JPWO2016136301A1

JPWO2016136301A1 - マニピュレータ及びマニピュレータシステム

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Publication number: JPWO2016136301A1
Application number: JP2016554508A
Authority: JP
Inventors: 克彦吉村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2017-04-27
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Also published as: WO2016136301A1; EP3195993A4; CN107073723A; EP3195993A1; US20170209227A1; JP6064100B1

Abstract

駆動部からの動力が湾曲部に伝達されない異常時にも的確に湾曲部を調整することが可能なマニピュレータ及びマニピュレータシステムを提供する。マニピュレータ（１）は、本体部（２）と、本体部（２）から延びる長尺部（３）と、長尺部（３）に接続される湾曲部（４）と、湾曲部（４）を動作させる動力を伝達する連結部材（５）と、連結部材（５）への動力を発生する駆動部（２１）と、湾曲部（４）と駆動部（２１）の間に配置され、連結部材（５）を連結部材（５）の経路に対して交差する方向に押圧する調整部（６）と、を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、関節を曲げることで湾曲し、様々な処置等を行うことのできるマニピュレータ及びマニピュレータシステムに関するものである。

例えば、患者の体腔内に処置具を挿入して、処置具先端をワイヤ等で牽引することで湾曲させ、体腔内の臓器を観察したり、治療をおこなったりするマニピュレータが広く用いられている。手術の際には、観察のための内視鏡、組織を把持する鉗子、又は組織を切除する電気メス等の複数の処置具が体腔内に挿入されることが多い。

従来、このようなマニピュレータにおいて、電力供給の停止またはモータの故障等によって、体内に挿入した湾曲部が湾曲したままの状態で固定され、操作できなくなるおそれがあった。

そのため、特許文献１には、モータからの動力伝達解除後にもマニュアルで動かせるように電磁クラッチにハンドルが設置された技術が記載されている。

特許第４７２２２４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のマニピュレータは、マニュアルで動かす際にはモータとギアの間の駆動力の伝達をクラッチ等によって遮断する必要があり、遮断機構の故障時には対応が困難であった。また、ギアが噛んで動かない場合等、駆動部または動力伝達部の故障時にも対応できなかった。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、駆動部からの動力が湾曲部に伝達されない異常時にも的確に湾曲部を調整することが可能なマニピュレータ及びマニピュレータシステムを提供する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータは、
本体部と、
前記本体部から延びる長尺部と、
前記長尺部に接続される湾曲部と、
前記湾曲部を動作させる動力を伝達する連結部材と、
前記連結部材への動力を発生する駆動部と、
前記湾曲部と前記駆動部の間に配置され、前記連結部材を前記連結部材の経路に対して交差する方向に押圧する調整部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記調整部は、前記連結部材の経路に対して交差する方向に前記連結部材を押圧する移動部材を有する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記移動部材は、予め前記連結部材を押圧する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記連結部材は、
前記湾曲部を一方に湾曲させる第１連結部材と、
前記第１連結部材が湾曲させる方向とは異なる方向に前記湾曲部を湾曲させる第２連結部材と、
を有する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記移動部材は、
前記第１連結部材を前記第１連結部材の経路に対して交差する方向に押圧する第１移動部材と、
前記第２連結部材を前記第２連結部材の経路に対して交差する方向に押圧する第２移動部材と、
を有し、
前記調整部は、前記第１移動部材及び前記第２移動部材を一度の操作で同じ方向に移動させる調整操作部を有する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記第１移動部材は、予め前記第１連結部材を押圧し、
前記第２移動部材は、予め前記第２連結部材を前記第１連結部材が押圧される方向とは逆方向に押圧する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記調整部は、前記移動部材が前記連結部材を押圧することによって、前記移動部材とは逆方向から前記連結部材に接触する支持部材を有する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記支持部材は、
前記第１移動部材が前記第１連結部材を押圧することによって、前記第１移動部材とは逆方向から前記第１連結部材に接触する第１支持部材と、
前記第２移動部材が前記第２連結部材を押圧することによって、前記第２移動部材とは逆方向から前記第２連結部材に接触する第２支持部材と、
を有する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記支持部材は、軸を中心に回転可能である。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータは、
前記連結部材を覆うシースを備える。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記調整部は、
ケースと、
前記ケースに支持される調整部材と、
前記ケースと前記調整部材の間に設置される弾性部材と、
前記ケースに対する前記調整部材の移動を抑制するストッパと、
を有する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記ストッパは、前記調整部材を支持可能であって、前記ケースに対して取り外し可能である。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記ストッパは、前記ケースに固定され、前記調整部材を移動可能に支持する。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータでは、
前記ストッパは、前記ケースに対して前記調整部材を移動可能に支持する断続機構である。

本発明の一実施形態に係るマニピュレータシステムは、
前記湾曲部に処置具及び内視鏡を有する前記マニピュレータと、
前記内視鏡から得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部から送信された映像信号を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とする。

この態様に係るマニピュレータ及びマニピュレータシステムによれば、駆動部からの動力が湾曲部に伝達されない異常時にも的確に湾曲部を調整することが可能となる。

第１実施形態のマニピュレータを示す。第１実施形態のマニピュレータの調整部を示す。第１実施形態のマニピュレータの直線状態の湾曲部が調整部の移動によって湾曲状態となる様子を示す。第１実施形態のマニピュレータの湾曲状態の湾曲部が調整部の移動によって直線状態となる様子を示す。第２実施形態のマニピュレータの調整部を示す。第３実施形態のマニピュレータの調整部を示す。第４実施形態のマニピュレータの調整部を示す。第５実施形態のマニピュレータの調整部を示す。第６実施形態のマニピュレータの調整部を示す。第６実施形態のマニピュレータの移動可能な状態の調整部を示す。第７実施形態のマニピュレータの調整部を示す。本実施形態のマニピュレータの他の例を示す。本実施形態のマニピュレータの他の例を示す。本実施形態のマニピュレータを適用したマニピュレータシステムを示す。本実施形態のマニピュレータを適用したマニピュレータシステムのシステム構成図を示す。

以下、実施形態について説明する。

図１は、第１実施形態のマニピュレータ１を示す。

第１実施形態のマニピュレータ１は、本体部２と、本体部２から延びる長尺部３と、長尺部３に接続される湾曲部４と、湾曲部４を動作させる動力を伝達するワイヤ等の連結部材５と、本体部２と湾曲部４との間で連結部材５の位置を調整する調整部６と、を備える。

本体部２は、連結部材５への動力を発生する駆動部２１と、駆動部２１が発生した動力を連結部材５に伝達する動力伝達部２２と、駆動部２１を操作する駆動操作部２３と、を備える。本体部２は、駆動部２１および動力伝達部２２を収納するケース状の部分である。第１実施形態では、本体部２から調整部６を介して長尺部３が延びる。長尺部３の先端には、長尺部３に対して屈曲又は湾曲可能な湾曲部４が取り付けられている。連結部材５は、第１連結部材５ａと第２連結部材５ｂを有し、どちらも一端側が湾曲部４に取り付けられ、長尺部３の内部を挿通し、他端側が調整部６を経て動力伝達部２２に取り付けられる。

このような構造のマニピュレータ１は、通常時、駆動操作部２３を操作することで湾曲部４を湾曲させる。駆動操作部２３を操作すると、駆動部２１が駆動する。駆動部２１が発生する動力は、第１連結部材５ａまたは第２連結部材５ｂを引っ張る。引っ張られた連結部材５は、調整部６を介して長尺部３内を移動し、湾曲部４の一方を引っ張る。そして、湾曲部４を湾曲させる。

図２は、第１実施形態のマニピュレータ１の調整部６を示す。

調整部６は、電源供給の停止または駆動部２１の動作異常等によって、駆動部２１が作動しない場合、または駆動部２１の動力が連結部材５に伝達されない場合に使用する。第１実施形態の調整部６は、本体部２と長尺部３の間に設けられる。調整部６は、専用の駆動部材または手動により移動可能であって、２本の連結部材５を両側から押圧した状態で挟持する移動部材６１を有する。すなわち、連結部材５は押圧された状態が通常時の状態となる。

移動部材６１は、第１連結部材５ａを押圧する第１移動部材６１ａと第２連結部材５ｂを押圧する第２移動部材６１ｂを有する。移動部材６１は、連結部材５に対して交差する方向に共に移動可能である。特に、連結部材５に対して直交する方向に移動することが好ましい。

駆動操作部２３によって湾曲部４の湾曲動作を操作することが可能な場合、調整部６は作動せず、連結部材５は調整部６の表面を滑り、湾曲部４を湾曲させることが可能である。

図３は、第１実施形態のマニピュレータ１の直線状態の湾曲部４が調整部６の調整部材６１の移動によって湾曲状態となる様子を示す。図３（ａ）は第１連結部材５ａを押圧した場合、図３（ｂ）は第２連結部材５ｂを押圧した場合である。

図３（ａ）に示すように、湾曲部４が直線状の状態で駆動部２による動作が困難となった場合、調整部６の移動部材６１を第２連結部材５ｂ側に移動させると、第１連結部材５ａは第１移動部材６１ａにより大きく押圧され、第２連結部材５ｂは直線状に近づく。すなわち、湾曲部４の第１連結部材５ａは第１移動部材６１ａに引っ張られて、湾曲部４の第２連結部材５ｂは弛められる。したがって、湾曲部４は、第１連結部材５ａ側に湾曲する。

図３（ｂ）に示すように、湾曲部４が直線状の状態で駆動部２による動作が困難となった場合、調整部６の移動部材６１を第１連結部材５ａ側に移動させると、第２連結部材５ｂは第２移動部材６１ｂにより大きく押圧され、第１連結部材５ａは直線状に近づく。すなわち、湾曲部４の第２連結部材５ｂは第２移動部材６１ｂに引っ張られて、湾曲部４の第１連結部材５ａは弛められる。したがって、湾曲部４は、第２連結部材５ｂ側に湾曲する。

このように、第１実施形態のマニピュレータ１は、電源供給の停止または駆動部２１の動作異常等によって、駆動部２１が作動しない場合、または駆動部２１の動力が連結部材５に伝達されない場合であっても、調整部６の移動部材６１を作動させることで直線状の湾曲部４を操作することが可能となる。

図４は、第１実施形態のマニピュレータ１の湾曲状態の湾曲部４が調整部６の移動によって直線状態となる様子を示す。図４（ａ）は第２連結部材５ｂを押圧した場合、図４（ｂ）は第１連結部材５ａを押圧した場合である。

図４（ａ）に示すように、湾曲部４が第１連結部材５ａ側に湾曲した状態で駆動部２による動作が困難となった場合、調整部６の移動部材６１を第１連結部材５ａ側に移動させると、第２連結部材５ｂは第２移動部材６１ｂにより大きく押圧され、第１連結部材５ａは直線状に近づく。すなわち、湾曲部４の第２連結部材５ｂは第２移動部材６１ｂに引っ張られて、湾曲部４の第１連結部材５ａは弛められる。したがって、湾曲部４は、直線状に近づく。

図４（ｂ）に示すように、湾曲部４が第２連結部材５ｂ側に湾曲した状態で駆動部２による動作が困難となった場合、調整部６の移動部材６１を第２連結部材５ｂ側に移動させると、第１連結部材５ａは第１移動部材６１ａにより大きく押圧され、第２連結部材５ｂは直線状に近づく。すなわち、湾曲部４の第１連結部材５ａは第１移動部材６１ａに引っ張られて、湾曲部４の第２連結部材５ｂは弛められる。したがって、湾曲部４は、直線状に近づく。

このように、第１実施形態のマニピュレータ１は、電源供給の停止または駆動部２１の動作異常等によって、駆動部２１が作動しない場合、または駆動部２１の動力が連結部材５に伝達されない場合であっても、調整部６の移動部材６１を作動させることで湾曲状の湾曲部４を操作することが可能となる。

図５は、第２実施形態のマニピュレータ１の調整部６を示す。

第２実施形態の調整部６は、第１実施形態の調整部６に加えて、移動部材６１の両隣に支持部材６２を有する。移動部材６１は、連結部材５に対して交差する方向に共に移動可能である。特に、連結部材５に対して直交する方向に移動することが好ましい。すなわち、図５に示すように、連結部材５は支持部材６２の間で移動部材６１によって押圧される。支持部材６２は、移動することなく、固定されていることが好ましい。

移動部材６１は、第１連結部材５ａを押圧する第１移動部材６１ａと第２連結部材５ｂを押圧する第２移動部材６１ｂを有する。支持部材６２は、第１移動部材６１ａの両隣に設置される一組の第１支持部材６２ａと、第２移動部材６１ｂの両隣に設置される一組の第２支持部材６２ｂと、を有する。

第１連結部材５ａは、一組の第１支持部材６２ａの一方側に配置され、一組の第１支持部材６２ａの間に配置された第１移動部材６１ａの他方側の面で押圧される。第２連結部材５ｂは、一組の第２支持部材６２ｂの他方側に配置され、一組の第２支持部材６２ｂの間に配置された第２移動部材６１ｂの一方側の面で押圧される。

駆動操作部２３によって湾曲部４の湾曲動作を操作することが可能な場合、移動部材６１は作動せず、連結部材５は移動部材６１及び支持部材６２の表面を滑り、湾曲部４を湾曲させることが可能である。

駆動部２による動作が困難となった場合、例えば、調整部６の移動部材６１を第２連結部材５ｂ側に移動させると、第１連結部材５ａは第１移動部材６１ａにより大きく押圧され、第２連結部材５ｂは直線状に近づく。すなわち、湾曲部４の第１連結部材５ａは第１移動部材６１ａに引っ張られて、湾曲部４の第２連結部材５ｂは弛められる。逆に、調整部６の移動部材６１を第１連結部材５ａ側に移動させると、第２連結部材５ｂは第２移動部材６１ｂにより大きく押圧され、第１連結部材５ａは直線状に近づく。

第２実施形態のマニピュレータ１においては、調整部６の移動部材６１の両隣の近接位置に支持部材６２を設けることで、連結部材５が支持部材６２に支持された状態で、移動部材６１が連結部材５を押圧する。すなわち、支持部材６２が存在しない場合と比較して、移動部材６１の少ない移動距離で連結部材５の経路長の変化量を大きくすることが可能となる。したがって、調整部６のスペースを小さくすることが可能であり、且つ、湾曲部４の湾曲角度を大きくすることが可能となる。

図６は、第３実施形態のマニピュレータ１の調整部６を示す。

第２実施形態の調整部６は、第２実施形態の移動部材６１および支持部材６２をプーリ等の円形で軸を中心に回転可能な部材としたものである。その他の構造は第２実施形態と同様なので、説明は省略する。

第３実施形態のマニピュレータ１においては、移動部材６１および支持部材６２を円形で軸を中心に回転可能な部材としたことで、連結部材５と移動部材６１および支持部材６２との摩擦が軽減され、通常時の本体部２から湾曲部４への連結部材５の押し引きを円滑にすることが可能となる。また、駆動部２による動作が困難となり、移動部材６１を移動させる場合も連結部材５と移動部材６１および支持部材６２との摩擦が軽減され、連結部材５の押し引きを円滑にすることが可能となる。

図７は、第４実施形態のマニピュレータ１の調整部６を示す。

第４実施形態の調整部６は、第２実施形態の連結部材５をシース７の内部に通す構造としたものである。その他の構造は第２実施形態と同様なので、説明は省略する。

第４実施形態のマニピュレータ１においては、連結部材５をシース７の内部に通す構造としたことで、連結部材５と移動部材６１および支持部材６２とが直接触れることなく、摩擦が軽減され、通常時の本体部２から湾曲部４への連結部材５の押し引きを円滑にすることが可能となる。また、駆動部２による動作が困難となり、移動部材６１を移動させる場合も連結部材５と移動部材６１および支持部材６２とが直接触れることなく、摩擦が軽減され、連結部材５の押し引きを円滑にすることが可能となる。

図８は、第５実施形態のマニピュレータ１の調整部６を示す。図８（ａ）は、第５実施形態のマニピュレータ１の全体を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）のVIIIb−VIIIb断面を示す。

第５実施形態の調整部６は、移動部材６１と、ストッパ６３と、通常時にストッパ６３を支持するケース６４と、ケース６４に支持される調整部材６５と、ケース６４と調整部材６５の間に設けられる弾性部材６６と、調整部６全体を覆うカバー６７と、を有する。第５実施形態の調整部６は、ストッパ６３を設け、通常時の移動部材６１の移動を抑制する構造である。なお、カバー６７は設けなくてもよい。

移動部材６１は、調整部材６５に回転可能に支持される。そして、調整部材６５は、弾性部材６６を介してケース６４に支持されている。ストッパ６３は、環状の部材であって、中心に孔６３ａが形成されている。ストッパ６３は、ケース６４に形成された孔６４ａに嵌め込まれる。そして、ストッパ６３の孔６３ａに調整部材６５の調整操作部６５ａが嵌め込まれる。

ストッパ６３が無い場合、調整部材６５及び移動部材６１は、ケース６４に対して自由に動ける状態となっている。通常、調整部６が使用されない状態では、連結部材５は駆動部２によって押し引きされるため、ストッパ６３で固定していないと連結部材５に接触する移動部材６１は動いてしまう。そして、連結部材５の押し引き動作が湾曲部４に伝達されなくなるおそれがある。そこで、ストッパ６３によって調整部材６５の動きを抑制することで、通常時の連結部材５による動力伝達を的確に行うことができるようにする。

また、駆動部２による動作が困難となり、移動部材６１を移動させる場合には、ストッパ６３をケース６４からはずせばよい。ストッパ６３をケース６４からはずすことで、調整部材６５の調整操作部６５ａがストッパ６３からはずれ、調整部材６５及び移動部材６１が移動可能となる。

第５実施形態のマニピュレータ１においては、ケース６４にストッパ６３を嵌めることで通常時の連結部材５による動力伝達を的確に行うことが可能となり、且つ、駆動部２による動作が困難な場合には、容易にストッパ６３をはずし、調整部材６１を移動可能な状態とすることが可能となる。

図９は、第６実施形態のマニピュレータ１の調整部６を示す。図９（ａ）は、第６実施形態のマニピュレータ１の全体を示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）のIXb−IXb断面矢視図を示す。

第６実施形態の調整部６は、ストッパ６８と、ストッパ６８を固定するケース６４と、ケース６４に支持される調整部材６５と、ケース６４と調整部材６５の間に設けられる弾性部材６６と、調整部６全体を覆うカバー６７（図示せず）と、調整部材６５に回転可能に支持される移動部材６１と、を有する。第６実施形態の調整部６は、第５実施形態とは異なる例のストッパ６８を設け、通常時の移動部材６１の移動を抑制する構造である。

ストッパ６８は、孔６８ａが形成され、下方には凹部６８ｂが形成されている。ストッパ６８は、ケース６４に形成された孔６４ａに固定される。調整部材６５は、上方に調整操作部６５ａと、凸部６５ｂと、が形成されている。通常時、調整操作部６５ａはストッパ６８の孔６８ａに嵌め込まれ、凸部６５ｂはストッパ６８の凹部６８ｂに嵌め込まれる。

調整部材６５は、弾性部材６６を介してケース６４に支持される。通常時、弾性部材６６は、調整部材６５の凸部６５ｂがストッパ６８の孔６８ａに嵌め込まれる方向に付勢する。

通常、調整部６が使用されない状態では、連結部材５は駆動部２によって押し引きされるため、調整部材６５をストッパ６８で固定していないと連結部材５に接触する移動部材６１は動いてしまう。そして、連結部材５の押し引き動作が湾曲部４に伝達されなくなるおそれがある。そこで、ストッパ６８によって調整部材６５の動きを抑制することで、通常時の連結部材５による動力伝達を的確に行うことができるようにする。

図１０は、第６実施形態のマニピュレータ１の移動可能な状態の調整部６を示す。図１０（ａ）は、移動可能な状態の調整部６の図９（ｂ）に対応する断面矢視図を示す。図１０（ｂ）は、上方から見た調整部６の移動状態を示す。

駆動部２による動作が困難となり、移動部材６１を移動させる場合には、調整部材６５の調整操作部６５ａを上方から押し下げ、凸部６５ｂをストッパ６８の凹部６８ｂからはずし、調整操作部６５ａを押しながらスライドさせればよい。調整部材６５の凸部６５ｂをストッパ６８の凹部６８ｂからはずすことで、調整部材６５及び移動部材６１が移動可能となる。

第６実施形態のマニピュレータ１においては、ストッパ６８の凹部６８ｂに調整部材６５の凸部６５ｂを嵌めることで通常時の連結部材５による動力伝達を的確に行うことが可能となり、且つ、駆動部２による動作が困難な場合には、ワンアクションで容易にストッパ６８をはずし、調整部材６５を移動可能な状態とすることが可能となる。

図１１は、第７実施形態のマニピュレータ１の調整部６を示す。図１１（ａ）は、第７実施形態のマニピュレータ１の全体を示す。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のXIb−XIb断面矢視図を示す。

第７実施形態のマニピュレータ１は、駆動部２１または動力伝達部２２が作動困難な状態を検出する異常検出部２４と、異常検出部２４からの検出結果に応じて調整部６を制御する調整制御部２５と、を備える。

第７実施形態の調整部６は、ストッパ６９と、ケース６４と、ケース６４に支持される調整部材６５と、ケース６４と調整部材６５の間に設けられる弾性部材６６と、調整部６全体を覆うカバー６７と、調整部材６５に回転可能に支持される移動部材６１と、を有する。第７実施形態の調整部６は、通常時の移動部材６１の移動を抑制する構造である。

ストッパ６９は、電磁クラッチ等の断接機構からなる。ストッパ６９は、ケース６４に固定された第１部材６９ａと、第１部材６９ａに対して移動可能な第２部材６９ｂと、を有する。

調整部材６５は、弾性部材６６を介してケース６４に支持される。弾性部材６６は、調整部材６５の調整操作部６５ａがストッパ６９に嵌め込まれる方向に付勢する。

通常、調整部６が使用されない状態では、連結部材５は駆動部２によって押し引きされるため、調整部材６５をストッパ６８で固定していないと連結部材５に接触する移動部材６１は動いてしまう。そして、連結部材５の押し引き動作が湾曲部４に伝達されなくなるおそれがある。そこで、ストッパ６９によって調整部材６５の動きを抑制することで、通常時の連結部材５による動力伝達を的確に行うことができるようにする。

駆動部２による動作が困難となると、異常検出部２４が異常を検出し、調整制御部２５がストッパ６９のロックを解除し、調整部材６５及び移動部材６１が移動可能となるように制御する。

第７実施形態のマニピュレータ１においては、ストッパ６９をロックすることで通常時の連結部材５による動力伝達を的確に行うことが可能となり、且つ、異常検出部２４が異常を検出した場合、調整制御部２５がストッパ６９のロックを解除し、調整部材６５及び移動部材６１を移動可能な状態とすることが可能となる。

図１２は、本実施形態のマニピュレータ１の他の例を示す。

図１２に示すマニピュレータ１は、第１方向及び第１方向に直交する第２方向に湾曲部４を湾曲可能な構造である。すなわち、マニピュレータ１は、一組の第１方向用連結部材５１及び一組の第２方向用連結部材５２と、第１方向用連結部材５１を調整する第１調整部６ａ及び第２方向用連結部材５２を調整する第２調整部６ｂと、を有する。第１調整部６ａと第２調整部６ｂの構造は、前述した各実施形態の調整部６からそれぞれ選択すればよい。

このような構造により、調整部６で湾曲部４を様々な方向に湾曲させることが可能となる。

図１３は、本実施形態のマニピュレータ１の他の例を示す。

図１３に示すマニピュレータ１は、前述した実施形態と比較して長尺部３が長くなっており、調整部６の位置を本体部２から離間させて長尺部３の湾曲部４側に設置したものである。このように調整部６の位置を変更することで設計の自由度を高くすることが可能となる。

図１４は、本実施形態のマニピュレータ１を適用したマニピュレータシステム９０を示す。図１５は、本実施形態のマニピュレータ１を適用したマニピュレータシステム９０のシステム構成図を示す。

本実施形態に係るマニピュレータシステム９０は、前述したマニピュレータ１を適用する。マニピュレータシステム９０は、操作者Ｏにより操作される駆動操作部２３、手術台ＢＤ上の患者Ｐの体内、例えば、大腸等の柔らかい臓器内に挿入可能な図１に示した長尺部３、及び長尺部３の先端に設置された内視鏡等を有する図１に示した湾曲部４等を有するマニピュレータ１と、マニピュレータ１を制御する制御部９１と、マニピュレータ１により取得された画像を表示する表示部９２と、を備えている。

駆動操作部２３は、図１４に示すように、操作台に取り付けられた一対の操作ハンドルと、床面上に配置されたフットスイッチ等を有している。駆動操作部２３は、多関節構造を有してもよい。駆動操作部２３は、長尺部３及び湾曲部４と機械的に接続され、湾曲部４の湾曲操作を行う。また、操作した駆動操作部２３の角度をエンコーダ等の角度取得部から取得し、その取得した信号によって、制御部９１は、ドライバ９１ａを介して湾曲部４を作動させる。

マニピュレータ１は、湾曲部４に内視鏡または処置具等を有する。内視鏡は、体内を照明し、画像を取得するための観察光学系、照明光学系、及び撮像素子等を備えている。観察光学系を経て撮像素子により取得された画像は、制御部９１内の画像処理部９１ｂに出力される。画像処理部９１ｂで処理された画像は、表示部９２に表示される。そして、操作者Ｏは、表示部９２に表示された画像を見ながらマニピュレータ１を操作する。

このようなマニピュレータシステム９０によれば、図１に示したマニピュレータ１に対して、電源供給の停止または駆動部２１の動作異常等によって、駆動部２１が作動しない場合、または駆動部２１の動力が連結部材５に伝達されない場合であっても、調整部６の移動部材６１を移動させることで湾曲部４を操作することが可能となる。

以上、本実施形態のマニピュレータ１によれば、本体部２と、本体部２から延びる長尺部３と、長尺部３に接続される湾曲部４と、湾曲部４を動作させる動力を伝達する連結部材５と、連結部材５への動力を発生する駆動部２１と、湾曲部４と駆動部２１の間に配置され、連結部材５を連結部材５の経路に対して交差する方向に押圧する調整部６と、を備えるので、駆動部２１からの動力が湾曲部４に伝達されない異常時にも的確に湾曲部４を調整することが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、調整部６は、連結部材５の経路に対して交差する方向に連結部材５を押圧する移動部材６１を有するので、少ない移動部材６１の移動距離で湾曲部４の湾曲角度を大きくすることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、移動部材６１は、予め連結部材５を押圧するので、より少ない移動部材６１の移動距離で湾曲部４の湾曲角度を大きくすることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、連結部材５は、湾曲部４を一方に湾曲させる第１連結部材５ａと、第１連結部材５ａが湾曲させる方向とは異なる方向に湾曲部４を湾曲させる第２連結部材５ｂと、を有するので、異なる方向に湾曲させることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、移動部材６１は、第１連結部材５ａを第１連結部材５ａの経路に対して交差する方向に押圧する第１移動部材６１ａと、第２連結部材５ｂを第２連結部材５ｂの経路に対して交差する方向に押圧する第２移動部材６１ｂと、を有し、調整部６は、第１移動部材６１ａ及び第２移動部材６１ｂを同じ方向に移動させる調整操作部６５ａを有するので、調整操作部６５ａの一度の操作によって湾曲部４が湾曲する内側の移動部材を引っ張り、外側の移動部材を緩めることができ、的確に湾曲させることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、第１移動部材６１ａは、予め第１連結部材５ａを押圧し、第２移動部材６１ｂは、予め第２連結部材５ｂを第１連結部材５ａが押圧される方向とは逆方向に押圧するので、より少ない移動部材６１の移動距離で湾曲部４の湾曲角度を大きくすることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、調整部６は、移動部材６１が連結部材５を押圧することによって、移動部材６１とは逆方向から連結部材５に接触する支持部材６２を有するので、支持部材６２が存在しない場合と比較して、少ない移動部材６１の移動距離で連結部材５の経路長の変化量を大きくすることが可能となる。したがって、調整部６のスペースを小さくすることが可能であり、且つ、湾曲部４の湾曲角度を大きくすることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、支持部材６２は、第１移動部材６１ａが第１連結部材５ａを押圧することによって、第１移動部材６１ａとは逆方向から第１連結部材５ａに接触する第１支持部材６２ａと、第２移動部材６１ｂが第２連結部材５ｂを押圧することによって、第２移動部材６１ｂとは逆方向から第２連結部材５ｂに接触する第２支持部材６２ｂと、を有するので、より少ない移動部材６１の移動距離で湾曲部４の湾曲角度を大きくすることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、支持部材６２は、軸を中心に回転可能なので、摩擦が軽減され、連結部材５の押し引きを円滑にすることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、連結部材５を覆うシース７を備えるので、摩擦が軽減され、連結部材５の押し引きを円滑にすることが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、調整部６は、ケース６４と、ケース６４に支持される調整部材６５と、ケース６４と調整部材６５の間に設置される弾性部材６６と、ケース６４に対する調整部材６５の移動を抑制するストッパ６３，６８，６９と、を有するので、ストッパ６８によって調整部材６５の動きを抑制することで、通常時の連結部材５による動力伝達を的確に行うことが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、ストッパ６３は、調整部材６５を支持可能であって、ケース６４に対して取り外し可能であるので、簡単な構造で容易にロックを外すことが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、ストッパ６８は、ケース６４に固定され、調整部材６５を移動可能に支持するので、簡単な構造で容易にロックを外すことが可能となる。

また、本実施形態のマニピュレータ１によれば、ストッパ６９は、ケース６４に対して調整部材６５を移動可能に支持する断続機構であるので、簡単な構造で容易にロックを外すことが可能となる。

本実施形態のマニピュレータシステム９０によれば、湾曲部４に処置具及び内視鏡を有するマニピュレータ１と、内視鏡４ａから得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部９１ｂと、画像処理部９１ｂから送信された映像信号を表示する表示部９２と、を備えるので、駆動部２１からの動力が湾曲部４に伝達されない異常時にも、調整部６の移動部材６１を移動させることで湾曲部４を操作することが可能となる。

なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。

１…マニピュレータ
２…本体部
２１…駆動部
２２…動力伝達部
２３…操作部
３…長尺部
４…湾曲部
５…連結部材
６…調整部
６１…移動部材
６２…支持部材
６３，６８，６９…ストッパ
６４…ケース
６５…調整部材
６６…弾性部材
６７…カバー

Claims

本体部と、
前記本体部から延びる長尺部と、
前記長尺部に接続される湾曲部と、
前記湾曲部を動作させる動力を伝達する連結部材と、
前記連結部材への動力を発生する駆動部と、
前記湾曲部と前記駆動部の間に配置され、前記連結部材を前記連結部材の経路に対して交差する方向に押圧する調整部と、
を備える
ことを特徴とするマニピュレータ。
前記調整部は、前記連結部材の経路に対して交差する方向に前記連結部材を押圧する移動部材を有する
請求項１に記載のマニピュレータ。
前記移動部材は、予め前記連結部材を押圧する
請求項２に記載のマニピュレータ。
前記連結部材は、
前記湾曲部を一方に湾曲させる第１連結部材と、
前記第１連結部材が湾曲させる方向とは異なる方向に前記湾曲部を湾曲させる第２連結部材と、
を有する
請求項２又は３に記載のマニピュレータ。
前記移動部材は、
前記第１連結部材を前記第１連結部材の経路に対して交差する方向に押圧する第１移動部材と、
前記第２連結部材を前記第２連結部材の経路に対して交差する方向に押圧する第２移動部材と、
を有し、
前記調整部は、前記第１移動部材及び前記第２移動部材を一度の操作で同じ方向に移動させる調整操作部を有する
請求項４に記載のマニピュレータ。
前記第１移動部材は、予め前記第１連結部材を押圧し、
前記第２移動部材は、予め前記第２連結部材を前記第１連結部材が押圧される方向とは逆方向に押圧する
請求項５に記載のマニピュレータ。
前記調整部は、前記移動部材が前記連結部材を押圧することによって、前記移動部材とは逆方向から前記連結部材に接触する支持部材を有する
請求項５又は６に記載のマニピュレータ。
前記支持部材は、
前記第１移動部材が前記第１連結部材を押圧することによって、前記第１移動部材とは逆方向から前記第１連結部材に接触する第１支持部材と、
前記第２移動部材が前記第２連結部材を押圧することによって、前記第２移動部材とは逆方向から前記第２連結部材に接触する第２支持部材と、
を有する
請求項７に記載のマニピュレータ。
前記支持部材は、軸を中心に回転可能である
請求項７または請求項８に記載のマニピュレータ。
前記連結部材を覆うシースを備える
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のマニピュレータ。
前記調整部は、
ケースと、
前記ケースに支持される調整部材と、
前記ケースと前記調整部材の間に設置される弾性部材と、
前記ケースに対する前記調整部材の移動を抑制するストッパと、
を有する
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のマニピュレータ。
前記ストッパは、前記調整部材を支持可能であって、前記ケースに対して取り外し可能である
請求項１１に記載のマニピュレータ。
前記ストッパは、前記ケースに固定され、前記調整部材を移動可能に支持する
請求項１１に記載のマニピュレータ。
前記ストッパは、前記ケースに対して前記調整部材を移動可能に支持する断続機構である
請求項１１に記載のマニピュレータ。
前記湾曲部に処置具及び内視鏡を有する請求項１乃至１４に記載のマニピュレータと、
前記内視鏡から得られた画像信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部から送信された映像信号を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とするマニピュレータシステム。