WO2024047824A1 - マニピュレータ - Google Patents

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WO2024047824A1
WO2024047824A1 PCT/JP2022/032883 JP2022032883W WO2024047824A1 WO 2024047824 A1 WO2024047824 A1 WO 2024047824A1 JP 2022032883 W JP2022032883 W JP 2022032883W WO 2024047824 A1 WO2024047824 A1 WO 2024047824A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
manipulator
state
auxiliary device
dial
flow path
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032883
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓太 粟野
岳洋 安藤
寛之 宮本
Original Assignee
朝日サージカルロボティクス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 朝日サージカルロボティクス株式会社 filed Critical 朝日サージカルロボティクス株式会社
Priority to PCT/JP2022/032883 priority Critical patent/WO2024047824A1/ja
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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B34/37Master-slave robots

Definitions

  • the present invention relates to a manipulator.
  • Laparoscopic surgery is known in which surgery is performed by inserting a rod-shaped surgical instrument into a patient's body cavity through a hole made in the patient's abdomen.
  • This surgical tool is also called a manipulator, and the tip of the manipulator is provided with a movable part called an end effector that can rotate and grasp living tissue.
  • Patent Documents 1 to 3 describe the above-mentioned manipulator.
  • Patent Document 4 describes a rack used for cleaning the above-mentioned manipulator.
  • manipulator Since the manipulator is used by being inserted into the patient's body cavity, it is necessary to clean the inside and outside and sterilize it each time it is used.
  • the manipulator deteriorates with use, if it is repeatedly reused, there is a possibility that problems due to the deterioration may occur.
  • manipulators are at great risk of malfunctions because the movable part of the end effector has a complicated mechanism and because they are exposed to harsh environments during the sterilization process.
  • a manipulator In order to suppress the occurrence of such problems, a manipulator usually has an upper limit on the number of times it can be used, the number of times it is used is counted each time it is reused, and when the number of uses reaches the upper limit, it is discarded.
  • the manipulator may be reused even though the number of times it has been used exceeds the upper limit. , there was a risk of problems occurring during the procedure.
  • Patent Document 1 by mounting a memory on the manipulator side, it is physically and electrically connected to the medical device when connected to the medical device, and counts the number of remaining uses.
  • the technology described in Patent Document 1 has the problem that the number of remaining uses cannot be confirmed unless the manipulator is connected to the medical device, and the harsh sterilization process may cause problems with the memory and electrical connections. There was an issue.
  • the number of remaining uses is counted by converting the thermal energy received during the sterilization process of the manipulator into mechanical energy using a shape memory member.
  • Patent Document 4 does not consider such issues at all.
  • the present invention has been made to solve at least part of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a technique for accurately counting the number of times a manipulator is used.
  • the present invention has been made to solve at least part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.
  • a manipulator that can be attached to and detached from a medical device.
  • This manipulator includes a manipulator main body having a distal end portion to which an end effector is attached and a proximal end portion connected to the medical device, and a mechanical counter mechanism provided in the manipulator main body.
  • the counter mechanism transitions from a first state to a second state by a first operation on the counter mechanism, transitions from the second state to the first state by a second operation on the counter mechanism, and transitions from the second state to the first state by a second operation on the counter mechanism. The number of transitions from the second state to the first state is counted.
  • the counter mechanism transitions from the first state to the second state by a first operation on the counter mechanism, and from the second state to the first state by a second operation on the counter mechanism after transitioning to the second state. transition to state.
  • the counter mechanism then counts the number of transitions from the second state to the first state due to the second operation. That is, the counter mechanism has a first state in which counting is not possible and a second state in which counting is possible, and only counts the number of transitions from the second state to the first state, so that miscounts can be suppressed.
  • the counter mechanism includes a counter board whose main surface displays a count number and which is rotatably fixed to the manipulator body, and a counter board which is rotatably fixed to the manipulator body and which rotates in the direction of rotation. a first member that rotates the counter board when rotating to one side and does not rotate the counter board when rotating to the other side; and a first member that engages with the first member and rotates the first member to the other side. a second member that regulates the movement, and the first state is a state in which the second member and the first member are engaged and the first member is relatively rotated to the one side.
  • the second state may be a state in which the second member and the first member are not engaged with each other, and the first member is relatively rotated toward the other side.
  • the mechanical structure of the counter board, the first member, and the second member allows the first member of the counter mechanism to be relatively moved to one side when transitioning from the second state to the first state. By rotating it to the side, you can rotate the counter board and automatically count the number of transitions.
  • the end of the first member protrudes to the outside of the manipulator main body, and connecting the proximal end of the manipulator to the medical device is obstructed. It is possible to prevent forgetting to count the number of transitions to one state, that is, the number of transitions.
  • the counter mechanism is configured to change the state from the second state to the first state when the number of times the transition from the second state to the first state reaches a predetermined number of times.
  • the transition to may be inhibited.
  • the counter mechanism inhibits the transition from the second state to the first state when the number of times the transition from the second state to the first state reaches a predetermined number of times.
  • the end of the first member protrudes outside the manipulator main body, which prevents the proximal end of the manipulator from connecting to the medical device, so the transition from the second state to the first state It is possible to prevent a user from erroneously attaching a manipulator to a medical device and reusing a manipulator whose number of transitions (i.e., number of times the manipulator is used) exceeds the upper limit.
  • the counter mechanism may further include a display section that displays the number of shifts.
  • the user since the counter mechanism has a display section that displays the number of transitions, the user can confirm the number of transitions from the second state to the first state (i.e., the number of transitions of the manipulator) by checking the display section. You can easily check the number of times it has been used. As a result, the usability of the manipulator can be improved.
  • the present invention can be realized in various ways, such as a manipulator that can be attached to and detached from a medical device such as a surgical support robot, a manipulator auxiliary device connected to the manipulator, a cleaning nozzle for cleaning the manipulator, and a cleaning device.
  • the present invention can be realized in the form of a manipulator auxiliary device including a nozzle, a manipulator system including a manipulator auxiliary device and a manipulator, a surgical support robot including a manipulator auxiliary device or a manipulator, and methods for manufacturing these.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a manipulator system.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an end effector.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the main body device viewed from the proximal end side. It is an explanatory diagram showing state transition of an auxiliary device. It is an explanatory view showing the composition of an auxiliary device seen from the proximal end side. It is an explanatory view showing the composition of an auxiliary device seen from the tip side.
  • FIG. 4 is a diagram showing the state of the auxiliary device in each mode shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the dial and the main axis in each mode shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between an auxiliary gear and a driven gear in each mode shown in FIG. 4.
  • FIG. It is an explanatory view showing a longitudinal section of an auxiliary device.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a counter mechanism of a manipulator. It is an explanatory view of the action part which operates a counter mechanism.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a cleaning nozzle.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a cleaning nozzle. It is an explanatory view of how to use a cleaning nozzle.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a cleaning nozzle according to a sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a cleaning nozzle according to a seventh embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the manipulator system 9.
  • the manipulator system 9 includes a manipulator 2 and a manipulator auxiliary device 1 (hereinafter also simply referred to as "auxiliary device 1").
  • the manipulator 2 is attached to a robot arm of a surgical support robot (medical device) and is used in laparoscopic surgery and the like.
  • the auxiliary device 1 is a device that assists the use of the manipulator 2.
  • the manipulator 2 may be configured to be attached to a medical device that is directly operated by a user, instead of a surgical support robot (medical device).
  • the auxiliary device 1 roughly has the following functions a, b, and c. Details will be described later. (a) A function that assists in removing the manipulator 2 from the patient's body cavity; (b) A function to count the number of times the manipulator 2 is used; (c) A function to assist in cleaning the inside of the manipulator 2.
  • FIG. 1 includes portions in which the relative size of each component is depicted as being different from the actual size. Also, some parts of each component are exaggerated.
  • FIG. 1 shows mutually orthogonal XYZ axes.
  • the X axis corresponds to the longitudinal direction of the auxiliary device 1 and the manipulator 2
  • the Y axis corresponds to the width direction of the auxiliary device 1 and the manipulator 2
  • the Z axis corresponds to the height direction of the auxiliary device 1 and the manipulator 2.
  • the left side of FIG. 1 (-X-axis direction) is called the "distal side" of the auxiliary device 1 and the manipulator 2
  • auxiliary device 1 (+X-axis direction) is called the "base end side" of the auxiliary device 1 and the manipulator 2.
  • base end side Of both ends in the longitudinal direction (X-axis direction) of the auxiliary device 1 and the manipulator 2, one end located on the distal side is called a “distal end”, and the other end located on the proximal end side is called a “base end”.
  • the distal end and its vicinity are referred to as the "distal end”, and the proximal end and its vicinity are referred to as the "proximal end”.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the end effector 21.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the main body device 23 viewed from the proximal end side.
  • the manipulator 2 includes an end effector 21, a main shaft 22, and a main body device 23 from the distal end side to the proximal end side.
  • the end effector 21 is attached to the tip of the main body device 23 (specifically, the manipulator main body 231) via the main shaft 22.
  • the end effector 21 is a movable part placed at the tip of the manipulator 2. As shown in FIG. 2, the end effector 21 includes a forceps 211, a first joint 212, a first extension part 213, a second joint 214, and a second extension part 215.
  • the forceps 211 consists of two elongated gripping members, and grips living tissue by keeping the proximal end of each gripping member fixed and moving the distal ends of the gripping members apart/in contact with each other.
  • the contact surface of the tip of the gripping member is wave-shaped to facilitate gripping of living tissue.
  • the first joint 212 is provided between the forceps 211 and the first extension section 213.
  • the first joint 212 rotatably fixes the forceps 211 to the first extension section 213.
  • the first extension part 213 is an extension part provided between the first joint 212 and the second joint 214.
  • the second joint 214 is provided between the first extension section 213 and the second extension section 215.
  • the second joint 214 fixes the first extension part 213 to the second extension part 215 in a bendable state.
  • the second extending portion 215 is an extending portion provided closer to the proximal end than the second joint 214 .
  • the main shaft 22 is a rod-shaped member provided between the end effector 21 and the main body device 23. As shown in FIG. 2, the main shaft 22 is rotatable about the axis. A power transmission member for operating each part of the end effector 21 described above is housed inside the main shaft 22.
  • the main body device 23 is a device placed at the base end of the manipulator 2.
  • the main device 23 can be attached to and detached from the surgical support robot and the auxiliary device 1.
  • the main device 23 has a manipulator main body 231 as a casing that constitutes the main body of the main device 23.
  • the base end surface 236 of the manipulator body 231 is provided with four driven gears 235 that transmit power to the four power transmission members of the main body device 23, respectively, and a cleaning port 2361.
  • the cleaning port 2361 is an opening that communicates with a flow path formed inside the main body device 23 and the main shaft 22.
  • the interior of the manipulator 2 is sealed except for this cleaning port 2361 and the forceps 211 of the end effector 21.
  • the manipulator 2 cannot allow fluid to enter or exit the manipulator 2, except for the cleaning port 2361 and the forceps 211.
  • the number of openings provided in the manipulator 2 is small. Therefore, in the manipulator 2 of this embodiment, only one opening (cleaning port 2361) is provided except for the forceps 211.
  • the manipulator 2 may be provided with a removable cover that closes the cleaning port 2361.
  • the driven gear 235 includes a gripping shaft gear 2351, a main shaft gear 2352, a tip rotation shaft gear 2353, and a bending shaft gear 2354.
  • the gripping shaft gear 2351 is a gear that transmits power for switching the forceps 211 between a released state and a gripped state.
  • the main shaft gear 2352 is a gear that transmits power for rotating the main shaft 22.
  • the tip rotating shaft gear 2353 is a gear that transmits power for rotating the forceps 211.
  • the bending shaft gear 2354 is a gear that transmits power for bending the second joint 214. A portion (approximately half in the example of FIG. 3) of each of these driven gears 235 is covered by a gear cover 237, and the remaining portion is exposed to the outside.
  • the driven gear 235 engages with a gear on the surgery support robot side when the manipulator 2 is connected to the surgery support robot. Further, the driven gear 235 engages with the auxiliary gear 17 (FIGS. 6 and 7) of the auxiliary device 1 when the manipulator 2 is connected to the auxiliary device 1. Other components of the manipulator 2 will be described later. Note that the gripping shaft gear 2351 functions as a "first driven gear” and the bending shaft gear 2354 functions as a "second driven gear.”
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the state transition of the auxiliary device 1.
  • the auxiliary device 1 has three operating modes shown in FIG.
  • the cleaning mode M2 is (c) a mode for executing a function to assist in cleaning the inside of the manipulator 2.
  • Gear drive mode M3 is a mode for (a) executing a function of assisting detachment of manipulator 2.
  • the neutral mode M1 is a mode that always changes when switching between the cleaning mode M2 and the gear drive mode M3, and there is no function that is executed in the neutral mode. A method of transitioning between each mode will be described later.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the auxiliary device 1 viewed from the proximal end side.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the auxiliary device 1 viewed from the distal end side.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the auxiliary device 1.
  • the configuration of the auxiliary device 1 will be explained using FIGS. 5, 6, and 7.
  • the auxiliary device 1 includes a handle 11, a dial 12, a main shaft 13, a frame 14, a side lock button 15, a pin 16, an auxiliary gear 17, a protrusion 18, and a cleaning nozzle 19. There is.
  • the auxiliary device 1 corresponds to a "manipulator auxiliary device main body.”
  • the handle 11 is a member disposed on the most proximal side of the auxiliary device 1 and used by the user to operate the auxiliary device 1.
  • the handle 11 is connected to the auxiliary gear 17 via a main shaft 13 inserted into the frame 14, and transmits driving force to the auxiliary gear 17.
  • the handle 11 includes a grip portion 111 that is gripped by a user, and a cylindrical extending portion 112 that extends from the grip portion 111 toward the tip side (that is, toward the dial 12 side).
  • the handle 11 is fixed by inserting the main shaft 13 inside the extending part 112 and having the knob latch spring 115 built into the grip part 111, and by screwing the screw 113 with the inside of the main shaft 13 through the washer 114. ing. As a result, the handle 11 is fixed while being biased toward the tip side (that is, toward the dial 12 side).
  • the dial 12 functions as a "switching section" that switches between the neutral mode M1, the cleaning mode M2, and the gear drive mode M3 described in FIG. 4.
  • the dial 12 is a member having a disc shape, in other words, a circular plate shape.
  • the dial 12 is provided between the handle 11 and the frame 14.
  • the dial 12 is formed with a notch 121 in which a portion of the outer circumference is recessed toward the center of the dial 12, and a second elongated hole 122 provided at the center.
  • the second elongated hole 122 is an elliptical through hole that passes through the distal end surface and the proximal end surface of the dial 12.
  • the dial 12 is fixed to the frame 14 with the main shaft 13 inserted through the second elongated hole 122.
  • the dial 12 is rotatable around the main shaft 13.
  • a cam structure 123 for operating the pin 16 is provided on the peripheral edge of the dial 12 on the tip side (frame 14 side). Details of the cam structure portion 123 will be described later.
  • Two dial lock pins 124 are provided on the front end side (frame 14 side) of the dial 12.
  • the dial lock pin 124 is a protrusion that protrudes toward the tip side (frame 14 side).
  • a position indicator 120 is provided on the surface of the dial 12 on the proximal end side (handle 11 side).
  • the position display 120 is a memory representation, in which one end of the memory exists at a position corresponding to one end of the second elongated hole 122, the other end of the memory exists at a position corresponding to the other end of the second elongated hole 122, The center of the memory is located at a position corresponding to the center of the second elongated hole 122.
  • the main shaft 13 is a cylindrical member extending in the longitudinal direction (X-axis direction) of the auxiliary device 1.
  • the main shaft 13 is inserted through the handle 11, the dial 12, and the frame 14 from the proximal end toward the distal end.
  • An auxiliary gear 17 is fixed to the tip of the main shaft 13 via a bearing 131 and a washer 171.
  • a spring 128 extending in the X-axis direction and a dial rotation spring 129 extending in the YZ-axis direction are arranged between the frame 14 and the dial 12.
  • the spring 128 is arranged to surround the main shaft 13.
  • the dial 12 is biased toward the proximal end (that is, toward the handle 11) by the spring 128.
  • the dial rotation spring 129 biases the dial 12 in the circumferential direction of the dial 12 (YZ-axis direction).
  • the main shaft 13 may have a cylindrical shape, a polygonal column, or a polygonal cylinder as long as it is rod-shaped.
  • the frame 14 is a casing that constitutes the main body of the auxiliary device 1 and functions as a "main body section.”
  • the frame 14 is provided between the dial 12 and the auxiliary gear 17.
  • a first long hole 145 is formed in the center of the frame 14 .
  • the first elongated hole 145 is an elliptical through hole that passes through the distal end surface and the proximal end surface of the frame 14 .
  • the main shaft 13 is inserted into the first elongated hole 145 .
  • the base end side (dial 12 side) of the frame 14 has a bottomed cylindrical shape having a bottom and a raised edge.
  • the bottom of frame 14 is also referred to as "proximal surface 142.”
  • Two sets of two recesses 143 are formed on the base end surface 142.
  • the dial 12 In the assembled state of the auxiliary device 1, the dial 12 is housed inside the edge (FIG. 5). In the assembled state, the dial lock pin 124 of the dial 12 fits into one of the recesses 143, thereby fixing the dial 12 in a state where the dial 12 is rotated relative to the frame 14. Further, by fitting the dial lock pin 124 of the dial 12 into the other side of the recess 143, the dial 12 is fixed in a state where the dial 12 is not rotated relative to the frame 14.
  • a flange 141 whose four corners are raised outward in the circumferential direction is formed on the tip side (auxiliary gear 17 side) of the frame 14 (that is, a total of four flanges 141 are formed at each of the four corners). Further, two accommodating portions 144 are formed between one flange 141 and the other flange 141. The two accommodating parts 144 are recesses formed at opposing positions of the frame 14 (in the ⁇ Y-axis direction of the frame 14). A side lock button 15 is attached to each accommodating portion 144 (FIGS. 5 and 6).
  • the side lock button 15 is a member for maintaining the connection between the auxiliary device 1 and the manipulator 2 and for releasing the connection between the auxiliary device 1 and the manipulator 2.
  • the side lock button 15 has a shaft 152 that protrudes toward the frame 14 side.
  • the side lock button 15 is fixed to the frame 14 by fitting a shaft 152 into a shaft hole (not shown) provided in the accommodating portion 144 of the frame 14 .
  • a claw 151 that projects outward is provided at the tip of the side lock button 15 and on the outside of the side lock button 15 (on the opposite side from the frame 14).
  • the pin 16 is a flat, elongated member that functions as an "acting part” that switches the counter mechanism (details will be described later) of the manipulator 2 to a decrementable state.
  • a long hole 161 is formed in the center of the pin 16, extending along the extending direction of the pin 16 and passing through one surface and the other surface of the pin 16.
  • a spring (not shown) is arranged in the elongated hole 161 of the pin 16. The spring is arranged such that one end thereof contacts the frame 14 and the other end pushes the proximal end side (handle 11 side) of the portion defining the elongated hole 161 of the pin 16. The pin 16 is urged toward the proximal end (towards the handle 11) by the spring.
  • the auxiliary gear 17 is a gear that engages with the driven gear 235 of the manipulator 2 when the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2.
  • the auxiliary gear 17 is arranged on the front end side of the frame 14.
  • the auxiliary gear 17 is fixed to the tip of the main shaft 13 via a bearing 131 and a washer 171. Therefore, when the user rotates the handle 11, the rotational force is transmitted to the auxiliary gear 17 via the main shaft 13, and the auxiliary gear 17 rotates in the same direction as the rotation direction of the handle 11.
  • the protruding portion 18 is a member that is attached to the front end side surface of the frame 14 to cause a portion of the frame 14 to protrude toward the front end side. Due to the protrusion 18, when the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2, a space for the rotation of the auxiliary gear 17 can be formed between the frame 14 of the auxiliary device 1 and the manipulator 2 (FIG. 6). .
  • the cleaning nozzle 19 When the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2, the cleaning nozzle 19 is connected to a flow path inside the manipulator 2 and supplies cleaning fluid (for example, a cleaning liquid for cleaning medical equipment) to the flow path inside the manipulator 2. It is a member for supplying. In other words, the cleaning nozzle 19 is a member for cleaning the manipulator 2.
  • a first base opening 191 and a second base opening 192 to which an external instrument (syringe) is connected are provided on the base side surface of the cleaning nozzle 19. Details of the cleaning nozzle 19 will be described later.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the connection between the auxiliary device 1 and the manipulator 2.
  • the main body device 23 of the manipulator 2 includes a lid 232 on one surface of the manipulator main body 231.
  • a counter mechanism (details will be described later) is housed inside the lid 232.
  • a window 233 is provided in the center of the lid 232 to display the "number of times" counted by the counter mechanism.
  • the window 233 is a through hole that passes through the outer and inner surfaces of the lid 232.
  • a lever 234 is further attached to the main body device 23.
  • the lever 234 has a protrusion 2341 for being grasped by a user, and a pair of arms 2342 that each extend toward the side surface 2311 of the manipulator body 231.
  • an end 2343 of an arm 2342 is rotatably fixed to a side surface 2311 of the manipulator body 231.
  • the side surfaces 2311 are surfaces of the manipulator body 231 that are adjacent to the surface on which the lid 232 is provided.
  • four driven gears 235 are provided on the base end surface 236 of the manipulator body 231.
  • the distal end of the auxiliary device 1 is removable from the base end of the manipulator 2.
  • the white arrow when the auxiliary device 1 is pushed into the manipulator 2, the claw 151 of the side lock button 15 is caught on the manipulator 2, so that the auxiliary device 1 and the manipulator 2 can be maintained in a connected state.
  • the hook 151 and the manipulator 2 are released, and the auxiliary device 1 and the manipulator 2 are released. You can disconnect from 2.
  • FIG. 9 is a diagram showing the state of the auxiliary device 1 in each mode shown in FIG. 4.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the dial 12 and the main shaft 13 in each mode shown in FIG. 4.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the auxiliary gear 17 and the driven gear 235 in each mode shown in FIG. 4.
  • the operation mode of the auxiliary device 1 will be explained using FIGS. 4, 9, 10, and 11.
  • FIG. 9(A) is a diagram showing the state of the auxiliary device 1 in the neutral mode M1.
  • FIG. 10(A) is a diagram showing the dial 12 in the first position.
  • the dial 12 closes the openings of the cleaning nozzle 19 (the first base opening 191 and the second base opening 192). Therefore, access to the cleaning nozzle 19 is restricted.
  • the handle 11 and the main shaft 13 connected to the handle 11 are located at the center P1 of the second elongated hole 122 of the dial 12. Therefore, the auxiliary gear 17 (P1) located at the tip of the main shaft 13 is not engaged with any of the driven gears 235 of the manipulator 2.
  • the neutral mode M1 as shown in FIG.
  • the extending direction of the shaft and the extending direction of the long axis of the first elongated hole 145 match). Therefore, the handle 11 and the main shaft 13 connected to the handle 11 are allowed to slide. The sliding movement is performed on the YZ plane intersecting the main axis 13 (X axis).
  • FIG. 9(B) is a diagram showing the state of the auxiliary device 1 in the cleaning mode M2.
  • FIG. 10(B) is a diagram showing the dial 12 in the second position.
  • the cleaning mode M2 the position of the notch 121 of the dial 12 and the position of the openings of the cleaning nozzle 19 (first base opening 191 and second base opening 192) match. Therefore, access to the cleaning nozzle 19 is permitted.
  • the cleaning mode M2 as shown in FIG. (The stretching direction is different from the stretching direction of the long axis of the first elongated hole 145.) Therefore, the slide movement of the handle 11 and the main shaft 13 connected to the handle 11 is restricted by the dial 12 and the frame 14 regulating the movement of the main shaft 13.
  • the second elongated hole 122 and the first elongated hole 145 are out of phase, so that the sliding movement of the handle 11 and the main shaft 13 is restricted.
  • FIG. 10(A) are diagrams showing the state of the auxiliary device 1 in gear drive mode M3.
  • the dial 12 closes the openings of the cleaning nozzle 19 (first base opening 191 and second base opening 192). Therefore, access to the cleaning nozzle 19 is restricted.
  • the second elongated hole 122 of the dial 12 is oriented in the same direction as the first elongated hole 145 of the frame 14. Therefore, the handle 11 and the main shaft 13 connected to the handle 11 are allowed to slide.
  • the gear drive mode M3 when the user slides the handle 11 with the auxiliary device 1 connected to the manipulator 2, one of the driven gears 235 of the manipulator 2 is connected to the auxiliary device 1.
  • the auxiliary gear 17 of the device 1 can be selectively engaged to operate one of the end effectors 21.
  • the handle 11 is moved from the state where the handle 11 and the main shaft 13 are located at one end side P2 of the second elongated hole 122 to the second length without once stopping at the position P1 (neutral mode M1). By sliding the handle 11 and the main shaft 13 to the other end side of the hole 122, it is possible to position the handle 11 and the main shaft 13 at the other end side P3 of the second elongated hole 122, and vice versa.
  • the dial 12 is rotated from the first position shown in FIG. 10(A) to the second position shown in FIG. 10(B). , transition to cleaning mode M2.
  • the auxiliary device 1 is activated when the handle 11 is pulled toward the proximal end side (FIG. 1: +X-axis direction) or when the side lock button 15 is pushed toward the frame 14 side during the cleaning mode M2. , return to neutral mode M1.
  • the handle 11 is moved to the end of the second elongated hole 122 of the dial 12 (FIG. 11: P2, P3). Transition to gear drive mode M3.
  • the handle 11 is moved to the center of the second elongated hole 122 of the dial 12 (FIG. 11: P1), thereby returning to the neutral mode M1.
  • the dial 12 of the auxiliary device 1 has the notch 121 and the cleaning nozzle 19 at different positions in the first position shown in FIG. Match the direction. Further, the dial 12 of the auxiliary device 1 is configured such that the notch 121 and the cleaning nozzle 19 are aligned with each other in the second position shown in FIG. The directions are made different (in other words, the direction of the second elongated hole 122 and the direction of the first elongated hole 145 are made different). As a result, the dial 12 of the auxiliary device 1 allows switching between cleaning mode M2 and neutral mode M1, allows switching between gear drive mode M3 and neutral mode M1, and allows switching between gear drive mode M3 and neutral mode M1. It can function as a switching unit that regulates switching between drive mode M3 and cleaning mode M2.
  • FIGS. 9(A), (C), and (D) different positions of the notch 121 and the cleaning nozzle 19 mean that the notch 121 of the dial 12 and the opening of the cleaning nozzle 19 (first base opening 191 and second base opening 192) do not overlap.
  • the dial 12 blocks at least a portion of the opening of the cleaning nozzle 19, and therefore the syringe cannot be attached to the opening of the cleaning nozzle 19.
  • aligning the positions of the notch 121 and the cleaning nozzle 19 means that the notch 121 of the dial 12 and the opening of the cleaning nozzle 19 (the first base opening 191 and the second base opening 192) overlap.
  • the embodiment illustrated in FIG. 9B includes a case where the dial 12 does not block the opening of the cleaning nozzle 19, and thereby a syringe can be attached to the opening of the cleaning nozzle 19.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a longitudinal section of the auxiliary device 1.
  • FIG. 12(A) is a longitudinal cross-sectional view of the auxiliary device 1 in a normal state.
  • the dial 12 is moved from the second position shown in FIG. 10(B) to the first position shown in FIG. 10(A) by a dial rotation spring 129 (see FIG. 7) built in between the dial 12 and the frame 14. It is biased in the direction of movement, in other words, in the direction of rotation from the second position to the first position (return direction). Further, the handle 11 is biased toward the dial 12 by a built-in knob latch spring 115.
  • the dial 12 is automatically rotated by the force applied from the handle 11 toward the dial 12 (the force that presses the dial 12 against the frame 14 side) as the dial rotation spring 129 biases the dial 12. It is suppressed from being put away.
  • the normal state means a state where the handle 11 is not pulled and the side lock button 15 is not pressed.
  • the dial lock pin 124 provided on the distal end surface of the dial 12 engages with the recess 143 provided on the base end surface 142 of the frame 14, so that the dial 12 The state (first and second positions) is maintained.
  • FIG. 12(B) is a longitudinal cross-sectional view of the auxiliary device 1 when returning from the cleaning mode M2 to the neutral mode M1.
  • a force is applied from the handle 11 toward the dial 12 (pressing the dial 12 against the frame 14 side). power) disappears.
  • the dial 12 is urged toward the handle 11 by a spring 128. Therefore, the engagement between the dial lock pin 124 and the recess 143 is disengaged, and the dial 12 automatically rotates from the second position shown in FIG. 10(B) to the first position shown in FIG. 10(A). , returns from cleaning mode M2 to neutral mode M1.
  • the gripping shaft gear 2351 and the bending shaft gear 2354 of this embodiment each rotate in the D1 direction indicated by the solid line without any problem, but in the D2 direction indicated by the broken line. It is preferable not to rotate excessively.
  • “to rotate excessively” means that the torque applied to the handle 11 exceeds a predetermined amount. Therefore, the auxiliary device 1 of this embodiment includes a torque limit mechanism. Specifically, in the gear drive mode M3, when the handle 11 and the main shaft 13 located at one end P2 of the second elongated hole 122 are rotated in the direction indicated by the solid arrow, the main shaft 13 does not become misaligned. , the rotational force can be continued to be transmitted to the gripping shaft gear 2351 by the auxiliary gear 17.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the counter mechanism of the manipulator 2.
  • FIG. 13(A) represents the first state of the counter mechanism.
  • FIG. 13(B) represents the second state of the counter mechanism.
  • FIG. 13 shows the manipulator 2 with the lid 232 (see FIG. 8) removed.
  • FIG. 13 for convenience of explanation, different types of hatching are applied to some of the members, and the structure of the manipulator main body 231 that hides the counter mechanism and its surroundings are illustrated with broken lines, and the windows of the lid 232 are illustrated with broken lines. 233 is illustrated with a broken line.
  • FIG. 13 The function of counting the number of times the manipulator 2 is used will be explained using FIG. 13.
  • the manipulator 2 is provided with a mechanical counter mechanism.
  • the manipulator 2 can be used multiple times by cleaning it after use.
  • the counter mechanism counts the number of remaining uses of the manipulator 2, in other words, the number of times the manipulator 2 has been cleaned.
  • the counter mechanism includes a counter board 238, a counter lever 230 (first member), and a lock lever 239 (second member).
  • the counter board 238 is a member having a disk shape, in other words, a circular plate shape.
  • the counter board 238 is fixed to the manipulator main body 231 so as to be rotatable about a shaft 2303.
  • the counter board 238 has a count number 2381 "E, 1, 2, . . .
  • the counter lever 230 is rotatably fixed to the manipulator body 231 around a shaft 2303 (in other words, coaxially with the counter board 238).
  • the counter lever 230 has a first extending portion 2301 extending toward the lock lever 239 and a second extending portion 2302 extending toward the base end of the manipulator body 231.
  • the counter lever 230 rotates to one side S1
  • the counter lever 230 rotates the counter board 238 by one memory with a count of 2381.
  • the counter lever 230 itself (counter lever 230) rotates to the other side S2
  • the counter lever 230 does not rotate the counter board 238.
  • the counter lever 230 corresponds to a "first member”.
  • the lock lever 239 is rotatably fixed to the manipulator body 231 around a shaft 2394.
  • a recess 2391 for engaging the first extending portion 2301 of the counter lever 230 is formed in a portion of the lock lever 239 on the counter lever 230 side.
  • the lock lever 239 has an extending portion 2392 extending toward the base end of the manipulator body 231.
  • the lock lever 239 is structured to be pulled together with the counter lever 230 by a spring 2393. As shown in FIG. 13A, the lock lever 239 prevents the counter lever 230 from rotating toward the other side S2 by engaging the first extending portion 2301 of the counter lever 230 with the recess 2391 of the lock lever 239. regulate.
  • the lock lever 239 corresponds to a "second member".
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of the action section that operates the counter mechanism. Note that, in FIG. 14, only the dial 12, pin 16, and main shaft 13 of the auxiliary device 1 are extracted and illustrated. The state transition between the first state and the second state will be explained using FIG. 14.
  • a cam structure 123 for operating the pin 16 is provided on the peripheral edge of the dial 12 on the tip side (frame 14 side).
  • the cam structure portion 123 includes a concave portion 1231 where the dial 12 has a thin wall and the tip of the dial 12 is depressed, a convex portion 1233 where the dial 12 has a thick wall and the tip of the dial 12 protrudes, and the concave portion 1231 and the convex portion 1233.
  • It is a cylindrical cam having an inclined portion 1232 provided between the two.
  • the pin 16 is biased toward the proximal end (towards the handle 11) by the spring disposed in the elongated hole 161 of the pin 16.
  • the base end of the pin 16 (FIG. 14: broken line) is accommodated in the recess 1231, so that the tip end 162 of the pin 16 is inside the frame 14. It is in a contained state.
  • the auxiliary device 1 transitions from the neutral mode M1 to the cleaning mode M2, as the dial 12 rotates, the base end of the pin 16 slides on the inclined part 1232 and moves to the convex part 1233, causing the pin 16 to be pressed. In response to this, the tip portion 162 of the pin 16 protrudes from the tip of the frame 14.
  • the "first operation" to shift the counter mechanism from the first state to the second state is to push the end 2395 of the lock lever 239 (second member) toward the tip side of the manipulator 2, and to move the counter mechanism between the lock lever 239 and the counter.
  • This is an operation of disengaging the lever 230 (first member) and relatively rotating the counter lever 230 pulled by the spring 2393 toward the other side S2.
  • the dial 12 is rotated as shown in FIG. ) can be said to be an operation for rotating from the first position shown in FIG. 10(B) to the second position shown in FIG. 10(B).
  • the counter mechanism when the counter mechanism is in the second state shown in FIG. By rotating the counter mechanism, the counter mechanism shifts from the second state shown in FIG. 13(B) to the first state shown in FIG. 13(A). At this time, the counter board 238 rotates by one memory with a count of 2381 as the counter lever 230 rotates, and the number displayed externally through the window 233 is decremented (-1). Thus, the second state is a state in which the counter mechanism can be decremented.
  • the "second operation" for shifting the counter mechanism from the second state to the first state is an operation in which the user rotates the counter lever 230 to one side S1.
  • the counter mechanism of the present embodiment counts the number of times the second state changes to the first state due to the second operation.
  • the first operation requires rotating the dial 12. Therefore, the first operation is more difficult than the second operation ( (difficult to operate) mode.
  • the counter mechanism controls the protrusion of the counter board 238 when the transition from the second state to the first state (in other words, the rotation of the counter board 238) reaches a predetermined number of times, 17 times in the example of FIG.
  • the portion 2382 interferes with (contacts) a protrusion that is the edge of the window 233 and is provided on the inner surface of the lid 232 (the surface on the counter board 238 side)
  • the counter board 238 and the counter lever 230 are prevented from moving further.
  • Rotation is regulated.
  • the counter mechanism of this embodiment when the number of times of transition from the second state to the first state due to the second operation reaches a predetermined number of times, the counter mechanism of the first embodiment shown in FIG. unable to move to the state.
  • the count number 2381 displayed externally from the window 233 is "E". That is, when the count number 2381 "E” is displayed on the window 233, after using the manipulator 2, the auxiliary device 1 can be attached and cleaning can be performed in the cleaning mode M2, but the counter lever 230 cannot be rotated to one side S1. Therefore, the manipulator 2 cannot be attached to the robot arm (because the protrusion 2382 of the counter board 238 interferes with the protrusion provided on the edge of the window 233), and the manipulator 2 cannot be used.
  • the predetermined number of times is 17, but the predetermined number of times may be arbitrarily determined depending on the durability of the manipulator 2 against the sterilization process.
  • a position indicator 120 As shown in FIG. 14, on the proximal end side (handle 11 side) of the dial 12, there is a position indicator 120 as well as a position indicator 120 indicating the position of the dial 12 from the first position shown in FIG. 10(A) to the first position shown in FIG. 10(B).
  • a direction indicator 1201 may be provided, which is an arrow indicating the direction of rotation for rotation to the second position shown.
  • a raised portion 1221 may be formed on the peripheral edge of the second elongated hole 122 of the dial 12 so that the peripheral edge of the dial 12 is raised toward the center of the second elongated hole 122 in the longitudinal direction. .
  • the raised portions 1221 are provided at the boundaries between the positions P1, P2, and P3 of the handle 11 and the main shaft 13 in the neutral mode M1 and the gear drive mode M3.
  • FIG. 16(A) is a longitudinal cross-sectional view of the cleaning nozzle 19 inserted into the manipulator 2.
  • FIG. 16(B) is a cross-sectional view of the first flow path 191L taken along line AA in FIG. 16(A).
  • FIG. 16(C) is a cross-sectional view of the second flow path 192L taken along line BB in FIG. 16(A).
  • the AA line is a line perpendicular to the extending direction of the first flow path 191L
  • the BB line is a line perpendicular to the extending direction of the second flow path 192L. Therefore, FIG.
  • FIG. 16(B) shows a cross-sectional view in a plane perpendicular to the stretching direction of the first flow path 191L
  • FIG. 16(C) shows a cross-sectional view in a plane perpendicular to the stretching direction of the second flow path 192L.
  • a cross-sectional view is shown.
  • the configuration of the cleaning nozzle 19 will be explained using FIGS. 15 and 16.
  • the cleaning nozzle 19 includes a nozzle body 190.
  • the nozzle body 190 has a first surface 1901 located on the proximal end side and a second surface 1902 located on the distal end side.
  • a protrusion 1903 is provided from the second surface 1902 of the nozzle body 190 and extends further toward the tip side.
  • a notch 194 is formed in the lower part of the nozzle body 190, in which a part of the nozzle body 190 is cut out. Note that the cutout 194 can be omitted. As shown in FIG.
  • the tip of the nozzle body 190 when the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2, the tip of the nozzle body 190 (specifically, the tip of the protrusion 1903) It is inserted into the manipulator 2 through the cleaning port 2361 (opening) provided in the manipulator 2.
  • a first base opening 191 and a second base opening 192 are provided at the base end of the nozzle body 190 (specifically, the first surface 1901).
  • a first tip opening 193 and a second tip opening 195 are provided at the tip of the nozzle body 190 (specifically, the tip of the protrusion 1903).
  • the first tip opening 193 and the second tip opening 195 communicate with the cleaning port 2361 of the manipulator 2.
  • a first flow path 191L and a second flow path 192L are formed inside the nozzle body 190.
  • the first channel 191L is a channel whose distal end communicates with the first distal opening 193 and whose proximal end communicates with the first proximal opening 191.
  • the second channel 192L is a channel whose distal end communicates with the second distal opening 195 and whose proximal end communicates with the second proximal opening 192.
  • the cross-sectional area of the second flow path 192L is smaller than the cross-sectional area of the first flow path 191L.
  • a portion of the second flow path 192L on the second proximal opening 192 side is an enlarged flow path with a large cross-sectional area so that a syringe as an external instrument can be inserted therein. It is said to be 192La. Therefore, the second flow path 192L having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the first flow path 191L shown in FIG. means.
  • the cross-sectional shape of the first flow path 191L and the cross-sectional shape of the second flow path 192L are both circular; can be any shape other than circular.
  • the second flow path 192L is formed inside the second flow path forming member 196.
  • the second flow path forming member 196 is arranged inside the nozzle body 190 so as to be inclined with respect to the extending direction (X-axis direction) of the nozzle body 190.
  • a portion of the second flow path forming member 196 on the distal end side protrudes into the first flow path 191L from the inner peripheral surface of the first flow path 191L. Therefore, on the tip side of the nozzle body 190, the protruding portion 1903 and the second flow path forming member 196 have a double pipe-like structure, and a portion of the tip side of the second flow path 192L is It is provided inside the flow path 191L.
  • the tip portion of the second flow path forming member 196 projects from the first tip opening 193 toward the tip side (the manipulator 2 side, the flow path 2L side in the manipulator 2). Therefore, the second tip opening 195 at the tip of the second flow path 192L protrudes from the first tip opening 193 and is closer to the tip than the first tip opening 193 (on the manipulator 2 side, on the flow path 2L side in the manipulator 2). It is located in The protrusion length L of the second tip opening 195, in other words, the linear distance L between the second tip opening 195 and the first tip opening 193 may be arbitrarily determined.
  • the flow path resistance of the first flow path 191L is set as FR1
  • the flow path resistance of the second flow path 192L is set as FR2
  • the flow path 2L inside the manipulator 2 (in other words, it communicates with the cleaning port 2361 of the manipulator 2).
  • the flow path resistance of the flow path 2L is set to FR3
  • the relationship shown in the following equation (1) is established. That is, the flow path resistance FR2 of the second flow path 192L is larger than the flow path resistance FR3 of the flow path 2L inside the manipulator 2. FR3 ⁇ FR2...(1)
  • the flow path resistance FR1 of the first flow path 191L is smaller than the flow path resistance FR3 of the flow path 2L inside the manipulator 2
  • the flow path resistance FR2 of the second flow path 192L is smaller than the flow path resistance FR3 of the flow path 2L inside the manipulator 2. It is larger than the flow path resistance FR3 of 2L. FR1 ⁇ FR3 ⁇ FR2...(2)
  • the relationship between the flow path resistance FR1, the flow path resistance FR2, and the flow path resistance FR3, that is, the relationship expressed by equations (1) and (2), is based on the relationship between the first base opening 191, the first flow path 191L, and the second flow path. This can be confirmed by the amount of water flowing out from the first proximal opening 191, the second proximal opening 192, and the forceps 211 when the flow path 2L of the manipulator 2 is filled with water. Further, regarding the flow path resistance FR1 and the flow path resistance FR2, it is obvious that FR1 ⁇ FR2 from the size relationship of the cross-sectional areas of the first flow path 191L and the second flow path 192L.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of how to use the cleaning nozzle 19.
  • FIG. 17(A) shows how the cleaning fluid is injected into the flow path 2L inside the manipulator 2.
  • FIG. 17(B) shows how the cleaning fluid is discharged from the flow path 2L inside the manipulator 2.
  • FIG. 17(A) The case where cleaning fluid is injected into the flow path 2L to clean the inside of the main body device 23, the inside of the main shaft 22, and the end effector 21 will be described using FIG. 17(A).
  • the tip of the syringe 3 filled with cleaning fluid is inserted into the first channel 191L from the first base opening 191.
  • the cleaning fluid supplied from the syringe 3 by inserting the plunger into the syringe 3 passes through the first flow path 191L, flows out from the first tip opening 193, and is supplied to the flow path 2L of the manipulator 2.
  • the cleaning fluid flows into the flow path 2L, the air in the flow path 2L is pushed out from the second tip opening 195 to the second flow path 192L, and is discharged to the outside via the second base opening 192. . Thereby, the cleaning fluid can be smoothly injected into the flow path 2L in the manipulator 2 without requiring excessive force.
  • FIG. 17(B) The case where the cleaning fluid filling the flow path 2L in the manipulator 2 is discharged to the outside will be described using FIG. 17(B).
  • the tip of the syringe 3 filled with air (or other gas may be used) is inserted into the second flow path 192L (specifically, the enlarged flow path 192La) from the second base end opening 192.
  • Air supplied from the syringe 3 by inserting the plunger into the syringe 3 passes through the second flow path 192L, flows out from the second tip opening 195, and is supplied to the flow path 2L of the manipulator 2.
  • the cleaning fluid in the flow path 2L When air flows into the flow path 2L, the cleaning fluid in the flow path 2L is pushed out from the first tip opening 193 to the first flow path 191L, and is discharged to the outside via the first base opening 191. . Thereby, the cleaning fluid can be smoothly discharged from the flow path 2L in the manipulator 2 without requiring excessive force. That is, it can be said that the first flow path 191L is a flow path for liquid, and the second flow path 192L is a flow path for gas (air).
  • the first tip opening 193 and the first base opening 191 located at both ends of the first flow path 191L are arranged along the sliding direction (X-axis) of the cleaning nozzle 19. , arranged in a straight line.
  • the second base end opening 192 located at the base end of the second flow path 192L is arranged on the virtual line VL intersecting the sliding direction (X-axis).
  • Each member constituting the auxiliary device 1 and each member constituting the manipulator 2 described above can be formed from a known resin material or a known metal material. In this way, the auxiliary device 1 and the manipulator 2 do not use any electronic parts, and the auxiliary device 1 and the manipulator 2 have a simple structure consisting of a combination of members made of commonly used materials. Therefore, it can withstand water exposure during the cleaning process and high temperatures during the sterilization process.
  • the manipulator auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body) is an auxiliary device that engages with the driven gear 235 when the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2. It includes a gear 17 and a handle 11 that transmits driving force to the auxiliary gear 17. Therefore, by connecting the auxiliary device 1 to the base end of the manipulator 2 and operating the handle 11 of the auxiliary device 1, the driven gear 235 of the manipulator 2 is operated via the auxiliary gear 17, and the end The effector 21 can be operated.
  • the manipulator system 9 by operating the handle 11 of the auxiliary device 1, it is possible to provide the auxiliary device 1 that allows the end effector 21 of the manipulator 2 to operate without a medical device (surgical support robot).
  • a medical device surgical support robot
  • the auxiliary device 1 by connecting the auxiliary device 1 to the proximal end of the manipulator 2 and cleaning it by operating the handle 11 of the auxiliary device 1, the movable parts of the end effector 21 (forceps 211, second joint 214) can be cleaned.
  • the manipulator 2 can be cleaned by having the manipulator 2 assume different postures.
  • the movable parts (forceps 211, second joint 214) of the end effector 21 can be moved into the patient's body cavity.
  • the manipulator 2 After the manipulator 2 is in a safe shape for removal from the patient's body cavity (for example, the second joint 214 is in a straight state and the forceps 211 is in a closed state), the manipulator 2 can be removed from the patient's body cavity.
  • the auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body) can be adjusted by sliding the handle 11 in a state where the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2.
  • the auxiliary gear 17 is selectively set as one of the plurality of driven gears 235 (specifically, the gripping shaft gear 2351 as the first driven gear and the bending shaft gear 2354 as the second driven gear). can be engaged with.
  • the auxiliary device 1, the movable parts of the end effector 21 can be operated selectively.
  • the auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body) includes the cleaning nozzle 19, when the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2, the A cleaning fluid for cleaning the inside of the manipulator 2 can be easily supplied to the flow path 2L of the manipulator 2.
  • the auxiliary device 1 since the auxiliary device 1 includes the pin 16 (action portion), when the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2, the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2 via the pin 16 (action portion).
  • the counter mechanism can be switched to a state in which counting operation is possible. As a result, efficiency and accuracy when cleaning the manipulator 2 can be improved. Furthermore, the number of times the manipulator 2 has been cleaned can be easily managed using the counter mechanism.
  • the user connects the auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body) to the manipulator 2, and selects the gear drive mode M3 and the cleaning mode M2 using the dial 12 (switching section). By switching, it becomes possible to cause the manipulator 2 to perform a desired operation. Furthermore, in gear drive mode M3, sliding movement of the handle 11 is allowed and access to the cleaning nozzle 19 is restricted, and in cleaning mode M2, sliding movement of the handle 11 is restricted and access to the cleaning nozzle 19 is restricted. Permissible. As a result, when the auxiliary device 1 is in each mode, it is possible to prevent the user from performing operations other than those permitted in each mode. That is, erroneous operations by the user can be suppressed.
  • the auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body) has a neutral mode M1 in addition to the gear drive mode M3 and the cleaning mode M2.
  • the dial 12 (switching section) of the auxiliary device 1 allows switching between gear drive mode M3 and neutral mode M1, and switching between cleaning mode M2 and neutral mode M1, and allows gear drive without going through neutral mode M1. Controls switching between mode M3 and cleaning mode M2. Therefore, while operating the manipulator 2 in the gear drive mode M3 that involves the operation of the end effector 21, it is possible to prevent an erroneous operation such as accidentally shifting to the cleaning mode M2 that involves decrementing the counter mechanism. The usability of 1 can be improved.
  • the manipulator system 9 of the first embodiment by sliding the handle 11 of the auxiliary device 1 (main body of the manipulator auxiliary device) on the frame 14, the relative position of the auxiliary gear 17 with respect to the frame 14 can be changed. .
  • the auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body) is a disc-shaped dial 12 having a notch 121, and is arranged between the handle 11 and the frame 14, A dial 12 rotatable about a main shaft 13 is used as a switching section. Therefore, by rotating the dial 12 to the first position where the notch 121 and the proximal openings 191, 192 of the cleaning nozzle 19 do not overlap, the dial 12 can restrict access to the cleaning nozzle 19. By rotating the dial 12 to the second position where the notch 121 and the proximal openings 191, 192 overlap, the dial 12 can allow access to the cleaning nozzle 19.
  • the dial 12 used as a switching section has a frame 14 when the dial 12 is in the first position.
  • a second elongated hole 122 is provided in the same direction as the first elongated hole 145 . Therefore, by rotating the dial 12 to the first position, the second elongated hole 122 of the dial 12 and the first elongated hole 145 of the frame 14 become in the same direction, so that the dial 12 prevents the sliding movement of the handle 11.
  • the dial 12 By rotating the dial 12 to the second position, the second elongated hole 122 of the dial 12 and the first elongated hole 145 of the frame 14 are oriented in different directions, so that the dial 12 prevents the sliding movement of the handle 11. It can be regulated.
  • the peripheral edge of the second elongated hole 122 of the dial 12 has a peripheral edge that faces toward the second elongated hole 122.
  • a raised portion 1221 is formed.
  • a raised portion 1221 is provided between positions P2 and P3 (FIG. 11) where the auxiliary gear 17 of the auxiliary device 1 engages with the driven gear 235 of the manipulator 2 and a position P1 (FIG. 11) where it does not engage.
  • the manipulator system 9 of the first embodiment when a torque exceeding a predetermined amount is applied to the handle 11 of the auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body), the main shaft 13 of the auxiliary device 1 is The engagement between the auxiliary gear 17 and the driven gear 235 is released by causing an "axis shift" that is inclined with respect to the longitudinal direction, that is, the X-axis direction. Therefore, even if a torque exceeding a predetermined amount is applied to the handle 11, excessive rotation of the driven gear 235 can be suppressed, and failure of the end effector 21 due to excessive rotation of the driven gear 235 can be prevented. It can be suppressed.
  • the manipulator 2 has an end effector 21 connected to a medical device (surgical support robot) and operated by the medical device, and the end effector 21 of the manipulator 2 without a medical device.
  • a manipulator system 9 can be provided that includes an auxiliary device 1 that enables the operation of the auxiliary device 1.
  • the auxiliary device 1 manipulator auxiliary device main body
  • the counter lever 230 the main body of the manipulator auxiliary device 1 member
  • the end portion 2304 of the counter lever 230 protrudes to the outside of the manipulator body 231. That is, when the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2 and shifted to the cleaning mode M2, the counter mechanism can be switched to a state in which counting operation (decrement) is possible.
  • the end 2304 of the counter lever 230 protruding outside the manipulator main body 231 is removed from the manipulator main body 231.
  • the counter lever 230 is relatively rotated to one side S1
  • the counter board 238 rotates to cause the counter mechanism to count (decrement). That is, the counter mechanism can automatically count (decrement) when the end 2304 of the counter lever 230 protruding to the outside is housed inside the manipulator main body 231.
  • the counter mechanism of the manipulator 2 changes from the first state shown in FIG. 13(A) to the second state shown in FIG. 13(B) by the first operation on the counter mechanism.
  • the second state shown in FIG. 13(B) is shifted to the first state shown in FIG. 13(A).
  • the counter mechanism of the manipulator 2 counts the number of transitions from the second state to the first state due to the second operation.
  • the first operation is performed by shifting the auxiliary device 1 to the cleaning mode M2 while the auxiliary device 1 is connected to the manipulator 2.
  • the second operation is never executed.
  • the counting by the counter mechanism is performed reliably, and forgetting to count can be suppressed. That is, the counter mechanism has a first state in which counting is not possible and a second state in which counting is possible, and only counts the number of transitions from the second state to the first state, so that miscounts can be suppressed.
  • the counter mechanism By using such a counter mechanism to count the number of times the manipulator 2 is used, the number of times the manipulator 2 is used can be counted with high accuracy.
  • the manipulator 2 has a mechanical structure including the counter board 238, the counter lever 230 (first member), and the lock lever 239 (second member).
  • the counter lever 230 (first member) of the counter mechanism is rotated relatively to one side S1 to rotate the counter board and automatically count the number of transitions. (decrement).
  • the manipulator system 9 of the first embodiment when the counter mechanism of the manipulator 2 is in the first state shown in FIG. When the end 2304 of the counter lever 230 (first member) protrudes outside the manipulator main body 231 in the second state shown in FIG. (Whether it is in the first state or in the second state, that is, before counting or already counted) can be grasped at a glance. Further, according to the manipulator system 9, when the counter mechanism is in the second state shown in FIG. Since connecting the unit to the medical device is inhibited, forgetting to decrement the number of transitions from the second state to the first state, that is, forgetting to count the number of transitions, can be suppressed.
  • the counter mechanism of the manipulator 2 is configured to switch from the second state to the first state when the number of transitions from the second state to the first state reaches a predetermined number of times. The transition to the first state is inhibited.
  • the end 2304 of the counter lever 230 protrudes to the outside of the manipulator body 231, thereby connecting the proximal end of the manipulator 2 to the medical device. This prevents the user from accidentally attaching the manipulator 2 to a medical device and reusing it after the number of transitions from the second state to the first state (i.e., the number of times the manipulator 2 is used) exceeds the upper limit. can be suppressed.
  • the counter mechanism of the manipulator 2 has the window 233 and the counter board 238 as a display section that displays the number of transitions, so the user can By checking, the number of transitions from the second state to the first state (that is, the number of times the manipulator 2 is used) can be easily checked. As a result, the usability of the manipulator 2 can be improved.
  • the cleaning nozzle 19 of the auxiliary device 1 (manipulator auxiliary device main body) has a first flow path 191L and a second flow path having a smaller cross-sectional area than the first flow path 191L.
  • the distal end of the first channel 191L communicates with the first distal opening 193 and the proximal end communicates with the first proximal opening 191, and the distal end of the second channel 192L communicates with the second distal opening 195.
  • the base end communicates with the second base end opening 192 .
  • the syringe 3 when injecting cleaning fluid for cleaning the inside of the manipulator 2 from the syringe 3 as an external instrument, the syringe 3 is inserted into the first proximal opening 191, and the cleaning port 2361 of the manipulator 2 is inserted from the first flow path 191L.
  • the cleaning fluid By injecting the cleaning fluid into the interior of the manipulator 2 through the opening, the air inside the manipulator 2 can be released to the outside through the second tip opening 195, the second flow path 192L, and the second base opening 192. .
  • the cleaning fluid can be easily injected into the manipulator 2.
  • the syringe 3 when discharging the cleaning fluid after cleaning the manipulator 2, the syringe 3 is inserted into the second base opening 192, and air is injected into the manipulator 2 from the second flow path 192L through the cleaning port 2361 of the manipulator 2.
  • the cleaning fluid inside the manipulator 2 can be easily discharged to the outside via the first tip opening 193, the first flow path 191L, and the first base opening 191.
  • the manipulator 2 can be cleaned efficiently.
  • the second tip opening 195 of the cleaning nozzle 19 protrudes from the first tip opening 193 and is located on the tip side of the first tip opening 193, so that cleaning is possible. It is possible to more easily discharge the air inside the manipulator 2 during fluid injection and to inject air into the manipulator 2 when cleaning fluid is discharged.
  • the flow path resistance FR2 of the second flow path 192L of the cleaning nozzle 19 is the flow path 2L that the manipulator 2 has and communicates with the cleaning port 2361 of the manipulator 2. Since it is larger than the flow path resistance FR3 of the flow path 2L (that is, the flow path resistance FR3 of the flow path inside the manipulator), the air inside the manipulator 2 is discharged when the cleaning fluid is injected, and the air inside the manipulator 2 when the cleaning fluid is discharged. Injection of air can be performed more easily.
  • the auxiliary device 1 including the cleaning nozzle 19 that can efficiently clean the manipulator 2.
  • the cleaning nozzle 19 of the auxiliary device 1 (main body of the manipulator auxiliary device) is cleaned when an external force is applied from the first base opening 191 or the second base opening 192.
  • the distal end of the cleaning nozzle 19 can be moved more toward the cleaning port 2361 of the manipulator 2. It can be inserted deeply, and the cleaning nozzle 19 and manipulator 2 can be fixed more reliably. As a result, operability during injection and discharge of cleaning fluid can be improved.
  • the first tip opening 193 and the first base opening 191 of the cleaning nozzle 19 are arranged linearly along the sliding direction of the cleaning nozzle 19. Therefore, the cleaning fluid can be smoothly injected and discharged through the first distal opening 193, the first flow path 191L, and the first proximal opening 191.
  • auxiliary gear 17 engages only a single driven gear 235 in gear drive mode M3.
  • the manipulator system 9A of the second embodiment includes an auxiliary device 1A instead of the auxiliary device 1, and a manipulator 2A instead of the manipulator 2.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing the configuration of the manipulator 2A of the second embodiment.
  • the manipulator 2A of the second embodiment includes a driven gear 235A instead of the driven gear 235.
  • the driven gear 235A has a gripping shaft gear 2351 and a main shaft gear 2352, but does not have the tip rotating shaft gear 2353 and the bending shaft gear 2354 described in the first embodiment. Therefore, the end effector 21 of the manipulator 2A can release/grasp the forceps 211 and rotate the main shaft 22, but cannot rotate the forceps 211 and does not have the second joint 214.
  • FIG. 19 is a diagram showing the state of the auxiliary device 1A in each mode of the second embodiment.
  • the auxiliary device 1A of the second embodiment includes a dial 12A instead of the dial 12.
  • the dial 12A is provided with a position display 120A instead of the position display 120, and a second elongated hole 122A instead of the second elongated hole 122.
  • the position indicator 120A and the second elongated hole 122A have only portions corresponding to the center P1 and one end side P2 described in the first embodiment. In other words, the position indicator 120A and the second elongated hole 122A do not have a portion corresponding to the other end side P3 described in the first embodiment. Therefore, as shown in FIG.
  • the configurations of the auxiliary device 1A and the manipulator 2A can be changed in various ways, and in the gear drive mode M3, the auxiliary gear 17 engages only the single driven gear 235 (grip shaft gear 2351).
  • the bending shaft gear 2354 is omitted and the auxiliary gear 17 engages with the gripping shaft gear 2351 in the gear drive mode M3.
  • the configuration may be such that the grip shaft gear 2351 is omitted and the auxiliary gear 17 engages with the bending shaft gear 2354 in the gear drive mode M3.
  • the manipulator system 9A of the second embodiment as described above can also have the same effects as the first embodiment described above.
  • auxiliary gear 17 can selectively engage all of the driven gears 235 in the gear drive mode M3.
  • the manipulator system 9B of the third embodiment includes an auxiliary device 1B instead of the auxiliary device 1.
  • the configuration of the manipulator 2 is similar to that of the first embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the auxiliary gear 17 and the driven gear 235 in each mode of the third embodiment.
  • the auxiliary device 1B has a dial 12B instead of the dial 12.
  • a second elongated hole 122B is formed in the dial 12B instead of the second elongated hole 122.
  • the second elongated hole 122B has an X-shape in which two elongated holes intersect.
  • the second elongated hole 122B is located at an end P4 located on the side of the main shaft gear 2352 from the center P1, and on a side of the tip rotating shaft gear 2353 from the center P1. It has an end P5 located at .
  • gear drive mode M3 by sliding the handle 11 to the end P4 of the second elongated hole 122B, the main shaft 13 connected to the handle 11 slides to the end P4 of the second elongated hole 122B.
  • the relative position of the auxiliary gear 17 located at the tip of the main shaft 13 with respect to the frame 14 is also changed from position P1 to position P4, and the auxiliary gear 17 engages with the main shaft gear 2352 of the manipulator 2.
  • the auxiliary device 1B can rotate the main shaft 22 of the manipulator 2.
  • the configuration of the auxiliary device 1B can be modified in various ways, and the auxiliary gear 17 may be configured to selectively engage all of the driven gears 235. Further, the auxiliary device 1B may have a configuration in which the auxiliary gear 17 is engaged with any three of the driven gears 235. In this case, the shape of the second long hole 122B of the dial 12B may be changed.
  • the manipulator system 9B of the third embodiment as described above can also have the same effects as the first embodiment described above.
  • a manipulator system 9C will be described in which some of the components described in the first embodiment are omitted.
  • the manipulator system 9C of the fourth embodiment includes an auxiliary device 1C instead of the auxiliary device 1, and a manipulator 2C instead of the manipulator 2.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of the auxiliary device 1C and the manipulator 2C of the fourth embodiment.
  • the auxiliary device 1C does not include the cleaning nozzle 19 described in the first embodiment. Therefore, the auxiliary device 1C does not transition to the cleaning mode M2 among the operation modes described in FIG. 4. Therefore, the cutout 121 of the dial 12 may be omitted.
  • the manipulator 2C includes a lid 232C instead of the lid 232.
  • a window 233 for displaying the count number 2381 on the counter board 238 is not formed in the lid 232C. Therefore, with the manipulator 2C, it is not possible to check the remaining number of uses of the manipulator 2C from the outside. However, the manipulator 2C internally counts the number of remaining uses using the counter mechanism described in the first embodiment.
  • the configuration of the manipulator system 9C can be modified in various ways, and some of the components described in the first embodiment, such as the cleaning nozzle 19 and the window 233, may be omitted.
  • the above-mentioned omissible configurations are merely examples, and other components not illustrated may be omitted.
  • the knob latch spring 115 and the dial rotation spring 129 may be omitted, and the handle 11 and the dial 12 may be configured not to be biased.
  • the protrusion 2382 of the counter board 238 may be omitted so as not to inhibit the transition from the second state to the first state a predetermined number of times or more.
  • the lever 234 may be omitted in the manipulator 2C.
  • the manipulator system 9C of the fourth embodiment as described above can also have the same effects as the first embodiment described above.
  • a manipulator system 9D according to the fifth embodiment includes an auxiliary device 1D instead of the auxiliary device 1.
  • the configuration of the manipulator 2 is similar to that of the first embodiment.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing the state transition of the auxiliary device 1D of the fifth embodiment.
  • the auxiliary device 1D even when the dial 12 is in the first position shown in FIG. There is no blockage. Furthermore, in the auxiliary device 1D, the hole formed in the dial 12 through which the main shaft 13 is inserted is not the second elongated hole 122 described in the first embodiment, and even when the dial 12 is in the first state, it is in the second state. Even if there is, it is a circular hole through which the handle 11 can be slid. Furthermore, in the auxiliary device 1D, the knob latch spring 115 and the dial rotation spring 129 are omitted, and the handle 11 and dial 12 are not biased. As a result, as shown in FIG. 22, in the auxiliary device 1D, the cleaning mode M2 and the gear drive mode M3 can be directly switched without going through the neutral mode M1.
  • the configuration of the manipulator system 9D can be changed in various ways, and the state transition of the auxiliary device 1D without going through the neutral mode M1 may be possible.
  • the manipulator system 9D of the fifth embodiment as described above can also have the same effects as the first embodiment described above.
  • a manipulator system 9E according to the sixth embodiment includes an auxiliary device 1E instead of the auxiliary device 1.
  • the configuration of the manipulator 2 is similar to that of the first embodiment.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the cleaning nozzle 19E of the sixth embodiment.
  • the auxiliary device 1E includes a cleaning nozzle 19E shown in FIG. 23.
  • a first tip opening 193 is provided at the tip of the nozzle body 190E.
  • the second flow path forming member 196E is arranged inside the nozzle body 190E so as to be inclined with respect to the extending direction (X-axis direction) of the nozzle body 190E.
  • the tip of the second flow path forming member 196E is located on the inner peripheral surface of the first flow path 191L, and the tip of the second flow path forming member 196E does not protrude into the first flow path 191L. Therefore, the second tip opening 195E provided at the tip of the second flow path 192L is provided on the inner peripheral surface of the first flow path 191L. In other words, the first flow path 191L and the second flow path 192L merge at the second tip opening 195E.
  • the straight line distance L between the center of the second tip opening 195E and the first tip opening 193 may be arbitrarily determined, it is preferably as short as possible (a small value).
  • the configuration of the cleaning nozzle 19E can be modified in various ways, and the second tip opening 195E may be provided on the inner peripheral surface of the first flow path 191L.
  • the manipulator system 9E of the sixth embodiment as described above can also have the same effects as the first embodiment described above.
  • the second tip opening 195E of the cleaning nozzle 19E is provided on the inner peripheral surface of the first flow path 191L, and the first flow path 191L and the second flow path 192L are connected to each other. Since they merge at the second tip opening 195E, the second tip opening 195E is accommodated in the first flow path 191L, thereby providing a cleaning nozzle 19E and an auxiliary device 1E that can efficiently clean the manipulator 2. can.
  • a configuration including a cleaning nozzle 19F different from the first embodiment will be described.
  • the manipulator system 9F of the seventh embodiment includes an auxiliary device 1F instead of the auxiliary device 1.
  • the configuration of the manipulator 2 is similar to that of the first embodiment.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the cleaning nozzle 19F of the seventh embodiment.
  • the auxiliary device 1F includes a cleaning nozzle 19F shown in FIG. 24.
  • a first tip opening 193 and a second tip opening 195F are provided at different positions at the tip of the nozzle body 190F (specifically, the tip of the protrusion 1903).
  • the first tip opening 193 and the second tip opening 195F are spaced apart from each other in the Z-axis direction on the tip surface of the protrusion 1903.
  • the second flow path forming member 196F is arranged inside the nozzle body 190F in parallel to the extending direction (X-axis direction) of the nozzle body 190E.
  • the configuration of the cleaning nozzle 19F can be modified in various ways, and the first tip opening 193 and the second tip opening 195F may be provided at different positions.
  • the manipulator system 9F of the seventh embodiment as described above can also have the same effects as the first embodiment described above. Further, according to the configuration of the seventh embodiment, since the second tip opening 195F of the cleaning nozzle 19F is provided at a different position from the first tip opening 193 of the tip portion of the nozzle body 190F, the manipulator 2 The cleaning nozzle 19F and the auxiliary device 1F that can efficiently perform cleaning can be easily manufactured.
  • the configuration of the manipulator system 9 can be modified in various ways.
  • the manipulator system 9 may further include auxiliary devices 1, 1A to 1F and other devices different from the manipulators 2, 2A, 2C.
  • auxiliary devices 1, 1A to 1F only some of the components of the manipulator system 9 may be used. Specifically, it may be used only in the auxiliary devices 1, 1A to 1F, it may be used only in the manipulators 2, 2A, 2C, and it may be used only in the cleaning nozzles 19, 19E, 19F.
  • auxiliary device 1 In the first to seventh embodiments described above, an example of the configuration of the auxiliary devices 1, 1A to 1F was shown.
  • the configuration of the auxiliary device 1 can be modified in various ways.
  • the shapes of the handle 11, dial 12, main shaft 13, frame 14, side lock button 15, pin 16, auxiliary gear 17, protrusion 18, and cleaning nozzle 19 may be changed as appropriate.
  • the position display 120 and direction display 1201 of the dial 12 (switching section) may be omitted.
  • the pin 16 (action portion) may be omitted.
  • the cam structure 123 of the dial 12 that operates the pin 16 can also be omitted.
  • the counter mechanism has been described as one that decrements, the number of uses may be counted by incrementing.
  • the cleaning nozzle 19 may be fixed to the frame 14 without sliding when an external force is applied from the first base opening 191 or the second base opening 192.
  • the torque limit mechanism may be realized by a method other than causing axis deviation of the main shaft 13. In this case, by connecting the handle 11 and the main shaft 13 via an O-ring made of an elastic body, the handle 11 will idle relative to the main shaft 13 when the torque applied to the handle 11 exceeds a predetermined amount. It may also be a configuration.
  • the configuration of the manipulator 2 can be modified in various ways.
  • the movable parts included in the end effector 21 can be modified in various ways, and at least some of the forceps 211, the first joint 212, the first extension part 213, the second joint 214, and the second extension part 215 are omitted. You may.
  • other surgical tools for example, a laser scalpel, etc.
  • the movable part of the end effector 21 may be replaceable.
  • each part constituting the main body device 23 may be changed as appropriate.
  • the lid 232 may not be openable and closable, and the gear cover 237 may be omitted, for example.
  • the counter mechanism may be used for counting other than the number of times the manipulator 2 is washed.
  • the manipulator 2 may not include a counter mechanism.
  • the counter lever 230 of the manipulator 2 does not have an end 2304, and the end 2304 does not need to protrude outside the manipulator body 231 in the second state of the counter mechanism.

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Abstract

医療装置に着脱可能なマニピュレータは、エンドエフェクタが取り付けられた先端部と、医療装置に接続される基端部と、を有するマニピュレータ本体と、マニピュレータ本体に設けられた機械式のカウンタ機構と、を備える。カウンタ機構は、カウンタ機構に対する第1操作によって、第1状態から第2状態に移行し、カウンタ機構に対する第2操作によって、第2状態から第1状態に移行し、第2操作による第2状態から第1状態への移行の回数をカウントする。

Description

マニピュレータ
 本発明は、マニピュレータに関する。
 患者の腹部に開けられた孔から、患者の体腔内に棒状の術具を挿入して手術を行う腹腔鏡手術が知られている。この術具はマニピュレータとも呼ばれ、マニピュレータの先端部には、回転動作や、生体組織の把持動作が可能なエンドエフェクタと呼ばれる可動部が設けられている。例えば、特許文献1~3には、上述したマニピュレータについて記載されている。例えば、特許文献4には、上述したマニピュレータの洗浄に用いられるラックについて記載されている。
米国特許出願公開第2002/0032452号明細書 特開2011-194129号公報 特許第5830258号公報 特許第6472532号公報
 マニピュレータは、患者の体腔内に挿入して使用されることから、使用の都度、内外を洗浄すると共に滅菌する必要がある。ここで、マニピュレータは、使用に伴って劣化を生じるため、再利用を繰り返すと、劣化に起因した不具合が生じる虞がある。特にマニピュレータは、エンドエフェクタの可動部が複雑な機構を有することや、滅菌工程で過酷な環境下に晒されることにより、不具合発生の懸念が大きい。このような不具合の発生を抑制するため、通常、マニピュレータには使用回数の上限が定められており、再利用の度に使用回数がカウントされ、使用回数が上限に達した場合、破棄される。しかしながら、マニピュレータの使用回数が正確にカウントされない場合(特に、使用したにも関わらずカウント数が計数されない場合)には、使用回数が上限を超えているにもかかわらずマニピュレータが再利用されてしまい、手技中に不具合を生じる虞があった。
 この点、特許文献1に記載の技術では、マニピュレータ側にメモリを搭載することで、医療装置との接続時に医療装置と物理的及び電気的に接続され、残使用回数のカウントを行う。しかし、特許文献1に記載の技術では、マニピュレータを医療装置と接続しなければ残使用回数が確認できないという課題、及び、過酷な滅菌工程により、メモリや電気的接続部に問題が生じる可能性があるという課題があった。また、特許文献2に記載の技術では、形状記憶部材を利用して、マニピュレータの滅菌工程で受ける熱エネルギーを機械エネルギーに変換することで、残使用回数のカウントを行う。しかし、特許文献2に記載の技術では、例えば外気温など、滅菌工程の熱条件に作用する環境要因が存在するため、滅菌工程の際に形状記憶部材の形状変化が確実に生じるという保証はなく、カウントの確実性に欠けるという課題があった。さらに、特許文献3に記載の技術では、マニピュレータが医療装置に接続された際に、マニピュレータに組み込まれたダイヤルを駆動させることで残使用回数のカウントを行う。しかし、特許文献3に記載の技術では、使用者が意図しないマニピュレータと医療装置との着脱が生じた際(例えば、マニピュレータと医療装置との接続が不十分であり、接続操作を何度か試みた場合など)にもカウント数が計数されてしまうため、カウントの正確性に欠けるという課題があった。特許文献4では、このような課題について何ら考慮されていない。
 本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、マニピュレータの使用回数を精度よくカウントする技術を提供することを目的とする。
 本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、医療装置に着脱可能なマニピュレータが提供される。このマニピュレータは、エンドエフェクタが取り付けられた先端部と、前記医療装置に接続される基端部と、を有するマニピュレータ本体と、前記マニピュレータ本体に設けられた機械式のカウンタ機構と、を備え、前記カウンタ機構は、前記カウンタ機構に対する第1操作によって、第1状態から第2状態に移行し、前記カウンタ機構に対する第2操作によって、前記第2状態から前記第1状態に移行し、前記第2操作による前記第2状態から前記第1状態への移行の回数をカウントする。
 この構成によれば、カウンタ機構は、カウンタ機構に対する第1操作によって第1状態から第2状態に移行し、第2状態に移行した後のカウンタ機構に対する第2操作によって、第2状態から第1状態に移行する。そして、カウンタ機構は、第2操作による第2状態から第1状態への移行の回数をカウントする。すなわち、カウンタ機構は、カウント不可能な第1状態と、カウント可能な第2状態とを有し、第2状態から第1状態への移行の回数のみをカウントするため、ミスカウントを抑制できる。このようなカウンタ機構をマニピュレータの使用回数のカウントに利用することにより、マニピュレータの使用回数を精度よくカウントできる。
(2)上記形態のマニピュレータにおいて、前記カウンタ機構は、主面にカウント数が表示され、前記マニピュレータ本体に回転可能に固定されたカウンタ盤と、前記マニピュレータ本体に回転可能に固定され、回転方向の一方側に回転するときには前記カウンタ盤を回転させ、他方側に回転するときには前記カウンタ盤を回転させない第1部材と、前記第1部材と係合して前記第1部材の前記他方側への回転を規制する第2部材と、を含み、前記第1状態とは、前記第2部材と前記第1部材とが係合し、前記第1部材が相対的に前記一方側に回転した状態であり、前記第2状態とは、前記第2部材と前記第1部材とが係合しておらず、前記第1部材が相対的に前記他方側に回転した状態であってもよい。
 この構成によれば、カウンタ盤と、第1部材と、第2部材とによる機械的構造によって、第2状態から第1状態への移行の際に、カウンタ機構の第1部材を相対的に一方側に回転させることでカウンタ盤を回転させて、移行の回数を自動的にカウントすることができる。
(3)上記形態のマニピュレータにおいて、前記カウンタ機構は、前記第1状態のとき、前記第1部材の端部が前記マニピュレータ本体に収容され、前記マニピュレータの基端部を前記医療装置に接続することが許容され、前記第2状態のとき、前記第1部材の端部が前記マニピュレータ本体の外側に突出し、前記マニピュレータの基端部を前記医療装置に接続することが阻害されてもよい。
 この構成によれば、第1状態のときは第1部材の端部がマニピュレータ本体に収容され、第2状態のときは第1部材の端部がマニピュレータ本体の外側に突出するため、使用者は、マニピュレータの現在の状態(第1状態か、第2状態か、即ち、カウント前か、カウント済みか)を一見して把握できる。また本構成によれば、第2状態のとき、第1部材の端部がマニピュレータ本体の外側に突出し、マニピュレータの基端部を医療装置に接続することが阻害されるため、第2状態から第1状態への遷移、すなわち移行の回数のカウント忘れを抑制できる。
(4)上記形態のマニピュレータにおいて、前記カウンタ機構は、前記第2状態から前記第1状態への移行の回数が予め定められた所定回数となった場合に、前記第2状態から前記第1状態への遷移を阻害してもよい。
 この構成によれば、カウンタ機構は、第2状態から第1状態への移行の回数が予め定められた所定回数となった場合に、第2状態から第1状態への遷移を阻害する。ここで、第2状態では、第1部材の端部がマニピュレータ本体の外側に突出することでマニピュレータの基端部を医療装置に接続することが阻害されるため、第2状態から第1状態への移行の回数(すなわちマニピュレータの使用回数)が上限を超えたマニピュレータを、使用者が誤って医療装置に取り付けて再使用することを抑制できる。
(5)上記形態のマニピュレータにおいて、前記カウンタ機構は、さらに、前記移行の回数を表示する表示部を有していてもよい。
 この構成によれば、カウンタ機構は、移行の回数を表示する表示部を有するため、使用者は、表示部を確認することによって、第2状態から第1状態への移行の回数(すなわちマニピュレータの使用回数)を容易に確認できる。この結果、マニピュレータの使い勝手を向上できる。
 なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、手術支援ロボット等の医療装置に着脱可能なマニピュレータ、マニピュレータに接続されるマニピュレータ補助装置、マニピュレータを洗浄する洗浄ノズル、洗浄ノズルを備えるマニピュレータ補助装置、マニピュレータ補助装置とマニピュレータとを備えるマニピュレータシステム、マニピュレータ補助装置またはマニピュレータを備える手術支援ロボット、及びこれらの製造方法などの形態で実現することができる。
マニピュレータシステムの構成を例示した説明図である。 エンドエフェクタの構成を示す説明図である。 基端側から見た本体装置の構成を示す説明図である。 補助装置の状態遷移を示す説明図である。 基端側から見た補助装置の構成を示す説明図である。 先端側から見た補助装置の構成を示す説明図である。 補助装置の分解斜視図である。 補助装置とマニピュレータとの接続についての説明図である。 図4に示す各モードにおける補助装置の状態を示す図である。 図4に示す各モードにおけるダイヤルと主軸との関係を示す図である。 図4に示す各モードにおける補助ギアと被駆動ギアとの関係を示す図である。 補助装置の縦断面を示す説明図である。 マニピュレータのカウンタ機構の構成を例示した説明図である。 カウンタ機構を動作させる作用部の説明図である。 洗浄ノズルの構成を例示した説明図である。 洗浄ノズルの構成を例示した説明図である。 洗浄ノズルの使用方法の説明図である。 第2実施形態のマニピュレータの構成を示す説明図である。 第2実施形態の各モードにおける補助装置の状態を示す図である。 第3実施形態の各モードにおける補助ギアと被駆動ギアとの関係を示す図である。 第4実施形態の補助装置及びマニピュレータの説明図である。 第5実施形態の補助装置の状態遷移を示す説明図である。 第6実施形態の洗浄ノズルの構成を例示した説明図である。 第7実施形態の洗浄ノズルの構成を例示した説明図である。
<第1実施形態>
 図1は、マニピュレータシステム9の構成を例示した説明図である。マニピュレータシステム9は、マニピュレータ2と、マニピュレータ補助装置1(以降、単に「補助装置1」とも呼ぶ)と、を備えている。マニピュレータ2は、手術支援ロボット(医療装置)のロボットアームに取り付けられ、腹腔鏡手術等において使用される。補助装置1は、マニピュレータ2の使用を補助する装置である。なお、マニピュレータ2は、手術支援ロボット(医療装置)ではなく、使用者が直接操作する医療装置に取り付けられるように構成されてもよい。補助装置1は、大まかに、次の機能a,b,cを有している。詳細は後述する。
(a)マニピュレータ2を患者の体腔内から離脱する際の離脱を補助する機能、
(b)マニピュレータ2の使用回数をカウントする機能、
(c)マニピュレータ2内部の洗浄を補助する機能。
 なお、図1では、説明の便宜上、各構成部材の大きさの相対比を実際とは異なるように記載している部分を含んでいる。また、各構成部材の一部を誇張して記載している部分を含んでいる。図1には、相互に直交するXYZ軸を図示する。X軸は補助装置1及びマニピュレータ2の長手方向に対応し、Y軸は補助装置1及びマニピュレータ2の幅方向に対応し、Z軸は補助装置1及びマニピュレータ2の高さ方向に対応する。図1の左側(-X軸方向)を補助装置1及びマニピュレータ2の「先端側」と呼び、図1の右側(+X軸方向)を補助装置1及びマニピュレータ2の「基端側」と呼ぶ。補助装置1及びマニピュレータ2の長手方向(X軸方向)における両端のうち、先端側に位置する一端を「先端」と呼び、基端側に位置する他端を「基端」と呼ぶ。先端及びその近傍を「先端部」と呼び、基端及びその近傍を「基端部」と呼ぶ。これらの点は、図1以降においても共通する。
 図2は、エンドエフェクタ21の構成を示す説明図である。図3は、基端側から見た本体装置23の構成を示す説明図である。図1に示すように、マニピュレータ2は、先端側から基端側に向かって、エンドエフェクタ21と、主軸22と、本体装置23と、を有している。換言すれば、エンドエフェクタ21は、主軸22を介して、本体装置23(具体的には、マニピュレータ本体231)の先端部に取り付けられている。
 エンドエフェクタ21は、マニピュレータ2の先端部に配置された可動部である。図2に示すように、エンドエフェクタ21は、鉗子211と、第1関節212と、第1延伸部213と、第2関節214と、第2延伸部215と、を有している。鉗子211は、細長い2つの把持部材からなり、各把持部材の基端を固定した状態で先端を離間/接触させることによって、生体組織を把持する。図2の例では、把持部材の先端部の接触面は、生体組織の把持を容易にするために、波形状とされている。第1関節212は、鉗子211と第1延伸部213との間に設けられている。第1関節212は、第1延伸部213に対して、鉗子211を回転可能な状態で固定している。第1延伸部213は、第1関節212と第2関節214との間に設けられた延伸部である。第2関節214は、第1延伸部213と第2延伸部215との間に設けられている。第2関節214は、第2延伸部215に対して、第1延伸部213を屈曲可能な状態で固定している。第2延伸部215は、第2関節214よりも基端側に設けられた延伸部である。
 主軸22は、エンドエフェクタ21と本体装置23との間に設けられた棒状の部材である。図2に示すように、主軸22は軸周りに回転することができる。主軸22の内部には、上述したエンドエフェクタ21の各部を動作させるための動力伝達部材が収容されている。
 本体装置23は、マニピュレータ2の基端部に配置された装置である。本体装置23は、手術支援ロボットや、補助装置1に着脱可能である。図3に示すように、本体装置23は、本体装置23の本体を構成する筐体としてのマニピュレータ本体231を有している。マニピュレータ本体231の基端面236には、本体装置23の4つの動力伝達部材へとそれぞれ動力を伝達する4つの被駆動ギア235と、洗浄ポート2361と、が設けられている。洗浄ポート2361は、本体装置23及び主軸22の内部に形成された流路に連通する開口である。この洗浄ポート2361と、エンドエフェクタ21の鉗子211とを除いて、マニピュレータ2の内部は密閉されている。換言すれば、マニピュレータ2は、洗浄ポート2361と鉗子211とを除き、マニピュレータ2内部に対する流体の出入りはできない。マニピュレータ2内部の密閉性を高めるために、マニピュレータ2に設けられる開口の数は少ない方が好ましい。このため、本実施形態のマニピュレータ2では、鉗子211を除いて、1つの開口(洗浄ポート2361)のみが設けられている。なお、マニピュレータ2には、洗浄ポート2361を塞ぐ、取り外し可能なカバーが設けられてもよい。
 被駆動ギア235は、把持軸ギア2351と、主軸ギア2352と、先端回転軸ギア2353と、屈曲軸ギア2354と、を含んでいる。把持軸ギア2351は、鉗子211の解放状態と把持状態とを切り替えるための動力を伝達するギアである。主軸ギア2352は、主軸22を回転させるための動力を伝達するギアである。先端回転軸ギア2353は、鉗子211を回転させるための動力を伝達するギアである。屈曲軸ギア2354は、第2関節214を屈曲させるための動力を伝達するギアである。これらの被駆動ギア235は、それぞれ、一部分(図3の例では約半分)がギアカバー237によって覆われており、残余の部分が外部に露出している。被駆動ギア235は、マニピュレータ2が手術支援ロボットに接続されたとき、手術支援ロボット側のギアと係合する。また、被駆動ギア235は、マニピュレータ2が補助装置1に接続されたとき、補助装置1の補助ギア17(図6、図7)と係合する。マニピュレータ2のその他の構成部については後述する。なお、把持軸ギア2351は「第1被駆動ギア」として機能し、屈曲軸ギア2354は「第2被駆動ギア」として機能する。
 図4は、補助装置1の状態遷移を示す説明図である。補助装置1は、図4に示す3つの動作モードを有している。洗浄モードM2は、(c)マニピュレータ2内部の洗浄を補助する機能を実行するためのモードである。ギア駆動モードM3は、(a)マニピュレータ2の離脱を補助する機能を実行するためのモードである。ニュートラルモードM1は、洗浄モードM2と、ギア駆動モードM3とを切り替える際に必ず遷移するモードであり、ニュートラルモードにおいて実行される機能は無い。各モード間の遷移方法については、後述する。
 図5は、基端側から見た補助装置1の構成を示す説明図である。図6は、先端側から見た補助装置1の構成を示す説明図である。図7は、補助装置1の分解斜視図である。図5、図6、図7を用いて、補助装置1の構成について説明する。補助装置1は、ハンドル11と、ダイヤル12と、主軸13と、フレーム14と、サイドロックボタン15と、ピン16と、補助ギア17と、突出部18と、洗浄ノズル19と、を有している。補助装置1は、「マニピュレータ補助装置本体」に相当する。
 ハンドル11は、補助装置1の最も基端側に配置されて、使用者が補助装置1を操作するために用いられる部材である。ハンドル11は、フレーム14の内部に挿通された主軸13を介して補助ギア17に接続されており、補助ギア17に駆動力を伝達する。ハンドル11は、使用者が把持する把持部111と、把持部111から先端側(すなわちダイヤル12の側)に向かって延伸する筒状の延伸部112と、を備えている。ハンドル11は、延伸部112の内側に主軸13が挿入され、把持部111にノブラッチばね115が内蔵された状態で、ワッシャ114を介してねじ113が主軸13の内側と螺合することによって固定されている。この結果、ハンドル11は、先端側(すなわちダイヤル12の側)に向かって付勢された状態で、固定されている。
 ダイヤル12は、図4で説明したニュートラルモードM1、洗浄モードM2、ギア駆動モードM3を切り替える「切替部」として機能する。ダイヤル12は、円盤状、換言すれば円形の板状を有する部材である。ダイヤル12は、ハンドル11とフレーム14との間に設けられている。ダイヤル12には、外周の一部分がダイヤル12の中心に向かって窪んだ切欠121と、中心に設けられた第2長孔122と、が形成されている。第2長孔122は、ダイヤル12の先端面と基端面とを貫通する楕円形状の貫通孔である。ダイヤル12は、第2長孔122に主軸13が挿通された状態で、フレーム14に固定されている。このためダイヤル12は、主軸13を中心として回転可能である。ダイヤル12の先端側(フレーム14側)の周縁部には、ピン16を動作させるためのカム構造部123が設けられている。カム構造部123の詳細は後述する。ダイヤル12の先端側(フレーム14側)の面には、2つのダイヤルロックピン124が設けられている。ダイヤルロックピン124は、先端側(フレーム14側)に突出した突出部である。ダイヤル12の基端側(ハンドル11側)の面には、位置表示120が設けられている。位置表示120は、メモリ表記であり、メモリの一端が第2長孔122の一端に対応する位置に存在し、メモリの他端が第2長孔122の他端に対応する位置に存在し、メモリの中央が第2長孔122の中央に対応する位置に存在する。
 主軸13は、補助装置1の長手方向(X軸方向)に延びる円筒状の部材である。主軸13は、基端側から先端側に向かって、ハンドル11と、ダイヤル12と、フレーム14と、に挿通されている。主軸13の先端部では、軸受131とワッシャ171とを介して、補助ギア17が固定されている。フレーム14とダイヤル12との間には、X軸方向に延びるばね128と、YZ軸方向に延びるダイヤル回転ばね129とが配置されている。ばね128は、主軸13の周囲を取り囲んで配置されている。ばね128によって、ダイヤル12は、基端側(すなわちハンドル11の側)に向かって付勢されている。ダイヤル回転ばね129によって、ダイヤル12は、ダイヤル12の周方向(YZ軸方向)に向かって付勢されている。なお、主軸13は、棒状である限りにおいて円柱状であってもよく、多角柱状、多角筒状であってもよい。
 フレーム14は、補助装置1の本体を構成する筐体であり「本体部」として機能する。フレーム14は、ダイヤル12と補助ギア17との間に設けられている。フレーム14の中心には、第1長孔145が形成されている。第1長孔145は、フレーム14の先端面と基端面とを貫通する楕円形状の貫通孔である。第1長孔145には、主軸13が挿通されている。フレーム14の基端側(ダイヤル12側)は、底と、隆起した縁とを有する有底筒状である。フレーム14の底を「基端面142」とも呼ぶ。基端面142には、2つ一組の凹部143が、2組形成されている。補助装置1の組み立て状態では、縁の内側にダイヤル12が収容されている(図5)。組み立て状態では、凹部143の一方にダイヤル12のダイヤルロックピン124が嵌合することによって、フレーム14に対してダイヤル12が相対的に回転した状態で、ダイヤル12が固定される。また、凹部143の他方にダイヤル12のダイヤルロックピン124が嵌合することによって、フレーム14に対してダイヤル12が相対的に回転していない状態で、ダイヤル12が固定される。
 フレーム14の先端側(補助ギア17側)には、四隅が周方向外側に向かって隆起したフランジ141が形成されている(すなわち、フランジ141は四隅それぞれに合計4つ形成されている)。また、一のフランジ141と他のフランジ141との間には、2つの収容部144が形成されている。2つの収容部144は、それぞれ、フレーム14の対向する位置(フレーム14の±Y軸方向)に形成された凹部である。各収容部144には、サイドロックボタン15がそれぞれ組付けられる(図5、図6)。
 サイドロックボタン15は、補助装置1とマニピュレータ2との接続を維持すると共に、補助装置1とマニピュレータ2との接続を解除するための部材である。サイドロックボタン15は、フレーム14側に向かって隆起した軸152を有している。サイドロックボタン15は、フレーム14の収容部144に設けられた軸穴(図示省略)に対して軸152を嵌合させることで、フレーム14に固定されている。サイドロックボタン15の先端であって、サイドロックボタン15の外側(フレーム14とは逆側)には、外側に向かって突出した爪151が設けられている。
 ピン16は、平板状の細長い部材であり、マニピュレータ2のカウンタ機構(詳細は後述)を、デクリメント可能な状態に切り替える「作用部」として機能する部材である。ピン16の中心には、ピン16の延伸方向に沿って延び、ピン16の一方の面と他方の面とを貫通する長孔161が形成されている。ピン16の長孔161には、図示しないばねが配置されている。ばねは、一端がフレーム14に当接し、他端がピン16の長孔161を規定している部分の基端側(ハンドル11側)を押すように配置されている。ばねによって、ピン16は、基端側(ハンドル11側)へと付勢されている。
 補助ギア17は、補助装置1がマニピュレータ2に接続されたときに、マニピュレータ2の被駆動ギア235に係合するギアである。補助ギア17は、フレーム14の先端側に配置されている。補助ギア17は、軸受131とワッシャ171とを介して、主軸13の先端部に固定されている。このため、補助ギア17は、使用者がハンドル11を回転させた際に、主軸13を介して補助ギア17に回転力が伝達され、ハンドル11の回転方向と同じ方向に回転する。
 突出部18は、フレーム14の先端側の面に取り付けられることによって、フレーム14の一部分を、先端側に向かって突出させる部材である。突出部18があることによって、補助装置1をマニピュレータ2に接続した際に、補助装置1のフレーム14とマニピュレータ2との間に、補助ギア17が回転するための空間を形成できる(図6)。
 洗浄ノズル19は、補助装置1をマニピュレータ2に接続した際に、マニピュレータ2内部の流路に接続されて、マニピュレータ2内部の流路に洗浄流体(例えば、医療機器を洗浄するための洗浄液)を供給するための部材である。換言すれば、洗浄ノズル19は、マニピュレータ2を洗浄するための部材である。洗浄ノズル19の基端側の面には、外部器具(シリンジ)が接続される第1基端開口191と、第2基端開口192とが設けられている。洗浄ノズル19の詳細は後述する。
 図8は、補助装置1とマニピュレータ2との接続についての説明図である。図8に示すように、マニピュレータ2の本体装置23は、マニピュレータ本体231の一の面に、蓋232が設けられている。蓋232の内部には、カウンタ機構(詳細は後述)が収容されている。蓋232の中心には、カウンタ機構がカウントする「回数」を表示するための窓233が設けられている。窓233は、蓋232の外側面と内側面とを貫通する貫通孔である。本体装置23には、さらに、レバー234が取り付けられている。レバー234は、使用者が把持するための突出部2341と、マニピュレータ本体231の側面2311に向かってそれぞれ延びる一対のアーム2342と、を有している。レバー234は、アーム2342の端部2343が、マニピュレータ本体231の側面2311に対して回転可能な状態で固定されている。なお、側面2311は、マニピュレータ本体231のうち、蓋232が設けられた面にそれぞれ隣接する面である。マニピュレータ本体231の基端面236には、上述の通り、4つの被駆動ギア235が設けられている。
 図8に示すように、補助装置1は、補助装置1の先端部が、マニピュレータ2の基端部に着脱可能である。具体的には、白抜き矢印で示すように、補助装置1がマニピュレータ2に対して押し込まれた際、サイドロックボタン15の爪151がマニピュレータ2に引っかかることによって、補助装置1は、補助装置1とマニピュレータ2との接続状態を維持できる。また、斜線ハッチングを付した矢印で示すように、使用者が、サイドロックボタン15をフレーム14側に向かって押し込むことによって、爪151とマニピュレータ2との引っかかりが解除されて、補助装置1とマニピュレータ2との接続を解除できる。
 図9は、図4に示す各モードにおける補助装置1の状態を示す図である。図10は、図4に示す各モードにおけるダイヤル12と主軸13との関係を示す図である。図11は、図4に示す各モードにおける補助ギア17と被駆動ギア235との関係を示す図である。以降、図4、図9、図10、図11を用いて、補助装置1の動作モードについて説明する。
 図9(A)は、ニュートラルモードM1時の補助装置1の状態を示す図である。図10(A)は、第1位置のダイヤル12を示す図である。ニュートラルモードM1では、ダイヤル12によって洗浄ノズル19の開口(第1基端開口191及び第2基端開口192)が塞がれている。このため、洗浄ノズル19へのアクセスが規制されている。また、ニュートラルモードM1では、図11に示すように、ハンドル11、及び、ハンドル11に接続された主軸13が、ダイヤル12の第2長孔122の中心P1に位置している。このため、主軸13の先端部に位置する補助ギア17(P1)は、マニピュレータ2の被駆動ギア235のいずれにも係合していない。さらに、ニュートラルモードM1では、図10(A)に示すように、ダイヤル12の第2長孔122が、フレーム14の第1長孔145と同じ向きとされている(第2長孔122の長軸の延伸方向と第1長孔145の長軸の延伸方向とが一致している)。このため、ハンドル11、及び、ハンドル11に接続された主軸13のスライド移動が許容されている。スライド移動は、主軸13(X軸)に交差するYZ面上で行われる。
 図9(B)は、洗浄モードM2時の補助装置1の状態を示す図である。図10(B)は、第2位置のダイヤル12を示す図である。洗浄モードM2では、ダイヤル12の切欠121の位置と、洗浄ノズル19の開口(第1基端開口191及び第2基端開口192)の位置とが一致する。このため、洗浄ノズル19へのアクセスが許容される。また、洗浄モードM2では、図10(B)に示すように、ダイヤル12の第2長孔122が、フレーム14の第1長孔145と異なる向きとなる(第2長孔122の長軸の延伸方向と第1長孔145の長軸の延伸方向とが異なっている)。このため、ダイヤル12及びフレーム14が主軸13の動きを規制することで、ハンドル11、及び、ハンドル11に接続された主軸13のスライド移動が規制されている。換言すれば、図10(B)では、第2長孔122と第1長孔145との位相がずれることによって、ハンドル11及び主軸13のスライド移動が規制される。
 図9(C)及び(D)は、ギア駆動モードM3時の補助装置1の状態を示す図である。ギア駆動モードM3では、ダイヤル12によって洗浄ノズル19の開口(第1基端開口191及び第2基端開口192)が塞がれている。このため、洗浄ノズル19へのアクセスが規制されている。また、ギア駆動モードM3では、図10(A)に示すように、ダイヤル12の第2長孔122が、フレーム14の第1長孔145と同じ向きとされている。このため、ハンドル11、及び、ハンドル11に接続された主軸13のスライド移動が許容されている。
 図9(C)及び図11に示すように、ニュートラルモードM1において、ハンドル11を第2長孔122の一端側にスライド移動することにより、ハンドル11に接続された主軸13が第2長孔122の一端側P2にスライド移動することで、補助装置1はギア駆動モードM3へ移行する。これにより、主軸13の先端部に位置する補助ギア17のフレーム14に対する相対位置も、位置P1から位置P2へと変更されて、補助ギア17がマニピュレータ2の被駆動ギア235(具体的には、把持軸ギア2351)に係合する。この状態でハンドル11を回転させることによって、補助装置1は、マニピュレータ2の鉗子211を操作できる。同様に、図9(C)及び図11に示すように、ニュートラルモードM1において、ハンドル11を第2長孔122の他端側にスライド移動することにより、ハンドル11に接続された主軸13が第2長孔122の他端側P3にスライド移動することで、補助装置1はギア駆動モードM3へ移行する。これにより、主軸13の先端部に位置する補助ギア17のフレーム14に対する相対位置も、位置P1から位置P3へと変更されて、補助ギア17がマニピュレータ2の被駆動ギア235(具体的には、屈曲軸ギア2354)に係合する。この状態でハンドル11を回転させることによって、補助装置1は、マニピュレータ2の第2関節214を操作できる。このように、ギア駆動モードM3では、補助装置1がマニピュレータ2に接続された状態で、使用者がハンドル11をスライド移動させることで、マニピュレータ2の被駆動ギア235のうちの1つに、補助装置1の補助ギア17を選択的に係合させて、エンドエフェクタ21の1つを操作できる。なお、ギア駆動モードM3では、ハンドル11及び主軸13が第2長孔122の一端側P2に位置する状態から、ハンドル11を、位置P1(ニュートラルモードM1)で一旦停止させることなく、第2長孔122の他端側までスライド移動させることにより、ハンドル11及び主軸13を第2長孔122の他端側P3に位置させること、及び、その逆も可能である。
 図4に示すように、補助装置1は、ニュートラルモードM1の時に、ダイヤル12が、図10(A)に示す第1位置から図10(B)に示す第2位置へと回転されることによって、洗浄モードM2に遷移する。また、補助装置1は、洗浄モードM2の時に、ハンドル11が基端側(図1:+X軸方向)に向かって引かれる、または、サイドロックボタン15がフレーム14側に向かって押し込まれることによって、ニュートラルモードM1に戻る。また、図4に示すように、補助装置1は、ニュートラルモードM1の時に、ハンドル11が、ダイヤル12の第2長孔122の端部(図11:P2,P3)に移動されることによって、ギア駆動モードM3に遷移する。また、補助装置1は、ギア駆動モードM3の時に、ハンドル11が、ダイヤル12の第2長孔122の中央(図11:P1)に移動されることによって、ニュートラルモードM1に戻る。
 このように、補助装置1のダイヤル12は、図10(A)に示す第1位置において、切欠121と洗浄ノズル19との位置を相違させ、かつ、第2長孔122と第1長孔145との向きを一致させる。また、補助装置1のダイヤル12は、図10(B)に示す第2位置において、切欠121と洗浄ノズル19との位置を一致させ、かつ、第2長孔122と第1長孔145との向きを相違させる(換言すれば、第2長孔122の向きと第1長孔145の向きとを異なる向きとする)。これらの結果、補助装置1のダイヤル12は、洗浄モードM2とニュートラルモードM1との切り替えを許容し、ギア駆動モードM3とニュートラルモードM1との切り替えを許容する一方で、ニュートラルモードM1を介さないギア駆動モードM3と洗浄モードM2との切り替えを規制する切替部として機能できる。
 なお、切欠121と洗浄ノズル19の位置を相違させるとは、ダイヤル12の切欠121と、洗浄ノズル19の開口(第1基端開口191及び第2基端開口192)とが重ならないことを意味し、図9(A),(C),(D)に例示した態様、すなわちダイヤル12が洗浄ノズル19の開口の少なくとも一部分を塞いでおり、これにより洗浄ノズル19の開口にシリンジを装着できない場合も含まれる。また、切欠121と洗浄ノズル19との位置を一致させるとは、ダイヤル12の切欠121と、洗浄ノズル19の開口(第1基端開口191及び第2基端開口192)とが重なることを意味し、図9(B)に例示した態様、すなわちダイヤル12が洗浄ノズル19の開口を塞いでおらず、これにより洗浄ノズル19の開口にシリンジを装着できる場合が含まれる。
 図12は、補助装置1の縦断面を示す説明図である。図12(A)は、通常状態の補助装置1の縦断面図である。ダイヤル12は、ダイヤル12とフレーム14との間に内蔵されたダイヤル回転ばね129(図7参照)によって、図10(B)に示す第2位置から、図10(A)に示す第1位置に動く方向、換言すれば、第2位置から第1位置に回転する方向(戻る方向)に付勢されている。また、ハンドル11は、内蔵されたノブラッチばね115によって、ダイヤル12の側に向かって付勢されている。このため、通常状態では、ハンドル11からダイヤル12に向かって付加される力(ダイヤル12をフレーム14側に押さえつける力)によって、ダイヤル12がダイヤル回転ばね129による付勢に伴い自動的に回転してしまうことが抑制されている。ここで、通常状態とは、ハンドル11が引かれず、かつ、サイドロックボタン15が押下されていない状態を意味する。なお、図12(A)に示すように、ダイヤル12の先端側の面に設けられたダイヤルロックピン124が、フレーム14の基端面142に設けられた凹部143に係合することで、ダイヤル12の状態(第1,2位置)が維持される。
 図12(B)は、洗浄モードM2からニュートラルモードM1に戻るときの補助装置1の縦断面図である。洗浄モードM2の時に、斜線ハッチングを示す矢印に表すようにハンドル11が基端側に向かって引かれた場合、ハンドル11からダイヤル12に向かって付加される力(ダイヤル12をフレーム14側に押さえつける力)が無くなる。また、ダイヤル12は、ばね128によってハンドル11の側に向かって付勢されている。このため、ダイヤルロックピン124と凹部143との係合が外れ、ダイヤル12は、図10(B)に示す第2位置から、図10(A)に示す第1位置へと自動的に回転し、洗浄モードM2からニュートラルモードM1に戻る。洗浄モードM2の時に、白抜き矢印に示すようにサイドロックボタン15がフレーム14側に向かって押し込まれた場合、サイドロックボタン15のフレーム14側への移動に伴うサイドロックボタン15からダイヤル12に対するハンドル11側への押圧によってダイヤルロックピン124と凹部143との係合が外れ、ダイヤル12は第2位置から第1位置へと自動的に回転し、洗浄モードM2からニュートラルモードM1に戻る。
 なお、図11に示すように、本実施形態の把持軸ギア2351と、屈曲軸ギア2354とはそれぞれ、実線で表すD1方向にはいくら回転しても問題ない一方、破線で表すD2方向には過剰に回転させないことが好ましい。ここで「過剰に回転させる」とは、ハンドル11に付加されるトルクが所定量を超えることを意味する。そこで、本実施形態の補助装置1には、トルクリミット機構が含まれている。具体的には、ギア駆動モードM3において、第2長孔122の一端側P2に位置するハンドル11及び主軸13を、実線矢印で示す方向に回転させた場合は、主軸13が軸ずれを起こさず、補助ギア17によって把持軸ギア2351に回転力を伝達し続けられる。一方、破線矢印で示す方向に回転させた場合は、図12(A)において二点鎖線で示すように、主軸13が軸ずれ(主軸13が補助装置1の長手方向、即ち、X軸方向に対して傾斜する現象)を起こすことによって、補助ギア17と把持軸ギア2351との係合が解除され、把持軸ギア2351に回転力を伝達できなくなる。これは、ハンドル11からダイヤル12に向かって付加される力(ダイヤル12をフレーム14側に押さえつける力)と、主軸13がずれる力と、のバランスによって実現されている。ギア駆動モードM3において、第2長孔122の他端側P3にハンドル11及び主軸13を位置させた場合も同様に、実線矢印で示す方向に回転させた場合は主軸13が軸ずれを起こさない一方、破線矢印で示す方向に回転させた場合は主軸13が軸ずれを起こす。
 図13は、マニピュレータ2のカウンタ機構の構成を例示した説明図である。図13(A)は、カウンタ機構の第1状態を表す。図13(B)は、カウンタ機構の第2状態を表す。なお、図13では、蓋232(図8参照)を外した状態のマニピュレータ2を図示している。図13では、説明の便宜上、部材の一部に異なる種類のハッチングを付し、マニピュレータ本体231の構成のうちカウンタ機構を隠している構成およびその周辺部を破線で図示すると共に、蓋232の窓233を破線で図示している。図13を用いて、(b)マニピュレータ2の使用回数をカウントする機能について説明する。
 図13に示すように、マニピュレータ2には、機械式のカウンタ機構が設けられている。マニピュレータ2は、使用後に洗浄することにより複数回使用することができる。カウンタ機構は、マニピュレータ2の残使用回数、換言すれば、マニピュレータ2が洗浄された回数をカウントする。カウンタ機構は、カウンタ盤238と、カウンタレバー230(第1部材)と、ロックレバー239(第2部材)とを含んでいる。カウンタ盤238は、円盤状、換言すれば円形の板状を有する部材である。カウンタ盤238は、マニピュレータ本体231に対して、軸2303を中心に回転可能に固定されている。カウンタ盤238は、主面(+Z軸方向の面)に、「E,1,2,・・・,16,17」というカウント数2381が表示されている。カウンタ盤238のうち、1つのカウント数のみが、蓋232の窓233(破線)を介して外部に視認可能とされることで、使用者は、マニピュレータ2の残使用回数を確認できる。すなわち、カウンタ盤238及び窓233は「表示部」として機能する。なお、カウント数2381の「E」は、マニピュレータ2の残使用回数が無くなったことを意味する。カウンタ盤238の主面には、カウント数2381「E」の隣(カウント数2381「1」とは逆側の隣)の位置に、主面の一部が蓋232に向かって隆起した突起部2382が形成されている。
 カウンタレバー230は、マニピュレータ本体231に対して、軸2303を中心に(換言すれば、カウンタ盤238と同軸に)回転可能に固定されている。カウンタレバー230は、ロックレバー239に向かって延伸した第1延伸部2301と、マニピュレータ本体231の基端部に向かって延伸した第2延伸部2302と、を有している。図13(B)に示すように、カウンタレバー230は、自身(カウンタレバー230)が一方側S1に回転するときには、カウンタ盤238を、カウント数2381のメモリ1つ分だけ回転させる。また、カウンタレバー230は、自身(カウンタレバー230)が他方側S2に回転するときには、カウンタ盤238を回転させない。カウンタレバー230は「第1部材」に相当する。
 ロックレバー239は、マニピュレータ本体231に対して、軸2394を中心に回転可能に固定されている。ロックレバー239には、カウンタレバー230側の一部分に、カウンタレバー230の第1延伸部2301を係合させるための凹部2391が形成されている。ロックレバー239は、マニピュレータ本体231の基端部に向かって延伸した延伸部2392を有している。ロックレバー239は、ばね2393によって、カウンタレバー230と引っ張り合う構造とされている。図13(A)に示すように、ロックレバー239は、ロックレバー239の凹部2391に、カウンタレバー230の第1延伸部2301を係合させることによって、カウンタレバー230の他方側S2への回転を規制する。ロックレバー239は「第2部材」に相当する。
 すなわち、図13(A)に示すように、カウンタ機構の第1状態では、ロックレバー239(第2部材)とカウンタレバー230(第1部材)とが係合し、カウンタレバー230が相対的に一方側S1に回転している。このため、カウンタ機構の第1状態では、カウンタレバー230の端部2304が、マニピュレータ本体231に収容されている。このように、端部2304がマニピュレータ本体231に収容されているため、切欠2312内に位置する部材がなく、第1状態ではマニピュレータ2に手術支援ロボットを接続することが許容される(図8参照)。また、図13(B)に示すように、カウンタ機構の第2状態では、ロックレバー239(第2部材)とカウンタレバー230(第1部材)とが係合しておらず、カウンタレバー230が、ばね2393に引っ張られることにより相対的に他方側S2に回転している。このため、カウンタ機構の第2状態では、カウンタレバー230の端部2304が、マニピュレータ本体231の外側に突出している。このように、端部2304がマニピュレータ本体231の外側に突出しているため、切欠2312内に位置する端部2304が干渉することによって、第2状態ではマニピュレータ2に手術支援ロボットを接続することが阻害される。
 図14は、カウンタ機構を動作させる作用部の説明図である。なお、図14では、補助装置1のうち、ダイヤル12、ピン16、及び主軸13のみを抜粋して図示している。図14を用いて、第1状態と第2状態の状態遷移について説明する。
 ダイヤル12の先端側(フレーム14側)の周縁部には、ピン16を動作させるためのカム構造部123が設けられている。カム構造部123は、ダイヤル12の肉厚が薄くダイヤル12の先端が窪んだ凹部1231と、ダイヤル12の肉厚が厚くダイヤル12の先端が突出した凸部1233と、凹部1231と凸部1233との間に設けられた傾斜部1232と、を有する円筒カムである。上述の通り、ピン16の長孔161に配置されたばねによって、ピン16は、基端側(ハンドル11側)へと付勢されている。補助装置1がニュートラルモードM1又はギア駆動モードM3の際は、ピン16(図14:破線)の基端部が凹部1231に収容されていることにより、ピン16の先端部162はフレーム14内に収容された状態である。一方、補助装置1がニュートラルモードM1から洗浄モードM2に遷移した際、ダイヤル12の回転に伴って、ピン16の基端が傾斜部1232を滑って凸部1233に移動することによりピン16が押圧を受け、ピン16の先端部162がフレーム14の先端から突出する。なお、カム構造部123からの押圧が解除された場合、長孔161内のばねの付勢力によって、ピン16はフレーム14内に収容された状態に戻る。このように、ピン16が移動する際、ピン16は、フレーム14に設けられた貫通孔内を摺動するが、フレーム14の貫通孔を規定する面によってピン16がガイドされることにより、ピン16は、ぶれることなく移動できる。
 この結果、補助装置1が洗浄モードM2に遷移した際、フレーム14から突出した先端部162によって、ロックレバー239(第2部材)の端部2395が先端側に押し込まれ、ロックレバー239とカウンタレバー230(第1部材)との係合が解除されて、ばね2393に引っ張られたカウンタレバー230が相対的に他方側S2に回転する。換言すれば、カウンタ機構は、補助装置1が洗浄モードM2に遷移した際に、フレーム14から突出したピン16の先端部162によって、ロックレバー239の端部2395が先端側に押し込まれることによって、図13(A)に示す第1状態から、図13(B)に示す第2状態へと移行する。カウンタ機構を第1状態から第2状態へと移行させるための「第1操作」とは、ロックレバー239(第2部材)の端部2395をマニピュレータ2の先端側に押し込み、ロックレバー239とカウンタレバー230(第1部材)との係合を解除させて、ばね2393に引っ張られたカウンタレバー230を相対的に他方側S2へと回転させる操作であり、換言すると、ダイヤル12を図10(A)に示す第1位置から図10(B)に示す第2位置へと回転させる操作であるといえる。
 また、カウンタ機構が図13(B)に示す第2状態のとき、使用者が、マニピュレータ本体231の外側に突出したカウンタレバー230の端部2304に指を掛けて、カウンタレバー230を一方側S1に回転させることによって、カウンタ機構は、図13(B)に示す第2状態から、図13(A)に示す第1状態へと移行する。このとき、カウンタ盤238は、カウンタレバー230の回転に伴ってカウント数2381のメモリ1つ分だけ回転し、窓233を介して外部に表示される数字がデクリメント(-1)される。このように、第2状態とは、カウンタ機構のデクリメントが可能な状態である。カウンタ機構を第2状態から第1状態へと移行させるための「第2操作」とは、使用者が、カウンタレバー230を一方側S1に回転させる操作である。
 このように、本実施形態のカウンタ機構では、第2操作による第2状態から第1状態への移行の回数をカウントする。また、本実施形態のカウンタ機構では、第2操作が使用者の手で行える一方、第1操作がダイヤル12の回転操作を要するため、第1操作が第2操作と比較してより困難な(操作がしづらい)態様とされている。
 カウンタ機構は、第2状態から第1状態への移行(換言すれば、カウンタ盤238の回転)が予め定められた回数、図13の例では17回となった場合に、カウンタ盤238の突起部2382が、窓233の縁であって蓋232の内側面(カウンタ盤238側の面)に設けられた突起と干渉(当接)することによって、それ以上のカウンタ盤238及びカウンタレバー230の回転が規制される。この結果、本実施形態のカウンタ機構は、第2操作による第2状態から第1状態への移行の回数が、予め定められた所定回数となった場合に、図13(A)に示す第1状態へと移行できなくなる。このとき、窓233から外部に表示されたカウント数2381は「E」である。すなわち、窓233にカウント数2381「E」が表示されると、マニピュレータ2の使用後に、補助装置1を取り付けて洗浄モードM2で洗浄することはできるものの、カウンタレバー230が一方側S1に回転できないため(カウンタ盤238の突起部2382が、窓233の縁に設けられた突起と干渉するため)、マニピュレータ2をロボットアームに取り付けることができず、マニピュレータ2の使用ができなくなる。なお、図13の例では、所定回数は17回としているが、所定回数は、滅菌工程に対するマニピュレータ2の耐久性に応じて任意に決定してよい。
 なお、図14に示すように、ダイヤル12の基端側(ハンドル11側)の面には、位置表示120と共に、ダイヤル12を図10(A)に示す第1位置から図10(B)に示す第2位置へと回転させるための回転方向を示す矢印である、方向表示1201が設けられていてもよい。また、ダイヤル12のうち、第2長孔122の周縁部には、ダイヤル12の周縁部が、第2長孔122の長手方向の中心に向かって隆起した隆起部1221が形成されていてもよい。隆起部1221は、ニュートラルモードM1とギア駆動モードM3におけるハンドル11及び主軸13の各位置P1,P2,P3の境界部分に設けられている。
 図15及び図16は、洗浄ノズル19の構成を例示した説明図である。図16(A)は、マニピュレータ2に挿入された洗浄ノズル19の縦断面図である。図16(B)は、図16(A)のA-A線における第1流路191Lの横断面図である。図16(C)は、図16(A)のB-B線における第2流路192Lの横断面図である。なお、A-A線は、第1流路191Lの延伸方向に垂直な線であり、B-B線は、第2流路192Lの延伸方向に垂直な線である。このため、図16(B)は、第1流路191Lの延伸方向に垂直な面での断面図を示し、図16(C)は、第2流路192Lの延伸方向に垂直な面での断面図を示す。図15、図16を用いて、洗浄ノズル19の構成について説明する。
 洗浄ノズル19は、ノズル本体190を備えている。ノズル本体190は、基端側に位置する第1面1901と、先端側に位置する第2面1902とを有している。ノズル本体190の第2面1902からは、さらに先端側に向かって延びる突出部1903が設けられている。ノズル本体190の下部には、ノズル本体190の一部が切り欠かれた切欠194が形成されている。なお、切欠194は省略可能である。図16(A)に示すように、ノズル本体190の先端部(具体的には、突出部1903の先端部)は、補助装置1がマニピュレータ2に接続されたとき、マニピュレータ本体231の基端面236に設けられた洗浄ポート2361(開口)から、マニピュレータ2内に挿入される。ノズル本体190の基端部(具体的には、第1面1901)には、第1基端開口191と、第2基端開口192とが設けられている。ノズル本体190の先端部(具体的には、突出部1903の先端)には、第1先端開口193と、第2先端開口195とが設けられている。補助装置1がマニピュレータ2に接続されたとき、第1先端開口193と、第2先端開口195とは、マニピュレータ2の洗浄ポート2361と連通する。
 ノズル本体190の内部には、第1流路191Lと、第2流路192Lとが形成されている。第1流路191Lは、先端が第1先端開口193と連通し、基端が第1基端開口191と連通する流路である。第2流路192Lは、先端が第2先端開口195と連通し、基端が第2基端開口192と連通する流路である。図16(B),(C)に示すように、第2流路192Lの断面積は、第1流路191Lの断面積よりも小さい。ここで、図16(A)に示すように、第2流路192Lのうち、第2基端開口192側の一部分は、外部器具としてのシリンジを挿入できるように、断面積が大きな拡大流路192Laとされている。このため、図16(C)に示す、第1流路191Lの断面積よりも小さな断面積を有する第2流路192Lとは、第2流路192Lのうち、拡大流路192La以外の部分を意味する。また、図示の例では、第1流路191Lの横断面形状と、第2流路192Lの横断面形状とは共に円形であるが、第1流路191L及び第2流路192Lの横断面形状は、円形以外の任意の形状とできる。
 図16(A)に示すように、第2流路192Lは、第2流路形成部材196の内側に形成されている。第2流路形成部材196は、ノズル本体190の内部において、ノズル本体190の延伸方向(X軸方向)に対して傾斜して配置されている。第2流路形成部材196の先端側の一部分は、第1流路191Lの内周面から、第1流路191L内に突出している。このため、ノズル本体190の先端側では、突出部1903と第2流路形成部材196とが二重管のような構造となっており、第2流路192Lの先端側の一部分が、第1流路191Lの内側に設けられている。また、第2流路形成部材196の先端部は、第1先端開口193から先端側(マニピュレータ2側、マニピュレータ2内の流路2L側)に突出している。このため、第2流路192Lの先端の第2先端開口195は、第1先端開口193から突出して、第1先端開口193よりも先端側(マニピュレータ2側、マニピュレータ2内の流路2L側)に位置している。第2先端開口195の突出長さL、換言すれば、第2先端開口195と第1先端開口193との間の直線距離Lは、任意に定めてよい。
 ここで、第1流路191Lの流路抵抗をFR1とし、第2流路192Lの流路抵抗をFR2とし、マニピュレータ2内部の流路2L(換言すれば、マニピュレータ2の洗浄ポート2361に連通する流路2L)の流路抵抗をFR3としたとき、本実施形態のマニピュレータシステム9では、以下の式(1)に示す関係が成立する。すなわち、第2流路192Lの流路抵抗FR2は、マニピュレータ2内部の流路2Lの流路抵抗FR3よりも大きい。
 FR3<FR2  ・・・(1)
 さらに、マニピュレータシステム9では、以下の式(2)に示す関係が成立することが好ましい。すなわち、第1流路191Lの流路抵抗FR1は、マニピュレータ2内部の流路2Lの流路抵抗FR3よりも小さく、かつ、第2流路192Lの流路抵抗FR2は、マニピュレータ2内部の流路2Lの流路抵抗FR3よりも大きい。
 FR1<FR3<FR2  ・・・(2)
 流路抵抗FR1、流路抵抗FR2、及び、流路抵抗FR3の大小関係、すなわち式(1),(2)の関係は、第1基端開口191から第1流路191L、第2流路192L、及びマニピュレータ2の流路2Lに対して水を満たした際に、第1基端開口191、第2基端開口192、及び鉗子211から流出する水の量によって確認できる。また、流路抵抗FR1と流路抵抗FR2とについては、第1流路191Lと第2流路192Lとの断面積の大小関係から、FR1<FR2であることが自明である。
 図17は、洗浄ノズル19の使用方法の説明図である。図17(A)は、マニピュレータ2内部の流路2Lに洗浄流体を注入する様子を示す。図17(B)は、マニピュレータ2内部の流路2Lから洗浄流体を排出する様子を示す。
 図17(A)を用いて、流路2Lに洗浄流体を注入し、本体装置23の内部、主軸22の内部、及びエンドエフェクタ21を洗浄する場合について説明する。この場合、洗浄流体が満たされたシリンジ3の先端部を、第1基端開口191から第1流路191Lに挿入する。シリンジ3へのプランジャの挿入によってシリンジ3から供給された洗浄流体は、第1流路191Lを通過して第1先端開口193から流出し、マニピュレータ2の流路2Lへと供給される。洗浄流体が流路2Lへと流れ込むとき、流路2L内の空気が、第2先端開口195から第2流路192Lへと押し出され、第2基端開口192を介して外部へと排出される。これにより、マニピュレータ2内の流路2Lに対する洗浄流体の注入を、過度な力を要さずにスムーズに行える。
 図17(B)を用いて、マニピュレータ2内の流路2Lを満たす洗浄流体を、外部に排出する場合について説明する。この場合、空気(他の気体でもよい)が満たされたシリンジ3の先端部を、第2基端開口192から第2流路192L(具体的には、拡大流路192La)に挿入する。シリンジ3へのプランジャの挿入によってシリンジ3から供給された空気は、第2流路192Lを通過して第2先端開口195から流出し、マニピュレータ2の流路2Lへと供給される。空気が流路2Lへと流れ込むとき、流路2L内の洗浄流体が、第1先端開口193から第1流路191Lへと押し出され、第1基端開口191を介して外部へと排出される。これにより、マニピュレータ2内の流路2Lからの洗浄流体の排出を、過度な力を要さずにスムーズに行える。すなわち、第1流路191Lは液体用の流路であり、第2流路192Lは気体(空気)用の流路であると言える。
なお、図17(A)において白抜き矢印で示すように、シリンジ3がマニピュレータ2に向かって押し込まれた際、換言すれば、第1基端開口191から外力が付加された際、洗浄ノズル19は、補助装置1内での位置が、基端側から先端側に向かって(換言すれば、マニピュレータ2の側に向かって)摺動する。同様に、図17(B)において白抜き矢印で示すように、シリンジ3がマニピュレータ2に向かって押し込まれた際、換言すれば、第2基端開口192から外力が付加された際、洗浄ノズル19は、補助装置1内での位置が、基端側から先端側に向かって(換言すれば、マニピュレータ2の側に向かって)摺動する。これらは、補助装置1のフレーム14に対して、洗浄ノズル19が摺動可能な状態で固定されていることで実現される。ここで、洗浄ノズル19は、第1基端開口191または第2基端開口192から外力が付加された際、基端側から先端側に向かって(換言すれば、マニピュレータ2の側に向かって)X軸に沿って摺動する。例えば図17(A)に示すように、第1流路191Lの両端に位置する第1先端開口193と第1基端開口191とは、洗浄ノズル19の摺動方向(X軸)に沿って、直線状に配置されている。一方で、第2流路192Lの基端に位置する第2基端開口192は、摺動方向(X軸)と交差する仮想線VL上に配置されている。
 以上説明した補助装置1を構成する各部材、及び、マニピュレータ2を構成する各部材は、周知の樹脂材料や、周知の金属材料により形成できる。このように、補助装置1及びマニピュレータ2には、電子部品等は使用されておらず、補助装置1及びマニピュレータ2は、一般的に使用される材料により形成された部材の組み合わせからなる単純構造であるため、洗浄工程による水濡れや、滅菌工程における高温にも耐えられる。
 以上のように、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、マニピュレータ補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)は、補助装置1がマニピュレータ2に接続されたときに被駆動ギア235と係合する補助ギア17と、補助ギア17に駆動力を伝達するハンドル11と、を備える。このため、補助装置1をマニピュレータ2の基端部に接続した上で、補助装置1のハンドル11を操作することによって、補助ギア17を介して、マニピュレータ2の被駆動ギア235を動作させ、エンドエフェクタ21を動作させることができる。すなわち、マニピュレータシステム9によれば、補助装置1のハンドル11を操作することによって、医療装置(手術支援ロボット)なしでマニピュレータ2のエンドエフェクタ21の動作を可能とする補助装置1を提供できる。この結果、補助装置1をマニピュレータ2の基端部に接続した上で、補助装置1のハンドル11を操作して洗浄を行うことによって、エンドエフェクタ21の可動部(鉗子211、第2関節214)に異なる姿勢を取らせてマニピュレータ2の洗浄をすることができる。また、補助装置1をマニピュレータ2の基端部に接続した上で、補助装置1のハンドル11を操作することで、エンドエフェクタ21の可動部(鉗子211、第2関節214)を、患者の体腔内から抜去するにあたって安全な形状(例えば、第2関節214が真っ直ぐな状態、かつ、鉗子211を閉じた状態)とした後で、患者の体腔内からマニピュレータ2を抜去することができる。
 また、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)は、補助装置1がマニピュレータ2に接続された状態でハンドル11をスライド移動させることで、マニピュレータ2が備える複数の被駆動ギア235(具体的には、第1被駆動ギアとしての把持軸ギア2351と、第2被駆動ギアとしての屈曲軸ギア2354)のうちの1つに、補助ギア17を選択的に係合させることができる。このため、マニピュレータ2が、エンドエフェクタ21の可動部(鉗子211、第2関節214)に異なる動作をさせるための第1被駆動ギア及び第2被駆動ギア2351,2354を有する場合に、補助装置1は、補助ギア17を第1被駆動ギア及び第2被駆動ギア2351,2354のうちの1つに選択的に係合させることで、エンドエフェクタ21の可動部(鉗子211、第2関節214)を選択的に動作させることができる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)は洗浄ノズル19を備えるため、補助装置1がマニピュレータ2に接続されたときに、洗浄ノズル19を介してマニピュレータ2の流路2Lへと、マニピュレータ2の内部を洗浄するための洗浄流体を、容易に供給できる。また、マニピュレータシステム9によれば、補助装置1はピン16(作用部)を備えるため、補助装置1がマニピュレータ2に接続されたときに、ピン16(作用部)を介して、マニピュレータ2が備えるカウンタ機構をカウント動作が可能な状態に切り替えることができる。この結果、マニピュレータ2を洗浄する際の効率と精度を向上できる。また、カウンタ機構を用いて、マニピュレータ2の洗浄を行った回数を容易に管理できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、使用者は、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)をマニピュレータ2に接続し、ダイヤル12(切替部)によってギア駆動モードM3と洗浄モードM2とを切り替えることによって、マニピュレータ2に所望の動作をさせることが可能となる。また、ギア駆動モードM3では、ハンドル11のスライド移動が許容されると共に洗浄ノズル19へのアクセスが規制され、洗浄モードM2では、ハンドル11のスライド移動が規制されると共に洗浄ノズル19へのアクセスが許容される。この結果、補助装置1が各モードにあるときに、使用者が各モードで許容されている操作以外の操作を行ってしまうことを抑制できる。すなわち、使用者による誤操作を抑制できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)は、ギア駆動モードM3と洗浄モードM2とに加えてさらにニュートラルモードM1を有している。また、補助装置1のダイヤル12(切替部)は、ギア駆動モードM3とニュートラルモードM1との切り替え、及び、洗浄モードM2とニュートラルモードM1との切り替えを許容し、ニュートラルモードM1を介さないギア駆動モードM3と洗浄モードM2との切り替えを規制する。このため、エンドエフェクタ21の動作を伴うギア駆動モードM3でマニピュレータ2を動作させている最中に、誤ってカウンタ機構のデクリメントを伴う洗浄モードM2へ移行させてしまうといった誤操作を抑制でき、補助装置1の使い勝手を向上できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)のハンドル11をフレーム14においてスライド移動させることによって、補助ギア17のフレーム14に対する相対位置を変更可能とできる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)は、切欠121を有する円盤状のダイヤル12であって、ハンドル11とフレーム14との間に配置され、主軸13を中心として回転可能なダイヤル12を切替部として用いる。このため、ダイヤル12を、切欠121と洗浄ノズル19の基端開口191,192とが重ならない第1位置に回転させることにより、ダイヤル12は洗浄ノズル19へのアクセスを規制でき、ダイヤル12を、切欠121と基端開口191,192とが重なる第2位置に回転させることにより、ダイヤル12は洗浄ノズル19へのアクセスを許容できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)のうち、切替部として用いられるダイヤル12には、ダイヤル12が第1位置にされたときに、フレーム14の第1長孔145と同じ向きとなる第2長孔122が設けられている。このため、ダイヤル12を第1位置に回転させることにより、ダイヤル12の第2長孔122とフレーム14の第1長孔145とが同じ向きになることによって、ダイヤル12はハンドル11のスライド移動を許容でき、ダイヤル12を第2位置に回転させることにより、ダイヤル12の第2長孔122とフレーム14の第1長孔145とが異なる向きになることによって、ダイヤル12はハンドル11のスライド移動を規制できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)のうち、ダイヤル12の第2長孔122の周縁部には、周縁部が第2長孔122に向かって隆起した隆起部1221が形成されている。このため、補助装置1の補助ギア17がマニピュレータ2の被駆動ギア235に係合する位置P2,P3(図11)と、係合しない位置P1(図11)と、の間に隆起部1221を形成することによって、使用者に機構を把握しやすくできると共に、係合する位置P2,P3と、係合しない位置P1との間でハンドル11がぶれることを抑制できる。すなわち、ハンドル11が位置P2と位置P1との間、又は、位置P3と位置P1との間に位置してしまうことを抑制できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)のハンドル11は、ハンドル11に対する所定量を超えるトルクが付加された際に、主軸13が補助装置1の長手方向、即ち、X軸方向に対して傾斜する「軸ずれ」を起こすことによって補助ギア17と被駆動ギア235との係合を解除する。このため、ハンドル11に所定量を超えるトルクが付加された場合であっても、被駆動ギア235が過剰に回転することを抑制でき、被駆動ギア235の過剰回転に伴うエンドエフェクタ21の故障を抑制できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、医療装置(手術支援ロボット)に接続され、医療装置により動作されるエンドエフェクタ21を有するマニピュレータ2と、医療装置なしでマニピュレータ2のエンドエフェクタ21の動作を可能とする補助装置1と、を備えるマニピュレータシステム9を提供できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)がマニピュレータ2に接続されるとともにダイヤル12の回転により洗浄モードM2に移行したときに、カウンタレバー230(第1部材)が相対的に他方側S2に回転した状態となり、カウンタレバー230の端部2304がマニピュレータ本体231の外部に突出する。すなわち、補助装置1がマニピュレータ2に接続され洗浄モードM2に移行したことを契機として、カウンタ機構をカウント動作(デクリメント)が可能な状態に切り替えることができる。また、補助装置1がマニピュレータ2から取り外され、マニピュレータ2を医療装置(手術支援ロボット)に取り付けるために、マニピュレータ本体231の外部に突出したカウンタレバー230(第1部材)の端部2304がマニピュレータ本体231の内部に収容されたとき、カウンタレバー230が相対的に一方側S1に回転した状態となり、カウンタ盤238が回転することでカウンタ機構をカウント(デクリメント)させる。すなわち、外部に突出したカウンタレバー230の端部2304がマニピュレータ本体231の内部に収容されたことを契機として、カウンタ機構を自動的にカウント(デクリメント)できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、マニピュレータ2のカウンタ機構は、カウンタ機構に対する第1操作によって図13(A)に示す第1状態から図13(B)に示す第2状態に移行し、第2状態に移行した後のカウンタ機構に対する第2操作によって、図13(B)に示す第2状態から図13(A)に示す第1状態に移行する。そして、マニピュレータ2のカウンタ機構は、第2操作による第2状態から第1状態への移行の回数をカウントする。第1実施形態のマニピュレータシステム9において、マニピュレータ2を洗浄する場面では、補助装置1がマニピュレータ2に接続された状態で、補助装置1を洗浄モードM2に移行させることにより第1操作が実行されるが、第2操作が実行されることはない。これは、第1操作の実行によりカウンタレバー230の端部2304がマニピュレータ本体231の外側に突出したとしても、カウンタレバー230の端部2304が、補助装置1の内側に位置するため、補助装置1を取り外さない限り第2操作を実行できないことに起因する。したがって、マニピュレータ2の洗浄中に、誤ってカウンタ機構を動作させてしまうことによる複数回カウントを抑制できる。他方、マニピュレータ2を使用する場面では、補助装置1が取り外され、第1操作が実行された状態(カウンタレバー230の端部2304がマニピュレータ本体231の外側に突出した状態)のマニピュレータ2を医療装置(手術支援ロボット)に取り付けるために、第2操作が実行される必要がある。したがって、カウンタ機構によるカウントが確実になされることになり、カウント忘れを抑制できる。すなわち、カウンタ機構は、カウント不可能な第1状態と、カウント可能な第2状態とを有し、第2状態から第1状態への移行の回数のみをカウントするため、ミスカウントを抑制できる。このようなカウンタ機構をマニピュレータ2の使用回数のカウントに利用することにより、マニピュレータ2の使用回数を精度よくカウントできる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、マニピュレータ2では、カウンタ盤238と、カウンタレバー230(第1部材)と、ロックレバー239(第2部材)とによる機械的構造によって、第2状態から第1状態への移行の際に、カウンタ機構のカウンタレバー230(第1部材)を相対的に一方側S1に回転させることでカウンタ盤を回転させて、移行の回数を自動的にカウントする(デクリメントさせる)ことができる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、マニピュレータ2のカウンタ機構が、図13(A)に示す第1状態のときはカウンタレバー230(第1部材)の端部2304がマニピュレータ本体231に収容され、図13(B)に示す第2状態のときはカウンタレバー230(第1部材)の端部2304がマニピュレータ本体231の外側に突出するため、使用者は、マニピュレータ2の現在の状態(第1状態か、第2状態か、即ち、カウント前か、カウント済みか)を一見して把握できる。またマニピュレータシステム9によれば、カウンタ機構が図13(B)に示す第2状態のとき、カウンタレバー230(第1部材)の端部2304がマニピュレータ本体231の外側に突出し、マニピュレータ2の基端部を医療装置に接続することが阻害されるため、第2状態から第1状態への遷移、すなわち移行の回数のデクリメント忘れ、すなわち、カウント忘れを抑制できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、マニピュレータ2のカウンタ機構は、第2状態から第1状態への移行の回数が予め定められた所定回数となった場合に、第2状態から第1状態への遷移を阻害する。ここで、図13(B)に示す第2状態では、カウンタレバー230(第1部材)の端部2304がマニピュレータ本体231の外側に突出することでマニピュレータ2の基端部を医療装置に接続することが阻害されるため、第2状態から第1状態への移行の回数(すなわちマニピュレータ2の使用回数)が上限を超えたマニピュレータ2を、使用者が誤って医療装置に取り付けて再使用することを抑制できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、マニピュレータ2のカウンタ機構は、移行の回数を表示する表示部としての窓233及びカウンタ盤238を有するため、使用者は、表示部233,238を確認することによって、第2状態から第1状態への移行の回数(すなわちマニピュレータ2の使用回数)を容易に確認できる。この結果、マニピュレータ2の使い勝手を向上できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)の洗浄ノズル19は、第1流路191Lと、第1流路191Lよりも断面積の小さい第2流路192Lとを備え、第1流路191Lの先端は第1先端開口193と連通すると共に基端は第1基端開口191と連通し、第2流路192Lの先端は第2先端開口195と連通すると共に基端は第2基端開口192と連通している。このため、外部器具としてのシリンジ3からマニピュレータ2内部を洗浄するための洗浄流体を注入する際、第1基端開口191にシリンジ3を差し込み、第1流路191Lからマニピュレータ2の洗浄ポート2361を介してマニピュレータ2内部に洗浄流体を注入することで、マニピュレータ2内部の空気を、第2先端開口195、第2流路192L、及び第2基端開口192を介して外部へと逃がすことができる。この結果、マニピュレータ2内部への洗浄流体の注入が容易となる。また、マニピュレータ2の洗浄後に洗浄流体を排出する際、第2基端開口192にシリンジ3を差し込み、第2流路192Lからマニピュレータ2の洗浄ポート2361を介してマニピュレータ2内部に空気を注入することで、マニピュレータ2内部の洗浄流体を、第1先端開口193、第1流路191L、及び第1基端開口191を介して外部へと容易に排出することができる。これらの結果、洗浄ノズル19を用いれば、マニピュレータ2の洗浄を効率よく実行できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、洗浄ノズル19の第2先端開口195は、第1先端開口193から突出して第1先端開口193よりも先端側に位置しているため、洗浄流体注入時のマニピュレータ2内部の空気の排出と、洗浄流体排出時のマニピュレータ2内部への空気の注入と、をより容易に行うことができる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、洗浄ノズル19の第2流路192Lの流路抵抗FR2は、マニピュレータ2が有する流路2Lであって、マニピュレータ2の洗浄ポート2361に連通する流路2Lの流路抵抗FR3(すなわちマニピュレータ内部の流路の流路抵抗FR3)よりも大きいため、洗浄流体注入時のマニピュレータ2内部の空気の排出と、洗浄流体排出時のマニピュレータ2内部への空気の注入と、をより容易に行うことができる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、マニピュレータ2の洗浄を効率よく実行可能な洗浄ノズル19を備える補助装置1を提供できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、補助装置1(マニピュレータ補助装置本体)の洗浄ノズル19は、第1基端開口191または第2基端開口192から外力が付加された際に、基端側から先端側に向かって摺動可能に、補助装置1のフレーム14に固定されている。このため、第1基端開口191または第2基端開口192に挿入された外部器具3を先端側に向かって押し込むことによって、マニピュレータ2の洗浄ポート2361に対して洗浄ノズル19の先端部をより深く挿入することができ、洗浄ノズル19とマニピュレータ2とをより確実に固定できる。この結果、洗浄流体の注入及び排出時における操作性を向上できる。
 さらに、第1実施形態のマニピュレータシステム9によれば、洗浄ノズル19の第1先端開口193と第1基端開口191とは、洗浄ノズル19の摺動方向に沿って直線状に配置されているため、第1先端開口193、第1流路191L、及び第1基端開口191を介した洗浄流体の注入及び排出をスムーズにできる。
<第2実施形態>
 第2実施形態では、ギア駆動モードM3において、補助ギア17が単一の被駆動ギア235のみに係合する構成について説明する。第2実施形態のマニピュレータシステム9Aは、補助装置1に代えて補助装置1Aを備え、マニピュレータ2に代えてマニピュレータ2Aを備えている。
 図18は、第2実施形態のマニピュレータ2Aの構成を示す説明図である。第2実施形態のマニピュレータ2Aは、被駆動ギア235に代えて被駆動ギア235Aを備えている。被駆動ギア235Aは、把持軸ギア2351と、主軸ギア2352とを有する一方、第1実施形態で説明した先端回転軸ギア2353と、屈曲軸ギア2354とを有していない。このため、マニピュレータ2Aのエンドエフェクタ21では、鉗子211の解放/把持と、主軸22の回転ができる一方、鉗子211の回転ができず、第2関節214を有していない。
 図19は、第2実施形態の各モードにおける補助装置1Aの状態を示す図である。第2実施形態の補助装置1Aは、ダイヤル12に代えてダイヤル12Aを備えている。ダイヤル12Aには、位置表示120に代えて位置表示120Aが設けられ、第2長孔122に代えて第2長孔122Aが設けられている。位置表示120A及び第2長孔122Aは、第1実施形態で説明した中央P1と、一端側P2とに対応する部分のみを有している。換言すれば、位置表示120A及び第2長孔122Aは、第1実施形態で説明した他端側P3に相当する部分を有していない。このため、図19(C)に示すように、ギア駆動モードM3では、ハンドル11を第2長孔122Aの一端側にスライド移動することにより、ハンドル11に接続された主軸13が第2長孔122の一端側P2にスライド移動する。これにより、補助ギア17がマニピュレータ2Aの被駆動ギア235(具体的には、把持軸ギア2351)に係合する。この状態でハンドル11を回転させることによって、補助装置1Aは、マニピュレータ2Aの鉗子211を操作できる。
 このように、補助装置1A及びマニピュレータ2Aの構成は種々の変更が可能であり、ギア駆動モードM3において、補助ギア17が単一の被駆動ギア235(把持軸ギア2351)のみに係合する構成とされてもよい。第2実施形態では、屈曲軸ギア2354を省略し、ギア駆動モードM3において補助ギア17が把持軸ギア2351に係合する構成を例示した。しかし、把持軸ギア2351を省略し、ギア駆動モードM3において補助ギア17が屈曲軸ギア2354に係合する構成としてもよい。以上のような第2実施形態のマニピュレータシステム9Aにおいても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<第3実施形態>
 第3実施形態では、ギア駆動モードM3において、補助ギア17が被駆動ギア235の全てに、選択的に係合可能な構成について説明する。第3実施形態のマニピュレータシステム9Bは、補助装置1に代えて補助装置1Bを備えている。マニピュレータ2の構成は、第1実施形態と同様である。
 図20は、第3実施形態の各モードにおける補助ギア17と被駆動ギア235との関係を示す図である。補助装置1Bは、ダイヤル12に代えてダイヤル12Bを有している。ダイヤル12Bには、第2長孔122に代えて第2長孔122Bが形成されている。第2長孔122Bは、2つの長孔が交差したX字状を有している。第2長孔122Bは、第1実施形態で説明した位置P1~P3に加えてさらに、中心P1から主軸ギア2352の側に位置する端部P4、及び、中心P1から先端回転軸ギア2353の側に位置する端部P5を有している。
 ギア駆動モードM3において、ハンドル11を第2長孔122Bの端部P4にスライド移動することにより、ハンドル11に接続された主軸13が第2長孔122Bの端部P4にスライド移動する。これにより、主軸13の先端部に位置する補助ギア17のフレーム14に対する相対位置も、位置P1から位置P4へと変更されて、補助ギア17がマニピュレータ2の主軸ギア2352に係合する。この状態でハンドル11を回転させることによって、補助装置1Bは、マニピュレータ2の主軸22を回転操作できる。同様に、ギア駆動モードM3において、ハンドル11を第2長孔122Bの端部P5にスライド移動することにより、ハンドル11に接続された主軸13が第2長孔122Bの端部P5にスライド移動する。これにより、主軸13の先端部に位置する補助ギア17のフレーム14に対する相対位置も、位置P1から位置P5へと変更されて、補助ギア17がマニピュレータ2の先端回転軸ギア2353に係合する。この状態でハンドル11を回転させることによって、補助装置1Bは、マニピュレータ2の鉗子211を回転操作できる。
 このように、補助装置1Bの構成は種々の変更が可能であり、補助ギア17が被駆動ギア235の全てに、選択的に係合可能な構成としてもよい。また、補助装置1Bは、被駆動ギア235のうちの任意の3つのギアに、補助ギア17を係合させる構成としてもよい。この場合、ダイヤル12Bの第2長孔122Bの形状を変更すればよい。以上のような第3実施形態のマニピュレータシステム9Bにおいても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<第4実施形態>
 第4実施形態では、第1実施形態で説明した構成部の一部を省略したマニピュレータシステム9Cについて説明する。第4実施形態のマニピュレータシステム9Cは、補助装置1に代えて補助装置1Cを備え、マニピュレータ2に代えてマニピュレータ2Cを備えている。
 図21は、第4実施形態の補助装置1C及びマニピュレータ2Cの説明図である。補助装置1Cは、第1実施形態で説明した洗浄ノズル19を備えていない。このため補助装置1Cは、図4で説明した各動作モードのうち、洗浄モードM2には遷移しない。従って、ダイヤル12の切欠121は省略してもよい。マニピュレータ2Cは、蓋232に代えて蓋232Cを備えている。蓋232Cには、カウンタ盤238のカウント数2381を表示するための窓233が形成されていない。このため、マニピュレータ2Cでは、外部からマニピュレータ2Cの残使用回数を確認することはできない。しかし、マニピュレータ2Cは、内部的には第1実施形態で説明したカウンタ機構によって残使用回数のカウントを行っている。
 このように、マニピュレータシステム9Cの構成は種々の変更が可能であり、洗浄ノズル19や、窓233等、第1実施形態で説明した構成部の一部が省略されてもよい。上述した省略可能な構成はあくまで一例であり、例示しない他の構成部を省略してもよい。例えば、補助装置1Cでは、ノブラッチばね115やダイヤル回転ばね129を省略し、ハンドル11やダイヤル12が付勢されていない構成としてもよい。例えば、マニピュレータ2Cでは、カウンタ盤238の突起部2382を省略することで、所定回数以上の第2状態から第1状態への遷移を阻害しない構成としてもよい。例えば、マニピュレータ2Cでは、レバー234を省略してもよい。以上のような第4実施形態のマニピュレータシステム9Cにおいても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<第5実施形態>
 第5実施形態では、ニュートラルモードM1を介さない状態遷移を可能とする構成について説明する。第5実施形態のマニピュレータシステム9Dは、補助装置1に代えて補助装置1Dを備えている。マニピュレータ2の構成は、第1実施形態と同様である。
 図22は、第5実施形態の補助装置1Dの状態遷移を示す説明図である。補助装置1Dでは、ダイヤル12が図10(A)に示す第1位置にある場合であっても、ダイヤル12が洗浄ノズル19の開口(第1基端開口191及び第2基端開口192)を塞がない。また、補助装置1Dでは、ダイヤル12に形成された主軸13を挿通させる穴が、第1実施形態で説明した第2長孔122ではなく、ダイヤル12が第1状態であっても第2状態であっても、ハンドル11をスライド移動可能な円孔とされている。さらに、補助装置1Dでは、ノブラッチばね115とダイヤル回転ばね129とが省略され、ハンドル11やダイヤル12が付勢されていない。この結果、図22に示すように補助装置1Dでは、洗浄モードM2とギア駆動モードM3とが、ニュートラルモードM1を介さずに直接切り替え可能である。
 このように、マニピュレータシステム9Dの構成は種々の変更が可能であり、ニュートラルモードM1を介さない補助装置1Dの状態遷移を可能としてもよい。以上のような第5実施形態のマニピュレータシステム9Dにおいても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<第6実施形態>
 第6実施形態では、第1実施形態とは異なる洗浄ノズル19Eを備える構成について説明する。第6実施形態のマニピュレータシステム9Eは、補助装置1に代えて補助装置1Eを備えている。マニピュレータ2の構成は、第1実施形態と同様である。
 図23は、第6実施形態の洗浄ノズル19Eの構成を例示した説明図である。補助装置1Eは、図23に示す洗浄ノズル19Eを備えている。洗浄ノズル19Eでは、ノズル本体190Eの先端部には、第1先端開口193のみが設けられている。補助装置1Eがマニピュレータ2に接続されたとき、この第1先端開口193が、マニピュレータ2の洗浄ポート2361と連通する。第2流路形成部材196Eは、ノズル本体190Eの内部において、ノズル本体190Eの延伸方向(X軸方向)に対して傾斜して配置されている。第2流路形成部材196Eの先端は、第1流路191Lの内周面に位置しており、第2流路形成部材196Eの先端部は、第1流路191L内に突出していない。このため、第2流路192Lの先端に設けられた第2先端開口195Eは、第1流路191Lの内周面に設けられている。換言すれば、第1流路191Lと第2流路192Lとは、第2先端開口195Eにおいて合流している。第2先端開口195Eの中心と、第1先端開口193との間の直線距離Lは任意に定めてよいが、なるべく短い(小さい値である)ことが好ましい。
 このように、洗浄ノズル19Eの構成は種々の変更が可能であり、第2先端開口195Eは、第1流路191Lの内周面に設けられていてもよい。以上のような第6実施形態のマニピュレータシステム9Eにおいても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第6実施形態の構成によれば、洗浄ノズル19Eの第2先端開口195Eは、第1流路191Lの内周面に設けられており、第1流路191Lと第2流路192Lとは第2先端開口195Eにおいて合流しているため、第2先端開口195Eを第1流路191L内に収容した構成で、マニピュレータ2の洗浄を効率よく実行可能な洗浄ノズル19E及び補助装置1Eを提供できる。
<第7実施形態>
 第7実施形態では、第1実施形態とは異なる洗浄ノズル19Fを備える構成について説明する。第7実施形態のマニピュレータシステム9Fは、補助装置1に代えて補助装置1Fを備えている。マニピュレータ2の構成は、第1実施形態と同様である。
 図24は、第7実施形態の洗浄ノズル19Fの構成を例示した説明図である。補助装置1Fは、図24に示す洗浄ノズル19Fを備えている。洗浄ノズル19Fでは、ノズル本体190Fの先端部(具体的には、突出部1903の先端)には、第1先端開口193と、第2先端開口195Fとが、それぞれ異なる位置に設けられている。図24に示すように、第1先端開口193と第2先端開口195Fとは、突出部1903の先端面においてZ軸方向に離間して配置されている。補助装置1Fがマニピュレータ2に接続されたとき、第1先端開口193と第2先端開口195Fとは、それぞれマニピュレータ2の洗浄ポート2361と連通する。第2流路形成部材196Fは、ノズル本体190Fの内部において、ノズル本体190Eの延伸方向(X軸方向)に並行に配置されている。
 このように、洗浄ノズル19Fの構成は種々の変更が可能であり、第1先端開口193と、第2先端開口195Fとが、それぞれ異なる位置に離間して設けられていてもよい。以上のような第7実施形態のマニピュレータシステム9Fにおいても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第7実施形態の構成によれば、洗浄ノズル19Fの第2先端開口195Fは、ノズル本体190Fの先端部のうちの第1先端開口193とは異なる位置に設けられているため、マニピュレータ2の洗浄を効率よく実行可能な洗浄ノズル19F及び補助装置1Fを容易に製造できる。
<本実施形態の変形例>
 本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
 [変形例1]
 上記第1~第7実施形態では、マニピュレータシステム9,9A~9Fの構成の一例を示した。しかし、マニピュレータシステム9の構成は種々の変更が可能である。例えば、マニピュレータシステム9は、補助装置1,1A~1Fと、マニピュレータ2,2A,2Cとは異なる他の装置をさらに備えてもよい。例えば、マニピュレータシステム9の構成部の一部のみが使用されてもよい。具体的には、補助装置1,1A~1Fのみで使用されてもよく、マニピュレータ2,2A,2Cのみで使用されてもよく、洗浄ノズル19,19E,19Fのみで使用されてもよい。
 [変形例2]
 上記第1~第7実施形態では、補助装置1,1A~1Fの構成の一例を示した。しかし、補助装置1の構成は種々の変更が可能である。例えば、ハンドル11、ダイヤル12、主軸13、フレーム14、サイドロックボタン15、ピン16、補助ギア17、突出部18、洗浄ノズル19の形状は、適宜変更してよい。例えば、ダイヤル12(切替部)の位置表示120や方向表示1201は省略されてもよい。例えば、ピン16(作用部)は省略されてもよい。この場合、ピン16を動作させるダイヤル12のカム構造部123についても省略可能である。例えば、カウンタ機構はデクリメントするものとして説明したが、インクリメントすることで使用回数の計数(カウント)を行ってもよい。例えば、洗浄ノズル19は、第1基端開口191や第2基端開口192から外力が付加された場合に摺動せず、フレーム14に固定された構成であってもよい。例えば、主軸13が軸ずれを起こす以外の方法で、トルクリミット機構を実現してもよい。この場合、弾性体からなるOリングを介してハンドル11と主軸13とを接続することにより、ハンドル11に付加されるトルクが所定量を超えた場合に、ハンドル11が主軸13に対して空転する構成としてもよい。
 [変形例3]
 上記第1~第7実施形態では、マニピュレータ2,2A,2Cの構成の一例を示した。しかし、マニピュレータ2の構成は種々の変更が可能である。例えば、エンドエフェクタ21が備える可動部は種々の変更が可能であり、鉗子211、第1関節212、第1延伸部213、第2関節214、第2延伸部215のうちの少なくとも一部を省略してもよい。また、鉗子211に代えて、他の術具(例えば、レーザメス等)が設けられていてもよい。例えば、エンドエフェクタ21の可動部は、付け替え可能とされてもよい。例えば、本体装置23を構成する各部(マニピュレータ本体231、蓋232、窓233、レバー234、被駆動ギア235、ギアカバー237等)の形状は、適宜変更してよい。例えば、蓋232は開閉可能でなくてもよく、例えば、ギアカバー237は省略されてもよい。例えば、カウンタ機構は、マニピュレータ2の洗浄回数以外のカウントに用いられてもよい。例えば、マニピュレータ2は、カウンタ機構を備えていなくてもよい。例えば、マニピュレータ2のカウンタレバー230は端部2304を有しておらず、カウンタ機構の第2状態において、端部2304がマニピュレータ本体231の外側に突出しなくてもよい。
 [変形例4]
 上記第1~第7実施形態のマニピュレータシステム9,9A~9Fの構成、及び、上記変形例1~3のマニピュレータシステム9,9A~9Fの構成は、適宜組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態で説明したギア駆動モードM3や、第3実施形態で説明したギア駆動モードM3の動作を行うマニピュレータシステム9A,9Bにおいて、第4実施形態で説明した構成部の省略や、第5実施形態で説明したニュートラルモードM1の省略をしてもよく、第6,7実施形態で説明した洗浄ノズル19E,19Fを設けてもよい。
 以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
  1,1A~1F…補助装置
  2,2A,2C…マニピュレータ
  3…外部器具、シリンジ
  9,9A~9F…マニピュレータシステム
  11…ハンドル
  12,12A,12B…ダイヤル(切替部)
  13…主軸
  14…フレーム(本体部)
  15…サイドロックボタン
  16…ピン(作用部)
  17…補助ギア
  18…突出部
  19,19E,19F…洗浄ノズル
  21…エンドエフェクタ
  22…主軸
  23…本体装置
  111…把持部
  112…延伸部
  114…ワッシャ
  120,120A…位置表示
  121…切欠
  122,122A,122B…第2長孔
  123…カム構造部
  124…ダイヤルロックピン
  131…軸受
  141…フランジ
  142…基端面
  143…凹部
  144…収容部
  145…第1長孔
  151…爪
  152…軸
  161…長孔
  162…先端部
  171…ワッシャ
  190,190E,190F…ノズル本体
  191…第1基端開口
  191L…第1流路
  192…第2基端開口
  192L…第2流路
  192La…拡大流路
  193…第1先端開口
  194…切欠
  195,195E,195F…第2先端開口
  196,196E,196F…第2流路形成部材
  211…鉗子
  212…第1関節
  213…第1延伸部
  214…第2関節
  215…第2延伸部
  230…カウンタレバー(第1部材)
  231…マニピュレータ本体
  232,232C…蓋
  233…窓(表示部)
  234…レバー
  235,235A…被駆動ギア
  236…基端面
  237…ギアカバー
  238…カウンタ盤(表示部)
  239…ロックレバー(第2部材)
  1201…方向表示
  1221…隆起部
  1231…凹部
  1232…傾斜部
  1233…凸部
  1901…第1面
  1902…第2面
  1903…突出部
  2301…第1延伸部
  2302…第2延伸部
  2303…軸
  2304…端部
  2311…側面
  2341…突出部
  2342…アーム
  2343…端部
  2351…把持軸ギア
  2352…主軸ギア
  2353…先端回転軸ギア
  2354…屈曲軸ギア
  2361…洗浄ポート
  2381…カウント数
  2382…突起部
  2391…凹部
  2392…延伸部
  2394…軸
  2395…端部

Claims (5)

  1.  医療装置に着脱可能なマニピュレータであって、
     エンドエフェクタが取り付けられた先端部と、前記医療装置に接続される基端部と、を有するマニピュレータ本体と、
     前記マニピュレータ本体に設けられた機械式のカウンタ機構と、
    を備え、
     前記カウンタ機構は、
      前記カウンタ機構に対する第1操作によって、第1状態から第2状態に移行し、
      前記カウンタ機構に対する第2操作によって、前記第2状態から前記第1状態に移行し、
      前記第2操作による前記第2状態から前記第1状態への移行の回数をカウントする、マニピュレータ。
  2.  請求項1に記載のマニピュレータであって、
     前記カウンタ機構は、
      主面にカウント数が表示され、前記マニピュレータ本体に回転可能に固定されたカウンタ盤と、
      前記マニピュレータ本体に回転可能に固定され、回転方向の一方側に回転するときには前記カウンタ盤を回転させ、他方側に回転するときには前記カウンタ盤を回転させない第1部材と、
      前記第1部材と係合して前記第1部材の前記他方側への回転を規制する第2部材と、を含み、
     前記第1状態とは、前記第2部材と前記第1部材とが係合し、前記第1部材が相対的に前記一方側に回転した状態であり、
     前記第2状態とは、前記第2部材と前記第1部材とが係合しておらず、前記第1部材が相対的に前記他方側に回転した状態である、マニピュレータ。
  3.  請求項2に記載のマニピュレータであって、
     前記カウンタ機構は、
      前記第1状態のとき、前記第1部材の端部が前記マニピュレータ本体に収容され、前記マニピュレータの基端部を前記医療装置に接続することが許容され、
      前記第2状態のとき、前記第1部材の端部が前記マニピュレータ本体の外側に突出し、前記マニピュレータの基端部を前記医療装置に接続することが阻害される、マニピュレータ。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のマニピュレータであって、
     前記カウンタ機構は、前記第2状態から前記第1状態への移行の回数が予め定められた所定回数となった場合に、前記第2状態から前記第1状態への遷移を阻害する、マニピュレータ。
  5.  請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のマニピュレータであって、
     前記カウンタ機構は、さらに、前記移行の回数を表示する表示部を有する、マニピュレータ。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011194129A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Terumo Corp 医療用マニピュレータ
JP2012192103A (ja) * 2011-03-17 2012-10-11 Olympus Corp 手術支援システム及び術具

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