医疗用机械手 【技术领域】
本发明涉及一种在插入体腔内、 并对体腔内的各种组织进行处理时使用的医疗用机械手。 本申请是以 2009 年 12 月 10 日在美国提出临时申请的美国专利申请第 61/285217 号作为要求优先权的基础, 并在此引用其内容。
背景技术 以往, 作为非侵入性治疗的一个例子, 使用腹腔镜等进行胆囊摘除手术等各种手 法。这种腹腔镜手术是在腹壁上切开多个孔而插入多个器具来进行的。
近年来, 为了进一步减少在腹壁上切开的孔的数量而减轻患者的负担, 提出了从 患者的口、 鼻、 肛门等自然开口插入软性的内窥镜来进行手法的技术。 作为这种手法所使用 的医疗器械, 例如提出了像专利文献 1 记载的那种处理用内窥镜。
该处理用内窥镜具有软性的插入部, 该软性的插入部具有挠性, 在插入部顶端设 有一对具有用于进行弯曲动作的弯曲部的臂部, 且配置在插入部中的各个通道与各个臂部 的内腔相连通。处理用内窥镜的操作部利用操作构件与臂部相连接, 构成为能够向上下左 右弯曲操作的臂部。
使用者将钳子等处理器具插入通道内, 将处理器具的操作部安装在处理用内窥镜 的操作部上, 使处理器具的顶端从臂部突出, 并向上下左右操作操作部, 从而使处理器具的 顶端从不同的方向靠近处理对象的组织等来进行手法。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 : 美国 2007/0249897 号公报
作为像上述处理用内窥镜那样在体内进行处理的处理系统的例子, 公知有如下处 理系统 : 其具有插入体腔内的硬质的插入部和插入到插入部内部的臂部, 并使用插入到臂 部内部的处理器具在体腔内进行处理。
在这种以往的处理系统中, 安装在处理系统中使用的处理器具为了高效率地向处 理部传递牵引力量, 有时在插入部的一部分上设有硬性的部分。为了将这种处理器具安装 在以往的处理系统中, 需要使处理系统变形为与适合于进行处理的形状不同的直线状态, 在进行处理时变形为用于进行处理的形状。
在以往的处理系统中, 例如有时构成为臂部的顶端部能够弯曲, 具体而言, 有时具 有设置在臂部顶端部的顶端侧上的第一弯曲部、 以及设置在比第一弯曲部靠基端侧的第二 弯曲部。在将处理器具安装在具有这种臂部的处理系统中时, 有时使操作部分离而对操作 部进行调位, 以使得易于操作处理器具、 并且在操作处理器具的操作部时不会妨碍操作部 彼此的动作, 但在该情况下, 臂部的顶端部的一部分 ( 例如第一弯曲部 ) 因调位动作而弯 曲, 从而有时在体腔内使用处理器具进行处理时的初始位置成为难以进行处理的位置关 系。
发明内容 本发明的第一技术方案是一种医疗用机械手, 其特征在于, 包括 : 臂, 其具有能够 弯曲的弯曲部, 并形成为筒状 ; 插入部, 其形成为具有通道, 并在自身的顶端上以使上述臂 的内腔与上述通道相连通的方式连接有上述臂的基端 ; 操作部, 其用于操作上述弯曲部 ; 以及传递构件, 其连接上述弯曲部与上述操作部 ; 上述操作部包括 : 操作主体, 其以使上述 传递构件在各上述传递构件延伸的方向上自由进退的方式支承上述传递构件 ; 杆, 其具有 能够供上述处理器具贯穿的筒状部, 上述筒状部的一端侧借助连杆与各上述传递构件相连 结, 上述筒状部的另一端侧被固定相对于上述操作主体的相对位置而上述杆能够绕被确定 的旋转中心摆动 ; 以及引导构件, 其固定在上述操作主体上并且与上述杆相连结, 并用于引 导上述杆, 以使上述杆的上述另一端绕上述旋转中心的旋转角度小于上述一端绕上述旋转 中心的旋转角度。
本发明的第二技术方案是一种医疗用机械手, 其特征在于, 包括 : 臂, 其具有相对 位于顶端侧的第一弯曲部和相对位于基端侧的第二弯曲部, 并形成为筒状 ; 插入部, 其形成 为具有通道, 并在自身的顶端上以使上述臂的内腔与上述通道相连通的方式连接有上述臂 的基端 ; 操作部, 其用于操作上述第一弯曲部及上述第二弯曲部 ; 第一传递构件, 其连接上 述第一弯曲部与上述操作部 ; 以及第二传递构件, 其连接上述第二弯曲部与上述操作部 ; 上述操作部包括 : 操作主体, 其以使上述第一传递构件在各上述第一传递构件延伸的方向 上自由进退的方式支承上述第一传递构件 ; 杆, 其具有能够供上述处理器具贯穿的筒状部, 上述筒状部的一端侧借助连杆与各上述第一传递构件相连结, 上述筒状部的另一端侧被固 定相对于上述操作主体的相对位置而上述杆能够绕被确定的旋转中心摆动 ; 以及第二弯曲 操作部, 其具有棒状的连杆, 在该棒状的连杆的彼此分离的位置分别连结有上述第二传递 构件和上述杆, 上述第二弯曲操作部将上述杆的摆动动作转换为上述连杆对上述第二传递
构件的牵引动作。
根据本实施方式的医疗用机械手, 即使操作者移动操作杆也能够将第一弯曲部保 持为直线状态。 附图说明
图 1 是表示具有本发明的一实施方式的医疗用机械手的处理系统的立体图。 图 2 是表示该处理系统的主视图。 图 3 是表示该处理系统的分解立体图。 图 4A 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 4B 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 5 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 6 是表示该处理系统的一部分结构的俯视图。 图 7 是表示该处理系统的一部分结构的分解立体图。 图 8A 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 8B 是表示该处理系统的一部分结构的放大剖视图。 图 9A 是表示该处理系统的一部分结构的俯视图。图 9B 是表示该处理系统的一部分结构的俯视图。 图 10A 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 10B 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 11A 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 11B 是表示该处理系统的一部分结构的立体图。 图 12 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 13 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 14 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 15A 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 15B 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 15C 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 16A 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 16B 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 16C 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 17A 是用于说明在使用该处理系统时、 顶端部的动作的动作说明图。 图 17B 是用于说明在使用该处理系统时、 顶端部的动作的动作说明图。 图 18 是用于说明在使用该处理系统时、 操作部的作用的说明图。 图 19A 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 19B 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 19C 是用于说明该处理系统在使用时的动作的动作说明图。 图 20A 是表示在使用该处理系统时杆位于中立位置时的操作部的立体图。 图 20B 是表示在使用该处理系统时杆位于中立位置时的操作部的立体图。 图 21A 是表示在使用该处理系统时向上方操作杆时的操作部的立体图。 图 21B 是表示在使用该处理系统时向上方操作杆时的操作部的立体图。 图 22A 是表示在使用该处理系统时向下方操作杆时的操作部的立体图。 图 22B 是表示在使用该处理系统时向下方操作杆时的操作部的立体图。 图 23 是表示在使用该处理系统时、 顶端部的动作的动作说明图。 图 24 是用于说明在使用该处理系统时、 卸下处理器具的动作的动作说明图。具体实施方式
以下, 说明具有本发明的一实施方式的医疗用机械手 1( 以下, 简称作 “机械手” ) 的处理系统 100。首先, 参照图 1 ~图 11B 说明处理系统 100 及机械手 1 的结构。
图 1 是表示具有本实施方式的机械手 1 的处理系统 100 的整体图。另外, 图2是 表示处理系统 100 的主视图。另外, 图 3 是表示处理系统 100 的分解立体图。
如图 1 所示, 处理系统 100 具有处理器具 110 及处理器具 120、 内窥镜 130、 以及机 械手 1。
如图 1 及图 2 所示, 处理器具 110 具有用于在体腔内进行处理的处理部 111、 在一 端固定有处理部 111 的长度长的插入部 112、 以及设置在插入部 112 的另一端并用于操作处 理部 111 的操作部 113。处理部 111 可以根据手法采用钳子、 切开器具等适当的结构。
如图 3 所示, 插入部 112 在中间部具有柔软的柔软部 112A、 112B。柔软部 112A 是 在将处理器具 110 安装在机械手 1 上时配置在后述的第一弯曲部 32 及第二弯曲部 35 的位 置处的部分, 柔软部 112B 是在将处理器具 110 安装在机械手 1 上时配置在后述的臂操作部 40 的位置处的部分。
与处理器具 110 相同, 处理器具 120 具有处理部 121、 插入部 122 及操作部 123。
如图 2 所示, 插入到机械手 1 中来使用的处理器具构成为, 插入部 112 及插入部 122 的顶端侧具有由一定长度的硬质构件等形成的硬性部 112C、 122C。硬性部 112C、 122C 形成为如下长度 : 其相当于在将处理器具 110、 120 安装在机械手 1 上来使用处理器具 110、 120 时, 处理器具 110、 120 在机械手 1 的内部进退的进退量。这是为了在使处理部 111、 112 从机械手 1 突出时, 使较大的力作用在对象组织上来进行手法。
另外, 若与硬性部 112C、 122C 相同, 利用硬质的构件来形成当将处理器具 110、 120 安装在机械手 1 上时不进行弯曲动作的部分 ( 例如位于后述的臂主体部 21 内的部分 ) 等, 则能够为了操作处理部 111、 121 而高效率地传递从操作部 113、 123 向处理部 111、 121 施加 的力量, 故为优选。 如图 1 及图 2 所示, 内窥镜 130 可适当地采用众所周知的内窥镜。 例如, 内窥镜 130 具有用于拍摄体腔内部的摄像部 131、 能够进行弯曲动作并且在一端固定有摄像部 131 的 弯曲部 132、 与弯曲部 132 相连接来向体腔内引导摄像部 131 的插入部 133、 以及穿过插入 部 133 的内部来操作摄像部 131 及弯曲部 132 的操作部 134。在本实施方式中, 内窥镜 130 的弯曲部 132 沿弯曲部 132 的长度方向排列 ( 或者沿长度方向分离地 ) 设有相互独立地进 行弯曲动作的两个弯曲块部 ( 未图示 )。 两个弯曲块部分别具有多个节环, 并能够使两个弯 曲块部独立或者协作地进行弯曲动作。在弯曲部 132 中, 若使两个弯曲块部进行弯曲动作, 则能够使摄像部 131 相对于插入部 133 的长度方向轴线平行移动, 或者在使摄像部 131 如 此平行移动之后使摄像部 131 朝向成为摄像对象的对象物。由此, 能够获得摄像部 131 的 视点朝向对象物上的关注区域的良好视场。另外, 设置在弯曲部 132 上的弯曲块部也可以 多于两个。另外, 在弯曲部 132 具有一个弯曲块部的情况下不能进行上述平行移动, 但是只 要机械手 1 在体腔内的位置适当, 即使仅设有一个弯曲块部也能够使摄像部 131 朝向对象 物。
以下, 说明本实施方式的机械手 1 的结构。
如图 1 ~图 3 所示, 机械手 1 具有用于插入体腔内的插入部 10、 以及插入到插入部 10 的内部来使用的臂部 20。
插入部 10 形成为具有四个通道 ( 通道 11、 通道 12、 通道 13 及通道 14, 以下有时称 作 “通道 11 ~ 14” ) 的大致筒状。
通道 11 是用于供上述内窥镜 130 的插入部 133 贯穿的贯穿孔。
通道 12 及通道 13 是与插入部 10 的长度方向正交的面上的截面形状为圆形的贯 穿孔。通道 12 及通道 13 的内径相等, 在通道 12 中贯穿有后述的第一臂 20A, 在通道 13 中 贯穿有后述的第二臂 20B。另外, 也能够向通道 12 内贯穿第二臂 20B、 向通道 13 内贯穿第 一臂 20A。
利用通道 12 及通道 13 限定第一臂 20A 与第二臂 20B 之间的相对位置。在本实施
方式中, 通道 12 与通道 13 配置在距通道 11 等距离的位置处, 贯穿在通道 12 与通道 13 内 的第一臂 20A 和第二臂 20B 被定位在距通道 11 等距离的位置处。
另外, 在插入部 10 上, 能够独立地确定通道 12、 13 的位置。例如, 为了将处理器具 110、 120 上的处理部 111、 121 的位置按照使用机械手 1 的手法设为最适合的位置关系, 也能 够将通道 12、 13 的位置关系设为适当的位置关系来将通道 12、 13 形成在插入部 10 上。具 体而言, 也可以使通道 12、 13 的顶端侧的开口位置或者通道 12、 13 的基端侧的开口位置在 通道 12 与通道 13 之间在插入部 10 的长度方向上不同来形成插入部 10。在该情况下, 当第 一臂 20A 与第二臂 20B 安装在通道 12、 13 内时, 第一臂 20A 与第二臂 20B 的各个顶端的位 置在插入部 10 的长轴方向上不同, 分别贯穿在第一臂 20A 与第二臂 20B 内的处理器具 110、 120 的处理部 111、 121 的位置也在插入部 10 的长轴方向上不同。由此, 能够引导处理器具 110、 120, 使得处理部 111、 121 的位置成为相对于处理对象适合的位置。
除此之外, 通道 12、 13 可以根据手法设置在插入部 10 内的适当的位置处, 通道 12 及通道 13 相对于通道 11 及通道 14 的相对位置关系可以在插入部 10 内设为适当的位置关 系。
通道 14 是供未图示的合适的处理器具等贯穿、 用于进行送气、 送水或抽吸的贯穿 孔。 如图 3 所示, 臂部 20 包括用于贯穿使用处理器具 110 的第一臂 20A、 以及用于贯穿 使用处理器具 120 的第二臂 20B。本实施方式的第一臂 20A 与第二臂 20B 构成为相同形状 及相同大小。
另外, 为了以第一臂 20A 与第二臂 20B 安装在插入部 10 的状态捆束第一臂 20A 与 第二臂 20B, 也可以在插入部 10 的顶端侧将例如由树脂等形成的带安装在第一臂 20A 及第 二臂 20B 上。另外, 也可以在第一臂 20A 上安装有处理器具 120, 并在第二臂 20B 上安装有 处理器具 110。以下, 说明在第一臂 20A 上安装有处理器具 110、 并在第二臂 20B 上安装有 处理器具 120 的例子。
另外, 以下说明第一臂 20A 的结构, 对第二臂 20B 的结构, 省略重复部分的说明。
图 4A 及图 4B 是表示第一臂 20A 的结构的立体图。另外, 为了易于理解第一臂 20A 的结构, 在图 4A 及图 4B 中省略了一部分结构的图示。
如图 4A 所示, 第一臂 20A 具有形成为筒状的臂主体部 21、 设于臂主体部 21 的顶端 的臂顶端部 30、 以及设于臂主体部 21 的基端的臂操作部 40。
如图 4B 所示, 臂主体部 21 形成为, 供处理器具 110 贯穿的处理器具腔管 21A 贯穿 臂主体部 21 的中央部而沿长度方向延伸。而且, 在臂主体部 21 上, 在处理器具腔管 21A 的 径向外侧形成有贯穿臂主体部 21 而沿长度方向延伸的四个传递构件贯穿孔部 21B、 以及两 个第二操作线贯穿孔部 21C。
处理器具腔管 21A 是供处理器具 110 的处理部 111 及插入部 112 自由进退的贯穿 孔, 其在与臂主体部 21 的长度方向正交的面上的截面形状成为圆形。
在传递构件贯穿孔部 21B 的内部设有用于向臂顶端部 30 的后述的第一弯曲部 32 传递臂操作部 40 中的操作输入的传递构件 22。
传递构件 22 具有棒状的连接杆 ( 连接杆 22A、 连接杆 22B、 连接杆 22C、 连接杆 22D, 以下有时称作 “连接杆 22A ~ 22D” ), 连接杆 22A ~ 22D 分别以自由进退的方式贯穿在四个
传递构件贯穿孔部 21B 内。另外, 在图 4A 及图 4B 中, 由于连接杆 22C 隐藏在处理器具 110 的插入部 112 的里侧, 因此未图示。
在第二操作线贯穿孔部 21C 的内部设有用于向臂顶端部 30 的后述的第二弯曲部 35 传递臂操作部 40 中的操作输入的第二操作线 23。
在本实施方式中, 第二操作线 23 设有两根。两根第二操作线 23 分别以自由进退 的方式贯穿在两个第二操作线贯穿孔部 21C 内。另外, 第二操作线 23 的顶端固定在后述的 臂顶端部 30 的第二弯曲部 35 上。 在本实施方式中, 由于设有两根第二操作线 23, 因此能够 减轻施加在每一根第二操作线 23 上的牵引力量。因此, 能够减少在牵引第二操作线 23 时 因第二操作线 23 的伸长引发的牵引力量的损失、 后述的第二弯曲部 35 的抖动等。
臂顶端部 30 具有供处理器具 110 的处理部 111 伸出的顶端硬质部 31、 设置在顶 端硬质部 31 的基端侧的第一弯曲部 32、 以及设置在第一弯曲部 32 的基端侧的第二弯曲部 35。
顶端硬质部 31 形成为具有能够供处理器具 110 的处理部 111 贯穿的处理部腔管 31A 的大致筒状。顶端硬质部 31 与第一弯曲部 32 及第二弯曲部 35 不同, 不会弯曲。
在第一弯曲部 32 及第二弯曲部 35 上, 以沿臂顶端部 30 的轴线方向排列定位的方 式连结有多个节环 ( 第一节环 33、 第二节环 36)。在本实施方式中, 第一节环 33 与第二节 环 36 配置为第一节环 33 相对位于顶端侧、 第二节环 36 相对位于基端侧。第一节环 33 及 第二节环 36 的形状呈环状, 贯穿在第一弯曲部 32 及第二弯曲部 35 内的处理器具 110 的处 理部 111 穿过第一节环 33 及第二节环 36 的内部而从顶端硬质部 31 伸出。 虽未详细图示, 但在第一弯曲部 32 的第一节环 33 的顶端固定有用于使第一弯曲 部 32 进行弯曲动作的角线部 ( 传递构件 )34 的顶端。如图 4B 所示, 角线部 34 由四根角线 ( 角线 34A、 角线 34B、 角线 34C 及角线 34D, 以下有时称作 “角线 34A ~ 34D” ) 构成。角线 34A ~ 34D 的顶端分别以沿周向分离 90 度的方式固定在第一节环 33 的顶端。角线 34A ~ 34D 的基端分别与连接杆 22A ~ 22D 的顶端相连接。
另外, 优选的是连接杆 22A ~ 22D 与角线 34A ~ 34D 之间的连接位置位于比第二弯 曲部 35 靠基端侧、 并且是臂主体部 21 的顶端侧的位置。 这是为了利用硬质的连接杆 22A ~ 22D 高效率地传递使第一弯曲部 32 弯曲的力量。
臂操作部 40 用于通过牵引操作传递构件 22 及角线部 34、 或者第二操作线 23 而分 别使第一弯曲部 32 或第二弯曲部 35 进行弯曲动作。臂操作部 40 具有用于使第一弯曲部 32 进行弯曲动作的第一弯曲操作部 50、 用于使第二弯曲部 35 进行弯曲动作的第二弯曲操 作部 60、 以及连结第一弯曲操作部 50 及第二弯曲操作部 60 并且固定在臂主体部 21 的基端 上的操作主体 41。
图 5 是表示处理系统 100 的一部分结构的立体图, 是为了说明第一弯曲操作部 50 而省略了一部分结构的图示的图。另外, 图 6 是表示第一弯曲操作部 50 的俯视图。
如图 5 及图 6 所示, 第一弯曲操作部 50 包括 : 连杆部 51, 其具有一端连结在传递 构件 22 上的四个连杆 ( 连杆 51A、 连杆 51B、 连杆 51C 及连杆 51D) ; 滑动连杆部 52, 其与连 杆部 51 中的连杆 51A 及连杆 51C 的另一端相连结 ; 转动构件 53, 其以自由进退的方式支承 有滑动连杆部 52, 并且与连杆部 51 中的连杆 51B 及连杆 51D 的另一端相连结 ; 以及筒状的 操作杆 58, 其设置为与转动构件 53 相连结而朝向基端侧延伸。
滑动连杆部 52 具有棒状的第一滑块 52A 与棒状的第二滑块 52B, 在第一滑块 52A 及第二滑块 52B 上, 与连杆 51A 及连杆 51C 相连结的一侧的相反侧的端部连接在操作杆 58 的后述的连接部 59 上。
在转动构件 53 上形成有能够供滑动连杆部 52 的棒状的第一滑块 52A 与棒状的第 二滑块 52B 以自由进退的方式贯穿的贯穿孔 53A 及贯穿孔 53B。另外, 转动构件 53 具有与 后述的操作主体 41 相连结的转动轴部 54、 第一引导销 55 及第二引导销 56、 以及呈圆弧的 一部分形成的上下运动引导件 57。
转动轴部 54 从转动构件 53 相互向外突出而形成在两个位置处。转动轴部 54 的 中心轴线成为供转动构件 53 转动的第二转动中心 O2。另外, 第二转动中心 O2 在第一弯曲 部 32 未弯曲的状态下穿过连杆 51A 及连杆 51C 与滑动连杆部 52 之间的连结部。
第一引导销 55 与第二引导销 56 形成为沿与转动轴部 54 延伸的方向相同的方向 彼此平行地延伸, 并形成为从转动构件 53 的外表面突出。
在上下运动引导件 57 上以圆弧状形成有供转动构件 53 贯穿的贯穿孔 57A。贯穿 孔 57A 形成为, 其圆弧的中心成为使操作杆 58 向上下方向摆动时的摆动中心。
操作杆 58 是形成有用于供处理器具 110 的插入部 112 插入的处理器具插入口 58C 的筒状构件, 并具有与转动构件 53 相连结的连接部 59 和比转动构件 53 朝向基端侧延伸的 筒状的把持部 58D。
处理器具插入口 58C 的顶端侧在转动构件 53 的内部开口, 且穿过处理器具插入口 58C 而插入的处理器具 110 穿过转动构件 53 内部的空洞部, 而插入臂主体部 21 的处理器具 腔管 21A 内。
图 7 是表示处理系统 100 的一部分结构的分解立体图, 为了说明第一弯曲操作部 50 而省略了一部分结构的图示。如图 7 所示, 连接部 59 包括 : 上下运动引导销 59A, 其借助 轴承与形成在上下运动引导件 57 上的贯穿孔 57A 的内壁相接触, 该上下运动引导件 57 设 置在转动构件 53 上 ; 以及滑动构件 F1, 其设置在上下运动引导销 59A 与上下运动引导件 57 之间。
滑动构件 F1 一个一个地设置在各个上下运动引导销 59A 上, 可由例如具有弹性的 材料形成。
而且, 在连接部 59 上形成有用于借助销与滑动连杆部 52 的第一滑块 52A 及第二 滑块 52B 相连结的滑块连结孔部 59B。滑块连结孔部 59B 在连接部 59 上形成在两个位置 处, 且各个形状成为长孔形状。
图 8A 及图 8B 是表示处理系统 100 的一部分结构的立体图, 为了说明第二弯曲操 作部 60 而省略了一部分结构。另外, 图 9A 及图 9B 是表示处理系统 100 的一部分结构的俯 视图, 为了说明第二弯曲操作部 60 而省略了一部分结构。
如图 8A ~图 9B 所示, 第二弯曲操作部 60 包括 : 连结棒 61, 其一端 61A 以自由转 动的方式与转动构件 53 的转动轴部 54 相连结 ; 定位部 62, 其连结连结棒 61 与操作主体 41 而将连结棒 61 定位在操作主体 41 上 ; 以及牵引引导部 67, 其供连结棒 61 的另一端 61C 嵌 合。
如图 8A 及图 8B 所示, 连结棒 61 在一端 61A 与另一端 61C 之间具有沿朝向操作主 体 41 的后述引导板 43A 的方向延伸形成的贯穿孔 61B。另外, 形成在贯穿孔 61B 与另一端61C 之间的贯穿孔是用于使连结棒 61 轻量化的空腔部。
如图 9A 所示, 在连结棒 61 的另一端 61C 上固定有第二操作线 23 的基端。
如图 8A 及图 8B 所示, 定位部 62 包括 : 定位销 63, 其与形成在操作主体 41 的后述 引导板 43A 上的凹部 49A 及贯穿孔 49B 相配合 ; 以及销杆 64, 其支承定位销 63 并形成为直 径大于定位销 63 的直径。
在定位销 63 上形成有顶端呈半球形状的顶端配合部 63A、 以及贯穿贯穿孔 61B 而 延伸并固定在销杆 64 上的轴部 63B。
销杆 64 包括 : 大致筒状的固定部 65, 其插入连结棒 61 的贯穿孔 61B 中而固定 ; 螺 旋弹簧 65A, 其在固定部 65 的内部向操作主体 41 侧偏置定位销 63 ; 销操作部 66, 其与固定 部 65 的外周面相嵌合, 并且固定在定位销 63 的轴部 63B 上 ; 以及碟形弹簧部 66A, 其设置 在销操作部 66 的内部。
另外, 在销杆 64 与固定部 65 上形成有一组螺纹部 64A, 该一组螺纹部 64A 用于调 整利用碟形弹簧部 66A 向操作主体 41 侧偏置定位销 63 的偏置力。利用螺纹部 64A 能够使 销操作部 66 相对于固定部 65 绕轴线旋转而使定位销 63 难以从贯穿孔 49B 脱离。
如图 9A 及图 9B 所示, 牵引引导部 67 具有贯穿孔 68, 该贯穿孔 68 成为将连结棒 61 的动作方向转换为第二操作线 23 的牵引方向的凸轮。贯穿孔 68 成为在第二操作线 23 的基端延伸的方向上较长的长孔, 连结棒 61 的另一端 61C 能够在贯穿孔 68 的一端 68A 与 另一端 68B 之间往复动作。 另外, 在利用上述定位部 62 将定位销 63 插入到贯穿孔 49B 中的状态下, 连结棒 61 的另一端 61C 位于牵引引导部 67 的贯穿孔 68 的另一端 68B 处, 此时, 第二操作线 23 的基 端延伸的方向与连结棒 61 的长度方向轴线的方向大致一致。在该位置关系下, 能够利用所 谓的肘式机构 ( 增力机构 ) 将第二操作线 23 限制在连结棒的强度范围内, 以保持第二操作 线 23 的牵引状态。通过在第二弯曲操作部 60 中采用上述肘节机构, 在为了使第二弯曲部 35 进行弯曲动作而牵引第二操作线 23 时, 能够以较轻的力对第二操作线 23 施加充分的牵 引力量。
图 10A 及图 10B 是表示处理系统 100 的一部分结构的立体图, 为了说明操作主体 41 而省略了一部分结构的图示。
操作主体 41 具有固定在臂主体部 21 上的顶端连结部 42、 以及固定在顶端连结部 42 上的大致板状的引导板 43A 及引导板 43B。
在顶端连结部 42 上形成有贯穿孔, 该贯穿孔与形成在臂主体部 21 上的处理器具 腔管 21A、 传递构件贯穿孔部 21B、 以及第二操作线贯穿孔部 21C( 均参照图 4B) 相连通。
引导板 43A 与引导板 43B 各自的顶端侧固定在顶端连结部 42 上, 引导板 43A 与引 导板 43B 以面方向相互平行的方式相对配置。在引导板 43A 上, 沿引导板 43A 的厚度方向 贯穿引导板 43A 而形成有贯穿形状的第一引导槽 44 及第二引导槽 45。
而且, 在引导板 43A 上设有定位孔部 49, 该定位孔部 49 供设置在图 8B 所示的第二 弯曲操作部 60 上的定位部 62 的定位销 63 配合。在定位孔部 49 中设有形成在引导板 43A 上的凹部 49A、 以及沿厚度方向贯穿引导板 43A 而形成的贯穿孔 49B。
凹部 49A 的形状成为供上述定位销 63( 参照图 8B) 的顶端配合部 63A 嵌合的大致 半球形状。另外, 优选的是, 凹部 49A 的形状成为在朝向与引导板 43A 的厚度方向正交的方
向按压定位销 63 时能够解除顶端配合部 63A 与凹部 49A 之间的配合那样的形状。具体而 言, 优选的是, 在引导板 43A 的表面上开口的开口端部的形状相对于引导板 43A 的厚度方向 倾斜。
另外, 虽未详细图示, 但引导板 43B 形成为以引导板 43A 的面方向为基准而面对称 的形状。
图 11A 是表示处理系统 100 的一部分结构的俯视图, 是从引导板 43A 侧朝向引导 板 43B 侧观看臂操作部 40 的操作主体 41 时的俯视图。另外, 图 11B 是放大表示图 11A 的 一部分的放大图。
如图 11A 所示, 第一引导槽 44 具有用于引导转动构件 53 的转动轴部 54 的一对壁 部 44A。一对壁部 44A 的形状成为以从引导板 43A 的厚度方向观看壁部 44A 时的轮廓线成 为圆弧的一部分的方式弯曲的弯曲面。 另外, 穿过分别形成在各个引导板 43A 与引导板 43B 上的一对壁部 ( 参照图 10A) 的圆弧中心的直线是转动构件 53 及操作杆 58 转动的第一转 动中心 O1。在本实施方式中, 第一转动中心 O1 的位置成为, 在从引导板 43A 的厚度方向观 看第一弯曲部 32 在臂顶端部 30 处于中立状态 ( 未弯曲的状态, 参照图 2) 时的臂操作部 40 时、 与连接杆 22A、 22C 和连杆 51A、 51C 之间的连结部 C 重叠的位置。 如图 9A 及图 9B 所示, 在装配有顶端连结部 42、 引导板 43A、 43B、 转动构件 53 及操 作杆 58 的状态下, 上述转动构件 53 在第一位置 P1 与第二位置 P2 之间转动构件 53 的转动 轴部 54 被第一引导槽 44 的壁部 44A 引导而绕第一转动中心 O1 进行旋转动作, 该第一位置 P1 是操作杆 58 的长度方向轴线的方向与贯穿臂主体部 21 的传递构件 22 延伸的方向一致 的位置, 该第二位置 P2 是操作杆 58 的长度方向轴线的方向与传递构件 22 延伸的方向交叉 且转动轴部 54 与第一引导槽 44 的端部 44B 相接触的位置。
而且, 如图 9A 及图 10A 所示, 在连结棒 61 被上述定位部 62 定位在贯穿孔 49B 的 位置处时, 连结棒 61 的另一端 61C 被支承在牵引引导部 67 上, 并且贯穿孔 61B 被定位在与 贯穿孔 49B 重叠的位置处, 连结棒 61 的一端 61A 被定位固定在第一引导槽 44 的端部 44B 的位置处。此时, 上述转动构件 53 在转动轴部 54 位于第一引导槽 44 的端部 44B 的状态下 以转动轴部 54 为第二转动中心 O2 绕第二转动中心 O2 摆动。
如图 10A 及图 10B 所示, 第二引导槽 45 形成在第一引导槽 44 的圆弧的径向外侧, 具有位于相对靠近第一转动中心 O1 侧的内壁部 46、 以及位于相对远离第一转动中心 O1 侧 的外壁部 47。
在第二引导槽 45 中插入有转动构件 53 的第一引导销 55 及第二引导销 56。另外, 在第一引导销 55 及第二引导销 56 与第二引导槽 45 之间, 设有与引导板 43A、 43B 的外表面 相接触的滑动构件 F2。滑动构件 F2 具有弹性, 并被第一引导销 55 及第二引导销 56 按压在 引导板 43A 上。
如图 11A 及图 11B 所示, 内壁部 46 的形状成为以从引导板 43A 的厚度方向观看内 壁部 46 时的轮廓线呈曲线的方式弯曲的弯曲面。在从引导板 43A 侧朝向引导板 43B 侧观 看臂操作部 40、 使转动构件 53 绕第一转动中心 O1 向逆时针方向转动时, 内壁部 46 按压转 动构件 53 的第一引导销 55 的外周面而引导转动构件 53。
在本实施方式中, 转动构件 53 的转动轴部 54 被引导为与第一引导槽 44 的壁部 44A 相接触, 并且转动构件 53 的第一引导销 55 被引导为与第二引导槽 45 的内壁部 46 相接
触。 内壁部 46 与第一引导槽 44 之间的距离短于转动构件 53 上的转动轴部 54 与第一 引导销 55 之间的间隔 W。另外, 如图 9A 及图 11A 所示, 以使操作杆 58 位于第二位置 P2 时 的转动轴部 54 与第一引导销 55 之间的距离 L2 逐渐大于操作杆 58 位于第一位置 P1 时的 转动轴部 54 与第一引导销 55 之间的距离 L1 的方式, 设定内壁部 46 与第一引导槽 44 之间 的距离来形成第二引导槽 45。另外, 内壁部 46 与第一引导槽 44 之间的距离的最大值与转 动构件 53 中的转动轴部 54 与第一引导销 55 之间的间隔 W 的大小大致相等。
如图 10A ~图 11B 所示, 外壁部 47 的形状成为以从引导板 43A 的厚度方向观看内 壁部 46 时的轮廓线呈曲线的方式弯曲的弯曲面。在从引导板 43A 侧朝向引导板 43B 侧观 看臂操作部 40、 使转动构件 53 绕第一转动中心 O1 向顺时针方向转动时, 外壁部 47 按压转 动构件 53 的第二引导销 56 而引导转动构件 53。
另外, 在第二引导槽 45 中, 在与第一位置 P1 相反一侧的端部 P3 处设有形成为形 状与内壁部 46 及外壁部 47 不同的退避部 48。退避部 48 形成为比内壁部 46 向第一引导槽 44 侧凹陷。
关于以上说明的结构的、 本实施方式的处理系统 100 在使用时的动作, 参照图 12 ~图 24 以机械手 1 的动作为中心进行说明。
图 12 是用于说明将处理系统 100 装配成使用时的形态的动作的动作说明图。如 图 12 所示, 在使用处理系统 100 时, 首先, 操作者向插入部 10 的通道 12 内贯穿第一臂 20A, 向通道 13 内贯穿第二臂 20B。此时, 在第一臂 20A 及第二臂 20B 的臂操作部 40 上, 形成操 作杆 58 移动到第一位置 P1 侧的状态。当操作杆 58 位于第一位置 P1 侧时, 在第一弯曲操 作部 50 上, 对操作杆 58 进行调位, 以使得上下运动引导销 59A 位于上下运动引导件 57 的 贯穿孔 57A 的中间部 ( 参照图 5、 图 20A 及图 20B)。由此, 与第一弯曲操作部 50 相连结的 传递构件 22 位于第一弯曲部 32 未弯曲的直线状的中立位置。
另外, 当操作杆 58 位于第一位置 P1 侧时, 在第二弯曲操作部 60 上, 连结棒 61 的 另一端 61C 位于牵引引导部 67 的贯穿孔 68 的一端 68A, 与连结棒 61 的另一端 61C 相连结 的第二操作线 23 未被牵引 ( 参照图 9A 及图 9B)。因此, 第二弯曲部 35 在自身的恢复力作 用下成为直线状态。
因而, 第一弯曲部 32、 第二弯曲部 35 及臂主体部 21 成为直线状。 操作者在该状态 下从顶端硬质部 31 侧分别向通道 12、 通道 13 内插入第一臂 20A、 第二臂 20B。
图 13 是表示处理系统 100 在使用时的一个过程的动作说明图。如图 13 所示, 操 作者例如在患者的腹壁上切开小的切口, 插入能够供处理系统 100 的插入部 10 贯穿的套管 针 70。操作者在根据需要进行气腹等之后, 经由套管针 70 从臂顶端部 30 侧向体腔内插入 处理系统 100。此时, 向插入部 10 的通道 11 内插入内窥镜 130 的插入部 133, 使摄像部 131 沿着臂顶端部 30 呈直线状, 并一边观看由摄像部 131 拍摄的图像一边将臂顶端部 30 引导 至体腔内的处理对象部位。
图 14 是表示处理系统 100 在使用时的一个过程的动作说明图。如图 14 所示, 在 将臂顶端部 30 引导至处理对象之后, 操作者穿过操作杆 58 的处理器具插入口 58C 向体腔 内插入处理器具 110、 120。
当操作杆 58 位于第一位置 P1 侧时, 操作杆 58 与臂主体部 21 对齐成同轴状。另
外, 第一弯曲部 32 及第二弯曲部 35 未弯曲而是呈直线状。因而, 当操作杆 58 位于第一位 置 P1 侧时, 从操作杆 58 的处理器具插入口 58C 到臂顶端部 30 的顶端硬质部 31 的、 供处理 器具 110、 120 的插入部 112、 122 贯穿的管路成为直线状。
因此, 从操作杆 58 的处理器具插入口 58C 插入的处理部 111 依次通过操作杆 58、 转动构件 53、 臂主体部 21、 臂顶端部 30 的内部而从顶端硬质部 31 的顶端伸出。同样, 处理 器具 120 也从顶端硬质部 31 的顶端伸出。
图 15A ~图 15C 是表示处理系统 100 在使用时的一个过程的动作说明图。如图 15A 所示, 操作者使操作杆 58 从操作杆 58 位于第一位置 P1 侧的初始状态相对于操作主体 41 相对移动, 使转动构件 53 的转动轴部 54 绕第一转动中心 O1 进行旋转动作。当操作杆 58 位于第一位置 P1 侧时, 定位部 62 中的定位销 63 的顶端配合部 63A( 参照图 8B) 嵌入引 导板 43A 的凹部 49A 内, 但由于凹部 49A 呈大致半球状, 因此通过施加力以使操作杆 58 转 动, 即使不与销操作部 66 接触也能够解除顶端配合部 63A 与凹部 49A 之间的嵌合。于是, 如图 15B 所示, 转动轴部 54 进入第一引导槽 44 内。
如图 15B 及图 15C 所示, 当转动轴部 54 移动到第一引导槽 44 的端部 44B 时, 连杆 部 51 的连杆 51A 及连杆 51C 绕第一转动中心 O1 转动。因而, 即使使转动构件 53 绕第一转 动中心 O1 转动, 在第一位置 P1 到第二位置 P2 之间, 连接杆 22A 及连接杆 22C 也不会移动。 其结果, 经由角线 34A 及角线 34C 连接在连接杆 22A 及连接杆 22C 上的第一节环 33 未被牵 引, 第一弯曲部 32 不会向上下方向弯曲。
图 16A ~图 16C 是表示使操作杆 58 从第一位置 P1 侧向第二位置 P2 侧移动时的 第一弯曲操作部 50 的动作原理的说明图。另外, 图 16B 是用于说明转动构件 53 未绕第二 转动中心 O2 转动时的第一弯曲操作部 50 的位置关系的说明图, 在本实施方式的处理系统 100 中, 不是表示进行使操作杆 58 从第一位置 P1 侧向第二位置 P2 侧移动的动作时的实际 动作的图。
另外, 在图 16A ~图 16C 中, 附图标记 L1、 L2 所示的线表示操作杆 58 位于第一位 置 P1 时的各个连接杆的顶端与基端的位置。
如图 16C 所示, 在操作杆 58 从图 16A 所示的第一位置 P1 朝向第二位置 P2 移动时, 通过利用第二引导槽 45 的内壁部 46 及外壁部 47 引导第一引导销 55 及第二引导销 56, 使 得在从引导板 43A 侧朝向引导板 43B 侧观看时, 转动构件 53 绕第二转动中心 O2 向逆时针 方向转动。此时, 通过在从引导板 43A 侧朝向引导板 43B 侧观看时转动构件 53 绕第一转动 中心 O1 向顺时针方向转动而借助连杆 51B 牵引连接杆 22B 的牵引量 ( 参照图 16B)、 与通过 在从引导板 43A 侧朝向引导板 43B 侧观察时转动构件 53 绕第二转动中心 O2 向逆时针方向 转动而借助连杆 51B 推出连接杆 22B 的推出量设定为相等。其结果, 即使使转动构件 53 绕 第一转动中心 O1 向顺时针方向转动, 在第一位置 P1 到第二位置 P2 之间, 连接杆 22B 也不 会在臂主体部 21 的内部进行进退动作。
同样, 通过在从引导板 43A 侧朝向引导板 43B 侧观看时转动构件 53 绕第一转动中 心 O1 向顺时针方向转动而借助连杆 51D 推出连接杆 22D 的推出量 ( 参照图 16B)、 与通过在 从引导板 43A 侧朝向引导板 43B 侧观看时转动构件 53 绕第二转动中心 O2 向逆时针方向转 动而借助连杆 51D 牵引连接杆 22D 的牵引量设定为相等。其结果, 即使使转动构件 53 绕第 一转动中心 O1 转动, 在第一位置 P1 到第二位置 P2 之间, 连接杆 22D 也不会在臂主体部 21的内部进行进退动作。
因而, 即使使转动构件 53 绕第一转动中心 O1 转动, 在第一位置 P1 到第二位置 P2 之间, 连接杆 22B、 22D 也不会进行进退动作, 经由角线 34B 及角线 34D 与连接杆 22B 及连接 杆 22D 相连接的第一节环 33 未被牵引, 第一弯曲部 32 不会向左右方向弯曲。
如此, 即使使转动构件 53 绕第一转动中心 O1 从第一位置 P1 转动到第二位置 P2, 第一弯曲部 32 也不会弯曲, 而是维持直线状的形状。
此时, 在臂操作部 40 上, 操作杆 58 的顶端 58A 相对于与传递构件 22 的长度方向轴 线平行且穿过第一转动中心 O1 的直线 X 所成的角度的大小 θ1、 以及操作杆 58 的基端 58B 相对于直线 X 所成的角度的大小 θ2 成为 θ1 > θ2。即, 在使操作杆 58 转动时, 由于在转 动构件 53 绕第一转动中心 O1 转动的同时、 转动构件 53 绕第二转动中心 O2 向相反方向转 动, 因此操作杆 58 的基端 58B 延迟于操作杆 58 的顶端 58A 而转动。
另一方面, 如图 15B 及图 15C 所示, 若使操作杆 58 从第一位置 P1 侧向第二位置 P2 侧移动, 则连结棒 61 利用转动构件 53 的转动轴部 54 向第二位置 P2 侧移动。于是, 连结棒 61 的另一端 61C 沿牵引引导部 67 的贯穿孔 68 从一端 68A 向另一端 68B 移动。由此, 固定 在连结棒 61 的另一端 61C 上的第二操作线 23 被向贯穿孔 68 的另一端 68B 侧牵引。
图 17A 及图 17B 是表示处理系统 100 在使用时的动作的立体图, 并放大表示臂顶 端部 30 的附近。
若第二操作线 23 如图 15A ~图 15C 所示那样被连结棒 61 牵引, 则如图 17A 及图 17B 所示, 与第二操作线 23 的顶端相连结的第二弯曲部 35 弯曲。若设置在第一臂 20A 与第 二臂 20B 上的第二弯曲部 35 进行弯曲动作, 则在臂顶端部 30 上, 成为第一弯曲部 32 与处 理部 111、 121 的距离比通常时远的、 易于进行手法的状态 ( 以下, 将该状态称作 “三角形状 (tri-angulation)” )。
如已经参照图 9A 及图 9B 而说明的那样, 在各个第一臂 20A 与第二臂 20B 上, 顶端 被固定在第二节环 36 上的第二操作线 23 被支承为被第二弯曲操作部 60 的肘式机构牵引 到臂操作部 40 侧的状态, 并被定位部 62 固定在操作主体 41 的引导板 43A、 43B 上。根据需 要, 操作者也可以使图 8B 所示的定位部 62 的销操作部 66 相对于固定部 65 绕轴线旋转而 使定位销 63 不会从贯穿孔 49B 脱离。在该情况下, 能够抑制第二弯曲部 35、 操作杆 58 在使 用处理部 111、 121 的处理过程中发生偏移。
如此, 仅使操作杆 58 从第一位置 P1 向第二位置 P2 移动, 就易于操作处理器具 110 及处理器具 120、 并以处理器具 110、 120 的操作部 113、 123 彼此不碰撞的 V 字状配置操作杆 58, 并且臂部 20 从图 17A 所示的初始位置关系变形为图 17B 所示的三角形状分状态。
以下, 说明在三角形状状态下使第一弯曲部 32 弯曲的动作。首先, 参照图 18 ~图 19C 说明使第一弯曲部 32 向左右弯曲的动作。
图 18 是用于说明在三角形状状态下使第一弯曲部 32 弯曲的动作的动作说明图。 如图 18 所示, 操作者能够使操作杆 58 从操作杆 58 位于第二位置 P2 的状态例如向端部 P3 侧或者第一位置 P1 侧移动。此时, 由于转动轴部 54 被定位在第一引导槽 44 的端部 44B, 因 此转动轴部 54 不能绕第一转动中心 O1 转动。 另一方面, 转动构件 53 能够绕转动轴部 54 的 中心轴线即第二转动中心 O2 转动。在转动构件 53 绕第二转动中心 O2 例如向第一位置 P1 侧移动的情况下, 第一引导销 55 及第二引导销 56 能够向第一位置 P1 侧移动, 转动构件 53能够在第二引导槽 45 的内壁部 46 与外壁部 47 之间在预定的范围内摆动。另外, 在转动构 件 53 绕第二转动中心 O2 例如向端部 P3 侧移动的情况下, 第一引导销 55 及第二引导销 56 能够向端部 P3 侧移动, 并沿着退避部 48 或者在退避部 48 的内部在预定的范围内移动。
图 19A ~图 19C 是用于说明使转动构件 53 绕第二转动中心 O2 进行转动动作时的 第一臂 20A 的动作的动作说明图。例如如图 19B 所示, 若使转动构件 53 绕第二转动中心 O2 向端部 P3( 参照图 18) 侧转动, 则在连杆部 51 上, 连杆 51A、 51C 不进行动作, 连杆 51B 被牵 引, 且连杆 51D 被推出。由此, 角线 34B 被连接杆 22B 牵引, 第一弯曲部 32 在角线 34B 的作 用下在图 19B 所示的俯视下向右侧进行弯曲动作。同样, 如图 19C 所示, 若使转动构件 53 绕第二转动中心 O2 向第一位置 P1( 参照图 18) 侧转动, 则第一弯曲部 32 在图 19B 所示的 俯视下向左侧进行弯曲动作。
以下, 参照图 20A ~图 23 说明使第一弯曲部 32 向上下方向弯曲的动作。
图 20A ~图 22B 是用于说明使第一弯曲部 32 弯曲的动作的动作说明图。
如图 20A 及图 20B 所示, 在设为使第一弯曲部 32 没有向上下方向弯曲的中立状态 时, 以连杆 51A 与第一滑块 52A 之间的连接部分、 以及连杆 51C 与第二滑块 52B 之间的连接 部分均位于第二转动中心 O2 上的方式, 使操作杆 58 对齐于与滑动连杆部 52 的第一滑块 52A 及第二滑块 52B 的轴向平行的方向。此时, 由于利用上下运动引导销 59A 与连接部 59 而隔着滑动构件 F1 夹住上下运动引导件 57, 因此即使手松开插入在操作杆 58 内的处理器 具 110、 120 或操作杆 58, 也能够维持操作杆 58 相对于转动构件 53 的相对位置。 如图 21A 及图 21B 所示, 为了使第一弯曲部 32 向下方弯曲, 上提操作杆 58 的基 端, 以使操作杆 58 的顶端侧位于相对下侧。于是, 向顶端侧压入第一滑块 52A, 向基端侧抽 出第二滑块 52B。由此, 借助连杆 51A 向顶端侧推出连接杆 22A, 借助连杆 51C 向基端侧抽 出连接杆 22C。于是, 在臂顶端部 30 上, 固定在连接杆 22C 的顶端上的角线 34C 被牵引而第 一弯曲部 32 向下方弯曲。
反之, 如图 22A 及图 22B 所示, 为了使第一弯曲部 32 向上方弯曲, 下压操作杆 58 的基端, 以使操作杆 58 的顶端侧位于相对上侧。于是, 向基端侧抽出第一滑块 52A, 向顶端 侧推出第二滑块 52B, 与上述动作相反, 固定在连接杆 22A 的顶端上的角线 34A 被牵引而第 一弯曲部 32 向下方弯曲。
以上, 说明了第一臂 20A 中的第一弯曲部 32、 第二弯曲部 35 的弯曲操作, 但同样在 第二臂 20B 中也能够弯曲操作第一弯曲部 32 及第二弯曲部 35。于是, 如图 23 所示, 能够使 用第一臂 20A 与第二臂 20B 进行使用处理器具 110、 120 的处理部 111、 121 的处理。
另外, 为了易于观察处理对象, 也能够如图 23 所示那样使内窥镜 130 的弯曲部 132 弯曲而适当地改变摄像部 131 的视场朝向。
但是, 在针对处理对象进行处理的过程中, 有时将与处理器具 110、 处理器具 120 不同的处理器具安装在臂部 20 上来使用。在该情况下, 进行从第一臂 20A 与第二臂 20B 中 的任意一者或者两者卸下处理器具的操作。
图 24 是用于说明在使用处理系统 100 时从机械手 1 上卸下处理器具 110 的动作的 动作说明图。在从机械手 1 上卸下处理器具 110 时, 按照与将处理器具 110 安装在机械手 1 上的动作相反的顺序, 如图 15C、 图 15B 及图 15A 所示那样使操作杆 58 从第二位置 P2 侧 向第一位置 P1 侧移动。于是, 转动构件 53 被第一引导槽 44 及第二引导槽 45 引导, 绕第一
转动中心 O1 向第一位置 P1 侧转动并且绕第二转动中心 O2 向第二位置 P2 侧转动。由此, 如图 24 所示, 操作杆 58 移动到与插入处理器具 110 时相同的直线状的位置, 第二弯曲部 35 的弯曲被解除而从三角形状的状态返回直线状的位置关系。 操作者能够在该状态下拔出处 理器具 110 并插入其他处理器具而同样地使用。
以往, 公知有如下处理系统 : 其包括插入体腔内的硬质的插入部和插入到插入部 内部的臂部, 并使用插入臂部内部的处理器具来在体腔内进行处理。
在这种以往的处理系统中, 安装在处理系统中来使用的处理器具为了高效率地向 处理部传递牵引力量, 有时在插入部的一部分上设有硬性的部分。为了将这种处理器具安 装在以往的处理系统中, 需要使处理系统变形为与适合于进行处理的形状不同的直线状 态, 而在进行处理时变形为用于进行处理的形状。
在以往的处理系统中, 例如有时构成为臂部的顶端部能够弯曲, 具体而言, 有时具 有设置在臂部顶端部的顶端侧上的第一弯曲部、 以及设置在比第一弯曲部靠基端侧的第二 弯曲部。在将处理器具安装在具有这种臂部的处理系统中时, 有时使操作部分离而对操作 部进行调位, 以使得容易操作处理器具、 并且在操作处理器具的操作部时不会妨碍操作部 彼此的动作, 但在该情况下, 臂部的顶端部的一部分 ( 例如第一弯曲部 ) 因调位动作而弯 曲, 从而有时在体腔内使用处理器具来进行处理时的初始位置成为难以进行处理的位置关 系。 根据本实施方式的处理系统 100 及机械手 1, 设定使操作杆 58 转动的第一转动中 心 O1 与第二转动中心 O2, 利用形成在操作主体 41 上的第一引导槽 44 与第二引导槽 45 组 合绕第一转动中心 O1 的转动动作和绕第二转动中心 O2 的转动动作, 使操作杆 58 从第一位 置 P1 向第二位置 P2 移动, 因此即使操作者使操作杆 58 从第一位置 P1 向第二位置 P2 移动 也能够将第一弯曲部 32 保持为直线状态。
另外, 在以往的处理系统中, 为了即使将处理器具设置为易于使用的朝向、 处理系 统也将处理部维持在初始位置, 需要在处理系统的弯曲操作部上进行严密的位置调整来构 成处理系统。
根据本实施方式的处理系统 100 及机械手 1, 利用形成在臂操作部 40 上的第一引 导槽 44 与第二引导槽 45 能够确定分别在第一位置 P1 与第二位置 P2 上的转动构件 53 的 朝向, 因此能够提高配置传递构件 22 及连杆部 51 时的设计上的自由度。
另外, 在以往的处理系统中, 为了使臂变形为三角形状的状态, 需要以与将处理器 具设定成为易于使用的位置的动作不同的动作来使臂弯曲。
根据本实施方式的处理系统 100 及机械手 1, 设置在臂操作部 40 上的第二弯曲操 作部 60 与操作杆 58 的动作连动地进行动作, 并在操作杆 58 向第二位置 P2 移动时能够牵 引第二操作线 23, 因此能够简化处理系统 100 的操作。
而且, 由于能够利用肘式机构以牵引第二操作线 23 的状态限制第二弯曲操作部 60, 因此能够增大牵引第二操作线 23 时的牵引力量。由此, 在将处理器具 110、 120 安装在 臂部 20 上而在体腔内进行处理时, 即使对第二弯曲部 35 传递扭转等外力, 也能够维持第二 弯曲部 35 的弯曲状态而确保三角形状。
以上, 说明了本发明的优选实施方式, 但是本发明并不限定于此。 在不脱离本发明 的主旨的范围内能够进行结构的添加、 省略、 替换及其他改变。
例如, 第一引导槽 44 及第二引导槽 45 的形状并不限于上述形状。第一引导槽 44 及第二引导槽 45 的形状例如能够进行仿真等来设计适当的形状, 以在使操作杆 58 从第一 位置 P1 向第二位置 P2 移动时四个连接杆 22A ~ 22D 的相对位置不会在轴向上成为前后关 系。
另外, 在上述实施方式中, 示出了将第一转动中心 O1 的位置设定为与第一弯曲部 32 未弯曲时的连接杆 22A、 22C 和连杆 51A、 52C 之间的连接部分一致的位置的例子, 但是并 不限于此, 第一转动中心的位置可以设置在比第一转动中心 O1 的位置向顶端侧偏移的位 置。在该情况下, 通过使转动构件 53 绕第一转动中心 O1 转动, 能够以保持着对齐连接杆 22A ~ 22D 的顶端位置的状态向基端侧牵引连接杆 22A ~ 22D。由此, 能够消除第一弯曲部 32 的角线 34A ~ 34D 的松弛, 在第一弯曲部 32 处于直线状态时能够施加向基端方向牵引第 一弯曲部 32 的顶端侧的力 ( 预张力 )。于是, 能够减轻由第一弯曲部 32 中的零件之间的间 隙引起的第一弯曲部 32 的晃动, 并且能够提高第一弯曲部 32 相对于第一弯曲操作部 50 操 作的响应性。
另外, 本发明并不被上述说明所限定, 仅被附加的权利要求书限定。
产业上的可利用性
本发明能够较好地适用于用来在体内进行处理的医疗设备。另外, 并不限于医疗 用途, 例如对于工业用机械手也能够适用本发明。
附图标记说明
1 医疗用机械手 ; 10 插入部 ; 11、 12、 13、 14 通道 ; 20 臂部 ; 20A、 20B 臂 ; 22 传递构 件; 32 第一弯曲部 ; 34 角线部 ( 传递构件 ) ; 35 第二弯曲部 ; 40 操作部 ; 41 操作主体 ; 44 第 一引导槽 ; 45 第二引导槽 ; 50 第一弯曲操作部 ; 58 操作杆 ; 60 第二弯曲操作部。