JP6875690B1 - 手術ロボット、及び手術ロボットの制御ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
本開示にかかる手術ロボットは、使用者が操作する操作部と、前記操作に応じた作動を行う作動部と、前記作動部に駆動力を供給する駆動部と、前記使用者による前記操作部の操作方向と反対の向きの力である反力の大きさを設定する反力設定部と、前記反力設定部が設定した大きさの前記反力を、前記操作部に与える反力付与部とを備え、前記反力設定部は、前記作動部が前記操作に応じた作動を行う際に、前記駆動部が供給した前記駆動力の変化に関する変化情報と、予め設定された変換係数とに基づいて前記反力を設定することを特徴とする。
以下、第1の実施形態に係る手術ロボットについて、主に図1から図6を参照しながら説明する。本実施形態では、本開示にかかる手術ロボットが、内視鏡下外科手術に用いられる例に適用して以降の説明を行う。なお、以降の説明において、前後、左右、上下の方向は、特に断りのない限りそれぞれ図中に示す方向とする。
手術ロボット1は、第1のロボットアーム2R、第2のロボットアーム2L、制御ユニット3、操作ユニット5、第1の術具7R、及び第2の術具7Lを主に備えている。第1の術具7Rは、第1のロボットアーム2Rが支持する術具であり、第2の術具7Lは、第1のロボットアーム2Rが支持する術具である。
はじめに術具7について説明を行う。術具7は、その先側の一部が、手術が行われる対象者(以降において「患者」とも記載する。)の腹部などに穿刺されたトロッカー8を介して患者の体内に挿入され、組織に対する処置を行う器具である。本実施形態では、術具7が、内視鏡下外科手術にて用いられる公知の鉗子である例に適用して以降の説明を行う。
ロボットアーム2は、使用者による操作に応じて作動して、その操作に応じた姿勢、及び位置にて術具7を保持するアーム装置である。換言すれば、ロボットアーム2は、術具7の先側の部分(本実施形態に於いては把持部71)が、使用者の所望の位置、及び姿勢となるように術具7を保持するものである。
制御ユニット3は、主にロボットアーム2、及び操作ユニット5の制御を行う部分である。制御ユニット3は、駆動制御部31、反力設定部32、変換率設定部33、入力/受付部34入力/受付部34、及び記憶部35を主に備えている。
操作ユニット5は、使用者が操作を行う部分であり、モニタ55、第1の操作装置50R、第2の操作装置50L、及び入力デバイス56を主に備えている。
続いて、この操作制御部54a,54bが、位置操作部51a及び把持操作部51bに作用させる力である反力について説明を行う。
続いて、手術ロボット1にて行われる制御について、主に図5〜6を参照し、その操作方法に従って説明を行う。
次に、第2の実施形態について主に図7から図8を参照しながら説明する。
本実施形態に係る手術ロボット1Aの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、反力の大きさを、外力検知部28からの信号も考慮して設定する点が相違する。
3,3A…制御ユニット 5…操作ユニット 7…術具 8…トロッカー
21…アーム 22…関節部 25…接続部 26a,26b…駆動部
27a,27b…変化情報取得部 28…外力検知部 31…駆動制御部
32,32A…反力設定部 33…変換率設定部 34…入力部
35…記憶部 50…操作装置 51a…位置操作部 51b…把持操作部
52a…支持部 52b,72c…支持体、
53a…グリップ 53b…把持体 53c…ジョイント部、
54a,54b…操作制御部(反力付与部) 55…モニタ、
56…入力デバイス 60…設定画面
71…把持部 72a,72b…ジョー 73…シャフト
74…リスト部 75…アダプタ
Claims (4)
- 手術ロボットであって、
使用者が操作する操作部と、
前記操作に応じた作動を行う作動部と、
前記作動部に駆動力を供給する駆動部と、
前記使用者による前記操作部の操作方向と反対の向きの力である反力の大きさを設定する反力設定部と、
前記反力設定部が設定した大きさの前記反力を、前記操作部に与える反力付与部と、
前記使用者による入力を受け付ける入力部と、
を備え、
前記反力設定部は、前記作動部が前記操作に応じた作動を行う際に、前記駆動部が供給した前記駆動力の変化に関する変化情報と、前記入力部が受け付けた入力に従って設定された変換係数と、前記手術ロボットが支持する術具の所定の箇所に加えられた外力を検知する外力検知部からの検知信号に基づいて前記反力を設定する手術ロボット。 - 複数の前記操作部と、
それぞれの前記操作部に対応した複数の前記作動部を備え、
前記反力設定部は、前記操作部ごとに前記反力の大きさをそれぞれ設定する、
請求項1に記載の手術ロボット。 - 前記駆動部は、空気圧式のアクチュエータであり、
前記変化情報は、前記空気圧式のアクチュエータの圧力の変化に関する情報である、請求項1または請求項2に記載の手術ロボット。 - 操作部と、使用者による前記操作部の操作に従って作動する作動部を備えた手術ロボットの制御を行う手術ロボットの制御ユニットであって、
前記制御ユニットは、
前記使用者による前記操作部の操作方向と反対の向きの力である反力の大きさを設定する反力設定部と、
前記操作部に前記反力を付与する反力付与部を制御して、前記反力設定部が設定した大きさの前記反力を前記操作部に付与させる反力制御部と、
前記使用者による入力を受け付ける入力部と、
を備え、
前記反力設定部は、
前記作動部が前記操作に従った作動を行う際に、前記作動に必要な駆動力を供給する駆動部が、前記作動部に供給した前記駆動力の変化に関する変化情報と、前記入力部が受け付けた入力に従って設定された変換係数と、前記手術ロボットが支持する術具の所定の箇所に加えられた外力を検知する外力検知部からの検知信号に基づいて前記反力を設定する、
前記手術ロボットの制御ユニット。
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