機(jī)械手及機(jī)械手系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】機(jī)械手(1)的特征在于，具有：插入部(2)，能夠插入到體腔內(nèi)；旋轉(zhuǎn)部(3)，使插入部(2)旋轉(zhuǎn)；操作部(5)，對插入部(2)和旋轉(zhuǎn)部(3)進(jìn)行操作；驅(qū)動部(4)，驅(qū)動插入部(2)和旋轉(zhuǎn)部(3)；以及控制部(6)，根據(jù)操作部(5)的操作控制驅(qū)動部(4)，插入部(2)具有能夠屈曲的末端動作(23)，旋轉(zhuǎn)部(3)具有：旋轉(zhuǎn)動作部(34)，使插入部(2)旋轉(zhuǎn)；以及被動部(32)，相對于旋轉(zhuǎn)動作部(34)的旋轉(zhuǎn)動作被動地進(jìn)行動作，驅(qū)動部(6)具有：末端驅(qū)動部(41)，產(chǎn)生使末端動作部(23)屈曲的驅(qū)動力；以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部(42)，產(chǎn)生使旋轉(zhuǎn)動作部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作的驅(qū)動力，控制部(6)根據(jù)操作部(5)的操作，控制末端驅(qū)動部(41)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部(42)。
【專利說明】
機(jī)械手及機(jī)械手系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及插入體腔內(nèi)的機(jī)械手及機(jī)械手系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如下的機(jī)械手得到廣泛使用:通過將細(xì)長的插入部插入體腔內(nèi)，利用線等牽引插入部末端的彎曲部，并使彎曲部屈曲，從而對體腔內(nèi)臟器進(jìn)行觀察或者進(jìn)行治療。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I中公開了如下的技術(shù):以經(jīng)由引導(dǎo)器進(jìn)退自如的方式將進(jìn)退部件配置在插入部的彎曲部內(nèi)，對該進(jìn)退部件進(jìn)行移動調(diào)整，使其在插入部的彎曲部中進(jìn)退，從而能夠?qū)⒉迦氩康膹澢窟x擇性地定位為大致直線狀或者設(shè)定為彎曲自如。
[0004]另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下的技術(shù):通過在體內(nèi)彎曲成兩段，擴(kuò)大可觀察區(qū)域。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:特開2005-74148號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:特開2010-252842號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]在專利文獻(xiàn)I所記載的以往的機(jī)械手中，在操作者觀察對象物或者對對象物進(jìn)行處置時，在操作者想要從另一個角度觀察對象物或者對對象物進(jìn)行處置的情況下，如果在其原來的位置使機(jī)械手彎曲，則機(jī)械手會在對象物的跟前彎曲，對象物會從視野中脫離。因此，為了使對象物進(jìn)入視野內(nèi)，需要使機(jī)械手在體外大幅移動。其結(jié)果是，存在如下的情況:進(jìn)行移動的機(jī)械手與其它機(jī)械手干涉，而使機(jī)械手大幅移動，因而機(jī)械手的疲勞增大。
[0011]另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的以往的機(jī)械手中，雖然能夠減小在體外的移動，但是插入部需要較多的線，以便應(yīng)對在體內(nèi)的復(fù)雜的移動。因此，需要將許多的線收納在被插入體內(nèi)的插入部中，插入部的直徑變粗，有可能患者的負(fù)擔(dān)增大。
[0012]本發(fā)明就是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠通過簡單的操作從不同的角度接近對象物的機(jī)械手、機(jī)械手系統(tǒng)。
[0013]用于解決問題的手段
[0014]本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手的特征在于，該機(jī)械手具有:插入部，其能夠插入到體腔內(nèi)；旋轉(zhuǎn)部，其使所述插入部旋轉(zhuǎn);操作部，其對所述插入部和所述旋轉(zhuǎn)部進(jìn)行操作；驅(qū)動部，其驅(qū)動所述插入部和所述旋轉(zhuǎn)部；以及控制部，其根據(jù)所述操作部的操作，控制所述驅(qū)動部，所述插入部具有能夠屈曲的末端動作部，所述旋轉(zhuǎn)部具有:旋轉(zhuǎn)動作部，其使所述插入部旋轉(zhuǎn)；以及被動部，其相對于所述旋轉(zhuǎn)動作部的旋轉(zhuǎn)動作被動地進(jìn)行動作，所述驅(qū)動部具有:末端驅(qū)動部，其產(chǎn)生使所述末端動作部屈曲的驅(qū)動力；以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其產(chǎn)生使所述旋轉(zhuǎn)動作部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作的驅(qū)動力，所述控制部根據(jù)所述操作部的操作，控制所述末端驅(qū)動部和所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。
[0015]在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手中，所述機(jī)械手具有使所述插入部伸縮的伸縮部，所述驅(qū)動部具有產(chǎn)生使所述伸縮部伸縮的驅(qū)動力的伸縮驅(qū)動部，所述控制部根據(jù)所述操作部的操作，控制所述伸縮驅(qū)動部。
[0016]在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手中，從所述操作部側(cè)起依次配置所述旋轉(zhuǎn)動作部、所述被動部、所述伸縮部及所述末端動作部。
[0017]在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手中，所述操作部具有用于調(diào)整所述插入部的末端與對象物之間的距離的距離調(diào)整部，所述控制部根據(jù)由所述距離調(diào)整部設(shè)定的距離控制所述驅(qū)動部。
[0018]在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手中，所述機(jī)械手具有檢測所述插入部的末端與對象物之間的距離的測距部，所述控制部根據(jù)所述測距部檢測出的信息控制所述驅(qū)動部。
[0019]在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手中，在所述插入部的所述旋轉(zhuǎn)部側(cè)的端部具有直徑比所述插入部大的止擋件。
[0020]在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手中，所述操作部具有模式切換指示部，該模式切換指示部指示設(shè)為手動模式、和所述控制部根據(jù)所述操作部的操作控制所述驅(qū)動部的控制模式中的哪一種模式。
[0021 ]在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手中，所述控制部進(jìn)行控制使得控制后的所述末端部朝向所述對象物。
[0022]本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的特征在于，該機(jī)械手系統(tǒng)具有:具有內(nèi)窺鏡的所述機(jī)械手；圖像處理裝置，其對從所述內(nèi)窺鏡得到的圖像信號進(jìn)行圖像處理；以及監(jiān)視器，其顯示從所述圖像處理裝置發(fā)送的影像信號。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手及機(jī)械手系統(tǒng)，能夠通過簡單的操作從不同的角度接近對象物。
【附圖說明】
[0025]圖1示出第I實施方式的機(jī)械手I的概略圖。
[0026]圖2示出第I實施方式的插入部2的概略放大圖。
[0027 ]圖3示出第I實施方式的旋轉(zhuǎn)部3的概略放大圖。
[0028]圖4示出第I實施方式的驅(qū)動部4及操作部5的概略放大圖。
[0029]圖5示出第I實施方式的機(jī)械手I的框圖。
[0030]圖6示出第I實施方式的機(jī)械手I的控制流程圖。
[0031]圖7示出第I實施方式的機(jī)械手I的電動模式控制前的狀態(tài)的概略圖。
[0032]圖8示出第I實施方式的機(jī)械手I的剛剛電動模式控制后的狀態(tài)的概略圖。
[0033 ]圖9示出在第I實施方式的機(jī)械手I的電動模式控制后以手動模式移動的狀態(tài)的概略圖。
[0034]圖10示出第2實施方式的機(jī)械手I的概略圖。
[0035]圖11示出第2實施方式的伸縮部7的概略放大圖。
[0036]圖12示出表示第2實施方式的伸縮部7的動作的一例的概略圖。
[0037]圖13示出表示伸縮部7的另一例的概略圖。
[0038]圖14示出第2實施方式的機(jī)械手I的框圖。
[0039]圖15示出第2實施方式的機(jī)械手I的控制流程圖。
[0040 ]圖16示出第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式控制前的狀態(tài)的概略圖。
[0041 ]圖17示出第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部控制后的狀態(tài)的概略圖。
[0042]圖18示出第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的伸縮驅(qū)動部控制后的狀態(tài)的概略圖。
[0043]圖19是示出在第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的控制中使用的幾何結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0044]圖20示出第3實施方式的機(jī)械手I的概略圖。
[0045]圖21示出第3實施方式的機(jī)械手I的框圖。
[0046]圖22示出第3實施方式的機(jī)械手I的控制流程圖。
[0047]圖23示出機(jī)械手I的另一例的概略圖。
[0048]圖24示出機(jī)械手I的另一例的概略圖。
[0049 ]圖25示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的概略圖。
【具體實施方式】
[0050]下面，對本實施方式的機(jī)械手I及機(jī)械手控制方法進(jìn)行說明。
[0051]本實施方式的機(jī)械手I用于如下的腹腔鏡手術(shù)等中，在患者的腹部等開多個孔，將醫(yī)療用器具插入，一邊確認(rèn)所拍攝的影像一邊進(jìn)行患部的觀察及手術(shù)。
[0052]圖1示出第I實施方式的機(jī)械手I的概略圖。
[0053]第I實施方式的機(jī)械手I從末端朝向基端依次具有插入部2、旋轉(zhuǎn)部3、驅(qū)動部4及操作部5。優(yōu)選控制部6收納在驅(qū)動部4或者操作部5內(nèi)。
[0054]插入部2從末端側(cè)起依次具有末端部21、第I插入部22、末端動作部23及第2插入部24。旋轉(zhuǎn)部3從末端側(cè)起依次具有第I旋轉(zhuǎn)部31、被動部32、第2旋轉(zhuǎn)部32及旋轉(zhuǎn)動作部34。操作部5具有握持部51、動作指示部52及模式切換指示部53。
[0055]圖2示出第I實施方式的機(jī)械手I的插入部2的概略放大圖。圖2(a)示出通常的直線狀態(tài)的插入部2的概略放大圖，圖2(b)示出屈曲狀態(tài)的插入部2的概略放大圖。
[0056]末端部21是設(shè)于機(jī)械手I的末端的部分，內(nèi)置有醫(yī)療用器具。例如，在是內(nèi)窺鏡時，能夠在末端部21中內(nèi)置拍攝對象物的攝像裝置及照明對象物的照明裝置等。并且，在是處置器具時，能夠內(nèi)置對對象物進(jìn)行處置的鉗子、手術(shù)刀等。另外，也可以內(nèi)置內(nèi)窺鏡和處置器具雙方。
[0057]末端動作部23由通用接頭等構(gòu)成。本實施方式的末端動作部23是在筒狀的末端用擋塊部23e上呈十字狀安裝第I末端用軸部件23b和第2末端用軸部件23d的構(gòu)造，第I末端用軸部件23b將與第I插入部22連接的筒狀的第I末端用主體部23a支撐為可旋轉(zhuǎn)，第2末端用軸部件23d將與第2插入部24連接的筒狀的第2末端用主體部23c支撐為可旋轉(zhuǎn)。
[0058]在第I末端用軸部件23b中，隔著末端用擋塊部23e在一側(cè)安裝有第I末端用線25ai，在另一側(cè)安裝有第2末端用線25a2。并且，在第2末端用軸部件23d中，隔著末端用擋塊部23e在一側(cè)安裝有第3末端用線25h，在另一側(cè)安裝有未圖示的第4末端用線25b2。
[0059]第I末端用線25ai和第2末端用線25&2以能夠被驅(qū)動部4拉伸及送出的方式進(jìn)行連接。以在第I末端用線25ai被向驅(qū)動部4側(cè)拉伸時、第2末端用線25&2被從驅(qū)動部4側(cè)送出的方式進(jìn)行動作，并以在第2末端用線25a2被向驅(qū)動部4側(cè)拉伸時、第I末端用線25m被從驅(qū)動部4側(cè)送出的方式進(jìn)行動作。另外，也可以是將第I末端用線25ai和第2末端用線25a2設(shè)為一條線卷掛在線輪等上的構(gòu)造。
[0060]因此，在將第I末端用線25ai拉伸時，第I末端用主體部23a如圖2(b)所示以第2末端用軸部件23d為中心旋轉(zhuǎn)，在將第2末端用線25a2拉伸時，第I末端用主體部23a向與圖2(b)相反的方向以第2末端用軸部件23d為中心旋轉(zhuǎn)。根據(jù)這樣的構(gòu)造，末端動作部23的第I末端用主體部23a能夠圍繞第I末端用軸部件23b和第2末端用軸部件23d相對于第2末端用主體部23c進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0061 ]第3末端用線25b!和第4末端用線25b2的關(guān)系與第I末端用線25ai和第2末端用線25a2的關(guān)系相同，因而省略說明。
[0062]并且，第I插入部22是連接末端部21和末端動作部23的筒狀的部件，第2插入部24是連接末端動作部23和旋轉(zhuǎn)部3的第I旋轉(zhuǎn)部31的筒狀的部件。
[0063]另外，插入部2的構(gòu)造不限于此，也可以進(jìn)行各種變形。例如，也可以將擋塊部和關(guān)節(jié)部交替地組合多個而形成自由度更高的彎曲狀態(tài)。另外，優(yōu)選的是，在組合了多個時的相鄰的擋塊部和關(guān)節(jié)部的各組以直直地伸展?fàn)顟B(tài)的彎曲部的軸即第2插入部24的中心軸C為中心且相隔90°地旋轉(zhuǎn)設(shè)置時，能夠?qū)崿F(xiàn)三維的移動。并且，末端動作部23不限于通用接頭，也可以是連接俯仰用關(guān)節(jié)和橫擺用關(guān)節(jié)且能夠彎曲的構(gòu)造。
[0064]圖3示出第I實施方式的旋轉(zhuǎn)部3的概略放大圖。圖3(a)示出通常的直線狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)部3的概略放大圖，圖3 (b)示出屈曲狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)部3的概略放大圖。
[0065]被動部32由通用接頭等構(gòu)成。本實施方式的被動部32是在筒狀的被動用擋塊部32e上呈十字狀安裝第I被動用軸部件32b和第2被動用軸部件32d的構(gòu)造，第I被動用軸部件3b2將與第I旋轉(zhuǎn)部31連接的筒狀的第I被動用主體部32a支撐為可旋轉(zhuǎn)，第2被動用軸部件32d將與第2旋轉(zhuǎn)部33連接的筒狀的第2被動用主體部32c支撐為可旋轉(zhuǎn)。
[0066]并且，在第I被動用軸部件32b設(shè)有第I限制部32f，在第2被動用軸部件32d設(shè)有第2限制部32g。第I限制部32f和第2限制部32g由電磁離合器或者電磁制動器等構(gòu)成。第I限制部32f和第2限制部32g能夠使被動部32相對于第I被動用軸部件32b和第2被動用軸部件32d的旋轉(zhuǎn)停止。在本實施方式中，以在旋轉(zhuǎn)動作部34旋轉(zhuǎn)時被動部32旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行動作。
[0067]旋轉(zhuǎn)動作部34由通用接頭等構(gòu)成。本實施方式的旋轉(zhuǎn)動作部34是在旋轉(zhuǎn)用擋塊部34e上呈十字狀安裝第I旋轉(zhuǎn)用軸部件34b和第2旋轉(zhuǎn)用軸部件34d的構(gòu)造，第I旋轉(zhuǎn)用軸部件34b將與第2旋轉(zhuǎn)部33連接的筒狀的第I旋轉(zhuǎn)用主體部34a支撐為可旋轉(zhuǎn)，第2旋轉(zhuǎn)用軸部件34d將與驅(qū)動部4連接的筒狀的第2旋轉(zhuǎn)用主體部34c支撐為可旋轉(zhuǎn)。
[0068]在第I旋轉(zhuǎn)用軸部件34b中，隔著旋轉(zhuǎn)用擋塊部34e在一側(cè)安裝有第I旋轉(zhuǎn)用線36ai，在另一側(cè)安裝有第2旋轉(zhuǎn)用線36a2。并且，在第2旋轉(zhuǎn)用軸部件34d中，隔著旋轉(zhuǎn)用擋塊部34e在一側(cè)安裝有第3旋轉(zhuǎn)用線36b!，在另一側(cè)安裝有未圖示的第4旋轉(zhuǎn)用線36b2。
[0069]另外，旋轉(zhuǎn)動作部34不限于通用接頭，也可以是連接俯仰用關(guān)節(jié)和橫擺用關(guān)節(jié)且能夠旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。
[0070]并且，第2旋轉(zhuǎn)部33是連接被動部32和旋轉(zhuǎn)動作部34的筒狀的部件。
[0071]另外，在被動部32的動作中使用的結(jié)構(gòu)，只要是與旋轉(zhuǎn)動作部34的旋轉(zhuǎn)方向相反的構(gòu)造，則也可以是其它結(jié)構(gòu)。
[0072]第I旋轉(zhuǎn)用線36ai和第2旋轉(zhuǎn)用線36&2以能夠被驅(qū)動部4的后述的致動器等第I旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件拉伸及送出的方式進(jìn)行連接。以在第I旋轉(zhuǎn)用線36ai被向驅(qū)動部4側(cè)拉伸時、第2旋轉(zhuǎn)用線36a2被從驅(qū)動部4側(cè)送出的方式進(jìn)行動作，并以在第2旋轉(zhuǎn)用線36a2被向驅(qū)動部4側(cè)拉伸時、第I旋轉(zhuǎn)用線36ai被從驅(qū)動部4側(cè)送出的方式進(jìn)行動作。另外，也可以是將第I旋轉(zhuǎn)用線36ai和第2旋轉(zhuǎn)用線36&2設(shè)為一條線卷掛在線輪等上的構(gòu)造。
[0073]在第I旋轉(zhuǎn)用線36ai被向驅(qū)動部4側(cè)拉伸時，旋轉(zhuǎn)動作部34的第I旋轉(zhuǎn)用軸部件34b的一側(cè)被向驅(qū)動部4側(cè)拉伸。此時，第2旋轉(zhuǎn)用線36a2被從驅(qū)動部4側(cè)送出。
[0074]因此，在將第I旋轉(zhuǎn)用線36ai拉伸時，第I旋轉(zhuǎn)用主體部34a及第2旋轉(zhuǎn)部33以第2旋轉(zhuǎn)用軸部件34d為中心向第I旋轉(zhuǎn)用軸部件34c的一側(cè)旋轉(zhuǎn)。并且，設(shè)定成在這樣第I旋轉(zhuǎn)用主體部34a旋轉(zhuǎn)的情況下，被動部32的比第I被動用主體部32a靠末端的末端側(cè)以第2被動用軸部件32d為中心向第I被動用軸部件32b的另一側(cè)旋轉(zhuǎn)。換言之，第I旋轉(zhuǎn)部31、第2旋轉(zhuǎn)部33以及驅(qū)動部4呈Z狀配置。
[0075]在將第2旋轉(zhuǎn)用線36a2拉伸時，第I旋轉(zhuǎn)用主體部34a及第I被動用主體部32a向相反的方向旋轉(zhuǎn)。并且，第3旋轉(zhuǎn)用線36h和第4旋轉(zhuǎn)用線36b2的關(guān)系與第I旋轉(zhuǎn)用線36ai和第2旋轉(zhuǎn)用線36a2的關(guān)系相同，因而省略說明。
[0076]圖4示出第I實施方式的驅(qū)動部4及操作部5的概略放大圖。
[0077]驅(qū)動部4配置在旋轉(zhuǎn)部3和操作部5之間，具有能夠?qū)⒕€拉伸及送出的致動器等。驅(qū)動部4具有:末端驅(qū)動部41，其使與末端動作部23連接的線25進(jìn)行動作;旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42，其使與旋轉(zhuǎn)動作部34連接的線36進(jìn)行動作。
[0078]末端驅(qū)動部41具有:第I末端驅(qū)動部41a，其能夠?qū)⒌贗末端用線25ai和第2末端用線25a2拉伸及送出；第2末端驅(qū)動部41b，其能夠?qū)⒌?末端用線25h和第4末端用線25b2拉伸及送出。
[0079]旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42具有:第I旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42a，其能夠?qū)⒌贗旋轉(zhuǎn)用線36ai和第2旋轉(zhuǎn)用線36a2拉伸及送出；第2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42b，其能夠?qū)⒌?旋轉(zhuǎn)用線36b!和第4旋轉(zhuǎn)用線36b2拉伸及送出。
[0080]操作部5具有:握持部51，其由操作者用手握持；動作指示部52，其形成于握持部51，具有指示末端部2及旋轉(zhuǎn)部3的動作的操縱桿等;模式切換指示部53，其能夠壓入握持部51中。
[0081]握持部51在本實施方式中形成為圓柱狀，但只要是能夠容易握持的形狀，則任何形狀都可以。
[0082]動作指示部52通過使如使用電位計的操縱桿那樣突出的棒狀的桿傾倒，使末端部2向傾倒的方向屈曲，使旋轉(zhuǎn)部3旋轉(zhuǎn)。另外，動作指示部52也可以使用指示裝置或者觸摸墊等。
[0083]模式切換指示部53由押壓開關(guān)等構(gòu)成。模式切換指示部53發(fā)出指示，使得通常如果押壓開關(guān)等未被按下，則設(shè)定為作為第I模式的手動模式，在押壓開關(guān)等被按下的期間，切換到作為第2模式的電動模式。另外，模式切換指示部53也可以使用腳踏開關(guān)等。
[0084]另外，也可以將驅(qū)動部4內(nèi)置于操作部5的握持部51內(nèi)，使驅(qū)動部4和操作部5—體化。構(gòu)成驅(qū)動部4的致動器使用能夠通過線輪等將線卷取及送出的電機(jī)等即可。
[0085]圖5示出第I實施方式的機(jī)械手I的框圖。
[0086]將從操作部5的操縱桿52輸入的信號經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器62輸入控制部6的CPU61。將從模式切換指示部53輸入的用于切換為手動模式和電動模式的信號輸入CPU61。
[0087]控制部6的CPU61根據(jù)從操作部5輸入的信號控制驅(qū)動部4及各限制部32f、32g。
[0088]圖6示出第I實施方式的機(jī)械手I的控制流程圖。圖7示出第I實施方式的機(jī)械手I的電動模式控制前的狀態(tài)的概略圖。圖8示出第I實施方式的機(jī)械手I的剛剛電動模式控制后的狀態(tài)的概略圖。圖9示出在第I實施方式的機(jī)械手I的電動模式控制后以手動模式移動的狀態(tài)的概略圖。
[0089]第I實施方式的機(jī)械手I實際上是在三維空間中進(jìn)行動作，但本實施方式的說明為了容易理解，使用如圖7?圖9所示的示意圖對在二維平面內(nèi)的動作進(jìn)行說明。這一點在以后的實施方式中也一樣。
[0090]如圖7所示，在第I實施方式的控制之前，假設(shè)機(jī)械手I是插入部2已經(jīng)插入皮膚的內(nèi)側(cè)的體腔內(nèi)100的狀態(tài)。此時，機(jī)械手I內(nèi)的內(nèi)窺鏡是拍攝對象物1I的狀態(tài)。電動模式的控制是根據(jù)來自模式切換指示部53的指示開始的。
[0091]首先，在步驟I，判定是否通過模式切換指示部53將電動模式設(shè)為有效(STl)。
[0092]在步驟I，在電動模式為無效、即手動模式的情況下，結(jié)束電動模式的控制。
[0093]在步驟I，在電動模式為有效的情況下，在步驟2，從動作指示部52的信號取得朝向?qū)ο蟮慕咏嵌?ST2)。
[0094]然后，在步驟3，計算末端動作部23的第I驅(qū)動指示角度Θ01和旋轉(zhuǎn)動作部34的第2驅(qū)動指示角度0o2(ST3)。
[0095]然后，在步驟4，判定在步驟3取得的各動作部23、34的驅(qū)動指示角度θ0是否分別在驅(qū)動范圍內(nèi)(ST4)。在不滿足各動作部23、34的驅(qū)動指示角度θο1、θο2<最大可驅(qū)動角度Θlmax、02max的情況下，換言之，在各動作部23、34中至少一個超過可驅(qū)動范圍的情況下，結(jié)束電動模式的控制。另外，在結(jié)束電動模式時，也可以利用警報等通知操作者在可控制范圍夕卜。并且，也可以在將各動作部23、34驅(qū)動至最大可驅(qū)動角度91max、02max后結(jié)束。
[0096]在步驟4，在滿足各動作部23、34的驅(qū)動指示角度θο1、θο2<最大驅(qū)動角度01max、02.χ的情況下，在步驟5，將各限制部32f、32g設(shè)為無效(ST5)。在限制部32f、32g為無效時，被動部32能夠?qū)?yīng)旋轉(zhuǎn)動作部34而旋轉(zhuǎn)。
[0097]然后，在步驟6，對第I末端驅(qū)動部41a、第2末端驅(qū)動部41b、第I旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42a、第2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42b進(jìn)行驅(qū)動(ST6)。
[0098]然后，在步驟7，判定各驅(qū)動角度Θ1、Θ2是否與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2相等(ST7)。
[0099]在步驟7，在各驅(qū)動角度Θ1、Θ2與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2不相等的情況下，返回到步驟6。
[0100]在步驟7，在各驅(qū)動角度Θ1、Θ2與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2相等的情況下，在步驟8，將各限制部32f、32g設(shè)為有效(ST8)。在限制部32f、32g為有效時，被動部32不能相對于旋轉(zhuǎn)動作部34而旋轉(zhuǎn)。另外，關(guān)于各末端驅(qū)動部41的屈曲動作和各旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42的旋轉(zhuǎn)動作，先進(jìn)行哪一個動作都可以。
[0101]該電動模式的控制的結(jié)果是，如圖8所示，電動模式控制后的機(jī)械手I使末端動作部23旋轉(zhuǎn)，使得屈曲角度Θ1與第I驅(qū)動指示角度Θ01相等，并使旋轉(zhuǎn)動作部34旋轉(zhuǎn)，使得屈曲角度Θ2與第2驅(qū)動指示角度θ02相等。并且，根據(jù)末端動作部23及旋轉(zhuǎn)動作部34的屈曲，被動部32旋轉(zhuǎn)屈曲角度Θ3。
[0102]在該狀態(tài)下，對象物101的第I對象部1la的影像被放映在監(jiān)視器12上，然而是來自較遠(yuǎn)的位置的影像。
[0103]然后，操作者壓入機(jī)械手I，如圖9所示使末端部21接近對象物101，由此對象物101的第I對象部1I a的影像被放大放映在監(jiān)視器12上。
[0104]另外，在第I實施方式中，作為一例，操作者順著套管針99的角度將機(jī)械手I壓入。如果是不具有旋轉(zhuǎn)部3的機(jī)械手1、或者操作者以不使限制部32f、32g動作的手動模式進(jìn)行操作的情況下，假想操作部5”處于圖9所示的位置。
[0105]因此，如圖9所示，與假想操作部5”相比，操作者不從初始位置的操作部5’改變操作部5的角度，而僅僅使其微量移動，即可使末端部21移動到期望的位置，能夠在監(jiān)視器12放映期望的影像。
[0106]在電動模式的控制后，在操作者利用模式切換指示部53解除了電動模式的情況下，機(jī)械手I進(jìn)行動作使末端動作部23、被動部32及旋轉(zhuǎn)動作部34返回原狀，返回為直線狀態(tài)即可。并且，在解除了電動模式時，也可以停留于原來的狀態(tài)，利用其它按鈕返回直線狀態(tài)。并且，操作者將直線狀態(tài)的機(jī)械手I從體腔內(nèi)100拔出來即可。
[0107]圖10示出第2實施方式的機(jī)械手I的概略圖。
[0108]第2實施方式的機(jī)械手I對第I實施方式的機(jī)械手I追加了距離設(shè)定部54、伸縮驅(qū)動部43及伸縮部7。
[0109]距離設(shè)定部54設(shè)于操作部5，用于將末端部21與對象物之間的距離的指示信息設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的距離的階段。例如，每當(dāng)按下如圖10所示的距離設(shè)定部54的按鈕時，能夠?qū)⒕嚯x的指示信息切換為預(yù)先設(shè)定的第I距離、第2距離或者第3距離等多個階段。
[0110]伸縮驅(qū)動部43是驅(qū)動伸縮部7的制動器，優(yōu)選設(shè)置在驅(qū)動部4或者操作部5。在第2實施方式中，設(shè)置了兩個伸縮驅(qū)動部43即伸展用驅(qū)動部43a和收縮用驅(qū)動部43b。但是，伸縮驅(qū)動部43不限于兩個，也可以利用一個驅(qū)動部進(jìn)行伸縮。并且，也可以設(shè)置兩個以上的伸縮驅(qū)動部43。
[0111]另外，伸縮驅(qū)動部43的構(gòu)造不限于電機(jī)和線輪等，也可以進(jìn)行各種變形。例如，在圖10所示的例子中，將伸縮驅(qū)動部43設(shè)置在驅(qū)動部4內(nèi)，但也可以與驅(qū)動部4分體設(shè)置。
[0112]圖11示出第2實施方式的伸縮部7的概略放大圖。
[0113]伸縮部7具有:連桿部71，其一側(cè)與旋轉(zhuǎn)部3連接，另一側(cè)與插入部2連接；以及引導(dǎo)部72，其引導(dǎo)連桿部71的動作。
[0114]連桿部71具有:第I突起部71a，其安裝于第I旋轉(zhuǎn)部31，并被引導(dǎo)部72引導(dǎo);第I臂71b，其可旋轉(zhuǎn)地安裝于第I突起部71a;第2突起部71c，其安裝于第2插入部24，并被引導(dǎo)部72引導(dǎo);第2臂71d，其可旋轉(zhuǎn)地安裝于第2突起部71c;以及連接部71e，其連接第I臂71b和第2 臂 71d。
[0115]引導(dǎo)部72為一側(cè)牢固安裝于第I旋轉(zhuǎn)部31的細(xì)長部件。在引導(dǎo)部72上形成有供第I突起部71a和第2突起部71c插入的長孔72a。即，第I突起部71a和第2突起部71c能沿著長孔72a移動。另外，引導(dǎo)部72只要將其任意一側(cè)固定即可。例如，也可以與本實施方式相反，不將一側(cè)固定，而將另一側(cè)牢固安裝于第2插入部24。
[0116]在第2實施方式中，第I臂71b、第2臂71d和連接部71e隔著引導(dǎo)部72，分別設(shè)有2個。在至少一個連接部71e上卷繞有作為伸縮驅(qū)動力傳遞部的連桿動作線73，圖10所示的驅(qū)動部4通過卷繞及送出連桿動作線73，從而使所謂的縮放(pantagraph)構(gòu)造的連桿部71伸縮。
[0117]第I臂71b和第2臂71d的內(nèi)側(cè)為空洞，圖2所示的第I末端用線25a1、第2末端用線25a2、第3末端用線25b1、未圖不的第4末端用線25b2、連桿動作線73和用于電氣部件的布線等在空洞中通過。
[0118]另外，連桿部71和引導(dǎo)部72也可以設(shè)置有多個。能夠通過設(shè)置多個，延長進(jìn)退距離。
[0119]圖12示出表示第2實施方式的伸縮部7的動作的一例的概略圖。圖12(a)是示出收縮狀態(tài)的伸縮部7的概略圖，圖12 (b)是示出伸展?fàn)顟B(tài)的伸縮部7的概略圖。
[0120]在第2實施方式中，作為產(chǎn)生機(jī)械手I的插入部2的進(jìn)退動作的伸縮部7的一例，采用縮放機(jī)構(gòu)。
[0121]如圖11所示，連桿動作線73卷掛在連桿部71的連接部71e上。連桿部71通過驅(qū)動將連桿動作線73卷取及送出的伸縮驅(qū)動部43而進(jìn)行動作。
[0122]相對于圖12(a)所示狀態(tài)的伸縮部7，在驅(qū)動伸縮驅(qū)動部43將連桿動作線73卷取時，連接部71e被連桿動作線73拉伸，第I臂71b以第I突起部71a為中心旋轉(zhuǎn)。此時，形成有連桿的第2臂71d以第2突起部71c為中心旋轉(zhuǎn)。
[0123]其結(jié)果是，如圖12(b)所示，由第I臂71b和第2臂71d形成的角度擴(kuò)大，第2突起部71c以沿著引導(dǎo)部72的長孔72a從第I突起部71a離開的方式移動。因此，第I突起部71a和第2突起部71c之間的距離變長，伸縮部7伸長。
[0124]圖13示出表示伸縮部7的另一例的概略圖。圖13(a)是示出收縮狀態(tài)的伸縮部7的概略圖，圖13 (b)是示出伸展?fàn)顟B(tài)的伸縮部7的概略圖。
[0125]圖13所示的伸縮部7作為產(chǎn)生機(jī)械手I的插入部2的進(jìn)退動作的機(jī)構(gòu)的一例，在插入部2和旋轉(zhuǎn)部3之間設(shè)置齒輪機(jī)構(gòu)。伸縮部7具有小齒輪76、作為伸縮驅(qū)動力傳遞部的小齒輪驅(qū)動線77、和齒條78。
[0126]小齒輪76通過由小齒輪驅(qū)動線77傳遞圖10所示的伸縮驅(qū)動部43的驅(qū)動力而進(jìn)行驅(qū)動。通過小齒輪76旋轉(zhuǎn)，設(shè)置有齒條78的第2插入部24相對于第I旋轉(zhuǎn)部31而移動，由此機(jī)械手I伸縮。
[0127]圖13(a)所示的狀態(tài)是第2插入部24向第I旋轉(zhuǎn)部31內(nèi)后退、第2插入部24露出的部分的長度縮短的狀態(tài)。在從該狀態(tài)使圖10所示的伸縮驅(qū)動部43進(jìn)行動作時，小齒輪76旋轉(zhuǎn)，通過如圖13(b)所示使齒條78移動，第2插入部24前進(jìn)。
[0128]圖14示出第2實施方式的機(jī)械手I的框圖。
[0129]第2實施方式的操作部5在第2實施方式的操作部5的基礎(chǔ)上，還具有設(shè)定圖10所示的末端部21與對象物的期望距離的距離設(shè)定部54。將設(shè)定有從距離設(shè)定部54輸入的距離的信號輸入CPU61。
[0130]控制部6的CPU61根據(jù)從包括距離設(shè)定部54的操作部5輸入的信號，控制伸縮驅(qū)動部43。
[0131]圖15示出第2實施方式的機(jī)械手I的控制流程圖。圖16示出第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式控制前的狀態(tài)的概略圖。圖17示出第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部控制后的假想狀態(tài)的概略圖。圖18示出第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的伸縮驅(qū)動部控制后的狀態(tài)的概略圖。
[0132]如圖16所示，在第2實施方式的控制之前，假設(shè)機(jī)械手I是插入部2已經(jīng)插入皮膚的內(nèi)側(cè)的體腔內(nèi)100的狀態(tài)。此時，機(jī)械手I內(nèi)的內(nèi)窺鏡是拍攝對象物1I的狀態(tài)。電動模式的控制是根據(jù)來自模式切換指示部53的指示開始的。
[0133]首先，在步驟11，判定是否通過模式切換指示部53將電動模式設(shè)為有效(STll)。
[0134]在步驟11，在電動模式為無效、即手動模式的情況下，結(jié)束電動模式的控制。
[0135]在步驟11，在電動模式為有效的情況下，在步驟12，從動作指示部52的信號取得朝向?qū)ο笪锏慕咏嵌?ST12)。
[0136]然后，在步驟13，設(shè)定距離設(shè)定部54的距離(ST13)。
[0137]然后，在步驟14，根據(jù)從動作指示部52的信號取得的朝向?qū)ο笪锏慕咏嵌燃熬嚯x設(shè)定部54的距離，計算末端動作部23的第I驅(qū)動指示角度θο?、旋轉(zhuǎn)動作部34的第2驅(qū)動指示角度θο2以及驅(qū)動指示伸縮量S0(STH)。
[0138]然后，在步驟15，判定在步驟14取得的各動作部23、34的驅(qū)動指示角度θ0及伸縮量δο是否分別在允許范圍內(nèi)(ST15)。在步驟15，在各動作部23、34不滿足驅(qū)動指示角度θ01、θο2<最大可驅(qū)動角度01max、02max的情況下，換言之，在各動作部23、34中至少一個超過可驅(qū)動范圍的情況下，或者在伸縮部7不滿足驅(qū)動指示伸縮量δ0<最大伸縮量Smax的情況下，換言之，在伸縮部7超過可伸縮范圍的情況下，結(jié)束電動模式的控制。另外，在結(jié)束電動模式時，也可以利用警報等通知操作者在可控制范圍外。并且，也可以將各動作部23、34驅(qū)動至最大可驅(qū)動角度Θ1.、Θ2.，將伸縮部7伸縮至最大可伸縮范圍δ.。
[0139]在步驟15，在各動作部23、34滿足驅(qū)動指示角度θο1、θο2<最大驅(qū)動角度01max、02max的情況下、以及伸縮部7滿足驅(qū)動指示伸縮量δ0<最大伸縮量的情況下，在步驟16，將各限制部32f、32g設(shè)為無效(ST16)。在限制部32f、32g為無效時，被動部32能夠?qū)?yīng)旋轉(zhuǎn)動作部34而旋轉(zhuǎn)。
[0140]然后，在步驟17，對末端驅(qū)動部41、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42以及伸縮驅(qū)動部43進(jìn)行驅(qū)動(ST17)。
[0141]然后，在步驟18，判定各驅(qū)動角度Θ1、Θ2及伸縮量δ是否與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2及驅(qū)動指示伸縮量δο相等(ST18)。
[0142]在步驟18，在各驅(qū)動角度Θ1、Θ2及伸縮量δ分別與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2及驅(qū)動指示伸縮量So不相等的情況下，返回到步驟17。
[0143]在步驟18，在各驅(qū)動角度Θ1、Θ2及伸縮量δ分別與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2及驅(qū)動指示伸縮量δο相等的情況下，在步驟19，將各限制部32f、32g設(shè)為有效(ST19)。在限制部32f、32g為有效時，被動部32不能相對于旋轉(zhuǎn)動作部34而旋轉(zhuǎn)。另外，關(guān)于各末端驅(qū)動部41的屈曲動作、各旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42的旋轉(zhuǎn)動作、以及伸縮部7的伸縮動作，先進(jìn)行哪一個動作都可以。
[0144]該電動模式的控制的結(jié)果是，如圖17所示，電動模式控制后的機(jī)械手I使末端動作部23旋轉(zhuǎn)，使得第I屈曲角度Θ1與第I驅(qū)動指示角度Θ01相等，并使旋轉(zhuǎn)動作部34旋轉(zhuǎn)，使得第2屈曲角度Θ2與第2驅(qū)動指示角度θ02相等。但是，假設(shè)在此之前是被動部32根據(jù)末端動作部23及旋轉(zhuǎn)動作部34的屈曲旋轉(zhuǎn)了第3屈曲角度Θ3的假想狀態(tài)，在對象物101的第I對象部1la的影像被放映在監(jiān)視器12上時，如圖17所示是來自較遠(yuǎn)的位置的影像。
[0145]因此，如圖18所示，使伸縮部7伸展，使得伸縮量δ與驅(qū)動指示伸縮量δο相等。其結(jié)果是，對象物101的第I對象部1la的影像被放大放映在監(jiān)視器12上。因此，如圖18所示，操作者基本上不從初始位置改變操作部5的位置，即可使末端部21移動到期望的位置，能夠在監(jiān)視器12放映期望的影像。即，在實際的移動中，機(jī)械手I不處于圖17的假想狀態(tài)，而是以一氣地從圖16狀態(tài)成為圖18狀態(tài)的方式進(jìn)行動作。
[0146]在電動模式的控制后，在操作者利用模式切換指示部53解除了電動模式的情況下，機(jī)械手I進(jìn)行動作使末端動作部23、被動部32及旋轉(zhuǎn)動作部34返回原狀，返回為直線狀態(tài)即可。并且，在解除了電動模式時，也可以停留于原來狀態(tài)，利用其它按鈕返回直線狀態(tài)。并且，操作者將直線狀態(tài)的機(jī)械手I從體腔內(nèi)100拔出來即可。
[0147]下面，對機(jī)械手I的電動模式的第I屈曲角度Θ1、第2屈曲角度Θ2及伸縮量δ進(jìn)行說明。
[0148]圖19是示出在第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的控制中使用的幾何結(jié)構(gòu)的示意圖。圖19(a)是第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的控制前的示意圖。圖19(b)是第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的控制后的示意圖。
[0149]在圖19中，用位于最末端的點21表示末端部21，用點23表示末端動作部23，用點99表示套管針99，用線7表示伸縮部7，用點32表示被動部32，用點34表示旋轉(zhuǎn)動作部34。
[0150]在第2實施方式的機(jī)械手I的電動模式的控制中，從圖19(a)所示的控制前的狀態(tài)進(jìn)行控制，使得控制后的末端部21與對象物101的距離達(dá)到與在距離設(shè)定部54的設(shè)定值相同的值，并且使末端部21朝向?qū)ο笪?I的方向。
[0151]在圖19(b)中，用雙點劃線表示控制前的機(jī)械手I。此時，設(shè)從對象物101到末端部21的距離為D，設(shè)從末端部21到末端動作部22的距離為LI，設(shè)從末端動作部22到伸縮部7的在插入部2側(cè)的安裝位置的距離為L2，設(shè)從被動部32到旋轉(zhuǎn)動作部34的距離為L3。并且，設(shè)從對象物101到套管針99的位置的距離為A，設(shè)從套管針99的位置到旋轉(zhuǎn)動作部34的距離為B。
[0152]通過示出這樣的幾何關(guān)系，在從動作指示部52輸入接近角度的指示信號時，控制部6能夠運(yùn)算末端動作部23的第I屈曲角度Θ1、旋轉(zhuǎn)動作部34的第2屈曲角度Θ2及伸縮部7的伸縮量S。此時，旋轉(zhuǎn)動作部34的位置不變，因而能夠在不使操作部5移動的情況下從不同的角度接近對象物101。
[0153]并且，作為另一種方法，在從動作指示部52輸入接近角度的指示信號時，考慮末端部21的翻滾、俯仰、橫擺的姿勢求解有關(guān)各關(guān)節(jié)及連桿的逆運(yùn)動學(xué)計算，也能夠運(yùn)算末端動作部23的第I屈曲角度Θ1、旋轉(zhuǎn)動作部34的第2屈曲角度Θ2及伸縮部7的伸縮量δ。并且，在第2實施方式中，以末端部21與對象物101的距離D保持固定的方式進(jìn)行了計算，但也可以以對象物101位于末端部21的延長線上的方式進(jìn)行計算。即，也可以以末端部21朝向?qū)ο笪?01、鏡體的視線朝向?qū)ο笪锏姆绞竭M(jìn)行。
[0154]圖20示出第3實施方式的機(jī)械手I的概略圖。圖21示出第3實施方式的機(jī)械手I的框圖。
[0155]第3實施方式的機(jī)械手I對第2實施方式的機(jī)械手I追加了測距部8。如圖20所示，測距部8設(shè)于末端部21，是計測末端部21與對象物之間的距離的傳感器。如圖21所示，將測距部8計測的距離信息經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器63輸入CPU61?？刂撇?根據(jù)從包括測距部55的操作部5輸入的信號，控制驅(qū)動部4及各限制部32f、32g。
[0156]圖22示出第3實施方式的機(jī)械手I的控制流程圖。
[0157]首先，在步驟21，判定是否通過模式切換指示部53將電動模式設(shè)為有效(ST21)。
[0158]在步驟21，在電動模式為無效、即手動模式的情況下，結(jié)束電動模式的控制。
[0159]在步驟21，在電動模式為有效的情況下，在步驟22，從動作指示部52的信號取得朝向?qū)ο笪锏慕咏嵌?ST22)。
[0160]然后，在步驟23，通過測距部8的測定，取得從末端部21到對象物的距離(ST23)。
[0161]然后，在步驟24，根據(jù)從動作指示部52的信號取得的朝向?qū)ο笪锏慕咏嵌燃巴ㄟ^測距部8的測定得到的距離，計算末端動作部23的第I驅(qū)動指示角度θο?、旋轉(zhuǎn)動作部34的第2驅(qū)動指示角度θ02以及驅(qū)動指示伸縮量S0(ST24)。
[0162]然后，在步驟25，判定在步驟24取得的各動作部23、34的驅(qū)動指示角度θ0及伸縮量δο是否分別在允許范圍內(nèi)(ST25)。在步驟25，在各動作部23、34不滿足驅(qū)動指示角度θ01、θο2<最大可驅(qū)動角度01max、02max的情況下，換言之，在各動作部23、34中至少一個超過可驅(qū)動范圍的情況下，或者在伸縮部7不滿足驅(qū)動指示伸縮量δ0<最大伸縮量Smax的情況下，換言之，在伸縮部7超過可伸縮范圍的情況下，結(jié)束電動模式的控制。另外，在結(jié)束電動模式時，也可以利用警報等通知操作者在可控制范圍外。并且，也可以將各動作部23、34驅(qū)動至最大可驅(qū)動角度Θ1.、Θ2.，將伸縮部7伸縮至最大可伸縮范圍δ.。
[0163]在步驟25，在各動作部23、34滿足驅(qū)動指示角度θο1、θο2<最大可驅(qū)動角度Θ1ΜΜ、Θ2max的情況下、以及伸縮部7滿足驅(qū)動指示伸縮量δ0<最大伸縮量Smax的情況下，在步驟26，將各限制部32f、32g設(shè)為無效(ST26)。在限制部32f、32g為無效時，被動部32能夠?qū)?yīng)旋轉(zhuǎn)動作部34而旋轉(zhuǎn)。
[0164]然后，在步驟27，對末端驅(qū)動部41、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42以及伸縮驅(qū)動部43進(jìn)行驅(qū)動(ST27)。
[0165]然后，在步驟28，判定各驅(qū)動角度Θ1、Θ2及伸縮量δ是否與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2及驅(qū)動指示伸縮量δο相等(ST28)。
[0166]在步驟28，在各驅(qū)動角度Θ1、Θ2及伸縮量δ分別與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2及驅(qū)動指示伸縮量So不相等的情況下，返回到步驟27。
[0167]在步驟28，在各驅(qū)動角度Θ1、Θ2及伸縮量δ分別與各驅(qū)動指示角度θο1、θο2及驅(qū)動指示伸縮量δο相等的情況下，在步驟29，將各限制部32f、32g設(shè)為有效(ST29)。在限制部32f、32g為有效時，被動部32不能相對于旋轉(zhuǎn)動作部34而旋轉(zhuǎn)。另外，關(guān)于各末端驅(qū)動部41的屈曲動作、各旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部42的旋轉(zhuǎn)動作、以及伸縮部7的伸縮動作，先進(jìn)行哪一個動作都可以。
[0168]該電動模式的控制的結(jié)果是，如圖17所示，電動模式控制后的機(jī)械手I使末端動作部23旋轉(zhuǎn)，使得第I屈曲角度Θ1與第I驅(qū)動指示角度Θ01相等，并使旋轉(zhuǎn)動作部34旋轉(zhuǎn)，使得第2屈曲角度Θ2與第2驅(qū)動指示角度θ02相等。但是，假設(shè)在此之前是被動部32根據(jù)末端動作部23及旋轉(zhuǎn)動作部34的屈曲旋轉(zhuǎn)了第3屈曲角度Θ3的假想狀態(tài)，在對象物101的第I對象部1la的影像被放映在監(jiān)視器12上時，如圖17所示是來自較遠(yuǎn)的位置的影像。
[0169]因此，如圖18所示，使伸縮部7伸展，使得伸縮量δ與驅(qū)動指示伸縮量δο相等，由此對象物101的第I對象部1la的影像被放大放映在監(jiān)視器12上。因此，如圖18所示，操作者基本上不從初始位置改變操作部5的位置，即可使末端部21移動到期望的位置，能夠在監(jiān)視器12放映期望的影像。即，在實際的移動中，機(jī)械手I不處于圖17的假想狀態(tài)，而是以一氣地從圖16狀態(tài)成為圖18狀態(tài)的方式進(jìn)行動作。
[0170]在電動模式的控制后，在操作者利用模式切換指示部53解除了電動模式的情況下，機(jī)械手I進(jìn)行動作使末端動作部23、被動部3及旋轉(zhuǎn)動作部34返回原狀，返回直線狀態(tài)即可?；蛘?，在解除了電動模式時，也可以停留于原來狀態(tài)，利用其它按鈕返回直線狀態(tài)。另外也可以是，在測距部8測定的從末端部21到對象物的距離比預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的距離長的情況下，返回直線狀態(tài)。并且，操作者將直線狀態(tài)的機(jī)械手I從體腔內(nèi)100拔出來即可。
[0171]圖23示出機(jī)械手I的另一例的概略圖。
[0172]在該例中，在插入部2設(shè)有止擋件9。止擋件9以比第2插入部24粗的直徑設(shè)于第2插入部24的端部。止擋件9形成為直徑比套管針99的貫通孔粗，使套管針99不能貫通。因此，能夠防止伸縮部7及旋轉(zhuǎn)部3錯誤地插入體內(nèi)。
[0173]圖24示出機(jī)械手I的另一例的概略圖。
[0174]在該例中，在末端部21設(shè)置作為處置器具的把持部21a。把持部21a是把持及切斷對象物的鉗子等。通過利用如剪子那樣的操作部5操作未圖示的線等，使把持部21a進(jìn)行開閉。其它構(gòu)造與具有內(nèi)窺鏡I的機(jī)械手I相同。
[0175]圖25示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的概略圖。
[0176]本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)10具有:具有前述內(nèi)窺鏡的機(jī)械手1、畫像處理裝置11、監(jiān)視器12和光源裝置13。
[0177]畫像處理裝置11為如下裝置:對于從機(jī)械手I內(nèi)的內(nèi)窺鏡獲得的畫像信號進(jìn)行Y調(diào)整、輪廓強(qiáng)調(diào)、輸出格式轉(zhuǎn)換等各種各樣的畫像處理，將影像信號送出到監(jiān)視器12。監(jiān)視器12用于將從畫像處理裝置11接受的影像信號作為觀察畫像而顯示。光源裝置13為如下裝置:通過機(jī)械手I內(nèi)的未圖示的光導(dǎo)纖維，從末端部21產(chǎn)生照明光，照射對象物。
[0178]在上述各實施方式中以操作部一體化的機(jī)械手為例進(jìn)行了說明，但也可以適用于分體設(shè)置操作部的所謂主從系統(tǒng)。在這種情況下，主機(jī)構(gòu)成操作部，將具有插入部、旋轉(zhuǎn)部、驅(qū)動部的機(jī)械手主體安裝于從機(jī)中的機(jī)械臂，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。另外，驅(qū)動部也可以位于機(jī)械臂側(cè)。
[0179]另外，本發(fā)明不受該實施方式限定。即，在進(jìn)行實施方式的說明時包含許多示例用的特定的詳細(xì)內(nèi)容，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，即使對這些詳細(xì)內(nèi)容施加各種變形和變更也不超出本發(fā)明的范圍。因此，關(guān)于本發(fā)明的示例性的實施方式，是在相對于要求保護(hù)的發(fā)明不喪失一般性、并且不進(jìn)行任何限定的情況下進(jìn)行說明的。
[0180]標(biāo)號說明
[0181 ] I機(jī)械手；2插入部；21末端部；22第I插入部；23末端動作部；24第2插入部；3旋轉(zhuǎn)部;31第I旋轉(zhuǎn)部;32被動部;33第2旋轉(zhuǎn)部;34旋轉(zhuǎn)動作部;4驅(qū)動部;41末端驅(qū)動部;42旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部;43伸縮驅(qū)動部;5操作部;51握持部;52動作指示部;53模式切換指示部;6控制部;7伸縮部；71連桿部;72引導(dǎo)部;8測距部;9止擋件；10機(jī)械手系統(tǒng)；11畫像處理裝置；12監(jiān)視器;13光源裝置;99套管針;100體腔內(nèi)；101對象物。
【主權(quán)項】
1.一種機(jī)械手，其特征在于，該機(jī)械手具有: 插入部，其能夠插入到體腔內(nèi)； 旋轉(zhuǎn)部，其使所述插入部旋轉(zhuǎn)； 操作部，其對所述插入部和所述旋轉(zhuǎn)部進(jìn)行操作； 驅(qū)動部，其驅(qū)動所述插入部和所述旋轉(zhuǎn)部；以及 控制部，其根據(jù)所述操作部的操作，控制所述驅(qū)動部， 所述插入部具有能夠屈曲的末端動作部， 所述旋轉(zhuǎn)部具有: 旋轉(zhuǎn)動作部，其使所述插入部旋轉(zhuǎn)；以及 被動部，其相對于所述旋轉(zhuǎn)動作部的旋轉(zhuǎn)動作被動地進(jìn)行動作， 所述驅(qū)動部具有: 末端驅(qū)動部，其產(chǎn)生使所述末端動作部屈曲的驅(qū)動力；以及 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其產(chǎn)生使所述旋轉(zhuǎn)動作部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作的驅(qū)動力， 所述控制部根據(jù)所述操作部的操作，控制所述末端驅(qū)動部和所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其中， 所述機(jī)械手具有使所述插入部伸縮的伸縮部， 所述驅(qū)動部具有產(chǎn)生使所述伸縮部伸縮的驅(qū)動力的伸縮驅(qū)動部， 所述控制部根據(jù)所述操作部的操作，控制所述伸縮驅(qū)動部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械手，其中， 從所述操作部側(cè)起依次配置所述旋轉(zhuǎn)動作部、所述被動部、所述伸縮部及所述末端動作部。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項所述的機(jī)械手，其中， 所述操作部具有用于調(diào)整所述插入部的末端與對象物之間的距離的距離調(diào)整部， 所述控制部根據(jù)由所述距離調(diào)整部設(shè)定的距離控制所述驅(qū)動部。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的機(jī)械手，其中， 所述機(jī)械手具有檢測所述插入部的末端與對象物之間的距離的測距部， 所述控制部根據(jù)所述測距部檢測出的信息控制所述驅(qū)動部。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項所述的機(jī)械手，其中， 在所述插入部的所述旋轉(zhuǎn)部側(cè)的端部具有直徑比所述插入部大的止擋件。7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項所述的機(jī)械手，其中， 所述操作部具有模式切換指示部，該模式切換指示部指示設(shè)為手動模式、和所述控制部根據(jù)所述操作部的操作控制所述驅(qū)動部的控制模式中的哪一種模式。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任意一項所述的機(jī)械手，其中， 所述控制部進(jìn)行控制，使得控制后的所述末端部朝向所述對象物。9.一種機(jī)械手系統(tǒng)，其特征在于，該機(jī)械手系統(tǒng)具有: 具有內(nèi)窺鏡的權(quán)利要求1?8中任意一項所述的機(jī)械手； 圖像處理裝置，其對從所述內(nèi)窺鏡得到的圖像信號進(jìn)行圖像處理；以及 監(jiān)視器，其顯示從所述圖像處理裝置發(fā)送的影像信號。
【文檔編號】G02B23/24GK106028900SQ201580008000
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月29日
【發(fā)明人】吉村克彥
【申請人】奧林巴斯株式會社