JPH0788788A

JPH0788788A - 能動湾曲形管状マニピュレータ

Info

Publication number: JPH0788788A
Application number: JP5233038A
Authority: JP
Inventors: Hideo Adachi; 日出夫安達; Takuya Imahashi; 拓也今橋
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明にあっては、手動により行っていた湾
曲操作を能動操作可能にするために、超音波モータの摩
擦駆動原理を用いて能動湾曲させ、円板の径方向伸縮と
屈曲変位を交互に可能な圧電バイモルフを用いて能動挿
入することを特徴とする。【構成】能動湾曲形管状マニピュレータは、隣接した管
状構造体１４が、最大の角度θを有しながら回動リンク
１５で互いに連結されている。この能動湾曲管状マニピ
ュレータは、先端部１６と、それに連結する単位の管状
構造体１４の連結体と、保護部材１７で構成されてい
る。そして、内部に応力伝達棒２３、回動自在なジョイ
ント２４、２５、２６、２７を有している。２８はステ
ータ２９を支持する弾性部材、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ
は弾性棒である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は管腔内に挿入し、管腔
形状に沿って能動的に湾曲、挿入できる能動湾曲形管状
マニピュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、管腔内に挿入し、管腔壁への押圧
状態を検出しながら管腔内の状態を診断、処置する内視
鏡が利用されている。このうち、工業用に於いては産業
用配管や航空機用エンジン内部の診断等、また医療用と
しては腹腔内の診断治療に必要不可欠な装置として利用
されている。更に、近未来に於いては、生体の血管内の
診断、治療を行うことのできる微小構造の極細内視鏡の
実現が期待され、マイクロマシン技術をベースとした研
究が進められている。

【０００３】このような応用、とりわけ医療用の内視鏡
に於いて、被検体へ傷害を与えることは絶対的に避けな
ければならないことである。また、傷害を与えないまで
も、被検者の苦痛を和らげることは重要なテーマであ
り、種々の対策がとられている。とりわけ、内視鏡の挿
入性の向上が重要な対策の一つとして検討されている。
挿入性を向上させる一つの方法として、本件特許出願人
は、特願平５−８４６４号明細書にて、内視鏡外周面に
突出した変形自在な触覚部材を設け、この基端に変形検
出部を設ける技術を開示している。

【０００４】図９は、上記特願平５−８４６４号による
管状マニピュレータの構造を示したものである。管腔１
内に挿入する挿入部２は、先端側に湾曲部３を形成して
いる。そして、その先端部には、観察光学系の観察窓
４、照明光学系の照明窓５、チャンネルの先端開口６、
触針７、鉗子８が設けられ、また各湾曲ブロック３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄ、…の外周には細線状の触覚センサ９
が複数配置されている。

【０００５】これらの触覚センサ９は、図１０及び図１
１に示されるように、触覚部材９ａと検出部９ｂから成
っている。検出部９ｂへは、図１０に示されるように、
細線状触覚センサ９への圧力が、細線の端部で伝達され
る構造になっている。上記検出部９ｂとしては、感圧導
電性ゴム、静電容量形圧力センサ、また図１１に示され
る圧電センサ１０の場合を開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の管状
マニピュレータに於いて、センサ出力信号をどのように
挿入性の向上に結び付けるかについては、そのセンサ信
号を用い、操作者に警報用ブザや表示灯を動作させて、
湾曲部の湾曲駆動用アクチュエータを駆動することによ
り、湾曲操作を行うものである。しかしながら、湾曲操
作を操作者の熟練度に頼らない、例えば能動湾曲の技術
や能動挿入についての技術は開示されていないものであ
った。

【０００７】このように、特願平５−８４６４号に記載
された技術が実現されれば、現在の挿入性に比較して、
大幅な改善が期待される。しかしながら、より挿入操作
性を高めるという内視鏡の恒久的な目標、例えば能動湾
曲、能動挿入に関する具体的な技術開示は充分とは言え
ず、改良が求められている。

【０００８】また、従来は内視鏡等の管状マニピュレー
タの操作者に応力を呈示して、その情報を基に操作者の
技量で内視鏡等の管状マニピュレータをワイヤで湾曲さ
せ管腔内に挿入するか、若しくは挿入操作は能動的に行
い、湾曲操作は操作者の応力情報を元にした手動操作す
るものであった。

【０００９】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、湾曲操作を能動操作可能にすると共に、挿入操作性
が良く、安全な能動湾曲形管状マニピュレータを提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、一
端が圧力作用点に機械的に結合された圧力伝達手段と、
その中心から偏心した位置で上記圧力伝達手段の他端と
機械的に結合される回動部材と、この回動部材に押圧接
触可能に配置され、上記回動部材からの圧力印加により
この回動部材に回動力を与える手段と、この回動力によ
って圧力作用点を圧力回避方向に変位させる手段とを具
備することを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明の能動湾曲形管状マニピュレータにあ
っては、圧力伝達手段の一端が圧力作用点に機械的に結
合され、他端は回動部材に機械的に結合されている。こ
の回動部材は、その中心から偏心した位置で上記圧力伝
達手段の他端と機械的に結合される。この回動部材と押
圧接触可能には、上記回動部材からの圧力印加によりこ
の回動部材に回動力を与える手段が配置される。そし
て、圧力作用点、圧力伝達手段、回動部材を介して圧力
が印加されると、上記回動力を与える手段によって発生
される回動力により、変位手段が圧力作用点を圧力回避
方向に変位させる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。初めに、この発明による能動湾曲の原理
について説明する。図２は、原理説明図である。湾曲形
管状マニピュレータ構造体の先端の圧力作用点１０に、
管腔１からの圧力Ｐ₁ が加わると、圧力伝達棒１１を経
て回転子１２に圧力が伝達される。押圧力Ｐ₂ を受けた
回転子１２は、進行振動波Ｗ₁ を励起されたステータ１
３に圧接されることにより、摩擦駆動回転力Ｐ₃ を受け
る。この摩擦駆動力ＦはＦ＝μＰ …（１）ここで、μ：摩擦係数Ｐ：押圧力なので、押圧力、すなわち圧力Ｐ₁ が作用点１０に加わ
ると回転し、作用点１０に加わる圧力Ｐ₁ が無くなると
Ｐ＝０となり、回転が停止する。ここで、圧力伝達棒１
１の一部に回動リンク機構の支点１３を設けると、圧力
（応力）作用点（先端１０）は、常に圧力（応力）Ｐ₁
を回避する方向に変位することになる。このように、超
音波モータの原理、すなわち押圧力があって初めて回転
子１２が起動するという特性を利用することによって、
能動湾曲機構を得ることができる。

【００１３】次に、管状マニピュレータ構造体の挿入性
を向上させる手段について以下に述べる。管状マニピュ
レータ構造体の外側壁の各点を回転楕円運動させ、その
管状マニピュレータ構造体の径方向成分の振動で、管状
マニピュレータ構造体への圧接体、例えば管腔壁を押し
退け、管状マニピュレータ構造体の楕円運動の軸方向成
分で管状マニピュレータ構造体への圧接体を手繰り送
り、その反作用として管状マニピュレータ構造体が能動
的に挿入されて行く。このような楕円運動を発生させる
手段は、円板の径方向変位と屈曲変位を交互に変位でき
る圧電振動子によって実現可能である。

【００１４】このように、超音波モータの摩擦駆動原理
を用いて、管状マニピュレータを能動湾曲させたり、円
板の径方向伸縮と屈曲変位を交互にできる圧電バイモル
フを用いることによって、能動挿入が可能になる。

【００１５】次に、図１及び図３を参照して、この発明
の第１の実施例について説明する。図１は、この発明に
よる能動湾曲形管状マニピュレータの構成を示したもの
である。能動湾曲形の管状マニピュレータは、隣接した
管状構造体１４が、最大の角度θを有しながら回動リン
ク１５で互いに連結した構成となっている。いま、角度
θを１５度と構造設計すると、単位の管状構造体１４が
６本連結して９０度となる。この能動湾曲形管状マニピ
ュレータは、先端部１６と、それに連結する単位の管状
構造体１４の連結体と、柔軟性、耐蝕性に優れた保護部
材１７で構成されている。

【００１６】図３は、図１の各部分についての拡大図で
あり、図３（ａ）は先端部１６内の構造図、図３（ｂ）
は上記角度θをなして互いに連結する単位の管状構造体
１４の連結部を示した図、図３（ｃ）は同図（ｂ）の断
面図、図３（ｄ）は回動リンク１５に用いている圧電バ
イモルフの上面構造図である。

【００１７】図３（ａ）及び（ｂ）に於いて、先端部１
６は、光学観察系の細管１８、光照射系の光ファイバ等
の導波路１９、鉗子等の処置具２０や触針２１を通す細
管２２、及び先端部１６の先端Ｐに作用する応力を回転
子１２に伝達するための剛性の高い材料から成る応力伝
達棒２３を有している。また、２４、２５、２６、２７
は半球面を回動自在なジョイントであり、２８はステー
タ２９を支持する弾性部材である。

【００１８】更に、図３（ｃ）に於いて、管状構造体１
４ａと１４ｂは、扇状圧電バイモルフ３０を支える回動
リンク１５を構成するボールベアリング３１により、連
結されている。弾性部材３２は、管状構造体先端ではな
く、管状構造体１４ａの側壁、例えばＱ点に応力が加わ
った時にも湾曲構造が能動的に変化するように、弾性棒
（応力伝達棒２３）３３ａと扇状圧電バイモルフ３０を
通して回転子１２に応力を伝えるものである。上記弾性
部材３２は、その部材が収縮する方向には自由であるが
伸びる方向には、図示されないクランプが設けられてい
る。したがって、管状構造体１４ａと１４ｂとは、互い
に離脱しないようになっている。尚、図示矢印Ａ₁ 、Ａ
₂ は、応力伝達棒２３が回転する時の軌跡を示してい
る。

【００１９】図３（ｄ）に示されるように、管状構造体
１４を構成する支持部材３４は、扇状圧電バイモルフ３
０と、導波路１９、細管１８及び２２が設けられている
貫通空間３５で構成されている。上記支持部材３４は、
先端管状構造体１６と後続管状構造体１４の回動リンク
機構と圧電バイモルフ３０の支持部を兼ねている。

【００２０】このように構成されたマニピュレータの能
動湾曲の原理は、上述した通りである。ここで、応力伝
達棒２３の支持部材１５は、圧電バイモルフを構成して
いる。これに従って、応力伝達棒２３とジョイント部２
６に於けるステータ２９に対する押圧力が、単なるＰ点
に於ける応力だけで無く、この応力に圧電バイモルフア
クチュエータの機械的出力をバイアスすることにより、
超音波モータ部が動作し、点Ｐが応力回避方向に回動し
てゆく限界の応力を適宜変更することができる。

【００２１】次に、応力が湾曲形管状マニピュレータ構
造体の先端ではなく、図３（ｃ）のＱ点で表される側胴
湾局部の凸部に応力が加わった時の湾曲状態の変化につ
いて説明する。

【００２２】図３（ｃ）に示されるように、管状構造体
１４ｂに対してＱ点が応力印加によって、弾性部材３２
を収縮するような方向へ変位すると、Ｑ点と応力伝達棒
２３の回動リンク１５の支点３６は機械的に繋がってい
るので、Ｑ点に加わった応力は応力伝達棒２３を経て回
転子１２のステータ２９への押圧力に変換される。これ
により、Ｑ点で連結した管状構造体１４のなす角度が凸
角ではなく凹角になってＱ点の応力が減少するように回
避変位する。

【００２３】以上のように、湾曲形管状マニピュレータ
構造体の先端部、側胴部の何れの箇所に於いても、応力
が掛からない方向へ能動的に湾曲するので、管腔形状に
沿って構造体の形を能動的に変形し、挿入させることが
可能となる。

【００２４】上述した第１の実施例では、管状マニピュ
レータの能動湾曲を可能としている。しかしながら、管
状構造体内に導波路等の索状体や細管が無い場合は良い
が、実際の内視鏡の如くこれらを内部に収容している場
合、同方向の回転を継続させるとこれらの内容物がねじ
れ、能動湾曲操作が不可能な事態の発生が予想される。

【００２５】以下に述べる第２の実施例は、このような
能動湾曲操作が発生しないような構造に関するものであ
る。その原理は、超音波モータ部に於いてステータに対
し、回転子が１回転以上はしないような構成及び動作と
する。

【００２６】図４は、この発明の第２の実施例による超
音波モータの構造と動作回路図を示したものである。
尚、この動作も、能動的にその部分だけで局部的に処理
する必要があり、これが可能な構造になっている。

【００２７】図４（ａ）及び（ｂ）は超音波モータ部の
構成を示したもので、回転子１２の一部に電気接点３７
が、またステータ２９に他の電気接点３８が取付けられ
ている。回転子１２が回転して、両電気接点３７及び３
８が接触する位置に到達すると、図４（ｃ）の回路が動
作して、元の方向へ逆回転するようになっている。

【００２８】すなわち、この回路は、電気端子３９を介
して電気接点３７に接続された直流電源４０と、電気端
子４１を介して電気接点３８に接続された直流カットコ
ンデンサ４２と、抵抗４３と、パルス４４のワンショッ
ト毎に交互に発振器４５からの交流パルス信号４６を反
転させる反転回路４７と、移相器４８と、圧電素子４９
に形成された電極端子５０、５１、５２で構成される超
音波モータで構成される。尚、図４（ｄ）は、反転回路
４７の内容を表したものである。

【００２９】いま、応力回避方向に回転子１２が回転
し、電気接点３７と３８が接触する位置まで到達する
と、瞬間的にコンデンサ４２の変位電流４４が抵抗４３
に流れ、電圧変換されて反転回路４７に入力される。こ
の反転回路４７は、もう一方の端子から入力される交流
パルス信号４６をパルス信号４４の１回の入力毎に反転
させる機能を有している。したがって、電気端子３７、
３８が接触すると、超音波モータに入力される電圧は反
転し、その結果、回転方向が逆転することになる。

【００３０】次に、この発明の第３の実施例を説明す
る。図５は、第３の実施例による圧電振動子応力センサ
の構造及び印加電圧波形を示したものである。

【００３１】上述した第１及び第２の実施例は、応力作
用部が応力回避方向に変位するという能動湾曲操作に関
するものであったが、以下に能動挿入操作に関する実施
例として、第３の実施例について記載する。この第３の
実施例では、図示Ｒ点（実際には円周）の振動を回転円
運動させるというものである。

【００３２】図５（ａ）〜（ｃ）に於いて、管状構造体
５３の内周に、３端子構造の中空円板状圧電バイモルフ
５４を勘合させている。この圧電バイモルフ５４は、３
端子構造となっているため、回転円運動変位を起こさせ
ることができる。また、回転円運動に対するインピーダ
ンス変化を検出することにより、その点に作用している
応力を知ることができる。外周先端部の軌跡は、図５
（ｄ）に示された電圧印加、すなわち端子５５を接地
し、圧電素子５６、５７に接続された端子５８、５９に
印加する電圧の位相を１／２周期ずらすことによって、
図示矢印Ａ₃ で表される円運動を起こさせることができ
る。

【００３３】これは、図５（ｄ）に示された電圧印加サ
イクルに於いて、Ｉ、II、III 、IVに対応して、同図
（ｃ）の変位Ｉ、II、III 、IVを発生することができる
からである。これによって、中空円板状圧電バイモルフ
５４を勘合させている管状構造体上のＲ点も、図示矢印
Ａ₃ に示されるような円運動に近い振動をする。この構
造の場合、応力がＲ点近傍に加わったときに感度を示す
ことになる。Ｒ点近傍に応力が加わった場合、中空円板
状圧電バイモルフ５４のインピーダンスが変化し、電流
値が変化する。

【００３４】ここで、応力検出回路を図６（ａ）に示さ
れるように構成すると、管状構造体に対してどの方向か
ら応力が加わっているかを判断することができる。以
下、図６（ａ）を参照して、応力検出回路の動作につい
て説明する。

【００３５】圧電素子５４の端子５８、５５間、端子５
９、５５間に印加するもので、図５（ｄ）に示されたπ
／２位相のずれた電圧は、正のパルス信号発振回路６０
の出力から加算器６１に入力され、抵抗６２及び直流電
源６３による負のオフセット電圧が加算されて、正負の
信号に変換される。

【００３６】更に、加算器６１の出力は、２チャンネル
に分けられ、その一方は９０度移相器６４を通すことに
よって得られる。そして、各変位Ｉ〜IVに対応するイン
ピーダンスを電流値として検出するために、極性が異な
る一対のダイオード６５、６６及び６７、６８と、これ
らのダイオード６５、６６及び６７、６８に接続された
電流電圧変換用の直流抵抗６９、７０及び７１、７２か
ら成る並列回路に、各チャンネルを分岐させている。

【００３７】各直流抵抗６９〜７２の変換電圧は、アナ
ログスイッチ７３、７４、７５、７６を経て、それぞれ
コンパレータ７７、７８、７９、８０に入力される。各
コンパレータ７７〜８０の比較電圧８１、８２、８３、
８４は、３端子圧電バイモルフ５４に何の応力も加わっ
ていない時にコンパレータ７７〜８０の出力が０Ｖにな
るように設定する。

【００３８】コンパレータ７７及び７８の出力端子と、
コンパレータ７９及び８０の出力端子がそれぞれ結線さ
れ、結線された各出力は加算器８５へ入力される。尚、
アナログスイッチ７３〜７６がオン状態になるのは、ア
ナログスイッチ７３〜７６の制御端子ｃ、ｄ、ｅ、ｆへ
の電圧印加が、倍周波回路８６と１ビット４出力回路８
７によって、図６（ｂ）のようにに設定されるので、ｔ
１になるタイミングでは抵抗６９の電圧と抵抗７２の電
圧が加算器８５に入力される。

【００３９】いま、３端子圧電バイモルフ５４に何の応
力も加わっていないとすると、コンパレータ７８、８０
の出力が０になるので、加算器８５の出力も０Ｖとな
る。これに対して、変位Ｉに逆らうような応力が加わる
と、端子５８に負電圧、端子５９に負電圧が加わった時
のインピーダンスが上昇し、応力の無い時に比べ電流量
が低下する。したがって、抵抗６９、７２からの電圧
は、何れも小さくなる。

【００４０】応力が大きくなる程、抵抗６９、７２から
の電圧は小さくなるので、逆にコンパレータ７８、８０
の出力は大きくなり、その結果、加算器８５の出力も大
きくなる。変位II、III 、IVに対抗する方向の応力に対
しても、それぞれタイミングｔ２、ｔ３、ｔ４に於いて
同様の動作となる。

【００４１】次に、上記したような加算器８５の出力に
よって、例えばその明るさによって応力の強さ、矢印の
向きによって応力の方向を表す視覚に訴える応力呈示装
置８８を動作させることについて説明する。

【００４２】加算器８５の出力電圧は４つに分岐され、
それぞれトランジスタ８９、９０、９１、９２のベース
に入力される。トランジスタ８９〜９２のコレクタに
は、リングカウンタ９３から正電圧のタイミングパルス
９４、９５、９６、９７が、一定の周期で、且つ各トラ
ンジスタ毎に位相がずらされて入力される。また、トラ
ンジスタ８９〜９２のエミッタは、それぞれ抵抗９８、
９９、１００、１０１を介して接地される。

【００４３】上記タイミングパルス９４〜９７は、倍周
波回路８６の出力がリングカウンタ９３に入力され、そ
の出力から得られるものである。また、正電圧のタイミ
ングパルス９４は、図６（ｂ）のタイミングｔ１と同期
している。したがって、このタイミングに加算器８５に
より出力があれば、変位Ｉに逆らうような応力が加わっ
ていることになる。

【００４４】このタイミング信号９４と加算器８５から
の出力によって、トランジスタ８９が動作し、抵抗９８
の両端に加算器８５からの出力に比例した、すなわち応
力に比例した電圧が得られる。この電圧は、ダイオード
１０２を介して抵抗１０３が接続されたコンデンサ１０
４に充電される。そして、この充電電圧により、ＦＥＴ
１０５、抵抗１０６、トランジスタ１０７を経て発光ダ
イオード１０８が点灯される。この発光ダイオード１０
８上には、例えば図示のような矢印マーク１０９の半透
明カラーフィルムが配置されているので、矢印マーク１
０９が明るく表示される。

【００４５】変位II、III 、IVに対抗する方向の応力に
対しても、それぞれ、タイミングパルスｔ２（９５）、
ｔ３（９６）、ｔ４（９７）のトランジスタ１１０、１
１１、１１２への入力によって同様の動作となる。その
結果、発光ダイオード１１３、１１４、１１５により、
矢印マーク１１６、１１７、１１８の何れか１つ、また
は場合によっては２方向の矢印マークにまたがって明る
く表示し、同時に応力に比例した明るさを得ることがで
きることになる。

【００４６】尚、上記トランジスタ９０、９１、９２と
トランジスタ１１０、１１１、１１２の間には、上記し
たダイオード１０２、抵抗１０３、コンデンサ１０４、
ＦＥＴ１０５、抵抗１０６から成る回路１１９と同じ構
成の回路１２０、１２１、１２２が接続されている。

【００４７】このように、同実施例は自励発振回路を構
成しておらず、他励振回路の構成となっている。この動
作回路は、３端子圧電振動素子にπ／２位相のずれた交
流電圧を入力して、それぞれに於けるインピーダンス変
化を検出する時に有効な汎用性のある回路であるといえ
る。

【００４８】また、図７は、圧電振動子応力センサを用
いた発振回路の他の構成例を示したものである。管状構
造体の内壁面に、一対の中空円板状圧電バイモルフ１２
３、１２４が嵌合されて配設されている。中空円板状に
しているのは、中空部に光学系や照明系の導波路や他の
管状体を通すためである。応力検出部は、一対の圧電バ
イモルフ１２３、１２４と、それに挟まれた振動伝播領
域１２５で構成される。

【００４９】一対の圧電素子のそれぞれに、発振器１２
６、１２７により、振幅が同じで位相が１／４周期ずれ
た電圧が印加される。また位置的にも、振動伝播領域１
２５の長さを１／４λ（λ＝Ｖ／Ｆ，Ｖ：管状構造体の
板波音速、Ｆ：振動周波数）分ずらして配置させる。こ
のようにすると、振動伝播領域１２５に振動進行波が伝
播する。

【００５０】このとき、各々の圧電素子に流れる電流
は、抵抗Ｒ_L １２８、１２９を介して電圧変換される。
そして、一方の圧電素子、例えば１２３側の電流信号が
移相器１２９で１／２周期ずらされ、差動アンプ１３０
にて他の圧電素子１２４に流れる電流との差動出力がと
られる。この差動出力により発振器１３１が動作され、
アンテナ１３２を経て操作者に信号が伝達される。

【００５１】この動作は自励発振回路では無い分、回路
が幾分複雑になるが、管状構造体に常時進行振動波を励
起しているので、その進行波の性質より上述したように
挿入性の向上に寄与できるという特徴がある。

【００５２】図８は、更に他の変形例で、圧電振動子応
力センサの構成例を示したものである。中空円板状圧電
バイモルフの中心部近傍に、慣性力付勢用の荷重１３２
が接合され、且つ振動漏れ防止用の溝等の振動制動材１
３３で隣接した管状構造体１３４が接合された構造を有
している。

【００５３】このような構成によれば、定在波にしろ、
進行波にしろ大きな振動振幅で高効率の振動を利用でき
ることになる。進行波は質点が回転楕円運動をするの
で、管状構造体の側壁に垂直な応力のみならず、水平方
向の応力にも感度を有する。

【００５４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、超音波
モータの摩擦駆動原理を用いて、管状マニピュレータを
能動湾曲させたり、円板の径方向伸縮と屈曲変化を交互
にできる圧電バイモルフを用いることによって、湾曲操
作を能動操作可能にすると共に、挿入操作性が良く、安
全な能動湾曲形管状マニピュレータを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による能動湾曲形管状マニピュレータ
の構成を示したものである。

【図２】この発明による能動湾曲形管状マニピュレータ
の動作原理説明図である。

【図３】図１の能動湾曲形管状マニピュレータの各部分
の内部構造図である。

【図４】この発明の第２の実施例による超音波モータの
構造及び動作回路を示した図である。

【図５】第３の実施例による圧電振動子応力センサの構
造及び印加電圧波形を示した図である。

【図６】（ａ）は図５の圧電振動子応力センサを用いた
応力検出回路の回路図、（ｂ）はアナログスイッチ７３
〜７６のオン、オフ状態を表した図である。

【図７】圧電振動子応力センサを用いた発振回路の他の
構成例を示した図である。

【図８】圧電振動子応力センサの他の構成例を示した図
である。

【図９】従来の応力センサを用いた管状マニピュレータ
の構造を示した図である。

【図１０】図９の触覚センサの構成を示した図である。

【図１１】図９の触覚センサに圧電素子を用いた構成例
を示した図である。

【符号の説明】

１０…圧力作用点、１１…圧力伝達棒、１２…回転子、
１３、２９…ステータ、１４、１４ａ、１４ｂ…管状構
造体、１５…回動リンク、１６…先端部、１７…保護部
材、１８、２２…細管、１９…導波路、２０…処置具、
２１…触針、２３…応力伝達棒、２４、２５、２６、２
７…ジョイント、２８、３２…弾性部材、３０…扇状圧
電バイモルフ、３１…ボールベアリング、３３ａ、３３
ｂ、３３ｃ…弾性棒、３４…支持部材、３５…貫通空
間、３６…支点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が圧力作用点に機械的に結合された
圧力伝達手段と、その中心から偏心した位置で上記圧力伝達手段の他端と
機械的に結合される回動部材と、この回動部材に押圧接触可能に配置され、上記回動部材
からの圧力印加によりこの回動部材に回動力を与える手
段と、この回動力によって圧力作用点を圧力回避方向に変位さ
せる手段とを具備することを特徴とする能動湾曲形管状
マニピュレータ。