WO2022145123A1 - Hydraulic drive device and hydraulic instrument unit equipped therewith - Google Patents
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Abstract
A hydraulic drive device supplying hydraulic fluid to a hydraulic drive type instrument, the hydraulic drive device comprising: a linear motion mechanism that is rotationally driven by a drive motor and reciprocates by being rotationally driven; and a piston mechanism that supplies hydraulic fluid to the instrument by interlocking with the reciprocating motion of the linear motion mechanism, wherein the linear motion mechanism reciprocates in the second direction that intersects the first direction in which a motor shaft of the drive motor extends.
Description
本発明は、液圧駆動式のインストゥルメントを駆動する液圧駆動装置、及びそれを備える液圧駆動式インストゥルメントユニットに関する。
The present invention relates to a hydraulic pressure drive device for driving a hydraulic pressure drive type instrument and a hydraulic pressure drive type instrument unit including the same.
ロボット支援下での手術では、手術支援システムが用いられる。そして、手術支援システムとしては、例えば特許文献１の外科手術システムが知られている。特許文献１の外科手術システムは、ロボットアームの先端部に、例えばクリップアプライヤーのようなインストゥルメントが取り付けられる。そして、外科手術システムでは、インストゥルメントを用いて手術が行われる。インストゥルメントの駆動方式として、例えばワイヤー駆動方式がある。ワイヤー駆動方式では、ワイヤーを引っ張ることによってインストゥルメントの先端部分、例えばジョーを可動させる。
In surgery under robot support, a surgery support system is used. As a surgical support system, for example, the surgical operation system of Patent Document 1 is known. In the surgical operation system of Patent Document 1, an instrument such as a clip applier is attached to the tip of a robot arm. Then, in the surgical operation system, the operation is performed using the instrument. As an instrument drive system, for example, there is a wire drive system. In the wire drive system, the tip of the instrument, such as a jaw, is moved by pulling the wire.
インストゥルメントの駆動方式として、前述するワイヤー駆動方式の他に液圧駆動方式がある。液圧駆動方式では、インストゥルメントの先端部分にピストンが配置されている。そして、液圧駆動方式では、液圧駆動装置からピストンに作動液を供給することによってインストゥルメントの先端部分、例えばジョーが可動する。このような機能を有する液圧駆動装置は、ロボットアームの先端部に取り付けられるので、小型であることが好ましい。
As an instrument drive system, there is a hydraulic drive system in addition to the wire drive system described above. In the hydraulic drive system, a piston is arranged at the tip of the instrument. Then, in the hydraulic pressure drive system, the tip portion of the instrument, for example, a jaw, is moved by supplying the hydraulic fluid from the hydraulic pressure drive device to the piston. Since the hydraulic drive device having such a function is attached to the tip end portion of the robot arm, it is preferable that the hydraulic drive device has a small size.
そこで本発明は、小型化を図ることができる液圧駆動装置、及びそれを備える液圧駆動式インストゥルメントユニットを提供することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a hydraulic pressure drive device capable of miniaturization and a hydraulic pressure drive type instrument unit equipped with the hydraulic pressure drive device.
本発明の液圧駆動装置は、液圧駆動式のインストゥルメントに対して作動液を供給する液圧駆動装置であって、駆動モータによって回転駆動され、回転駆動されることによって往復運動する直動機構と、前記直動機構の往復運動に連動することによって前記インストゥルメントに対して作動液を供給するピストン機構とを備え、前記直動機構は、前記駆動モータのモータ軸が延在する第１方向に交差する第２方向に往復運動するものである。
The hydraulic drive device of the present invention is a hydraulic drive device that supplies hydraulic fluid to a hydraulic drive type instrument, and is rotationally driven by a drive motor and reciprocates by being rotationally driven. The linear motion mechanism includes a motion mechanism and a piston mechanism that supplies a hydraulic fluid to the instrument by interlocking with the reciprocating motion of the linear motion mechanism, and the linear motion mechanism extends the motor shaft of the drive motor. It reciprocates in the second direction, which intersects the first direction.
本発明によれば、第１方向に交差する第２方向に直動機構が往復運動するので、液圧駆動装置の第１方向寸法を抑えることができる。これにより、液圧駆動装置を第１方向において小型化することができる。
According to the present invention, since the linear motion mechanism reciprocates in the second direction intersecting the first direction, the dimension of the hydraulic pressure drive device in the first direction can be suppressed. As a result, the hydraulic pressure drive device can be miniaturized in the first direction.
本発明の液圧駆動式インストゥルメントユニットは、前述する液圧駆動装置と、前記液圧駆動装置から供給される作動液によって駆動する前記インストゥルメントとを備えるものである。
The hydraulically driven instrument unit of the present invention includes the above-mentioned hydraulically driven device and the instrument driven by the hydraulic fluid supplied from the hydraulically driven device.
本発明によれば、前述する機能を有する液圧駆動式インストゥルメントユニットを実現することができる。
According to the present invention, it is possible to realize a hydraulically driven instrument unit having the above-mentioned functions.
本発明によれば、小型化を図ることができる。
According to the present invention, miniaturization can be achieved.
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
The above-mentioned object, other object, feature, and advantage of the present invention will be clarified from the detailed description of the following preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
以下では、本発明に係る実施形態の液圧駆動式インストゥルメントユニット（以下単に「インストゥルメントユニット」という）１、及び液圧駆動装置２を前述する図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明するインストゥルメントユニット１及び液圧駆動装置２は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
Hereinafter, the hydraulically driven instrument unit (hereinafter simply referred to as “instrument unit”) 1 and the hydraulically driven device 2 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the above-mentioned drawings. It should be noted that the concept of the direction used in the following description is used for convenience in the explanation, and does not limit the direction of the configuration of the invention to that direction. Further, the instrument unit 1 and the hydraulic pressure drive device 2 described below are only one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiment, and can be added, deleted, or changed without departing from the spirit of the invention.
＜手術支援ロボット＞
ロボット支援の下で行われる手術では、手術支援ロボット（図示せず）が用いられる。手術支援ロボットは、図１に示すインストゥルメントユニット１が取り付けられる複数のアーム３（図２に１つのアーム３のみ示す）を有している。図２に示すように複数のアーム３の先端部３ａには、取付面３ｂが夫々形成されている。また、複数のアーム３の先端部３ａには、駆動モータ４が設けられている。駆動モータ４は、モータ軸４ａを有している。モータ軸４ａは、取付面３ｂから第１方向に突き出ており、第１方向に延在する第１軸線Ｌ１周りに回転駆動される。なお、モータ軸４ａは、取付面３ｂを境にしてロボット側とインストゥルメント側とで分割することができる。ここで、第１方向は、取付面３ｂに交差する方向である。そして、第１方向は、本実施形態において取付面３ｂに直交する方向である。また、取付面３ｂは、複数のアーム３の先端部３ａにおいて下側に向くように形成されている。なお、図１乃至図４では、説明の便宜上、取付面３ｂは上下反転して示されている（即ち、取付面３ｂが上を向いている）。 <Surgery support robot>
In surgery performed with robot support, a surgery support robot (not shown) is used. The surgery support robot has a plurality of arms 3 (only onearm 3 is shown in FIG. 2) to which the instrument unit 1 shown in FIG. 1 is attached. As shown in FIG. 2, a mounting surface 3b is formed on each of the tip portions 3a of the plurality of arms 3. Further, a drive motor 4 is provided at the tip portions 3a of the plurality of arms 3. The drive motor 4 has a motor shaft 4a. The motor shaft 4a protrudes from the mounting surface 3b in the first direction and is rotationally driven around the first axis line L1 extending in the first direction. The motor shaft 4a can be divided into a robot side and an instrument side with the mounting surface 3b as a boundary. Here, the first direction is a direction that intersects the mounting surface 3b. The first direction is the direction orthogonal to the mounting surface 3b in the present embodiment. Further, the mounting surface 3b is formed so as to face downward at the tip portions 3a of the plurality of arms 3. In FIGS. 1 to 4, for convenience of explanation, the mounting surface 3b is shown upside down (that is, the mounting surface 3b faces upward).
ロボット支援の下で行われる手術では、手術支援ロボット（図示せず）が用いられる。手術支援ロボットは、図１に示すインストゥルメントユニット１が取り付けられる複数のアーム３（図２に１つのアーム３のみ示す）を有している。図２に示すように複数のアーム３の先端部３ａには、取付面３ｂが夫々形成されている。また、複数のアーム３の先端部３ａには、駆動モータ４が設けられている。駆動モータ４は、モータ軸４ａを有している。モータ軸４ａは、取付面３ｂから第１方向に突き出ており、第１方向に延在する第１軸線Ｌ１周りに回転駆動される。なお、モータ軸４ａは、取付面３ｂを境にしてロボット側とインストゥルメント側とで分割することができる。ここで、第１方向は、取付面３ｂに交差する方向である。そして、第１方向は、本実施形態において取付面３ｂに直交する方向である。また、取付面３ｂは、複数のアーム３の先端部３ａにおいて下側に向くように形成されている。なお、図１乃至図４では、説明の便宜上、取付面３ｂは上下反転して示されている（即ち、取付面３ｂが上を向いている）。 <Surgery support robot>
In surgery performed with robot support, a surgery support robot (not shown) is used. The surgery support robot has a plurality of arms 3 (only one
＜インストゥルメントユニット＞
インストゥルメントユニット１は、手術支援ロボットに取り付けられる医療用アタッチメントであって作動液によって作動する。インストゥルメントユニット１は、図２に示すアーム３の取付面３ｂに取り付けられる。即ち、インストゥルメントユニット１は、アーム３の下側に取り付けられている。インストゥルメントユニット１は、様々な種類があり、インストゥルメントユニット１の各種は、使用される用途毎に異なる機能を有している。そして、複数のアーム３の各々には、同じ又は異なる種類のインストゥルメントユニット１が取り付けられている。また、インストゥルメントユニット１は、駆動モータ４に接続されており、駆動モータ４によって駆動される。このように取り付けられているインストゥルメントユニット１は、液圧駆動装置２と、インストゥルメント５とを備えている。 <Instrument unit>
The instrument unit 1 is a medical attachment attached to a surgical support robot and is operated by a hydraulic fluid. The instrument unit 1 is mounted on themounting surface 3b of the arm 3 shown in FIG. That is, the instrument unit 1 is attached to the lower side of the arm 3. There are various types of instrument units 1, and each type of instrument unit 1 has different functions depending on the intended use. The same or different types of instrument units 1 are attached to each of the plurality of arms 3. Further, the instrument unit 1 is connected to the drive motor 4 and is driven by the drive motor 4. The instrument unit 1 attached in this way includes a hydraulic pressure driving device 2 and an instrument 5.
インストゥルメントユニット１は、手術支援ロボットに取り付けられる医療用アタッチメントであって作動液によって作動する。インストゥルメントユニット１は、図２に示すアーム３の取付面３ｂに取り付けられる。即ち、インストゥルメントユニット１は、アーム３の下側に取り付けられている。インストゥルメントユニット１は、様々な種類があり、インストゥルメントユニット１の各種は、使用される用途毎に異なる機能を有している。そして、複数のアーム３の各々には、同じ又は異なる種類のインストゥルメントユニット１が取り付けられている。また、インストゥルメントユニット１は、駆動モータ４に接続されており、駆動モータ４によって駆動される。このように取り付けられているインストゥルメントユニット１は、液圧駆動装置２と、インストゥルメント５とを備えている。 <Instrument unit>
The instrument unit 1 is a medical attachment attached to a surgical support robot and is operated by a hydraulic fluid. The instrument unit 1 is mounted on the
＜液圧駆動装置＞
液圧駆動装置２は、駆動モータ４によって駆動される。そして、液圧駆動装置２は、駆動されることによってインストゥルメント５に対して作動液（例えば、食塩水や油等）を供給する。そして、液圧駆動装置２は、作動液を供給することによってインストゥルメント５を作動させる。より詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、インストゥルメント５に対する作動液の給排を制御し、作動液の給排を制御することによってインストゥルメント５を作動させる。また、液圧駆動装置２は、手術支援ロボットのアーム３に取り付けられている。より詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、例えばアーム３の取付面３ｂに取り付けられている。本実施形態において、液圧駆動装置２は、アーム３の取付面３ｂにおいて下方側に突出するように取り付けられている。更に詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、図３にも示すようにベース部材１１と、直動機構１２と、ピストン機構１３と、バルブブロック１４と、一対の配管チューブ１５，１６と、取付部材１７とを備えている。 <Hydraulic drive device>
The hydraulicpressure drive device 2 is driven by the drive motor 4. Then, the hydraulic pressure drive device 2 supplies the hydraulic fluid (for example, saline solution, oil, etc.) to the instrument 5 by being driven. Then, the hydraulic pressure drive device 2 operates the instrument 5 by supplying the hydraulic fluid. More specifically, the hydraulic drive device 2 controls the supply and discharge of the hydraulic fluid to the instrument 5, and operates the instrument 5 by controlling the supply and discharge of the hydraulic fluid. Further, the hydraulic pressure drive device 2 is attached to the arm 3 of the surgery support robot. More specifically, the hydraulic drive device 2 is attached to, for example, the mounting surface 3b of the arm 3. In the present embodiment, the hydraulic pressure drive device 2 is mounted so as to project downward on the mounting surface 3b of the arm 3. More specifically, as shown in FIG. 3, the hydraulic drive device 2 includes a base member 11, a linear motion mechanism 12, a piston mechanism 13, a valve block 14, and a pair of piping tubes 15 and 16. It is provided with a mounting member 17.
液圧駆動装置２は、駆動モータ４によって駆動される。そして、液圧駆動装置２は、駆動されることによってインストゥルメント５に対して作動液（例えば、食塩水や油等）を供給する。そして、液圧駆動装置２は、作動液を供給することによってインストゥルメント５を作動させる。より詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、インストゥルメント５に対する作動液の給排を制御し、作動液の給排を制御することによってインストゥルメント５を作動させる。また、液圧駆動装置２は、手術支援ロボットのアーム３に取り付けられている。より詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、例えばアーム３の取付面３ｂに取り付けられている。本実施形態において、液圧駆動装置２は、アーム３の取付面３ｂにおいて下方側に突出するように取り付けられている。更に詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、図３にも示すようにベース部材１１と、直動機構１２と、ピストン機構１３と、バルブブロック１４と、一対の配管チューブ１５，１６と、取付部材１７とを備えている。 <Hydraulic drive device>
The hydraulic
＜ベース部材＞
ベース部材１１は、液圧駆動装置２において手術支援ロボットのアーム３に取り付ける部位である。より詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、例えばアーム３の取付面３ｂに取り付けられている。より詳細に説明すると、ベース部材１１は、第２方向に延在する矩形状に形成されている。ここで、第２方向とは、第１方向に交差する方向である。本実施形態において、第２方向は、第１方向に直交する方向である。そして、第２方向は、アーム３が延在する方向でもある。また、ベース部材１１の形状についてより詳細にすると、ベース部材１１は、第１方向に見た平面視(図２参照)で第２方向一方側の先端側部分１１ａが半円形状に形成されている、即ち先端半円形の矩形状に形成されている。そして、ベース部材１１の先端側部分１１ａには、取付面３ｂから突き出るモータ軸４ａが第１方向に貫通している。また、ベース部材１１は、第１方向一方側（図３において紙面上側）に主面１１ｂを有している。そして、ベース部材１１は、主面１１ｂからモータ軸４ａを第１方向一方に突き出させるように配置されている。なお、本実施形態において、モータ軸４ａは、図３に示すように平面視でベース部材１１の第３方向一方側に寄せて配置されている。ここで、第３方向は、第１方向及び第２方向に直交する方向である。そして、本実施形態において、第３方向は、ベース部材１１の幅方向、即ち液圧駆動装置２の幅方向である。そして、ベース部材１１の主面１１ｂに直動機構１２と、ピストン機構１３と、バルブブロック１４が載置するように取り付けられている。また、ベース部材１１の先端側部分１１ａには、カバー１８が被せられている。 <Base member>
Thebase member 11 is a portion attached to the arm 3 of the surgery support robot in the hydraulic pressure drive device 2. More specifically, the hydraulic drive device 2 is attached to, for example, the mounting surface 3b of the arm 3. More specifically, the base member 11 is formed in a rectangular shape extending in the second direction. Here, the second direction is a direction that intersects with the first direction. In the present embodiment, the second direction is a direction orthogonal to the first direction. The second direction is also the direction in which the arm 3 extends. Further, the shape of the base member 11 will be described in more detail. In the base member 11, the tip end side portion 11a on one side in the second direction is formed in a semicircular shape in a plan view (see FIG. 2) when viewed in the first direction. That is, it is formed in a rectangular shape with a semicircular tip. A motor shaft 4a protruding from the mounting surface 3b penetrates the tip end side portion 11a of the base member 11 in the first direction. Further, the base member 11 has a main surface 11b on one side in the first direction (upper side of the paper surface in FIG. 3). The base member 11 is arranged so that the motor shaft 4a protrudes from the main surface 11b in one direction in the first direction. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the motor shaft 4a is arranged so as to be closer to one side of the base member 11 in the third direction in a plan view. Here, the third direction is a direction orthogonal to the first direction and the second direction. Then, in the present embodiment, the third direction is the width direction of the base member 11, that is, the width direction of the hydraulic pressure drive device 2. The linear motion mechanism 12, the piston mechanism 13, and the valve block 14 are mounted on the main surface 11b of the base member 11 so as to be mounted. Further, the cover 18 is covered on the tip end side portion 11a of the base member 11.
ベース部材１１は、液圧駆動装置２において手術支援ロボットのアーム３に取り付ける部位である。より詳細に説明すると、液圧駆動装置２は、例えばアーム３の取付面３ｂに取り付けられている。より詳細に説明すると、ベース部材１１は、第２方向に延在する矩形状に形成されている。ここで、第２方向とは、第１方向に交差する方向である。本実施形態において、第２方向は、第１方向に直交する方向である。そして、第２方向は、アーム３が延在する方向でもある。また、ベース部材１１の形状についてより詳細にすると、ベース部材１１は、第１方向に見た平面視(図２参照)で第２方向一方側の先端側部分１１ａが半円形状に形成されている、即ち先端半円形の矩形状に形成されている。そして、ベース部材１１の先端側部分１１ａには、取付面３ｂから突き出るモータ軸４ａが第１方向に貫通している。また、ベース部材１１は、第１方向一方側（図３において紙面上側）に主面１１ｂを有している。そして、ベース部材１１は、主面１１ｂからモータ軸４ａを第１方向一方に突き出させるように配置されている。なお、本実施形態において、モータ軸４ａは、図３に示すように平面視でベース部材１１の第３方向一方側に寄せて配置されている。ここで、第３方向は、第１方向及び第２方向に直交する方向である。そして、本実施形態において、第３方向は、ベース部材１１の幅方向、即ち液圧駆動装置２の幅方向である。そして、ベース部材１１の主面１１ｂに直動機構１２と、ピストン機構１３と、バルブブロック１４が載置するように取り付けられている。また、ベース部材１１の先端側部分１１ａには、カバー１８が被せられている。 <Base member>
The
＜直動機構＞
図２及び図３に示す直動機構１２は、駆動モータ４によって回転駆動される。そして、直動機構１２は、回転駆動されることによって往復運動する。より詳細に説明すると、直動機構１２は、モータ軸４ａが延在する第１方向に交差（本実施形態において直交）する第２方向に往復運動するように配置されている。これにより、直動機構１２は、第２方向に延在するように構成される。なお、直動機構１２は、本実施形態において平面視でＬ字状に形成され、ベース部材１１の第３方向一方側の端部に沿って配置されている。そして、直動機構１２は、モータ軸４ａと接続されている。なお、直動機構１２は、第２方向に往復運動可能に構成されていればよく、直動機構１２として、例えばボールねじ機構及びラックアンドピニオン機構等が用いられる。本実施形態において、直動機構１２はボールねじ機構である。そして、直動機構１２は、伝達機構２１と、ボールねじ２２と、スライダ部材２３とを有している。 <Direct motion mechanism>
Thelinear motion mechanism 12 shown in FIGS. 2 and 3 is rotationally driven by the drive motor 4. Then, the linear motion mechanism 12 reciprocates by being rotationally driven. More specifically, the linear motion mechanism 12 is arranged so as to reciprocate in the second direction in which the motor shaft 4a intersects (orthogonally in the present embodiment) in the first direction extending. As a result, the linear motion mechanism 12 is configured to extend in the second direction. The linear motion mechanism 12 is formed in an L shape in a plan view in the present embodiment, and is arranged along one end of the base member 11 in the third direction. The linear motion mechanism 12 is connected to the motor shaft 4a. The linear motion mechanism 12 may be configured to be able to reciprocate in the second direction, and as the linear motion mechanism 12, for example, a ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism, or the like is used. In the present embodiment, the linear motion mechanism 12 is a ball screw mechanism. The linear motion mechanism 12 has a transmission mechanism 21, a ball screw 22, and a slider member 23.
図２及び図３に示す直動機構１２は、駆動モータ４によって回転駆動される。そして、直動機構１２は、回転駆動されることによって往復運動する。より詳細に説明すると、直動機構１２は、モータ軸４ａが延在する第１方向に交差（本実施形態において直交）する第２方向に往復運動するように配置されている。これにより、直動機構１２は、第２方向に延在するように構成される。なお、直動機構１２は、本実施形態において平面視でＬ字状に形成され、ベース部材１１の第３方向一方側の端部に沿って配置されている。そして、直動機構１２は、モータ軸４ａと接続されている。なお、直動機構１２は、第２方向に往復運動可能に構成されていればよく、直動機構１２として、例えばボールねじ機構及びラックアンドピニオン機構等が用いられる。本実施形態において、直動機構１２はボールねじ機構である。そして、直動機構１２は、伝達機構２１と、ボールねじ２２と、スライダ部材２３とを有している。 <Direct motion mechanism>
The
伝達機構２１は、駆動モータ４の回転力をボールねじ２２に伝達する。より詳細に説明すると、伝達機構２１は、入力される回転をその回転軸に対して交差する回転軸の回転力に変換してボールねじ２２に伝達する。本実施形態において、伝達機構２１は、駆動モータ４の回転力を第１方向に直交する第２方向に延びる第２軸線Ｌ２まわりの回転力に変換してボールねじ２２に伝達する。更に詳細に説明すると、伝達機構２１は、例えば２つのかさ歯車２１ａ，２１ｂによって構成されている。一方のかさ歯車２１ａがモータ軸４ａに設けられている。そして、一方のかさ歯車２１ａは、モータ軸４ａと共に第１軸線Ｌ１まわりに回転する。他方のかさ歯車２１ｂは、一方のかさ歯車２１ａに歯合しており、一方のかさ歯車２１ａの回転に連動して一方のかさ歯車２１ａ上で第２軸線Ｌ２まわりに回転する。
The transmission mechanism 21 transmits the rotational force of the drive motor 4 to the ball screw 22. More specifically, the transmission mechanism 21 converts the input rotation into the rotational force of the rotation axis intersecting the rotation axis and transmits the input rotation to the ball screw 22. In the present embodiment, the transmission mechanism 21 converts the rotational force of the drive motor 4 into a rotational force around the second axis L2 extending in the second direction orthogonal to the first direction and transmits the rotational force to the ball screw 22. More specifically, the transmission mechanism 21 is composed of, for example, two bevel gears 21a and 21b. One bevel gear 21a is provided on the motor shaft 4a. Then, one bevel gear 21a rotates around the first axis L1 together with the motor shaft 4a. The other bevel gear 21b meshes with one of the bevel gears 21a and rotates around the second axis L2 on the one bevel gear 21a in conjunction with the rotation of the one bevel gear 21a.
ボールねじ２２は、第２方向に延在する棒状の部材である。そして、ボールねじ２２には、少なくとも第２方向他方側の部分の外周面に雄ねじ部２２ａが螺刻される。そして、ボールねじ２２は、ベース部材１１の第３方向一方側に寄せ、且つ第３方向一方側の端部に沿って配置されている。また、ボールねじ２２は、その軸線である第２軸線Ｌ２が第１軸線Ｌ１と交差（本実施形態において、直交）するように配置されている。更に、ボールねじ２２は、第２方向一方側の端部に他方のかさ歯車２１ｂが設けられている。それ故、ボールねじ２２は、一方のかさ歯車２１ａが回転する（モータ軸４ａが回転する）と、その第２軸線Ｌ２まわりに回転する。
The ball screw 22 is a rod-shaped member extending in the second direction. Then, a male screw portion 22a is screwed onto the ball screw 22 on the outer peripheral surface of at least the portion on the other side in the second direction. The ball screw 22 is brought closer to one side in the third direction of the base member 11 and is arranged along the end portion on one side in the third direction. Further, the ball screw 22 is arranged so that the second axis L2, which is the axis thereof, intersects the first axis L1 (orthogonally in the present embodiment). Further, the ball screw 22 is provided with the other bevel gear 21b at the end on one side in the second direction. Therefore, when one of the bevel gears 21a rotates (the motor shaft 4a rotates), the ball screw 22 rotates around the second axis L2.
スライダ部材２３は、ボールねじ２２の回転に応じて第２方向に往復運動する。より詳細に説明すると、スライダ部材２３は、ボールねじ２２に沿って第２方向に往復運動することができる。本実施形態において、スライダ部材２３は、ボールねじ２２の雄ねじ部２２ａに螺合されており、ボールねじ２２の回転方向に応じて第２方向に移動する。即ち、ボールねじ２２が回転方向一方に回転すると、スライダ部材２３は第２方向一方に移動する。また、ボールねじ２２が回転方向他方に回転すると、スライダ部材２３は第２方向他方に移動する。また、スライダ部材２３は、ブロック状に形成され、ベース部材１１の第２方向他方側の端部に寄せて配置されている。なお、スライダ部材２３は、本実施形態において第３方向に延在する剛体である。これにより、ボールねじ２２の回転に対してスライダ部材２３全体を平行に動かすことができる。また、スライダ部材２３には、第２方向に延在するガイド部材２４が設けられている。そして、スライダ部材２３は、ガイド部材２４によって第２方向に案内されている。これによってスライダ部材２３全体の可動方向が第２方向に拘束されている。そうすると、スライダ部材２３全体が傾くことなく安定して第２方向に移動することができる。それ故、スライダ部材２３の第３方向他方側の部分の応答遅れを少なくすることができる。
The slider member 23 reciprocates in the second direction according to the rotation of the ball screw 22. More specifically, the slider member 23 can reciprocate in the second direction along the ball screw 22. In the present embodiment, the slider member 23 is screwed into the male screw portion 22a of the ball screw 22 and moves in the second direction according to the rotation direction of the ball screw 22. That is, when the ball screw 22 rotates in one direction of rotation, the slider member 23 moves in one direction in the second direction. Further, when the ball screw 22 rotates in the other direction in the rotation direction, the slider member 23 moves in the other direction in the second direction. Further, the slider member 23 is formed in a block shape and is arranged close to the other end of the base member 11 in the second direction. The slider member 23 is a rigid body extending in the third direction in the present embodiment. As a result, the entire slider member 23 can be moved in parallel with the rotation of the ball screw 22. Further, the slider member 23 is provided with a guide member 24 extending in the second direction. The slider member 23 is guided in the second direction by the guide member 24. As a result, the movable direction of the entire slider member 23 is constrained to the second direction. Then, the entire slider member 23 can be stably moved in the second direction without tilting. Therefore, the response delay of the portion of the slider member 23 on the other side in the third direction can be reduced.
＜ピストン機構＞
ピストン機構１３は、直動機構１２の往復運動に連動する。そして、ピストン機構１３は、連動することによってインストゥルメント５に作動液を供給する。より詳細に説明すると、ピストン機構１３は、インストゥルメント５に対する作動液の給排を制御する。また、ピストン機構１３は、第２方向に延在するように配置されている。更に詳細に説明すると、ピストン機構１３は、シリンダ２６と、ロッド２７とを有している。 <Piston mechanism>
Thepiston mechanism 13 is interlocked with the reciprocating motion of the linear motion mechanism 12. Then, the piston mechanism 13 supplies the hydraulic fluid to the instrument 5 by interlocking with the piston mechanism 13. More specifically, the piston mechanism 13 controls the supply and discharge of the hydraulic fluid to the instrument 5. Further, the piston mechanism 13 is arranged so as to extend in the second direction. More specifically, the piston mechanism 13 has a cylinder 26 and a rod 27.
ピストン機構１３は、直動機構１２の往復運動に連動する。そして、ピストン機構１３は、連動することによってインストゥルメント５に作動液を供給する。より詳細に説明すると、ピストン機構１３は、インストゥルメント５に対する作動液の給排を制御する。また、ピストン機構１３は、第２方向に延在するように配置されている。更に詳細に説明すると、ピストン機構１３は、シリンダ２６と、ロッド２７とを有している。 <Piston mechanism>
The
シリンダ２６は、第２方向に延在している。より詳細に説明すると、シリンダ２６は、後で詳述するバルブブロック１４に一体的に形成されている。なお、シリンダ２６は、必ずしもバルブブロック１４に一体的に形成される必要はなく、バルブブロック１４と別体で構成されてもよい。シリンダ２６について更に詳細に説明すると、シリンダ２６は、ピストン室２６ａを有している。ピストン室２６ａは、例えば断面円形状に形成され、またバルブブロック１４に第２方向に延在している。そして、ピストン室２６ａには、２つのポート２６ｂ，２６ｃが形成されている。２つのポート２６ｂ、２６ｃは、ピストン室２６ａにおいて第２方向一方側及び他方側に離れている。
The cylinder 26 extends in the second direction. More specifically, the cylinder 26 is integrally formed with the valve block 14, which will be described in detail later. The cylinder 26 does not necessarily have to be integrally formed with the valve block 14, and may be formed separately from the valve block 14. More specifically, the cylinder 26 has a piston chamber 26a. The piston chamber 26a is formed, for example, in a circular cross section, and extends in the valve block 14 in the second direction. Two ports 26b and 26c are formed in the piston chamber 26a. The two ports 26b and 26c are separated from each other in the piston chamber 26a on one side and the other side in the second direction.
ロッド２７は、シリンダ２６内、即ちピストン室２６ａを往復運動する。そして、ロッド２７は、往復運動することによってピストン室２６ａに対して作動液を吸排させる。更に詳細に説明すると、ロッド２７は、ピストン室２６ａにおいて第２方向に延在し、第２方向他方側の部分がピストン室２６ａから突き出ている。そして、ロッド２７は、第２方向他方側の端部を直動機構１２に連結させている。より詳細に説明すると、ロッド２７の第２方向他方側の端部は、スライダ部材２３の第３方向他方側の部分に連結されている。そして、ロッド２７は、スライダ部材２３に連動して第２方向に往復運動する。また、ロッド２７は、第２方向一方側の端部にピストン２７ａを有している。ピストン２７ａは、ピストン室２６ａにシールした状態で配置されている。これにより、ピストン室２６ａが第２方向一方側部分と第２方向他方側部分とに隔てられている。それ故、ロッド２７が第２方向に往復運動すると、移動方向に応じて各ポート２６ｂ，２６ｃから作動液が吸排される。
The rod 27 reciprocates in the cylinder 26, that is, in the piston chamber 26a. Then, the rod 27 reciprocates to suck and discharge the hydraulic fluid from the piston chamber 26a. More specifically, the rod 27 extends in the second direction in the piston chamber 26a, and the portion on the other side of the second direction protrudes from the piston chamber 26a. The rod 27 is connected to the linear motion mechanism 12 at the end on the other side in the second direction. More specifically, the end portion of the rod 27 on the other side in the second direction is connected to the portion on the other side in the third direction of the slider member 23. Then, the rod 27 reciprocates in the second direction in conjunction with the slider member 23. Further, the rod 27 has a piston 27a at one end on one side in the second direction. The piston 27a is arranged in a sealed state in the piston chamber 26a. As a result, the piston chamber 26a is separated into a portion on one side in the second direction and a portion on the other side in the second direction. Therefore, when the rod 27 reciprocates in the second direction, the hydraulic fluid is sucked and discharged from the ports 26b and 26c according to the moving direction.
＜バルブブロック＞
バルブブロック１４は、図３に示すような通路１４ａが形成されている。そして、通路１４ａは、ピストン機構１３とインストゥルメント５との間を行き来する作動液が流れている。更に詳細に説明すると、バルブブロック１４は、ブロック状に形成され、その内部に通路１４ａが形成されている。また、バルブブロック１４の内部には、前述の通りピストン機構１３のシリンダ２６が一体的に形成されている。そして、通路１４ａは、ピストン機構１３の各ポート２６ｂ，２６ｃに夫々接続している。また、バルブブロック１４は、スライダ部材２３の第２方向一方側であって、ボールねじ２２の第３方向他方側に配置されている。そして、バルブブロック１４には、スライダ部材２３から第２方向一方に延在するロッド２７がシリンダ２６のピストン室２６ａに挿通されている。 <Valve block>
Thevalve block 14 is formed with a passage 14a as shown in FIG. Then, the hydraulic fluid flowing back and forth between the piston mechanism 13 and the instrument 5 flows in the passage 14a. More specifically, the valve block 14 is formed in a block shape, and a passage 14a is formed inside the valve block 14. Further, as described above, the cylinder 26 of the piston mechanism 13 is integrally formed inside the valve block 14. The passage 14a is connected to each of the ports 26b and 26c of the piston mechanism 13, respectively. Further, the valve block 14 is arranged on one side of the slider member 23 in the second direction and on the other side of the ball screw 22 in the third direction. A rod 27 extending from the slider member 23 in one of the second directions is inserted into the valve block 14 through the piston chamber 26a of the cylinder 26.
バルブブロック１４は、図３に示すような通路１４ａが形成されている。そして、通路１４ａは、ピストン機構１３とインストゥルメント５との間を行き来する作動液が流れている。更に詳細に説明すると、バルブブロック１４は、ブロック状に形成され、その内部に通路１４ａが形成されている。また、バルブブロック１４の内部には、前述の通りピストン機構１３のシリンダ２６が一体的に形成されている。そして、通路１４ａは、ピストン機構１３の各ポート２６ｂ，２６ｃに夫々接続している。また、バルブブロック１４は、スライダ部材２３の第２方向一方側であって、ボールねじ２２の第３方向他方側に配置されている。そして、バルブブロック１４には、スライダ部材２３から第２方向一方に延在するロッド２７がシリンダ２６のピストン室２６ａに挿通されている。 <Valve block>
The
また、バルブブロック１４には、複数の弁３１～３５が取り付けられている。複数の弁３１～３５は、通路１４ａに夫々設けられ、通路１４ａを流れる作動液の流れを制御する。複数の弁３１～３５は、例えば逆止弁及びリリーフ弁である。また、バルブブロック１４には、加圧タンク３６も形成されている。加圧タンク３６は、ピストン機構１３のロッド２７が一方のポート２６ｂ側に移動する際に排出される作動液を蓄え、またピストン機構１３のロッド２７が他方のポート２６ｃに移動する際に作動液を排出する。そして、加圧タンク３６は、ピストン機構１３、通路１４ａ、及び複数の弁３１～３５と共にバルブブロック１４に液圧回路３７を構成する。そして、液圧回路３７によってインストゥルメント５に対する作動液の給排が制御されている。
Further, a plurality of valves 31 to 35 are attached to the valve block 14. The plurality of valves 31 to 35 are provided in the passage 14a, respectively, and control the flow of the hydraulic fluid flowing through the passage 14a. The plurality of valves 31 to 35 are, for example, check valves and relief valves. A pressure tank 36 is also formed in the valve block 14. The pressurizing tank 36 stores the hydraulic fluid discharged when the rod 27 of the piston mechanism 13 moves to the one port 26b side, and the hydraulic fluid when the rod 27 of the piston mechanism 13 moves to the other port 26c. To discharge. The pressurizing tank 36 constitutes a hydraulic circuit 37 in the valve block 14 together with the piston mechanism 13, the passage 14a, and the plurality of valves 31 to 35. The hydraulic circuit 37 controls the supply and discharge of the hydraulic fluid to the instrument 5.
また、バルブブロック１４には、２つの給排口１４ｂ，１４ｃが形成されている。給排口１４ｂ，１４ｃは、ピストン機構１３から排出される作動液をバルブブロック１４から取り出し、またピストン機構１３に吸引させる作動液をバルブブロック１４に導入するための口である。更に詳細に説明すると、給排口１４ｂ，１４ｃは、バルブブロック１４の第２方向一方側の面に形成されている。また、給排口１４ｂ，１４ｃは、第１方向に間隔をあけて配置されている。
Further, the valve block 14 is formed with two supply / discharge ports 14b and 14c. The supply / discharge ports 14b and 14c are ports for taking out the hydraulic fluid discharged from the piston mechanism 13 from the valve block 14 and introducing the hydraulic fluid to be sucked into the piston mechanism 13 into the valve block 14. More specifically, the supply / discharge ports 14b and 14c are formed on one surface of the valve block 14 in the second direction. Further, the supply / discharge ports 14b and 14c are arranged at intervals in the first direction.
＜配管チューブ＞
一対の配管チューブ１５，１６は、バルブブロック１４とインストゥルメント５とを繋いでいる。より詳細に説明すると、一対の配管チューブ１５，１６の各々は、給排口１４ｂ，１４ｃに夫々挿入されている。そして、一対の配管チューブ１５，１６は、バルブブロック１４から給排口１４ｂ，１４ｃを介して取り出される作動液をインストゥルメント５に供給し、またインストゥルメント５から排出される作動液を給排口１４ｃ，１４ｂを介してバルブブロック１４に導入させる。更に詳細に説明すると、一対の配管チューブ１５，１６は、本体１５ａ，１６ａ、及び継手部１５ｂ，１６ｂを夫々有している。本体１５ａ，１６ａは、可撓性を有する本体１５ａ，１６ａを有しており、長尺に形成されている。また、継手部１５ｂ，１６ｂは、本体１５ａ，１６ａの一端部に設けられている。継手部１５ｂ，１６ｂは、本体１５ａ，１６ａより大径に形成されている。そして、配管チューブ１５，１６は、継手部１５ｂ，１６ｂを給排口１４ｂ，１４ｃに夫々挿入させている。また、配管チューブ１５，１６の他端部は、インストゥルメント５に接続されている。 <Piping tube>
The pair of piping tubes 15 and 16 connect the valve block 14 and the instrument 5. More specifically, each of the pair of piping tubes 15 and 16 is inserted into the supply / discharge ports 14b and 14c, respectively. Then, the pair of piping tubes 15 and 16 supply the hydraulic fluid taken out from the valve block 14 via the supply / discharge ports 14b and 14c to the instrument 5, and also supply the hydraulic fluid discharged from the instrument 5. It is introduced into the valve block 14 via the outlets 14c and 14b. More specifically, the pair of piping tubes 15 and 16 each have a main body 15a and 16a and a joint portion 15b and 16b, respectively. The main bodies 15a and 16a have flexible main bodies 15a and 16a, and are formed in a long length. Further, the joint portions 15b and 16b are provided at one end of the main bodies 15a and 16a. The joint portions 15b and 16b are formed to have a larger diameter than the main bodies 15a and 16a. Then, in the piping tubes 15 and 16, the joint portions 15b and 16b are inserted into the supply / discharge ports 14b and 14c, respectively. Further, the other ends of the piping tubes 15 and 16 are connected to the instrument 5.
一対の配管チューブ１５，１６は、バルブブロック１４とインストゥルメント５とを繋いでいる。より詳細に説明すると、一対の配管チューブ１５，１６の各々は、給排口１４ｂ，１４ｃに夫々挿入されている。そして、一対の配管チューブ１５，１６は、バルブブロック１４から給排口１４ｂ，１４ｃを介して取り出される作動液をインストゥルメント５に供給し、またインストゥルメント５から排出される作動液を給排口１４ｃ，１４ｂを介してバルブブロック１４に導入させる。更に詳細に説明すると、一対の配管チューブ１５，１６は、本体１５ａ，１６ａ、及び継手部１５ｂ，１６ｂを夫々有している。本体１５ａ，１６ａは、可撓性を有する本体１５ａ，１６ａを有しており、長尺に形成されている。また、継手部１５ｂ，１６ｂは、本体１５ａ，１６ａの一端部に設けられている。継手部１５ｂ，１６ｂは、本体１５ａ，１６ａより大径に形成されている。そして、配管チューブ１５，１６は、継手部１５ｂ，１６ｂを給排口１４ｂ，１４ｃに夫々挿入させている。また、配管チューブ１５，１６の他端部は、インストゥルメント５に接続されている。 <Piping tube>
The pair of
＜取付部材＞
取付部材１７は、図４に示すように配管チューブ１５，１６をバルブブロック１４に取り付ける。更に詳細に説明すると、取付部材１７は、押え部材４１と、締結部材４２ａ，４２ｂを有している。押え部材４１は、第１方向に延在する板状の部材である。本実施形態において、押え部材４１は、第２方向に見て矩形状に形成されている。そして、押え部材４１は、貫通孔４１ａ，４１ｂを有している。貫通孔４１ａ，４１ｂは、押え部材４１において給排口１４ｂ，１４ｃに対応する位置に配置されている。即ち、貫通孔４１ａ，４１ｂは、押え部材４１において第１方向に離して配置されている。貫通孔４１ａ，４１ｂには、配管チューブ１５，１６の本体１５ａ，１６ａが挿通されている。また、貫通孔４１ａ，４１ｂは、継手部１５ｂ，１６ｂより小径に形成されている。それ故、押え部材４１がバルブブロック１４に押え付けることによって、配管チューブ１５，１６がバルブブロック１４に押え付けられる。 <Mounting member>
As shown in FIG. 4, the mountingmember 17 mounts the piping tubes 15 and 16 to the valve block 14. More specifically, the mounting member 17 has a pressing member 41 and fastening members 42a and 42b. The pressing member 41 is a plate-shaped member extending in the first direction. In the present embodiment, the pressing member 41 is formed in a rectangular shape when viewed in the second direction. The pressing member 41 has through holes 41a and 41b. The through holes 41a and 41b are arranged at positions corresponding to the supply / discharge ports 14b and 14c in the pressing member 41. That is, the through holes 41a and 41b are arranged apart from each other in the first direction in the pressing member 41. The main bodies 15a and 16a of the piping tubes 15 and 16 are inserted into the through holes 41a and 41b. Further, the through holes 41a and 41b are formed to have a smaller diameter than the joint portions 15b and 16b. Therefore, when the pressing member 41 presses against the valve block 14, the piping tubes 15 and 16 are pressed against the valve block 14.
取付部材１７は、図４に示すように配管チューブ１５，１６をバルブブロック１４に取り付ける。更に詳細に説明すると、取付部材１７は、押え部材４１と、締結部材４２ａ，４２ｂを有している。押え部材４１は、第１方向に延在する板状の部材である。本実施形態において、押え部材４１は、第２方向に見て矩形状に形成されている。そして、押え部材４１は、貫通孔４１ａ，４１ｂを有している。貫通孔４１ａ，４１ｂは、押え部材４１において給排口１４ｂ，１４ｃに対応する位置に配置されている。即ち、貫通孔４１ａ，４１ｂは、押え部材４１において第１方向に離して配置されている。貫通孔４１ａ，４１ｂには、配管チューブ１５，１６の本体１５ａ，１６ａが挿通されている。また、貫通孔４１ａ，４１ｂは、継手部１５ｂ，１６ｂより小径に形成されている。それ故、押え部材４１がバルブブロック１４に押え付けることによって、配管チューブ１５，１６がバルブブロック１４に押え付けられる。 <Mounting member>
As shown in FIG. 4, the mounting
締結部材４２ａ，４２ｂは、押え部材４１をバルブブロック１４に締結する。より詳細に説明すると、締結部材４２ａ，４２ｂは、押え部材４１において配管チューブ１５，１６に対して第１方向にずらして配置されている。本実施形態において、締結部材４２ａ，４２ｂは、配管チューブ１５，１６に対して第１方向外側にずらして配置されている。これにより、配管チューブ１５，１６をボルト締めする場合に比べて、締結部材４２ａ，４２ｂの径を小さくすることができる。それ故、押え部材４１の第３方向の寸法、即ち幅を抑えることができる。
The fastening members 42a and 42b fasten the pressing member 41 to the valve block 14. More specifically, the fastening members 42a and 42b are arranged in the pressing member 41 so as to be offset in the first direction with respect to the piping tubes 15 and 16. In the present embodiment, the fastening members 42a and 42b are arranged so as to be offset outward in the first direction with respect to the piping tubes 15 and 16. As a result, the diameters of the fastening members 42a and 42b can be reduced as compared with the case where the piping tubes 15 and 16 are bolted. Therefore, the dimension, that is, the width of the pressing member 41 in the third direction can be suppressed.
＜インストゥルメント＞
インストゥルメント５は、液圧駆動装置２からの作動液の供給を受けて作動する医療用器具である。インストゥルメント５は、ロボット支援の下で行われる手術において作業を行うことができ、作業によって異なる種類のものが用いられる。インストゥルメント５としては、例えば、本実施形態のようなクリップアプライヤーがある。クリップアプライヤーは、管状組織又は血管等（以下、「血管等」という）の結紮を行うことができる。なお、インストゥルメント５は、クリップアプライヤーに限定されず、作動液の供給を受けて駆動する医療用器具であってもよい。また、液圧駆動式の医療用器具であれば 他の鉗子であってもよく、他の鉗子としては、例えばニードルドライバ、フォーセプス、及びグラスパ等がある。本実施形態のインストゥルメント５は、シャフト５ａと、一対のジョー５ｂ，５ｃとを有している。 <Instrument>
Theinstrument 5 is a medical device that operates by receiving a supply of a hydraulic fluid from the hydraulic drive device 2. The instrument 5 can perform work in a robot-assisted operation, and different types are used depending on the work. The instrument 5 includes, for example, a clip applier as in the present embodiment. The clip applier can ligate a tubular tissue or a blood vessel or the like (hereinafter referred to as "blood vessel or the like"). The instrument 5 is not limited to the clip applier, and may be a medical instrument that is driven by being supplied with a hydraulic fluid. Further, other forceps may be used as long as they are hydraulically driven medical instruments, and other forceps include, for example, a needle driver, forceps, and a grasper. The instrument 5 of this embodiment has a shaft 5a and a pair of jaws 5b, 5c.
インストゥルメント５は、液圧駆動装置２からの作動液の供給を受けて作動する医療用器具である。インストゥルメント５は、ロボット支援の下で行われる手術において作業を行うことができ、作業によって異なる種類のものが用いられる。インストゥルメント５としては、例えば、本実施形態のようなクリップアプライヤーがある。クリップアプライヤーは、管状組織又は血管等（以下、「血管等」という）の結紮を行うことができる。なお、インストゥルメント５は、クリップアプライヤーに限定されず、作動液の供給を受けて駆動する医療用器具であってもよい。また、液圧駆動式の医療用器具であれば 他の鉗子であってもよく、他の鉗子としては、例えばニードルドライバ、フォーセプス、及びグラスパ等がある。本実施形態のインストゥルメント５は、シャフト５ａと、一対のジョー５ｂ，５ｃとを有している。 <Instrument>
The
長尺部材であるシャフト５ａは、第２方向に延在している。更に詳細に説明すると、シャフト５ａは、円筒状に形成される長尺の管である。シャフト５ａは、液圧駆動装置２に設けられている。そして、シャフト５ａは、液圧駆動装置２のカバー１８を貫通し、液圧駆動装置２から第２方向一方へと突き出ている。また、シャフト５ａ内には一対のチューブ１５，１６が挿通されている。そして、シャフト５ａ内において、一対のチューブ１５，１６がシャフト５ａの先端側部分まで延びている。
The shaft 5a, which is a long member, extends in the second direction. More specifically, the shaft 5a is a long tube formed in a cylindrical shape. The shaft 5a is provided in the hydraulic pressure drive device 2. Then, the shaft 5a penetrates the cover 18 of the hydraulic pressure drive device 2 and protrudes from the hydraulic pressure drive device 2 in one of the second directions. Further, a pair of tubes 15 and 16 are inserted in the shaft 5a. Then, in the shaft 5a, the pair of tubes 15 and 16 extend to the tip end side portion of the shaft 5a.
一対のジョー５ｂ，５ｃは、シャフト５ａの先端部分に開閉可能に設けられている。例えば、一対のジョー５ｂ，５ｃは、互いに近接離隔することによって開閉する。なお、一対のジョー５ｂ，５ｃは、一方が固定され且つ他方が動くことによって開閉するような構造であってもよい。また、一対のジョー５ｂ，５ｃには、図示しない駆動機構（例えば、ピストンシリンダ、及び液圧モータ等の液圧駆動機構）が設けられている。駆動機構は、一対の配管チューブ１５，１６が接続されている。そして、駆動機構には、ピストン機構１３から一対の配管チューブ１５，１６及び液圧回路３７を介して作動液が供給される。これにより、駆動機構が作動して一対のジョー５ｂ，５ｃを開閉させる。
The pair of jaws 5b and 5c are provided at the tip of the shaft 5a so as to be openable and closable. For example, a pair of jaws 5b and 5c are opened and closed by separating them from each other. The pair of jaws 5b and 5c may have a structure in which one is fixed and the other opens and closes by moving. Further, the pair of jaws 5b and 5c are provided with a drive mechanism (for example, a hydraulic drive mechanism such as a piston cylinder and a hydraulic motor) (not shown). A pair of piping tubes 15 and 16 are connected to the drive mechanism. Then, the hydraulic fluid is supplied to the drive mechanism from the piston mechanism 13 via the pair of piping tubes 15 and 16 and the hydraulic pressure circuit 37. As a result, the drive mechanism operates to open and close the pair of jaws 5b and 5c.
＜インストゥルメントユニットの動作＞
インストゥルメントユニット１では、手術支援ロボットのアーム３を動かすことによって一対のジョー５ｂ，５ｃが血管等の近くに配置される。更に、手術支援ロボットが第２方向にインストゥルメントユニット１を進めることによって一対のジョー５ｂ，５ｃが血管等に当てられる。そして、インストゥルメント５を作動させる（本実施形態では、一対のジョー５ｂ，５ｃで血管等を結紮する）べく液圧駆動装置２が以下のように動作する。 <Operation of instrument unit>
In the instrument unit 1, a pair of jaws 5b and 5c are arranged near a blood vessel or the like by moving the arm 3 of the surgery support robot. Further, the operation support robot advances the instrument unit 1 in the second direction, so that the pair of jaws 5b and 5c are applied to the blood vessels and the like. Then, the hydraulic drive device 2 operates as follows in order to operate the instrument 5 (in this embodiment, ligate a blood vessel or the like with a pair of jaws 5b, 5c).
インストゥルメントユニット１では、手術支援ロボットのアーム３を動かすことによって一対のジョー５ｂ，５ｃが血管等の近くに配置される。更に、手術支援ロボットが第２方向にインストゥルメントユニット１を進めることによって一対のジョー５ｂ，５ｃが血管等に当てられる。そして、インストゥルメント５を作動させる（本実施形態では、一対のジョー５ｂ，５ｃで血管等を結紮する）べく液圧駆動装置２が以下のように動作する。 <Operation of instrument unit>
In the instrument unit 1, a pair of
即ち、駆動モータ４がモータ軸４ａを回転させる。これにより、直動機構１２のボールねじ２２が連動するように回転する。例えば、モータ軸４ａが正方向に回転すると、ボールねじ２２が回転方向一方に回転する。そうすると、スライダ部材２３が第２方向一方に移動するので、ピストン機構１３のロッド２７が第２方向一方に移動する。これにより、一方のポート２６ｂから液圧回路３７に作動液が排出される。そして、作動液が一方の配管チューブ１５を介してインストゥルメント５の駆動機構に供給される。そうすると、駆動機構は、他方の配管チューブ１６を介して液圧回路３７に作動液を排出する。排出される作動液は、液圧回路３７においてピストン機構１３に戻される。これにより、一対のジョー５ｂ，５ｃが閉じられる。
That is, the drive motor 4 rotates the motor shaft 4a. As a result, the ball screw 22 of the linear motion mechanism 12 rotates so as to interlock. For example, when the motor shaft 4a rotates in the positive direction, the ball screw 22 rotates in one of the rotation directions. Then, since the slider member 23 moves in one direction in the second direction, the rod 27 of the piston mechanism 13 moves in one direction in the second direction. As a result, the hydraulic fluid is discharged from one of the ports 26b to the hydraulic circuit 37. Then, the hydraulic fluid is supplied to the drive mechanism of the instrument 5 via one of the piping tubes 15. Then, the drive mechanism discharges the hydraulic fluid to the hydraulic circuit 37 via the other piping tube 16. The discharged hydraulic fluid is returned to the piston mechanism 13 in the hydraulic circuit 37. As a result, the pair of jaws 5b and 5c are closed.
他方、一対のジョー５ｂ，５ｃが開かれる際には、逆方向に動く。即ち、モータ軸４ａが逆方向に回転する。そうすると、ボールねじ２２によってスライダ部材２３が第２方向他方に移動する。そして、ロッド２７が第２方向他方に移動するので、他方のポート２６ｂから液圧回路３７に作動液が排出される。そして、排出された作動液が他方の配管チューブ１６を介してインストゥルメント５の駆動機構に供給される。また、駆動機構は、一方の配管チューブ１６を介して液圧回路３７に作動液を排出する。そして、排出される作動液が液圧回路３７においてピストン機構１３に戻される。これにより一対のジョー５ｂ，５ｃが開く。
On the other hand, when the pair of jaws 5b and 5c are opened, they move in the opposite direction. That is, the motor shaft 4a rotates in the opposite direction. Then, the ball screw 22 moves the slider member 23 to the other in the second direction. Then, since the rod 27 moves to the other in the second direction, the hydraulic fluid is discharged from the other port 26b to the hydraulic circuit 37. Then, the discharged hydraulic fluid is supplied to the drive mechanism of the instrument 5 via the other piping tube 16. Further, the drive mechanism discharges the hydraulic fluid to the hydraulic circuit 37 via one of the piping tubes 16. Then, the discharged hydraulic fluid is returned to the piston mechanism 13 in the hydraulic circuit 37. This opens a pair of jaws 5b, 5c.
＜液圧駆動装置等の機能＞
本実施形態の液圧駆動装置２では、直動機構１２が駆動モータ４のモータ軸４ａが延在する第１方向に交差する第２方向に往復運動するので、直動機構１２を第２方向に延在させるように配置することができる。それ故、直動機構１２の第１方向寸法を抑えることができる。そうすると、液圧駆動装置２の第１方向寸法を抑えることができ、液圧駆動装置２を第１方向において小型化することができる。このように液圧駆動装置２の小型化を図ることによって、手術支援ロボットのアーム３の先端部３ａに液圧駆動装置２を搭載することができる。 <Functions of hydraulic drive device, etc.>
In thehydraulic drive device 2 of the present embodiment, since the linear motion mechanism 12 reciprocates in the second direction intersecting the first direction in which the motor shaft 4a of the drive motor 4 extends, the linear motion mechanism 12 is moved in the second direction. It can be arranged so as to extend to. Therefore, the dimension of the linear motion mechanism 12 in the first direction can be suppressed. Then, the dimension of the hydraulic pressure drive device 2 in the first direction can be suppressed, and the hydraulic pressure drive device 2 can be miniaturized in the first direction. By reducing the size of the hydraulic pressure drive device 2 in this way, the hydraulic pressure drive device 2 can be mounted on the tip portion 3a of the arm 3 of the surgical support robot.
本実施形態の液圧駆動装置２では、直動機構１２が駆動モータ４のモータ軸４ａが延在する第１方向に交差する第２方向に往復運動するので、直動機構１２を第２方向に延在させるように配置することができる。それ故、直動機構１２の第１方向寸法を抑えることができる。そうすると、液圧駆動装置２の第１方向寸法を抑えることができ、液圧駆動装置２を第１方向において小型化することができる。このように液圧駆動装置２の小型化を図ることによって、手術支援ロボットのアーム３の先端部３ａに液圧駆動装置２を搭載することができる。 <Functions of hydraulic drive device, etc.>
In the
また、液圧駆動装置２では、シリンダ２６が第２方向に延在し、且つロッド２７が第２方向に往復運動する。それ故、ピストン機構１３もまた第２方向に延在させるように配置できるので、ピストン機構１３の第１方向寸法を抑えることができる。そうすると、液圧駆動装置２における第１方向寸法を抑えることができ、液圧駆動装置２を第１方向において更に小型化することができる。
Further, in the hydraulic pressure drive device 2, the cylinder 26 extends in the second direction, and the rod 27 reciprocates in the second direction. Therefore, since the piston mechanism 13 can also be arranged so as to extend in the second direction, the dimension of the piston mechanism 13 in the first direction can be suppressed. Then, the dimension of the hydraulic pressure drive device 2 in the first direction can be suppressed, and the hydraulic pressure drive device 2 can be further miniaturized in the first direction.
更に、液圧駆動装置２では、長尺部材であるシャフト５ａが延在する方向と直動機構１２が往復運動する方向とを同じ第２方向にすることができる。シャフト５ａが延在する方向は、主にインストゥルメント５が大きく動く方向であって、空間的な余裕が大きい。その方向に液圧駆動装置２を延在させることができるので、インストゥルメント５を動かした際に液圧駆動装置２が他の部材（例えば、隣のアーム）に当たることを抑制できる。
Further, in the hydraulic pressure drive device 2, the direction in which the shaft 5a, which is a long member, extends and the direction in which the linear motion mechanism 12 reciprocates can be the same second direction. The direction in which the shaft 5a extends is mainly the direction in which the instrument 5 moves significantly, and there is a large spatial margin. Since the hydraulic pressure drive device 2 can be extended in that direction, it is possible to prevent the hydraulic pressure drive device 2 from hitting another member (for example, an adjacent arm) when the instrument 5 is moved.
また、液圧駆動装置２では、通路１４ａが形成されるバルブブロック１４が用いられている。これにより、バルブブロック１４以外の外部配管が形成されることが抑制される。これにより、液圧駆動装置２の大型化を抑制することができるまた、外部配管がないので、液圧駆動装置２における作動液の漏れを抑制することができる。また、バルブブロック１４に複数の弁３１～３５を予め取り付けておくことができるので、液圧駆動装置２の組立を容易にすることができる。
Further, in the hydraulic pressure drive device 2, the valve block 14 in which the passage 14a is formed is used. This suppresses the formation of external pipes other than the valve block 14. As a result, it is possible to suppress the increase in size of the hydraulic pressure drive device 2, and since there is no external pipe, it is possible to suppress the leakage of the hydraulic fluid in the hydraulic pressure drive device 2. Further, since a plurality of valves 31 to 35 can be attached to the valve block 14 in advance, the assembly of the hydraulic pressure drive device 2 can be facilitated.
更に、液圧駆動装置２では、ピストン機構１３のシリンダ２６がバルブブロック１４に一体的に形成されている。それ故、ピストン機構１３のシリンダ２６を新たに設ける必要がないので、液圧駆動装置２の小型化を図ることができる。
Further, in the hydraulic pressure drive device 2, the cylinder 26 of the piston mechanism 13 is integrally formed with the valve block 14. Therefore, since it is not necessary to newly provide the cylinder 26 of the piston mechanism 13, the hydraulic pressure drive device 2 can be downsized.
また、液圧駆動装置２では、直動機構１２及びピストン機構１３がベース部材１１の主面１１ｂに取り付けられている。それ故、液圧駆動装置２がユニット化されているので、手術支援ロボットに液圧回路や配管を設ける必要がない。それ故、既存の手術支援ロボットに適用することができる。また、液圧駆動装置２は、様々なインストゥルメント５に適用することができる。
Further, in the hydraulic pressure drive device 2, the linear motion mechanism 12 and the piston mechanism 13 are attached to the main surface 11b of the base member 11. Therefore, since the hydraulic pressure drive device 2 is unitized, it is not necessary to provide a hydraulic pressure circuit or piping in the surgery support robot. Therefore, it can be applied to existing surgery support robots. Further, the hydraulic pressure drive device 2 can be applied to various instruments 5.
更に、本実施形態のインストゥルメントユニット１において、前述する機能を有するものを実現することができる。また、インストゥルメントユニット１及び液圧駆動装置２は、部品点数が少ないので、製造コストを抑えることができる。
Further, in the instrument unit 1 of the present embodiment, it is possible to realize a device having the above-mentioned function. Further, since the instrument unit 1 and the hydraulic pressure drive device 2 have a small number of parts, the manufacturing cost can be suppressed.
＜その他の実施形態＞
本実施形態の液圧駆動装置２において、第２方向は必ずしも第１方向に直交する方向に限らず、第１方向に対して鈍角又は鋭角な傾きを有してもよい。また、伝達機構２１は、必ずしも２つのかさ歯車２１ａ，２１ｂによって構成される必要はなく、ユニバーサルジョイントによって回転力を伝達してもよい。また、必ずしもシャフト５ａが長尺である必要はなく、またシャフト５ａが延在する方向も第２方向に限定されない。即ち、シャフト５ａは、第２方向に対して斜め又は第３方向に延在してもよい。また、長尺部材は、シャフト５ａに限定されず、長尺な部材であればよい。更に、バルブブロック１４に形成される液圧回路３７は、前述するような回路構成に限定されず、ピストン機構１３とインストゥルメント５との間で作動液を給排するように構成されればよい。また、液圧駆動装置２では、片ロッド式のピストン機構１３が適用されているが、両ロッド式のピストン機構１３が適用されてもよい。なお、片ロッド式のピストン機構１３を適用することによって、ピストン機構１３の第２方向の長さを短くすることができる。更に、液圧駆動装置２において、必ずしもバルブブロック１４を必要とせず、ピストン機構１３とインストゥルメント５の駆動機構とが一対のチューブ１５，１６によって直接接続されてもよい。また、本実施形態の液圧駆動装置２では、一対のチューブ１５，１６が取付部材１７によってバルブブロック１４に取り付けられているが、ボルト締めによってバルブブロック１４に取り付けられてもよく、その取付方法は問わない。また、液圧駆動装置２では、ベース部材１１に各構成を載置するように構成されているが、必ずしもベース部材１１も必要ではなく、アーム３の取付面３ｂに直接取り付けるようにしてもよい。 <Other embodiments>
In the hydraulicpressure drive device 2 of the present embodiment, the second direction is not necessarily limited to the direction orthogonal to the first direction, and may have an obtuse angle or an acute angle with respect to the first direction. Further, the transmission mechanism 21 does not necessarily have to be composed of two bevel gears 21a and 21b, and the rotational force may be transmitted by a universal joint. Further, the shaft 5a does not necessarily have to be long, and the direction in which the shaft 5a extends is not limited to the second direction. That is, the shaft 5a may extend diagonally or in a third direction with respect to the second direction. Further, the long member is not limited to the shaft 5a, and may be a long member. Further, the hydraulic circuit 37 formed in the valve block 14 is not limited to the circuit configuration as described above, and may be configured to supply and discharge the hydraulic fluid between the piston mechanism 13 and the instrument 5. good. Further, in the hydraulic pressure drive device 2, the single rod type piston mechanism 13 is applied, but the double rod type piston mechanism 13 may be applied. By applying the single rod type piston mechanism 13, the length of the piston mechanism 13 in the second direction can be shortened. Further, in the hydraulic drive device 2, the valve block 14 is not always required, and the piston mechanism 13 and the drive mechanism of the instrument 5 may be directly connected by a pair of tubes 15 and 16. Further, in the hydraulic drive device 2 of the present embodiment, the pair of tubes 15 and 16 are attached to the valve block 14 by the attachment member 17, but they may be attached to the valve block 14 by bolting, and the attachment method thereof. Does not matter. Further, although the hydraulic pressure drive device 2 is configured to mount each configuration on the base member 11, the base member 11 is not always required, and the base member 11 may be directly mounted on the mounting surface 3b of the arm 3. ..
本実施形態の液圧駆動装置２において、第２方向は必ずしも第１方向に直交する方向に限らず、第１方向に対して鈍角又は鋭角な傾きを有してもよい。また、伝達機構２１は、必ずしも２つのかさ歯車２１ａ，２１ｂによって構成される必要はなく、ユニバーサルジョイントによって回転力を伝達してもよい。また、必ずしもシャフト５ａが長尺である必要はなく、またシャフト５ａが延在する方向も第２方向に限定されない。即ち、シャフト５ａは、第２方向に対して斜め又は第３方向に延在してもよい。また、長尺部材は、シャフト５ａに限定されず、長尺な部材であればよい。更に、バルブブロック１４に形成される液圧回路３７は、前述するような回路構成に限定されず、ピストン機構１３とインストゥルメント５との間で作動液を給排するように構成されればよい。また、液圧駆動装置２では、片ロッド式のピストン機構１３が適用されているが、両ロッド式のピストン機構１３が適用されてもよい。なお、片ロッド式のピストン機構１３を適用することによって、ピストン機構１３の第２方向の長さを短くすることができる。更に、液圧駆動装置２において、必ずしもバルブブロック１４を必要とせず、ピストン機構１３とインストゥルメント５の駆動機構とが一対のチューブ１５，１６によって直接接続されてもよい。また、本実施形態の液圧駆動装置２では、一対のチューブ１５，１６が取付部材１７によってバルブブロック１４に取り付けられているが、ボルト締めによってバルブブロック１４に取り付けられてもよく、その取付方法は問わない。また、液圧駆動装置２では、ベース部材１１に各構成を載置するように構成されているが、必ずしもベース部材１１も必要ではなく、アーム３の取付面３ｂに直接取り付けるようにしてもよい。 <Other embodiments>
In the hydraulic
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
From the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.
Claims (8)
- 液圧駆動式のインストゥルメントに対して作動液を供給する液圧駆動装置であって、
駆動モータによって回転駆動され、回転駆動されることによって往復運動する直動機構と、
前記直動機構の往復運動に連動することによって前記インストゥルメントに対して作動液を供給するピストン機構とを備え、
前記直動機構は、前記駆動モータのモータ軸が延在する第１方向に交差する第２方向に往復運動する、液圧駆動装置。 A hydraulic drive device that supplies hydraulic fluid to a hydraulically driven instrument.
A linear motion mechanism that is rotationally driven by a drive motor and reciprocates by being rotationally driven,
It is equipped with a piston mechanism that supplies hydraulic fluid to the instrument by interlocking with the reciprocating motion of the linear motion mechanism.
The linear motion mechanism is a hydraulic drive device that reciprocates in a second direction intersecting the first direction in which the motor shaft of the drive motor extends. - 前記ピストン機構は、シリンダと、前記シリンダ内を往復運動するロッドとを有し、
前記シリンダは、前記第２方向に延在し、
前記ロッドは、前記第２方向に往復運動する、請求項１に記載の液圧駆動装置。 The piston mechanism has a cylinder and a rod that reciprocates in the cylinder.
The cylinder extends in the second direction and
The hydraulic drive device according to claim 1, wherein the rod reciprocates in the second direction. - 前記第２方向は、前記インストゥルメントの長尺部材が延在する方向である、請求項１又は２に記載の液圧駆動装置。 The hydraulic drive device according to claim 1 or 2, wherein the second direction is a direction in which a long member of the instrument extends.
- 前記ピストン機構と前記インストゥルメントとの間を行き来する作動液が流れる通路が形成されるバルブブロックを更に備え、
前記バルブブロックには、前記通路を流れる作動液の流れを制御する複数の弁が取り付けられている、請求項１乃至３の何れか１つに記載の液圧駆動装置。 Further provided with a valve block forming a passage through which the hydraulic fluid flows back and forth between the piston mechanism and the instrument.
The hydraulic pressure drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of valves for controlling the flow of the hydraulic fluid flowing through the passage are attached to the valve block. - 前記ピストン機構は、シリンダと、前記シリンダ内を往復運動するロッドとを有し、
前記シリンダは、前記バルブブロックに一体的に形成されている、請求項４に記載の液圧駆動装置。 The piston mechanism has a cylinder and a rod that reciprocates in the cylinder.
The hydraulic drive device according to claim 4, wherein the cylinder is integrally formed with the valve block. - 前記バルブブロックと前記インストゥルメントとを繋ぐ配管チューブと、
前記配管チューブを前記バルブブロックに取り付ける取付部材とを備え、
前記取付部材は、前記配管チューブを前記バルブブロックに押え付ける押え部材と、前記押え部材を前記バルブブロックに締結する締結部材とを有し、
前記押え部材は、第１方向に延在し、
前記締結部材は、前記配管チューブに対して第１方向にずらして配置されている、請求項４又は５に記載の液圧駆動装置。 A piping tube connecting the valve block and the instrument,
A mounting member for attaching the piping tube to the valve block is provided.
The mounting member has a pressing member that presses the piping tube against the valve block, and a fastening member that fastens the pressing member to the valve block.
The presser member extends in the first direction and extends in the first direction.
The hydraulic drive device according to claim 4 or 5, wherein the fastening member is arranged so as to be offset in the first direction with respect to the piping tube. - ベース部材を更に有し、
前記ベース部材は、第２方向に延在する矩形状に形成され、
前記直動機構及び前記ピストン機構は、前記ベース部材の第１方向一方に位置する主面に取り付けられている、請求項１乃至６の何れか１つに記載の液圧駆動装置。 It also has a base member
The base member is formed in a rectangular shape extending in the second direction.
The hydraulic drive device according to any one of claims 1 to 6, wherein the linear motion mechanism and the piston mechanism are attached to a main surface of the base member located in one of the first directions. - 請求項１乃至７の何れか１つに記載の液圧駆動装置と、
前記液圧駆動装置から供給される作動液によって駆動する前記インストゥルメントとを備える液圧駆動式インストゥルメントユニット。 The hydraulic drive device according to any one of claims 1 to 7.
A hydraulically driven instrument unit including the instrument driven by a hydraulic fluid supplied from the hydraulically driven device.
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