本發(fā)明涉及能夠在外科手術(shù)等中插入到患者內(nèi)進(jìn)行觀察、處置等的機(jī)械手系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

廣泛使用如下的醫(yī)療設(shè)備：在患者的體腔內(nèi)插入處置器械，利用線等牽引處置器械前端，由此對(duì)體腔內(nèi)臟器進(jìn)行觀察并進(jìn)行治療。這種處置器械需要按照每個(gè)患者或每次治療進(jìn)行更換，成為處置器械能夠相對(duì)于驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行拆裝的構(gòu)造。特別地，存在如下構(gòu)造：在處置器械和驅(qū)動(dòng)部的卡合時(shí)，使驅(qū)動(dòng)部側(cè)的卡合部相對(duì)于處置器械側(cè)的卡合部旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)進(jìn)行嵌合，然后，進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)以確認(rèn)卡合。

在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了在處置器械的前端關(guān)節(jié)位于患者體外時(shí)對(duì)處置器械和驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行卡合的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開(kāi)第2010/126128號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，例如，如腔內(nèi)治療器件等那樣，在將處置器械插入到體內(nèi)后進(jìn)行處置器械和驅(qū)動(dòng)部的卡合的構(gòu)造的情況下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部在卡合后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，處置器械在體內(nèi)進(jìn)行工作，可能干涉體內(nèi)組織。

本發(fā)明是著眼于上述課題而完成的，提供如下的機(jī)械手系統(tǒng)：即使在將處置器械插入到體內(nèi)后進(jìn)行處置器械和驅(qū)動(dòng)部的卡合的情況下，也能夠減少針對(duì)周圍的影響，能夠可靠地對(duì)處置器械和驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行卡合。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的特征在于，所述機(jī)械手系統(tǒng)具有：驅(qū)動(dòng)部，其具有產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件；處置器械，其由所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；拆裝機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述驅(qū)動(dòng)部和所述處置器械進(jìn)行拆裝；以及控制部，其對(duì)所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制，所述拆裝機(jī)構(gòu)具有：多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件，它們安裝在所述處置器械上，分別被從所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件傳遞驅(qū)動(dòng)力；多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件，它們安裝在所述驅(qū)動(dòng)部件上，分別向所述多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件傳遞驅(qū)動(dòng)力；以及卡合檢測(cè)部，其分別檢測(cè)分別形成在所述多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件上的第1卡合部和分別形成在所述多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件上的第2卡合部各自的拆裝，所述控制部在所述卡合檢測(cè)部檢測(cè)到所述第1卡合部和所述第2卡合部的卡合的情況下，使對(duì)所述多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件中的形成有檢測(cè)到的所述第2卡合部的所述第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)停止。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)具有：主體，其保持所述驅(qū)動(dòng)部；外殼，其保持所述處置器械；以及裝配檢測(cè)部，其檢測(cè)所述主體上的所述外殼的裝配，所述控制部在所述裝配檢測(cè)部檢測(cè)到所述主體上的所述外殼的裝配的情況下，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行工作。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述拆裝機(jī)構(gòu)具有中間部件，該中間部件具有與所述第1卡合部卡合的中間第1卡合部和與所述第2卡合部卡合的中間第2卡合部，該中間部件以能夠拆裝的方式配設(shè)在所述第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件與所述第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件之間。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述卡合檢測(cè)部具有：第1導(dǎo)電部，其配設(shè)在所述第1卡合部上；第2導(dǎo)電部，其配設(shè)在所述第2卡合部上；以及通電檢測(cè)部，其檢測(cè)所述第1導(dǎo)電部和所述第2導(dǎo)電部的通電。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，在所述第1導(dǎo)電部中插入熔斷器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述中間部件具有配設(shè)在所述中間第1卡合部與所述中間第2卡合部之間的第3導(dǎo)電部，當(dāng)所述第1卡合部與中間第1卡合部卡合、所述第2卡合部與中間第2卡合部卡合時(shí)，所述第3導(dǎo)電部連接所述第1導(dǎo)電部和所述第2導(dǎo)電部。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述中間部件中在配設(shè)在至少2個(gè)所述中間第1卡合部與所述中間第2卡合部之間的2個(gè)第3導(dǎo)電部之間插入電阻，所述第2導(dǎo)電部的所述通電檢測(cè)部側(cè)的一方施加電壓，另一方與a/d轉(zhuǎn)換器的正端子和負(fù)端子連接，在所述正端子與所述負(fù)端子之間插入檢測(cè)電阻ra。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述卡合檢測(cè)部具有：移動(dòng)部件，其配設(shè)在所述第2卡合部?jī)?nèi)；彈性部件，其相對(duì)于所述第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件支承所述移動(dòng)部件；第1導(dǎo)電部，其配設(shè)在所述移動(dòng)部件上；第2導(dǎo)電部，其配設(shè)在所述第2卡合部上；以及通電檢測(cè)部，其檢測(cè)所述第1導(dǎo)電部和所述第2導(dǎo)電部的通電。

進(jìn)而，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的醫(yī)療系統(tǒng)的特征在于，所述醫(yī)療系統(tǒng)具有：主輸入部，其具有主臂，用于發(fā)出操作指令；以及從機(jī)械手，其具有從臂和所述機(jī)械手系統(tǒng)，對(duì)所述從臂進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以使其追隨于所述主臂的操作。

發(fā)明效果

根據(jù)該方式的機(jī)械手系統(tǒng)，能夠可靠地對(duì)處置器械和驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行卡合。

附圖說(shuō)明

圖1示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)。

圖2示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的第1卡合部。

圖3示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的第2卡合部。

圖4示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的控制流程圖。

圖5示出本實(shí)施方式的第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1的脫離狀態(tài)。

圖6示出本實(shí)施方式的第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1的卡合狀態(tài)。

圖7示出本實(shí)施方式的第2實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的脫離狀態(tài)。

圖8示出本實(shí)施方式的第2實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

圖9示出本實(shí)施方式的第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

圖10示出本實(shí)施方式的第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的中間部件的一例。

圖11示出本實(shí)施方式的第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的中間部件的另一例。

圖12示出本實(shí)施方式的第4實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

圖13示出本實(shí)施方式的第5實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

圖14示出本實(shí)施方式的第6實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

圖15示出本實(shí)施方式的醫(yī)療系統(tǒng)。

圖16示出本實(shí)施方式的插入部的結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面，對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖1示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)。

本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1具備：具有產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21的驅(qū)動(dòng)部2、由驅(qū)動(dòng)部2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的處置器械3、對(duì)驅(qū)動(dòng)部2和處置器械3進(jìn)行拆裝的拆裝機(jī)構(gòu)4、對(duì)驅(qū)動(dòng)部2進(jìn)行控制的控制部7。

驅(qū)動(dòng)部2具有保持在主體5上的驅(qū)動(dòng)部件21和輸出驅(qū)動(dòng)部件21的驅(qū)動(dòng)力的輸出軸22。本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)部2具有4個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21和輸出軸22，但是，至少各具有2個(gè)即可。各個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21分別由控制部7進(jìn)行控制。

處置器械3保持在外殼6上。處置器械3具有在前端進(jìn)行工作的把持部31、能夠屈曲的多個(gè)關(guān)節(jié)32。把持部31和多個(gè)關(guān)節(jié)32分別通過(guò)不同的驅(qū)動(dòng)部件21經(jīng)由線等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

拆裝機(jī)構(gòu)4具有：多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41，它們安裝在處置器械3上，分別從多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21傳遞驅(qū)動(dòng)力；多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42，它們安裝在驅(qū)動(dòng)部件21的輸出軸22上，分別向多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41傳遞驅(qū)動(dòng)力；以及卡合檢測(cè)部43，其分別檢測(cè)分別形成在多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41上的第1卡合部41a和分別形成在多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42上的第2卡合部42a各自的拆裝。

圖2示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的第1卡合部。圖3示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的第2卡合部。

在本實(shí)施方式中，第1卡合部41a形成為凸?fàn)?，?卡合部42a形成為凹狀，成為第1卡合部41a嵌入第2卡合部42a中的構(gòu)造。另外，也可以是第1卡合部41a為凹狀、第2卡合部42a為凸?fàn)?。并且，?卡合部41a和第2卡合部42a只要是在卡合時(shí)一起旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造即可，也可以是其他構(gòu)造。

卡合檢測(cè)部43具有配設(shè)在第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41上的第1導(dǎo)電部44、配設(shè)在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42上的第2導(dǎo)電部45、檢測(cè)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45的通電的通電檢測(cè)部46。第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45伴隨第1卡合部41a和第2卡合部42a的卡合而連接。通電檢測(cè)部46檢測(cè)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45連接的結(jié)果是否通電。通電檢測(cè)部46能夠針對(duì)多個(gè)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45分別檢測(cè)各自的連接。另外，本實(shí)施方式的卡合檢測(cè)部43通過(guò)通電來(lái)檢測(cè)第1卡合部41a和第2卡合部42a的卡合，但是，例如也可以是檢測(cè)接觸的傳感器或應(yīng)變傳感器等。

控制部7分別對(duì)多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行控制?？刂撇?在卡合檢測(cè)部43檢測(cè)到第1卡合部41a和第2卡合部42a的卡合的情況下，使對(duì)多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42中的形成有檢測(cè)到的第2卡合部42a的第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件21的驅(qū)動(dòng)停止。然后，最終檢測(cè)全部第1卡合部41a和第2卡合部42a的卡合，使全部驅(qū)動(dòng)部件21的驅(qū)動(dòng)停止。優(yōu)選本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1將該狀態(tài)作為初始狀態(tài)，開(kāi)始進(jìn)行處置。

另外，也可以通過(guò)開(kāi)關(guān)按鈕等，開(kāi)始進(jìn)行用于使第1卡合部41a和第2卡合部42a卡合的最初的驅(qū)動(dòng)部件21的驅(qū)動(dòng)。并且，也可以在裝配檢測(cè)部8檢測(cè)到在主體5上裝配了外殼6后，對(duì)驅(qū)動(dòng)部2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

這里，對(duì)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的控制部7進(jìn)行的初始控制流程進(jìn)行說(shuō)明。只是，這里對(duì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21的控制進(jìn)行說(shuō)明，而實(shí)際上對(duì)全部多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行控制。

圖4示出本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的控制流程圖。

首先，在步驟1中，裝配檢測(cè)部8檢測(cè)保持處置器械3的外殼6是否裝配在保持驅(qū)動(dòng)部2的主體5上(st1)。在步驟1中未裝配的情況下，返回步驟1。在步驟1中已裝配的情況下，在步驟2中，對(duì)驅(qū)動(dòng)部2的驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(st2)。驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)直到旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度為止。例如，圖2所示的第1卡合部41a和第2卡合部42a在穿過(guò)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41和第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的表面中心的直線上分別各形成2個(gè)，所以，即使規(guī)定角度較大，旋轉(zhuǎn)±90°也會(huì)卡合。

接著，在步驟3中，檢測(cè)第1卡合部41a和第2卡合部42a是否卡合(st3)。即，通電檢測(cè)部46檢測(cè)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45連接的結(jié)果是否通電。

在步驟3中通電檢測(cè)部46即使旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度也無(wú)法檢測(cè)到通電的情況下，判定為處置器械3的脫離或存在某種故障，結(jié)束控制。在步驟3中通電檢測(cè)部46檢測(cè)到通電的情況下，停止驅(qū)動(dòng)部件21。然后，最終使全部驅(qū)動(dòng)部件21停止。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的拆裝機(jī)構(gòu)4的各實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。這里，為了能夠容易地理解，僅對(duì)一組第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41和第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42進(jìn)行說(shuō)明。

圖5示出本實(shí)施方式的第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的脫離狀態(tài)。圖6示出本實(shí)施方式的第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

在第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1中，凸?fàn)畹牡?卡合部41a在穿過(guò)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的表面中心的直線上隔著中心而形成2個(gè)。并且，凹狀的第2卡合部42a在穿過(guò)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的表面中心的直線上隔著中心而形成2個(gè)。

而且，在第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的2個(gè)凸?fàn)畹牡?卡合部41a的頂面41b，以兩端部露出的方式形成有第1導(dǎo)電部44。并且，在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的2個(gè)凹狀的第2卡合部42a的底面42b形成有一端部露出、另一端部與通電檢測(cè)部46連接的第2導(dǎo)電部45。通電檢測(cè)部46檢測(cè)是否通過(guò)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45的連接而形成閉合電路。

接著，對(duì)第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1的工作進(jìn)行說(shuō)明。

圖5所示的第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1的第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的2個(gè)凸?fàn)畹牡?卡合部41a和第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的2個(gè)凹狀的第2卡合部42a不一定最初就位于要卡合的位置。因此，首先，機(jī)械手系統(tǒng)1將第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41按壓到第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)部2的驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42旋轉(zhuǎn)。于是，在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的旋轉(zhuǎn)的中途，第1卡合部41a和第2卡合部42a卡合。

然后，當(dāng)?shù)?驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的2個(gè)凸?fàn)畹牡?卡合部41a和第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的2個(gè)凹狀的第2卡合部42a卡合后，第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45連接，通過(guò)第1導(dǎo)電部44、第2導(dǎo)電部45和通電檢測(cè)部46形成閉合電路。當(dāng)通電檢測(cè)部46檢測(cè)到通電后，控制部7停止驅(qū)動(dòng)部件21。因此，如圖6所示，機(jī)械手系統(tǒng)1成為驅(qū)動(dòng)部2和處置器械3卡合、且驅(qū)動(dòng)部件21停止的初始狀態(tài)。

這樣，根據(jù)第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1，即使在將處置器械插入到體內(nèi)后進(jìn)行處置器械和驅(qū)動(dòng)部的卡合的情況下，處置器械的關(guān)節(jié)在卡合后也不運(yùn)動(dòng)，所以，能夠減少對(duì)周圍的影響，能夠可靠地將處置器械和驅(qū)動(dòng)部卡合。

圖7示出本實(shí)施方式的第2實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的脫離狀態(tài)。圖8示出本實(shí)施方式的第2實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

在第2實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1中，凸?fàn)畹牡?卡合部41a在穿過(guò)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的表面中心的直線上隔著中心而形成2個(gè)。并且，凹狀的第2卡合部42a在穿過(guò)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的表面中心的直線上隔著中心而形成2個(gè)。并且，具有配設(shè)在凹狀的第2卡合部42a內(nèi)的移動(dòng)部件47以及將一端安裝在移動(dòng)部件47上并將另一端安裝在第2卡合部42a的底面42b上的彈性部件48。另外，在第2實(shí)施例的情況下，第1卡合部41a和第2卡合部42a存在對(duì)應(yīng)的一組即可。

而且，在一個(gè)移動(dòng)部件47的彈性部件48側(cè)的第1面47a，以兩端部露出的方式形成有第1導(dǎo)電部44。并且，在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的一個(gè)凹狀的第2卡合部42a的底面42b形成有第2導(dǎo)電部45，該第2導(dǎo)電部45的一方的2個(gè)端部露出、另一方的2個(gè)端部與通電檢測(cè)部46連接，所述第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的內(nèi)側(cè)包含形成有第1導(dǎo)電部44的移動(dòng)部件47。通電檢測(cè)部46檢測(cè)是否通過(guò)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45的連接而形成閉合電路。

接著，對(duì)第2實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1的工作進(jìn)行說(shuō)明。

如圖7所示，第1實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1的第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的2個(gè)凸?fàn)畹牡?卡合部41a和第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的2個(gè)凹狀的第2卡合部42a不一定最初就位于要卡合的位置。因此，首先，機(jī)械手系統(tǒng)1將第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41按壓到第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)部2的驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42旋轉(zhuǎn)。于是，在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的旋轉(zhuǎn)的中途，第1卡合部41a和第2卡合部42a卡合。

當(dāng)?shù)?卡合部41a和第2卡合部42a卡合后，凸?fàn)畹牡?卡合部41a的頂面41b克服彈性部件48的作用力而按壓移動(dòng)部件47的第2面47b。然后，第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45連接，通過(guò)第1導(dǎo)電部44、第2導(dǎo)電部45和通電檢測(cè)部46形成閉合電路。當(dāng)通電檢測(cè)部46檢測(cè)到通電后，控制部7停止驅(qū)動(dòng)部件21。因此，如圖8所示，機(jī)械手系統(tǒng)1成為驅(qū)動(dòng)部2和處置器械3卡合、且驅(qū)動(dòng)部件21停止的初始狀態(tài)。

這樣，根據(jù)第2實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1，不需要在處置器械3側(cè)的第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41設(shè)置導(dǎo)電部，所以，處置器械3的通用性提高，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)自由使用的處置器械3的低成本化。

圖9示出本實(shí)施方式的第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。圖10示出本實(shí)施方式的第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的中間部件的一例。

在第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1中，凸?fàn)畹牡?卡合部41a在穿過(guò)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的表面中心的直線上隔著中心而形成2個(gè)。并且，凸?fàn)畹牡?卡合部42a在穿過(guò)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的表面中心的直線上隔著中心而形成2個(gè)。并且，第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1具有圖10所示的中間部件9，該中間部件9具有與凸?fàn)畹牡?卡合部41a卡合的凹狀的中間第1卡合部91a和與凸?fàn)畹牡?卡合部42a卡合的凹狀的中間第2卡合部92a，該中間部件9設(shè)置在第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41與第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42之間。中間部件9中，內(nèi)側(cè)部件9b被支承為能夠相對(duì)于外側(cè)部件9a旋轉(zhuǎn)。

而且，在第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的2個(gè)凸?fàn)畹牡?卡合部41a的頂面41b，以兩端部露出的方式形成有第1導(dǎo)電部44。并且，在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的2個(gè)凹狀的第2卡合部42a的底面42b形成有一端部露出、另一端部與通電檢測(cè)部46連接的第2導(dǎo)電部45。2個(gè)另一端部分別安裝在施加電壓的通電檢測(cè)部46的正端子和負(fù)端子上。并且，在2個(gè)相互面對(duì)的中間第1卡合部91a的底面91b和中間第2卡合部92a的底面92b分別以兩端部露出的方式形成有2個(gè)中間導(dǎo)電部93。

接著，對(duì)第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1的工作進(jìn)行說(shuō)明。

如圖9所示，在第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1中，優(yōu)選預(yù)先使中間部件9與第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41或第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42中的任意一方卡合。

例如，在預(yù)先使中間部件9與第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41卡合的情況下，中間部件9的2個(gè)凹狀的中間第2卡合部92a和第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的2個(gè)凸?fàn)畹牡?卡合部42a不一定最初就位于中間部件9要卡合的位置。因此，首先，機(jī)械手系統(tǒng)1將第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41和中間部件9按壓到第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)部2的驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42旋轉(zhuǎn)。于是，在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的旋轉(zhuǎn)的中途，中間第2卡合部92a和第2卡合部42a卡合。

并且，例如，在預(yù)先使中間部件9與第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42卡合的情況下，中間部件9的2個(gè)凹狀的中間第2卡合部92a和第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41的2個(gè)凸?fàn)畹牡?卡合部41a不一定最初就位于中間部件9要卡合的位置。因此，首先，機(jī)械手系統(tǒng)1將第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41按壓到中間部件9，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)部2的驅(qū)動(dòng)部件21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42旋轉(zhuǎn)。于是，在第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的旋轉(zhuǎn)的中途，第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41和中間第1卡合部91a卡合。

當(dāng)?shù)?卡合部41a和中間第1卡合部91a、以及第2卡合部42a和中間第2卡合部92a卡合后，第1導(dǎo)電部44、第2導(dǎo)電部45和中間導(dǎo)電部93連接，通過(guò)第1導(dǎo)電部44、第2導(dǎo)電部45、中間導(dǎo)電部93和通電檢測(cè)部46形成閉合電路。當(dāng)通電檢測(cè)部46檢測(cè)到通電后，控制部7停止驅(qū)動(dòng)部件21。因此，如圖9所示，機(jī)械手系統(tǒng)1成為驅(qū)動(dòng)部2和處置器械3卡合、且驅(qū)動(dòng)部件21停止的初始狀態(tài)。

這樣，根據(jù)第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1，還能夠應(yīng)對(duì)設(shè)置以分離拆裝部的清潔區(qū)域和不潔區(qū)域?yàn)槟康亩褂玫闹虚g部件9的構(gòu)造。

圖11示出本實(shí)施方式的第3實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的中間部件的另一例。

在第1實(shí)施例和第2實(shí)施例中使用的具有凸?fàn)畹牡?卡合部41a的第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41和具有凹狀的第2卡合部42a的第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42的情況下，使用圖11所示的例子的中間部件9。

即，中間部件9具有與凸?fàn)畹牡?卡合部41a卡合的凹狀的中間第1卡合部91a和與凹狀的第2卡合部42a卡合的凸?fàn)畹闹虚g第2卡合部92a，設(shè)置在第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41與第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42之間。另外，其他構(gòu)造與圖10所示的例子相同，所以省略說(shuō)明。

圖12示出本實(shí)施方式的第4實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

第4實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1經(jīng)由第1電阻r1連接設(shè)置在圖9所示的第3實(shí)施例的中間部件9上的2個(gè)中間導(dǎo)電部93，并且對(duì)第2導(dǎo)電部45的2個(gè)另一端部中的一個(gè)另一端部施加電壓，將另一個(gè)另一端部經(jīng)由通電檢測(cè)部46的a/d轉(zhuǎn)換器的正端子a/d+和檢測(cè)電阻ra與負(fù)端子a/d-連接。另外，其他構(gòu)造與圖9所示的第3實(shí)施例相同，所以省略說(shuō)明。

根據(jù)這種構(gòu)造，如以下的表1所示，根據(jù)與驅(qū)動(dòng)部2連接的狀態(tài)，通電檢測(cè)部46測(cè)定出的電壓不同。例如，在驅(qū)動(dòng)部2上未連接中間部件9的情況下，電壓成為0，在驅(qū)動(dòng)部2上僅連接中間部件9的情況下，電壓成為(v×ra)/(r1+ra)，在驅(qū)動(dòng)部2上連接中間部件9和處置器械3的情況下，電壓成為v。

[表1]

因此，通過(guò)測(cè)定通電檢測(cè)部46的電壓，能夠識(shí)別處置器械3和中間部件9與驅(qū)動(dòng)部2連接的狀態(tài)。

圖13示出本實(shí)施方式的第5實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

第5實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1將第4實(shí)施例的識(shí)別處置器械3和中間部件9與驅(qū)動(dòng)部2連接的狀態(tài)的技術(shù)應(yīng)用于具有2組第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41、第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42和中間部件9的拆裝部4。第5實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1經(jīng)由第1電阻r1和第2電阻r2與2個(gè)中間導(dǎo)電部93分別連接，這2個(gè)中間導(dǎo)電部93分別設(shè)置在2個(gè)中間部件9上，并且，在設(shè)置在2個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41上的各個(gè)第1導(dǎo)電部44中插入第3電阻r3和第4電阻r4，對(duì)第2導(dǎo)電部45的另一方的2個(gè)端部中的一個(gè)施加電壓，將另一個(gè)與通電檢測(cè)部46的a/d轉(zhuǎn)換器的正端子a/d+連接，并經(jīng)由檢測(cè)電阻ra與負(fù)端子a/d-連接。另外，其他構(gòu)造與圖9所示的第3實(shí)施例相同，所以省略說(shuō)明。

根據(jù)這種構(gòu)造，如以下的表2所示，根據(jù)與驅(qū)動(dòng)部2連接的狀態(tài)，通電檢測(cè)部46測(cè)定出的電壓不同。例如，在第1組驅(qū)動(dòng)部件21上僅連接第1組中間部件的情況下，電壓成為(v×ra)/(r1+ra)。在第1組和第2組中間部件9和處置器械3全部與驅(qū)動(dòng)部2連接的情況下，電壓成為(v×ra)/((r6×r7)/(r6+r7)+ra)。其中，r6＝(r1×r3)/(r1+r3)和r7＝(r2×r4)/(r2+r4)。

[表2]

因此，通過(guò)測(cè)定通電檢測(cè)部46的電壓，能夠單獨(dú)檢測(cè)處置器械3與中間部件卡合的狀態(tài)、中間部件9與驅(qū)動(dòng)部2卡合的狀態(tài)。并且，通過(guò)在各個(gè)卡合部中使用a/d轉(zhuǎn)換器，能夠減少a/d轉(zhuǎn)換器的數(shù)量。

圖14示出本實(shí)施方式的第6實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)的卡合狀態(tài)。

第6實(shí)施例的機(jī)械手系統(tǒng)1在第1導(dǎo)電部44中插入熔斷電阻器f，該第1導(dǎo)電部44設(shè)置在圖6所示的第1實(shí)施例的處置器械3上設(shè)置的第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41上。然后，檢測(cè)到到達(dá)了預(yù)定的規(guī)定處置器械3的使用次數(shù)，而提高施加給熔斷電阻器f的電壓，使熔斷電阻器f熔斷。通過(guò)使用安裝在處置器械3上的讀取代碼數(shù)據(jù)等的檢測(cè)裝置，能夠?qū)μ幹闷餍?的使用次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。另外，其他構(gòu)造與圖6所示的第1實(shí)施例相同，所以省略說(shuō)明。

這樣，通過(guò)使用熔斷電阻器f，能夠限制處置器械3的使用次數(shù)。

接著，對(duì)使用本實(shí)施方式的機(jī)械手的醫(yī)療系統(tǒng)100進(jìn)行說(shuō)明。

圖15示出使用本實(shí)施方式的機(jī)械手的醫(yī)療系統(tǒng)100。

優(yōu)選本實(shí)施方式的醫(yī)療系統(tǒng)100是主從方式。醫(yī)療系統(tǒng)100具備：具有主臂111且用于發(fā)出操作指令的主輸入部110、以及具有從臂121的從機(jī)械手120，對(duì)從臂121進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以使其追隨于手術(shù)醫(yī)生(操作者)op對(duì)主臂111的操作。經(jīng)由主臂111的操作指令被發(fā)送到系統(tǒng)控制部130的主控制部131，根據(jù)需要適當(dāng)實(shí)施轉(zhuǎn)換處理后，輸入到機(jī)械手控制部132。然后，從機(jī)械手控制部132向從機(jī)械手120發(fā)送動(dòng)作信號(hào)，從臂121進(jìn)行動(dòng)作。

如圖15所示，從機(jī)械手120設(shè)置在載置有患者p的手術(shù)臺(tái)101上。從臂121構(gòu)成為具有多個(gè)多自由度關(guān)節(jié)，能夠進(jìn)行多軸動(dòng)作。各多自由度關(guān)節(jié)被未圖示的動(dòng)力部單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。作為動(dòng)力部，例如可以使用具備伺服機(jī)構(gòu)的馬達(dá)(伺服馬達(dá))等，所述伺服機(jī)構(gòu)具有增量編碼器或減速器等。

在從臂121的前端部安裝有插入到患者p的體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)的機(jī)械手1和內(nèi)窺鏡122。處置器械3和內(nèi)窺鏡122構(gòu)成插入到外套管123中的插入部125。外套管123的前端插入到患者p的體內(nèi)。處置器械3根據(jù)手術(shù)而區(qū)分使用，所以，準(zhǔn)備前端側(cè)的處置部的構(gòu)造和形狀不同的多個(gè)種類，在從臂121的前端部更換并裝配該處置器械3，進(jìn)行各種手術(shù)。內(nèi)窺鏡122取得手術(shù)視野的影像，該手術(shù)視野包含在患者p的體內(nèi)通過(guò)處置器械3進(jìn)行手術(shù)的手術(shù)對(duì)象部位。

主輸入部110具有供手術(shù)醫(yī)生op操作的多個(gè)主臂111和顯示由內(nèi)窺鏡122取得的影像的顯示部112。各主臂111具有能夠進(jìn)行多軸動(dòng)作的公知結(jié)構(gòu)，在靠近手術(shù)醫(yī)生op的前端側(cè)具有供手術(shù)醫(yī)生把持并發(fā)出操作指令的作為操作部的把持部113。

圖16是示出本實(shí)施方式的插入部125的結(jié)構(gòu)的示意圖。

本實(shí)施方式的插入部125具備：具有撓性的長(zhǎng)條的外套管123、插入到外套管123的處置器械插入孔123a中的處置器械3和插入到內(nèi)窺鏡插入孔123b中的內(nèi)窺鏡122。另外，處置器械3是能夠應(yīng)用于本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的構(gòu)造。

本實(shí)施方式的處置器械3具有第1處置器械3a和第2處置器械3b，作為末端執(zhí)行器，第1處置器械3a具有把持部31，第2處置器械3b具有電動(dòng)刀32。處置器械3的前端側(cè)能夠從外套管123突出，由分別在軸線方向上并列配置多個(gè)節(jié)輪而得到的彎曲部構(gòu)成。在最前端側(cè)的節(jié)輪上固定有用于對(duì)彎曲部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的操作線的兩端部，通過(guò)對(duì)操作線進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠使彎曲部彎曲。并且，還能夠使其在軸向上旋轉(zhuǎn)。

內(nèi)窺鏡122的前端也能夠從外套管123突出，通過(guò)利用操作線對(duì)具有撓性的管狀的部件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠進(jìn)行彎曲并在軸向上旋轉(zhuǎn)。同樣，優(yōu)選外套管123自身也能夠進(jìn)行彎曲并在軸向上旋轉(zhuǎn)。

如上所述，本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1具備：具有產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件21的驅(qū)動(dòng)部2、由驅(qū)動(dòng)部2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的處置器械3、對(duì)驅(qū)動(dòng)部2和處置器械3進(jìn)行拆裝的拆裝機(jī)構(gòu)4、對(duì)驅(qū)動(dòng)部2進(jìn)行控制的控制部7，拆裝機(jī)構(gòu)4具有：多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41，它們安裝在處置器械3上，分別被從多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件2傳遞驅(qū)動(dòng)力；多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42，它們安裝在驅(qū)動(dòng)部件21上，分別向多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41傳遞驅(qū)動(dòng)力；以及卡合檢測(cè)部43，其分別檢測(cè)分別形成在多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41上的第1卡合部41a和分別形成在多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42上的第2卡合部42a各自的拆裝，控制部7在卡合檢測(cè)部43檢測(cè)到第1卡合部41a和第2卡合部42a的卡合的情況下，使對(duì)多個(gè)第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42中的形成有檢測(cè)到的第2卡合部42a的第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件21的驅(qū)動(dòng)停止，所以，即使在將處置器械插入到體內(nèi)后進(jìn)行處置器械和驅(qū)動(dòng)部的卡合的情況下，處置器械的關(guān)節(jié)也不運(yùn)動(dòng)，能夠減少對(duì)周圍的影響，能夠可靠地將處置器械和驅(qū)動(dòng)部卡合。

在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1中，機(jī)械手系統(tǒng)1具有：主體5，其保持驅(qū)動(dòng)部2；外殼6，其保持處置器械3；以及裝配檢測(cè)部8，其檢測(cè)主體5上的外殼6的裝配，控制部7在裝配檢測(cè)部8檢測(cè)到主體5上的外殼6的裝配的情況下，使驅(qū)動(dòng)部2進(jìn)行工作，所以，第1卡合部41a能夠按壓到第2動(dòng)力傳遞部件42，并且使第2動(dòng)力傳遞部件42旋轉(zhuǎn)。

在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1中，拆裝機(jī)構(gòu)4具有中間部件，該中間部件具有與第1卡合部41a卡合的中間第1卡合部91a和與第2卡合部42a卡合的中間第2卡合部92a，該中間部件以能夠拆裝的方式配設(shè)在第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41與第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42之間，所以，即使具有中間部件9，也能夠進(jìn)行卡合檢測(cè)。

在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1中，卡合檢測(cè)部43具有：第1導(dǎo)電部44，其配設(shè)在第1卡合部41a上；第2導(dǎo)電部45，其配設(shè)在第2卡合部42a上；以及通電檢測(cè)部46，其檢測(cè)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45的通電，所以，能夠可靠地檢測(cè)卡合。

在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1中，在第1導(dǎo)電部44中插入熔斷器，所以，能夠限制處置器械3的使用次數(shù)。

在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1中，中間部件9具有配設(shè)在中間第1卡合部91a與中間第2卡合部92a之間的第3導(dǎo)電部93，當(dāng)?shù)?卡合部41a與中間第1卡合部91a卡合、第2卡合部42b與中間第2卡合部92a卡合時(shí)，第3導(dǎo)電部93連接第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45，所以，能夠使設(shè)計(jì)的自由度提高，并且能夠可靠地檢測(cè)卡合。

在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1中，中間部件9中，在配設(shè)在至少2個(gè)中間第1卡合部91a與中間第2卡合部92a之間的2個(gè)第3導(dǎo)電部93之間插入電阻，第2導(dǎo)電部45的通電檢測(cè)部46側(cè)的一方施加電壓，另一方與a/d轉(zhuǎn)換器的正端子和負(fù)端子連接，在所述正端子與所述負(fù)端子之間插入檢測(cè)電阻ra，所以，能夠區(qū)分中間部件9和處置器械3來(lái)檢測(cè)卡合。

在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1中，卡合檢測(cè)部43具有：移動(dòng)部件47，其配設(shè)在第2卡合部42a內(nèi)；彈性部件48，其相對(duì)于第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件42支承移動(dòng)部件47；第1導(dǎo)電部44，其配設(shè)在移動(dòng)部件47上；第2導(dǎo)電部45，其配設(shè)在第2卡合部42a上；以及通電檢測(cè)部46，其檢測(cè)第1導(dǎo)電部44和第2導(dǎo)電部45的通電，所以，不需要在處置器械3側(cè)的第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件41上設(shè)置導(dǎo)電部，處置器械3的通用性提高，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)自由使用的處置器械3的低成本化。

進(jìn)而，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的醫(yī)療系統(tǒng)100具有：主輸入部110，其具有主臂111，用于發(fā)出操作指令；以及從機(jī)械手120，其具有從臂121和機(jī)械手系統(tǒng)1，對(duì)從臂121進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以使其追隨于主臂111的操作，所以，即使在將處置器械插入到體內(nèi)后進(jìn)行處置器械和驅(qū)動(dòng)部的卡合的情況下，也能夠減少對(duì)周圍的影響，能夠可靠地對(duì)處置器械和驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行卡合。

另外，本發(fā)明不由該實(shí)施方式限定。即，在實(shí)施方式的說(shuō)明時(shí)，為了進(jìn)行例示而包含大量特定的詳細(xì)內(nèi)容，但是，如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員，則能夠理解即使對(duì)這些詳細(xì)內(nèi)容施加各種變化和變更也不會(huì)超過(guò)本發(fā)明的范圍。因此，以不使權(quán)利要求的發(fā)明喪失一般性、并且不進(jìn)行任何限定的方式來(lái)敘述本發(fā)明的例示的實(shí)施方式。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1：機(jī)械手系統(tǒng)；2：驅(qū)動(dòng)部；21：驅(qū)動(dòng)部件；22：輸出軸；3：處置器械；4：拆裝機(jī)構(gòu)；41：第1驅(qū)動(dòng)力傳遞部件；41a：第1卡合部；42：第2驅(qū)動(dòng)力傳遞部件；42a：第2卡合部；43：卡合檢測(cè)部；44：第1導(dǎo)電部；45：第2導(dǎo)電部；46：導(dǎo)電檢測(cè)部；47：移動(dòng)部件；48：彈性部件；5：主體；6：外殼；7：控制部；8：裝配檢測(cè)部；9：中間部件；91a：第1中間卡合部；92a：第2中間卡合部；93：中間導(dǎo)電部；100：醫(yī)療系統(tǒng)。