囲にわたる当該それぞれの駆動アセンブリインターフェースエレメントの直線状変位の中間点に存在している。好適には、この形態は、前記ロボットアームから器具が取り外されたときに前記アセンブリインターフェースが取る初期形態である。前述したようにこの形態は、前記器具インターフェースエレメントを当該器具インターフェースエレメントの位置合わせ位置で収容する配置形態である。前記所定の位置合わせ位置は、それぞれの駆動アセンブリインターフェースエレメントが当該それぞれの駆動アセンブリインターフェースエレメントの移動の中間点にあるときの位置であり得る。前記所定の位置合わせ位置は、全ての前記駆動アセンブリインターフェースエレメントの中央点が共通の平面上に存在するときの位置であり得る。
スエレメントは、当該器具インターフェースエレメントに対応する駆動アセンブリインターフェースエレメントと同一の変位範囲にわたって変位可能である。
方向xにおける前記ボディの長さAは、前記駆動アセンブリインターフェースエレメントの前記ソケットが変位方向における当該ソケットの変位範囲にわたって移動することのできる最大距離よりも大きい。これにより、前記器具インターフェースが前記駆動アセンブリインターフェースとの係合状態に移行させられるときに、前記ボディの変位位置及び前記ソケットの変位位置がどこにあっても、当該ボディが当該ソケット内に係合することになる。よって、前記器具インターフェースと前記駆動アセンブリインターフェースとを合体させるのに、前記器具インターフェースエレメントと前記駆動アセンブリインターフェースエレメントとを予め位置揃えする必要がなくなる。好適には、前記ボディが当該ボディの変位範囲にわたって移動することのできる最大距離は、当該ボディの長さの半分A/2である。Aは、前記ボディの長さである。好適には、前記ソケットが当該ソケットの変位範囲にわたって移動することのできる最大距離は、前記ボディの長さの半分A/2である。
心511と平行である。前記ガイドバーは、前記器具インターフェースの全体にわたって延設されていてもよい。例えば、前記ガイドバーは、前記器具インターフェースの器具シャフト504に突き合わされる端部から当該器具インターフェースの反対側の端部にかけて長手方向xに延設されていてもよい。変形例として、前記ガイドバーは、器具インターフェースエレメント1905,1906,1907の最小変位位置1931と最大変位位置1932とにより境界決めされる長手方向範囲のみにわたって長手方向xに延設されたものであってもよい。前記駆動アセンブリインターフェース及び前記器具インターフェースが、当該駆動アセンブリインターフェース及び当該器具インターフェースの初期位置である所定の位置合わせ位置をいずれも取ってから互いとの係合状態に移行されるように構成されている場合には、前記ガイドバーが、それら所定の位置合わせ位置での前記器具インターフェースエレメントの変位域により境界決めされる長手方向範囲のみにわたって長手方向xに延設されたものとされ得る。前記所定の位置合わせ位置での全ての前記器具インターフェースエレメントが、前記器具シャフトの長手方向軸心511と直交する共通の平面上で整合している場合には、前記ガイドバーが、それら器具インターフェースエレメント自体の範囲のみにわたって長手方向xに延設されたものとされ得る。好適には、前記ガイドバーは、器具シャフト504の直径よりも幅狭である。前記駆動アセンブリは前記ガイドバーを、当該駆動アセンブリの長手方向軸心2104と平行に収容する。
ガイドバーの一方の側で第1のソケット部位2101aに係合すると同時に、第2のボディ部位1905bが当該ガイドバーの反対側で第2のソケット部位2101bに係合する。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
[態様1]
シャフトと、
前記シャフトの遠位端部に位置する、エンドエフェクタを回動させる関節部であって、一対の駆動エレメントにより駆動可能な関節部と、
前記シャフトの近位端部に位置する器具インターフェースと、
を備え、
前記器具インターフェースが、
前記一対の駆動エレメントを駆動させる器具インターフェースエレメントであって、当該器具インターフェースエレメントが、変位範囲にわたって変位可能であり、前記一対の駆動エレメントは、当該器具インターフェースエレメントの変位が当該一対の駆動エレメントに伝達されるように当該器具インターフェースエレメントに固定されている、器具インターフェースエレメントと、
前記一対の駆動エレメントに張力付与する張力付与機構と、
前記器具インターフェースエレメントの変位位置を前記エンドエフェクタが所定の形態に設定されているときの所定の位置合わせ位置に設定する位置合わせ機構と、
を備え、前記位置合わせ機構が、前記張力付与機構と独立に設けられている、ロボット手術器具。
[態様2]
態様1に記載のロボット手術器具において、前記張力付与機構は、周りを前記一対の駆動エレメントが移動するように拘束されているプーリ機構を含み、当該プーリ機構は直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様3]
態様2に記載のロボット手術器具において、前記プーリ機構は、前記シャフトの長手方向軸心と平行な変位軸心に沿って直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様4]
態様3に記載のロボット手術器具において、前記変位軸心が、前記シャフトの前記長手方向軸心からオフセットしている、ロボット手術器具。
[態様5]
態様2に記載のロボット手術器具において、前記プーリ機構が、前記シャフトの長手方向軸心に対して傾いた斜めの変位軸心に沿って直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様6]
態様5に記載のロボット手術器具において、前記斜めの変位軸心が、前記シャフトの前記長手方向軸心に対して45°の角度をなす、ロボット手術器具。
[態様7]
態様2から6のいずれかに記載のロボット手術器具において、前記プーリ機構が、レールに沿って摺動可能である、ロボット手術器具。
[態様8]
態様2から6のいずれかに記載のロボット手術器具において、前記プーリ機構は、当該プーリ機構を摺動可能にするソケット内に取り付けられている、ロボット手術器具。
[態様9]
態様2から8のいずれかに記載のロボット手術器具において、前記張力付与機構が、前記プーリ機構に連結されて当該プーリ機構を直線状変位させるねじ調節機構を備える、ロボット手術器具。
[態様10]
態様9に記載のロボット手術器具において、前記ねじ調節機構が、前記プーリ機構に螺合したねじを有し、前記器具インターフェースは、前記ねじを当該ねじが直線状変位しないように拘束していることにより、当該ねじが締められると前記プーリ機構を一方の直線方向に、当該ねじが緩められると反対の直線方向に変位させる、ロボット手術器具。
[態様11]
態様1に記載のロボット手術器具において、前記器具インターフェースエレメントが、ラグを有しており、当該ラグは、一対のラグエレメントを有しており、当該一対のラグエレメント同士は、相対的に直線状変位可能であるように接続されており、前記一対の駆動エレメントの第1の駆動エレメントが、前記一対のラグエレメントの第1のラグエレメントで終端しており、前記一対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントが、前記一対のラグエレメントの第2のラグエレメントで終端している、ロボット手術器具。
[態様12]
態様11に記載のロボット手術器具において、前記一対のラグエレメントが、前記シャフトの長手方向軸心と平行な変位軸心に沿って直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様13]
態様12に記載のロボット手術器具において、前記変位軸心が、前記シャフトの前記長手方向軸心からオフセットしている、ロボット手術器具。
[態様14]
態様11から13のいずれかに記載のロボット手術器具において、前記張力付与機構が、前記一対のラグエレメントを互いに接続して当該一対のラグエレメント同士を相対的に直線状変位させるねじ調節機構を含む、ロボット手術器具。
[態様15]
態様14に記載のロボット手術器具において、前記ねじ調節機構が、前記第1のラグエレメントに取り付けられたねじを有し、当該ねじは、当該ねじが前記第1のラグエレメントに対して直線状変位しないように当該第1のラグエレメントにより拘束されており、当該ねじが前記第2のラグエレメントに貫通螺合していることにより、当該ねじが締められると前記ラグエレメント同士を互いに向かって直線状変位させ、当該ねじが緩められると互いから離れるように直線状変位させる、ロボット手術器具。
[態様16]
態様1から15のいずれかに記載のロボット手術器具において、前記器具インターフェースエレメントが、前記シャフトの長手方向軸心と平行な変位軸心に沿って直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様17]
態様16に記載のロボット手術器具において、前記変位軸心が、前記シャフトの前記長手方向軸心からオフセットしている、ロボット手術器具。
[態様18]
態様1から17のいずれかに記載のロボット手術器具において、前記器具インターフェースエレメントが、直線レールに沿って摺動可能である、ロボット手術器具。
[態様19]
態様1から18のいずれかに記載のロボット手術器具において、前記器具インターフェースエレメントが、最小変位位置と最大変位位置との間の前記変位範囲にわたって直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様20]
態様19に記載のロボット手術器具において、前記器具インターフェースエレメントが、ボディおよびラグを有しており、当該ボディが、前記最小変位位置と前記最大変位位置との間で直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様21]
態様20に記載のロボット手術器具において、前記一対の駆動エレメントが前記ラグに固定されており、当該ラグは前記ボディ内で直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様22]
態様21に記載のロボット手術器具において、前記ラグは、前記ボディが直線状変位可能とされている軸心と平行なラグ軸心に沿って直線状変位可能である、ロボット手術器具。
[態様23]
態様22に記載のロボット手術器具において、前記位置合わせ機構が、前記ボディ及びラグに接続されて当該ボディの変位位置を当該ラグを変位させることなく調節するねじ調節機構を含む、ロボット手術器具。
[態様24]
態様23に記載のロボット手術器具において、前記ねじ調節機構が、前記ボディにおけるスロットを通って前記ラグに螺合したねじを有し、前記スロットは前記ラグ軸心と並んで配置されており、前記ねじが前記スロットに沿って摺動するように拘束されていることにより、当該ねじが緩んでいるときには前記ボディが前記ラグに対して変位することができ、当該ねじが締まっているときには前記ボディが前記ラグに対して固定される、ロボット手術器具。
[態様25]
ロボット手術器具の一対の駆動エレメントの張力付与と当該一対の駆動エレメントを駆動させる器具インターフェースエレメントの位置合わせとを独立して行う方法であって、
前記ロボット手術器具は、
シャフトと、
前記シャフトの遠位端部に位置する、エンドエフェクタを回動させる関節部であって、前記一対の駆動エレメントにより駆動可能な関節部と、
前記シャフトの近位端部に位置する器具インターフェースと、
を備え、
前記器具インターフェースが、前記器具インターフェースエレメントを有し、当該器具インターフェースエレメントが、変位範囲にわたって変位可能であり、前記一対の駆動エレメントは、当該器具インターフェースエレメントの変位が当該一対の駆動エレメントに伝達されるように当該器具インターフェースエレメントに固定されており、
当該方法が、
前記エンドエフェクタを所定の形態に設定する過程と、
張力付与機構を用いて前記一対の駆動エレメントに張力付与する過程と、
位置合わせ機構を用いて前記器具インターフェースエレメントの変位位置を所定の位置合わせ位置に設定する過程と、
を含み、
前記位置合わせ機構が、前記張力付与機構と独立に設けられている、方法。
[態様26]
態様25に記載の方法において、前記張力付与機構は、周りを前記一対の駆動エレメントが移動するように拘束されているプーリ機構を含み、
当該方法は、前記プーリ機構を直線状変位させることによって前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。
[態様27]
態様26に記載の方法において、前記プーリ機構をレールに沿って摺動させることによって前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。
[態様28]
態様26に記載の方法において、前記プーリ機構を当該プーリ機構が取り付けられているソケット内で摺動させることにより、前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。
[態様29]
態様26から28のいずれかに記載の方法において、前記張力付与機構が、前記プーリ機構に連結されて当該プーリ機構を直線状変位させるねじ調節機構を含み、当該ねじ調節機構が、前記プーリ機構に螺合したねじを有し、前記器具インターフェースは、前記ねじを当該ねじの直線状変位を妨げるように拘束しており、
当該方法は、前記ねじを締めるか又は緩めることにより、前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。
[態様30]
態様25に記載の方法において、
前記器具インターフェースエレメントが、ラグを有しており、当該ラグは、一対のラグエレメントを有しており、当該一対のラグエレメント同士は、相対的に直線状変位可能であるように接続されており、前記一対の駆動エレメントの第1の駆動エレメントが、前記一対のラグエレメントの第1のラグエレメントで終端しており、前記一対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントが、前記一対のラグエレメントの第2のラグエレメントで終端しており、
前記張力付与機構が、前記一対のラグエレメントを互いに接続するねじ調節機構を含み、
当該方法は、前記一対のラグエレメント同士を相対的に直線状変位させることによって前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。
[態様31]
態様30に記載の方法において、前記ねじ調節機構が、前記第1のラグエレメントに取り付けられたねじを有し、当該ねじは、当該ねじの前記第1のラグエレメントに対する直線状変位が妨げられるように当該第1のラグエレメントにより拘束されており、当該ねじは、前記第2のラグエレメントに貫通螺合しており、
当該方法は、前記ねじを締めるか又は緩めることによって前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。
[態様32]
態様25から31のいずれかに記載の方法において、
前記器具インターフェースエレメントが、ボディおよびラグを有しており、当該ボディが、変位範囲にわたって直線状変位可能であり、前記一対の駆動エレメントが、前記ラグに固定されており、当該ラグは、前記ボディ内で、前記ボディが直線状変位可能とされている軸心と平行なラグ軸心に沿って直線状変位可能であり、
前記位置合わせ機構が、前記ボディ及びラグに接続されて当該ボディの変位位置を当該ラグを変位させることなく調節するねじ調節機構を備え、当該ねじ調節機構が、前記ボディにおけるスロットを通って前記ラグに螺合したねじを有し、前記スロットは前記ラグ軸心と並んで配置されており、前記ねじが前記スロットに沿って摺動するように拘束されており、
当該方法は、
前記ねじを緩めることにより、前記器具インターフェースエレメントの前記変位位置を前記所定の位置合わせ位置に設定する過程と、
前記ねじを、前記器具インターフェースエレメントが前記所定の位置合わせ位置になるまで前記スロットに沿って摺動させる過程と、
前記ねじを締める過程と、
を含む方法。
[態様33]
態様25から32のいずれかに記載の方法において、前記エンドエフェクタを所定の形態に設定する過程よりも前に、前記器具インターフェースエレメントを位置合わせ位置に変位させる過程を含む方法。
Claims (15)
- シャフトと、
前記シャフトの遠位端部に位置する、エンドエフェクタを回動させる関節部であって、一対の駆動エレメントにより駆動可能な関節部と、
前記シャフトの近位端部に位置する器具インターフェースと、
を備え、
前記器具インターフェースが、
前記一対の駆動エレメントを駆動させる器具インターフェースエレメントであって、当該器具インターフェースエレメントが、変位範囲にわたって変位可能であり、前記一対の駆動エレメントは、当該器具インターフェースエレメントの変位が当該一対の駆動エレメントに伝達されるように当該器具インターフェースエレメントに固定されている、器具インターフェースエレメントと、
前記一対の駆動エレメントに張力付与する張力付与機構と、
前記器具インターフェースエレメントの変位位置を前記エンドエフェクタが所定の形態に設定されているときの所定の位置合わせ位置に設定する位置合わせ機構と、
を備え、前記位置合わせ機構が、前記張力付与機構と独立に設けられている、ロボット手術器具。 - 請求項1に記載のロボット手術器具において、前記張力付与機構は、周りを前記一対の駆動エレメントが移動するように拘束されているプーリ機構を含み、当該プーリ機構は直線状変位可能である、ロボット手術器具。
- 請求項2に記載のロボット手術器具において、前記プーリ機構は、前記シャフトの長手方向軸心と平行かつ当該長手方向軸心からオフセットしている変位軸心に沿って直線状変位可能である、ロボット手術器具。
- 請求項2に記載のロボット手術器具において、前記プーリ機構が、前記シャフトの長手方向軸心に対して傾いた斜めの変位軸心に沿って直線状変位可能である、ロボット手術器具。
- 請求項2から4のいずれか一項に記載のロボット手術器具において、前記プーリ機構が、レールに沿って摺動可能であるか、または当該プーリ機構を摺動可能にするソケット内に取り付けられているロボット手術器具。
- 請求項2から8のいずれか一項に記載のロボット手術器具において、前記張力付与機構が、前記プーリ機構に連結されて当該プーリ機構を直線状変位させるねじ調節機構を備える、ロボット手術器具。
- 請求項6に記載のロボット手術器具において、前記ねじ調節機構が、前記プーリ機構に螺合したねじを有し、前記器具インターフェースは、前記ねじを当該ねじが直線状変位しないように拘束していることにより、当該ねじが締められると前記プーリ機構を一方の直線方向に、当該ねじが緩められると反対の直線方向に変位させる、ロボット手術器具。
- 請求項1に記載のロボット手術器具において、前記器具インターフェースエレメントが、ラグを有しており、当該ラグは、一対のラグエレメントを有しており、当該一対のラグエレメント同士は、相対的に直線状変位可能であるように接続されており、前記一対の駆動エレメントの第1の駆動エレメントが、前記一対のラグエレメントの第1のラグエレメントで終端しており、前記一対の駆動エレメントの第2の駆動エレメントが、前記一対のラグエレメントの第2のラグエレメントで終端しており、
前記一対のラグエレメントが、前記シャフトの長手方向軸心と平行な変位軸心に沿って直線状変位可能であり、
前記張力付与機構が、前記一対のラグエレメントを互いに接続して当該一対のラグエレメント同士を相対的に直線状変位させるねじ調節機構を含む、ロボット手術器具。 - 請求項8に記載のロボット手術器具において、前記ねじ調節機構が、前記第1のラグエレメントに取り付けられたねじを有し、当該ねじは、当該ねじが前記第1のラグエレメントに対して直線状変位しないように当該第1のラグエレメントにより拘束されており、当該ねじが前記第2のラグエレメントに貫通螺合していることにより、当該ねじが締められると前記ラグエレメント同士を互いに向かって直線状変位させ、当該ねじが緩められると互いから離れるように直線状変位させる、ロボット手術器具。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のロボット手術器具において、前記器具インターフェースエレメントが、最小変位位置と最大変位位置との間の前記変位範囲にわたって直線状変位可能であり、
前記器具インターフェースエレメントが、ボディおよびラグを有しており、当該ボディが、前記最小変位位置と前記最大変位位置との間で直線状変位可能である、ロボット手術器具。 - 請求項10に記載のロボット手術器具において、前記一対の駆動エレメントが前記ラグに固定されており、当該ラグは前記ボディ内で、前記ボディが直線状変位可能とされている軸心と平行なラグ軸心に沿って直線状変位可能であり、
前記位置合わせ機構が、前記ボディ及びラグに接続されて当該ボディの変位位置を当該ラグを変位させることなく調節するねじ調節機構を含む、ロボット手術器具。 - 請求項11に記載のロボット手術器具において、前記ねじ調節機構が、前記ボディにおけるスロットを通って前記ラグに螺合したねじを有し、前記スロットは前記ラグ軸心と並んで配置されており、前記ねじが前記スロットに沿って摺動するように拘束されていることにより、当該ねじが緩んでいるときには前記ボディが前記ラグに対して変位することができ、当該ねじが締まっているときには前記ボディが前記ラグに対して固定される、ロボット手術器具。
- ロボット手術器具の一対の駆動エレメントの張力付与と当該一対の駆動エレメントを駆動させる器具インターフェースエレメントの位置合わせとを独立して行う方法であって、
前記ロボット手術器具は、
シャフトと、
前記シャフトの遠位端部に位置する、エンドエフェクタを回動させる関節部であって、前記一対の駆動エレメントにより駆動可能な関節部と、
前記シャフトの近位端部に位置する器具インターフェースと、
を備え、
前記器具インターフェースが、前記器具インターフェースエレメントを有し、当該器具インターフェースエレメントが、変位範囲にわたって変位可能であり、前記一対の駆動エレメントは、当該器具インターフェースエレメントの変位が当該一対の駆動エレメントに伝達されるように当該器具インターフェースエレメントに固定されており、
当該方法が、
前記エンドエフェクタを所定の形態に設定する過程と、
張力付与機構を用いて前記一対の駆動エレメントに張力付与する過程と、
位置合わせ機構を用いて前記器具インターフェースエレメントの変位位置を所定の位置合わせ位置に設定する過程と、
を含み、
前記位置合わせ機構が、前記張力付与機構と独立に設けられている、方法。 - 請求項13に記載の方法において、前記張力付与機構は、周りを前記一対の駆動エレメントが移動するように拘束されているプーリ機構を含み、
当該方法は、前記プーリ機構を直線状変位させることによって前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。 - 請求項14に記載の方法において、前記張力付与機構が、前記プーリ機構に連結されて当該プーリ機構を直線状変位させるねじ調節機構を含み、当該ねじ調節機構が、前記プーリ機構に螺合したねじを有し、前記器具インターフェースは、前記ねじを当該ねじの直線状変位を妨げるように拘束しており、
当該方法は、前記ねじを締めるか又は緩めることにより、前記一対の駆動エレメントに張力付与することを含む方法。
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