JP2007292276A - Driving mechanism and low invasive surgical manipulator - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving mechanism capable of bending or curving a connection part by inputting rotation to the connection part. <P>SOLUTION: Forceps 1 comprise a bending link 21 and a grasping link 22 which mutually connect connected members 23. The grasping link 22 is connected so as not to be axially movable to the connected members 23, a first shaft 11a of the bending link 21 includes a second male screw 14 to be screwed to a second plate 17 of the connected member 23, and a second shaft 11b of the bending link 21 includes a first male screw 12 to be screwed to a first plate 16 of the connected member 23. The first male screw 12 and the second male screw 14 are formed in reverse directions at the same pitch so as to approach the connected members 23 when the bending link 21 is rotated in one direction and to separate the connected members when it is rotated in the other direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、連結部の屈曲や湾曲により部材の向きを変える駆動機構に関し、例えば、低侵襲外科手術に用いられる鉗子の駆動機構、建築土木工事に用いられる建築土木用機械の駆動機構、玩具に用いられる駆動機構に関する。また、本発明は、前記駆動機構を備えた低侵襲外科手術用マニピュレータに関する。  The present invention relates to a drive mechanism that changes the direction of a member by bending or bending a connecting portion, for example, a drive mechanism of forceps used in minimally invasive surgery, a drive mechanism of a machine for architectural civil engineering used in architectural civil engineering, and a toy The present invention relates to a driving mechanism used. The present invention also relates to a minimally invasive surgical manipulator provided with the drive mechanism.

連結部における屈曲運動を実現するための駆動機構が種々提案されている。例えば、低侵襲外科手術用の鉗子の軸部と先端部との連結部を屈曲させる機構として、特許文献１〜３がある。  Various drive mechanisms for realizing a bending motion at the connecting portion have been proposed. For example, there arePatent Documents 1 to 3 as mechanisms for bending a connecting portion between a shaft portion and a distal end portion of a forceps for minimally invasive surgery.

特許文献１及び２では、いわゆるスライダ・リンク機構により屈曲運動を実現している。すなわち、鉗子の軸部と先端部とを連結する連結部にはスライダ・リンク機構が設けられるとともに、リンクには、鉗子の軸部に挿通された駆動軸が接続されている。患者の外部からモータにより駆動軸を直動させることにより、鉗子の連結部は屈曲する。なお、駆動軸に代えて、ワイヤーを用いるものも知られている。  InPatent Documents 1 and 2, a bending motion is realized by a so-called slider-link mechanism. That is, a slider / link mechanism is provided at a connecting portion that connects the shaft portion and the distal end portion of the forceps, and a drive shaft inserted through the shaft portion of the forceps is connected to the link. By directly moving the drive shaft by a motor from the outside of the patient, the forceps connecting portion is bent. In addition, what uses a wire instead of a drive shaft is also known.

特許文献３では、三脚プラットフォーム型と呼ばれる鉗子が開示されている。この鉗子では、鉗子先端に三本の脚部が形成されている。三本の脚部は、患者の外部から内部へ貫通される鉗子軸部に挿通された三本の駆動軸にボールジョイントを介してそれぞれ支持されている。患者の外部からモータにより三本の駆動軸を軸方向にそれぞれ独立に直動させることにより、鉗子の先端部は向きを変える。
特開２００４−１５４８７７号公報特開２００５−１６９０１１号公報特開２００４−１８７７９８号公報InPatent Document 3, a forceps called a tripod platform type is disclosed. In this forceps, three legs are formed at the tip of the forceps. The three legs are respectively supported by three drive shafts inserted through forceps shafts penetrating from the outside to the inside of the patient via ball joints. By rotating the three drive shafts independently in the axial direction by a motor from outside the patient, the tip of the forceps changes direction.
JP 2004-154877 A JP 2005-169011 A JP 2004-187798 A

上記の技術は、それぞれの技術に固有の問題を有している。例えば、ワイヤーによりリンクを駆動する場合には、ワイヤーの剛性や耐久性を確保することが難しく、ワイヤーが延びたり切れたりするおそれがあることから、屈曲部を比較的大きな力で屈曲させることが難しい。スライダ・リンク機構により多自由度の屈曲運動を実現する場合には、一方向への屈曲点と、他方向への屈曲点とが軸方向において互いに異なる位置に設けられることから、先端部の一方向への回転軌跡と他方向への回転軌跡は回転半径が異なり、先端部の移動範囲は非球面となる。三脚プラットフォーム型の駆動機構では、当該駆動機構により構成した関節部を複数連結することができないことから、屈曲角度を拡大することができない。  The above techniques have problems inherent to each technique. For example, when the link is driven by a wire, it is difficult to ensure the rigidity and durability of the wire, and the wire may be extended or cut. Therefore, it is possible to bend the bent portion with a relatively large force. difficult. When a bending motion with multiple degrees of freedom is realized by the slider-link mechanism, the bending point in one direction and the bending point in the other direction are provided at different positions in the axial direction. The rotation trajectory in the direction and the rotation trajectory in the other direction have different rotation radii, and the movement range of the tip is an aspherical surface. In a tripod platform type drive mechanism, a plurality of joint parts constituted by the drive mechanism cannot be connected, so that the bending angle cannot be expanded.

各種の技術分野では、各種の駆動機構の長所短所を考慮して、現在提案されている駆動機構から適切な駆動機構を選択して利用している。従って、他の駆動機構が提案されれば、設計の自由度が向上し、望ましい。ここで、上述の技術は、いずれも鉗子の軸部から連結部へ直動運動を入力するものであり、連結部に回転を入力する駆動機構は未だ提案されていない。  In various technical fields, in consideration of the advantages and disadvantages of various drive mechanisms, an appropriate drive mechanism is selected and used from the currently proposed drive mechanisms. Therefore, if another drive mechanism is proposed, the degree of freedom in design is improved, which is desirable. Here, any of the above-described techniques inputs a linear motion from the shaft portion of the forceps to the connecting portion, and a drive mechanism for inputting rotation to the connecting portion has not yet been proposed.

本発明は、連結部に回転を入力して連結部を屈曲又は湾曲させることができる駆動機構及び低侵襲外科手術用マニピュレータを提供することにある。  It is an object of the present invention to provide a drive mechanism and a minimally invasive surgical manipulator that can input rotation to a connecting portion to bend or curve the connecting portion.

本発明の第１の観点の駆動機構は、第１被連結部材及び第２被連結部材を連結する連結部を屈曲させる駆動機構であって、前記連結部は、前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を連結する規制用ユニバーサルジョイント及び駆動用ユニバーサルジョイントを備え、前記規制用ユニバーサルジョイントは、前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材に対して軸方向に移動不可能に連結され、前記駆動用ユニバーサルジョイントの一方の軸部には、前記第１被連結部材に形成された第１雌ねじ部に螺合する第１雄ねじ部が形成され、前記駆動用ユニバーサルジョイントの他方の軸部には、前記第２被連結部材に形成された第２雌ねじ部に螺合する第２雄ねじ部が形成され、前記第１雄ねじ部及び前記第２雄ねじ部は、前記駆動用ユニバーサルジョイントを一方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を近接させ、他方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を離間させるように互いに逆方向に形成されるとともに、互いに同一ピッチに形成されている。  A drive mechanism according to a first aspect of the present invention is a drive mechanism that bends a connecting portion that connects a first connected member and a second connected member, and the connecting portion includes the first connected member and the first connected member. A restricting universal joint for connecting the second connected member and a driving universal joint are provided, and the restricting universal joint is not movable in the axial direction with respect to the first connected member and the second connected member. A first male threaded portion that is threadedly engaged with a first female threaded portion formed on the first connected member is formed on one shaft portion of the universal driving joint, and the other universal shaft for the driving universal joint is formed. The shaft portion is formed with a second male screw portion that is screwed into a second female screw portion formed on the second connected member, and the first male screw portion and the second male screw portion are the driving universe. The first connected member and the second connected member are brought close to each other when the joint is rotated in one direction, and the first connected member and the second connected member are moved when rotated in the other direction. They are formed in opposite directions so as to be separated from each other, and are formed at the same pitch.

本発明の第２の観点の駆動機構は、第１被連結部材と、第２被連結部材と、前記第１被連結部材の第１位置と前記第２被連結部材の第２位置とを近接及び離間を規制可能に連結する規制用リンクと、前記第１被連結部材の前記第１位置とは異なる第３位置と前記第２被連結部材の前記第２位置とは異なる第４位置とを連結する駆動用リンクと、を備え、前記駆動用リンクと前記第１被連結部材との第１接続部及び前記駆動用リンクと前記第２被連結部材との第２接続部のうち少なくとも一方には、前記駆動用リンクを一方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を近接させ、他方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を離間させるように、送りねじ機構が構成され、前記駆動用リンクは回転軸周りの全方向へ屈曲又は湾曲可能である。  The drive mechanism according to the second aspect of the present invention is configured such that the first connected member, the second connected member, the first position of the first connected member, and the second position of the second connected member are close to each other. And a regulation link that couples the first and second members to be regulated, a third position that is different from the first position of the first connected member, and a fourth position that is different from the second position of the second connected member. A drive link to be coupled, and at least one of a first connection portion between the drive link and the first connected member and a second connection portion between the drive link and the second connected member. When the drive link is rotated in one direction, the first connected member and the second connected member are brought close to each other, and when the drive link is rotated in the other direction, the first connected member and the second A feed screw mechanism is configured to separate the connected members, and the drive link is It can be bent or curved in all directions around the rotation axis.

好適には、前記送りねじ機構は、前記第１接続部及び前記第２接続部それぞれにおいて構成され、前記第１接続部の送りねじ機構及び前記第２接続部の送りねじ機構は、前記駆動用リンクの一方向への回転に対する送り方向が互いに逆方向、且つ、前記駆動用リンクの回転に対する送り量が互いに同一である。  Preferably, the feed screw mechanism is configured in each of the first connection portion and the second connection portion, and the feed screw mechanism of the first connection portion and the feed screw mechanism of the second connection portion are used for the driving. The feed directions for the rotation of the link in one direction are opposite to each other, and the feed amounts for the rotation of the drive link are the same.

好適には、前記駆動用リンクは、互いに異なる位置に２つ設けられている。  Preferably, the two driving links are provided at different positions.

好適には、前記規制用リンクは、前記駆動用リンクと同一の構成を有する。  Preferably, the restriction link has the same configuration as the drive link.

好適には、前記第１被連結部材、前記規制用リンク及び前記駆動用リンクを含んで一つの関節部が構成され、一の前記関節部の前記第１被連結部材が、隣接する他の前記関節部の第２被連結部材として機能するように連結された複数の前記関節部と、前記一の関節部の前記駆動用リンクの回転を前記隣接する他の関節部の前記駆動用リンクに伝達する伝達部と、を備える。  Preferably, one joint part is configured including the first connected member, the regulating link, and the driving link, and the first connected member of one joint part is adjacent to the other connected part. The rotation of the driving link of the one joint portion and the plurality of joint portions connected so as to function as a second connected member of the joint portion are transmitted to the driving link of the other adjacent joint portion. A transmission unit.

好適には、前記伝達部は、前記一の関節部の前記駆動用リンクと、前記隣接する他の関節部の前記駆動用リンクとを、近接及び離間可能に、且つ、相対回転不可能に連結するリンク連結部材を含む。  Preferably, the transmission portion connects the driving link of the one joint portion and the driving link of the other adjacent joint portion so that they can be brought close to and away from each other and relatively unrotatable. A link connecting member.

好適には、前記第１被連結部材、前記規制用リンク及び前記駆動用リンクを含んで一つの関節部が構成され、一の前記関節部の前記第１被連結部材が、隣接する他の前記関節部の第２被連結部材として機能するように連結された複数の前記関節部と、前記複数の関節部の駆動用リンクを互いに独立に回転駆動する複数の駆動源と、を備える。  Preferably, one joint part is configured including the first connected member, the regulating link, and the driving link, and the first connected member of one joint part is adjacent to the other connected part. A plurality of joints connected so as to function as second connected members of the joints; and a plurality of drive sources that rotate and drive the driving links of the joints independently of each other.

好適には、前記第２被連結部材には、当該第２被連結部材に対して移動可能な可動部材が設けられ、前記規制用リンクは、前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材に回転可能に軸支され、且つ、回転軸周りの全方向へ屈曲又は湾曲可能であり、前記可動部材は、前記規制用リンクの回転により駆動される。  Preferably, the second connected member is provided with a movable member movable with respect to the second connected member, and the restriction link includes the first connected member and the second connected member. And can be bent or curved in all directions around the rotation axis, and the movable member is driven by the rotation of the restriction link.

好適には、前記可動部材は、他の部材と開閉動作可能に前記他の部材に対して所定の回転軸周りに揺動可能に連結されるものであり、前記規制用リンクの回転により開閉駆動される。  Preferably, the movable member is connected to the other member so as to be able to open and close with respect to the other member so as to be swingable around a predetermined rotation axis, and is opened and closed by rotation of the restriction link. Is done.

好適には、前記可動部材は、開閉動作可能な部材を保持するものであり、前記規制用リンクの回転により前記開閉動作可能な部材と共に第２被連結部材に対して回転駆動される。  Preferably, the movable member holds a member that can be opened and closed, and is driven to rotate with respect to the second connected member together with the member that can be opened and closed by the rotation of the restriction link.

好適には、前記第２被連結部材には、当該第２被連結部材に対して移動可能な可動部材が設けられ、前記可動部材は、前記規制用リンクに案内されたワイヤーの張力により駆動される。  Preferably, the second connected member is provided with a movable member movable with respect to the second connected member, and the movable member is driven by the tension of the wire guided by the restriction link. The

本発明の第３の観点の低侵襲外科手術用マニピュレータは、患者の外部から内部へ挿通される中空状軸部材と、前記中空状軸部材の先端に設けられる先端部材と、前記中空状軸部材の第１位置と前記先端部材の第２位置とを近接及び離間を規制可能に連結する規制用リンクと、前記中空状軸部材の前記第１位置とは異なる第３位置と前記先端部材の前記第２位置とは異なる第４位置とを近接又は離間可能に連結する駆動用リンクと、前記中空状軸部材に回転可能に挿通され、前記駆動用リンクを回転可能に前記駆動用リンクに連結される駆動軸と、を備え、前記駆動用リンクと前記第１被連結部材との第１接続部及び前記駆動用リンクと前記第２被連結部材との第２接続部のうち少なくとも一方には、前記駆動用リンクを一方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を近接させ、他方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を離間させるように、送りねじ機構が構成され、前記駆動用リンクは回転軸周りの全方向へ屈曲又は湾曲可能である。  A minimally invasive surgical manipulator according to a third aspect of the present invention includes a hollow shaft member inserted from the outside to the inside of a patient, a tip member provided at a tip of the hollow shaft member, and the hollow shaft member A restricting link for connecting the first position of the tip member and the second position of the tip member so as to be able to restrict proximity and separation, a third position different from the first position of the hollow shaft member, and the tip member A drive link for connecting a fourth position different from the second position so as to be close to or away from each other and a hollow shaft member rotatably inserted therein, and the drive link connected to the drive link rotatably. And at least one of a first connection portion between the drive link and the first connected member and a second connection portion between the drive link and the second connected member, The drive link was rotated in one direction A feed screw mechanism that causes the first connected member and the second connected member to move away from each other when the first connected member and the second connected member are brought close to each other and rotated in the other direction. The driving link can be bent or curved in all directions around the rotation axis.

本発明によれば、連結部に回転を入力して連結部を屈曲又は湾曲させることができる。  According to the present invention, rotation can be input to the connecting portion to bend or curve the connecting portion.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の低侵襲外科手術用の鉗子１の外観を示す斜視図である。鉗子１は、ベース２と、ベース２から延びる軸部３と、軸部３の先端に設けられた作業部４とを備えている。(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of aforceps 1 for minimally invasive surgery according to the first embodiment. Theforceps 1 includes abase 2, ashaft portion 3 extending from thebase 2, and a workingportion 4 provided at the tip of theshaft portion 3.

低侵襲手術の際には、軸部３及び作業部４は患者の体内に挿入され、ベース２は患者の体外に配置される。ベース２において生じた駆動力が軸部３を介して作業部４に伝達され、作業部４が動作することにより、臓器の保持等の各種の作業が行われる。  In the case of minimally invasive surgery, theshaft portion 3 and the workingportion 4 are inserted into the patient's body, and thebase 2 is disposed outside the patient's body. The driving force generated in thebase 2 is transmitted to theworking unit 4 via theshaft portion 3 and theworking unit 4 operates to perform various operations such as organ maintenance.

具体的には、ベース２は、並列に配置された第１屈曲モータ４１Ａ、第２屈曲モータ４１Ｂ、把持モータ４１Ｃ（図１では、把持モータ４１Ｃは第１屈曲モータ４１Ａ及び第２屈曲モータ４１Ｂに隠れて不図示。把持モータ４１Ｃは図８参照。以下、単に「モータ４１」といい、これらを区別しないことがある。）と、これらモータ４１の回転をそれぞれ適宜な減速比又は増速比で変速して伝達する不図示の伝達機構とを備えている。  Specifically, thebase 2 includes afirst bending motor 41A, asecond bending motor 41B, and agripping motor 41C (in FIG. 1, thegripping motor 41C is connected to thefirst bending motor 41A and thesecond bending motor 41B). The grippingmotor 41C is referred to in Fig. 8. Hereinafter, themotor 41C is simply referred to as "the motor 41", which may not be distinguished from each other.) And the rotation of the motor 41 at an appropriate reduction ratio or speed increase ratio, respectively. And a transmission mechanism (not shown) that transmits the gear by shifting.

軸部３は、中空状軸部材４３と、中空状軸部材４３に挿通される３本の駆動軸４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ（図１では点線で模式的に示す。以下、単に「駆動軸４４」といい、これらを区別しないことがある）とを備えている。３本の駆動軸４４Ａ〜４４Ｃは、それぞれ独立にモータ４１Ａ〜４１Ｃによって回転駆動される。駆動軸４４の回転が作業部４に伝達されることにより作業部４は動作する。  Theshaft portion 3 includes ahollow shaft member 43 and threedrive shafts 44A, 44B, and 44C inserted through the hollow shaft member 43 (shown schematically by dotted lines in FIG. 1. Hereinafter, simply referred to as “drive shaft 44”. And may not distinguish between these). The threedrive shafts 44A to 44C are rotationally driven bymotors 41A to 41C independently of each other. The workingunit 4 operates by transmitting the rotation of the drive shaft 44 to the workingunit 4.

図２は、作業部４の外観を示す斜視図である。作業部４は、把持部６と、把持部６と軸部３とを連結するとともに、屈曲により把持部６を軸部３に対して任意の方向へ向ける屈曲部７とを備えている。屈曲部７は、３つの関節部９Ｌ、９Ｍ、９Ｎを連結して構成されている。なお、以下、単に「関節部９」といい、これらを区別しないことがある。  FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the workingunit 4. The workingunit 4 includes agripping portion 6 and a bendingportion 7 that connects thegripping portion 6 and theshaft portion 3 and directs thegripping portion 6 with respect to theshaft portion 3 by bending. Thebent portion 7 is configured by connecting threejoint portions 9L, 9M, and 9N. Hereinafter, it is simply referred to as “joint portion 9”, which may not be distinguished.

図３（ａ）は、関節部９Ｍの外観斜視図であり、図３（ｂ）は、関節部９Ｍの分解斜視図である。なお、後述するように、関節部９Ｌ及び９Ｎの主要な構成は関節部９Ｍと同様であるから、図３の説明において付加記号Ｍは省略する。  FIG. 3A is an external perspective view of thejoint portion 9M, and FIG. 3B is an exploded perspective view of thejoint portion 9M. As will be described later, since the main components of thejoint portions 9L and 9N are the same as those of thejoint portion 9M, the additional symbol M is omitted in the description of FIG.

関節部９は、ユニバーサルジョイント１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを備えている。なお、以下では、単に、「ユニバーサルジョイント１１」といい、これらを区別しないことがある。ユニバーサルジョイント１１は、第１軸１１ａと第２軸１１ｂとを備え、第１軸１１ａと第２軸１１ｂとは、軸周りの任意の方向に、所定の角度範囲内で任意の角度を成し得るように連結されている。  Thejoint portion 9 includesuniversal joints 11A, 11B, and 11C. In the following, it is simply referred to as “universal joint 11”, and these may not be distinguished. The universal joint 11 includes a first shaft 11a and a second shaft 11b, and the first shaft 11a and the second shaft 11b form an arbitrary angle within a predetermined angle range in an arbitrary direction around the axis. Linked to get.

関節部９は、ユニバーサルジョイント１１Ａ、１１Ｂに対して同軸状に、第１ねじ１２Ａ、１２Ｂ、スプライン中空部材１３Ａ、１３Ｂ、第２ねじ１４Ａ、１４Ｂを備えている。なお、以下では、ユニバーサルジョイント１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ対応することを示すＡ、Ｂの付加記号を省略することがある。  Thejoint portion 9 includesfirst screws 12A and 12B, splinehollow members 13A and 13B, andsecond screws 14A and 14B coaxially with theuniversal joints 11A and 11B. In the following description, additional symbols A and B indicating that the joints correspond to theuniversal joints 11A and 11B, respectively, may be omitted.

第１ねじ１２は、ユニバーサルジョイント１１の第２軸１１ｂに形成された孔部に、雄ねじ部１２ａの先端が挿通されている。第１ねじ１２の雄ねじ部１２ａの先端は回転不可能かつ軸方向に移動不可能に第２軸１１ｂに対して固定されている。例えば、第２軸１１ｂに圧入されることにより固定され、あるいは、接着剤や半田により固定されている。  As for the1st screw 12, the front-end | tip of the external thread part 12a is penetrated by the hole formed in the 2nd axis | shaft 11b of the universal joint 11. As shown in FIG. The tip of the male screw portion 12a of thefirst screw 12 is fixed to the second shaft 11b so as not to rotate and to move in the axial direction. For example, it is fixed by being press-fitted into the second shaft 11b, or is fixed by an adhesive or solder.

スプライン中空部材１３は概ね筒状に形成されており、孔部１３ａを有している。孔部１３ａは、第１ねじ１２のボルト頭１２ｂ及び第２ねじ１４のボルト頭１４ｂと嵌合する形状である。換言すれば、スプライン中空部材１３にはキー溝が形成されている。従って、第１ねじ１２及び第２ねじ１４は、ボルト頭１２ｂ、１４ｂがスプライン中空部材１３の孔部１３ａに挿通されることにより、互いに軸方向に近接及び離間可能、かつ、相対回転不可能に連結される。なお、ボルト頭１２ｂ、１４ｂ、孔部１３ａの断面形状は、例えば六角形である。  The splinehollow member 13 is generally formed in a cylindrical shape and has a hole 13a. The hole 13 a has a shape that fits with thebolt head 12 b of thefirst screw 12 and thebolt head 14 b of thesecond screw 14. In other words, a key groove is formed in the splinehollow member 13. Therefore, thefirst screw 12 and thesecond screw 14 can be close to and separated from each other in the axial direction by the bolt heads 12b and 14b being inserted into the hole 13a of the splinehollow member 13, and are not relatively rotatable. Connected. The cross-sectional shapes of the bolt heads 12b and 14b and the hole 13a are, for example, hexagons.

第２ねじ１４は、隣接する他の関節部９のユニバーサルジョイント１１の第１軸１１ａに形成された孔部に、雄ねじ部１４ａの先端が挿通されている。第２ねじ１４の雄ねじ部１４ａの先端は回転不可能かつ軸方向に移動不可能に第１軸１１ａに対して固定されている。例えば、第１軸１１ａに圧入されることにより固定され、あるいは、接着剤や半田により固定されている。  As for the2nd screw 14, the front-end | tip of the external thread part 14a is penetrated by the hole formed in the 1st axis | shaft 11a of the universal joint 11 of the other adjacentjoint part 9. FIG. The tip of the male screw portion 14a of thesecond screw 14 is fixed with respect to the first shaft 11a so that it cannot rotate and cannot move in the axial direction. For example, it is fixed by being press-fitted into the first shaft 11a, or is fixed by an adhesive or solder.

なお、以下では、第２ねじ１４、ユニバーサルジョイント１１及び第１ねじ１２を互いに固定した部材を、屈曲リンク２１（図４参照）ということがある。  In the following, a member in which thesecond screw 14, the universal joint 11, and thefirst screw 12 are fixed to each other may be referred to as a bending link 21 (see FIG. 4).

第１ねじ１２と第２ねじ１４とは、同一径、同一長さであり、また、雄ねじ部１２ａと雄ねじ部１４ａとは同一径、同一長さ、同一ピッチである。ただし、雄ねじ部１２ａ、雄ねじ部１４ａの方向は逆方向である（例えば第１ねじ１２が右ねじであれば第２ねじ１２は左ねじ）。すなわち、第１ねじ１２と第２ねじ１４とは、雄ねじの切られる方向以外は同一である。  Thefirst screw 12 and thesecond screw 14 have the same diameter and the same length, and the male screw portion 12a and the male screw portion 14a have the same diameter, the same length, and the same pitch. However, the directions of the male screw portion 12a and the male screw portion 14a are opposite (for example, if thefirst screw 12 is a right screw, thesecond screw 12 is a left screw). That is, thefirst screw 12 and thesecond screw 14 are the same except in the direction in which the male screw is cut.

第１ねじ１２の雄ねじ部１２ａには、ユニバーサルジョイント１１の第２軸１１ｂと第１ねじ１２のボルト頭１２ｂとの間において、第１プレート１６の雌ねじ部１６ａが螺合している。換言すれば、第１ねじ１２及び第１プレート１６は、第１ねじ１２の回転により第１プレート１６を軸方向に送る送りねじ機構を構成している。  A female screw portion 16 a of thefirst plate 16 is screwed into the male screw portion 12 a of thefirst screw 12 between the second shaft 11 b of the universal joint 11 and thebolt head 12 b of thefirst screw 12. In other words, thefirst screw 12 and thefirst plate 16 constitute a feed screw mechanism that sends thefirst plate 16 in the axial direction by the rotation of thefirst screw 12.

また、第２ねじ１４の雄ねじ部１４ａには、隣接する他のユニバーサルジョイント１１の第１軸１１ａと第２ねじ１４のボルト頭１４ｂとの間において、第２プレート１７の雌ねじ部１７ａが螺合している。換言すれば、第２ねじ１４及び第２プレート１７は、第２ねじ１４の回転により第２プレート１７を軸方向に送る送りねじ機構を構成している。  The female screw portion 14a of thesecond plate 17 is screwed into the male screw portion 14a of thesecond screw 14 between the first shaft 11a of another adjacent universal joint 11 and thebolt head 14b of thesecond screw 14. is doing. In other words, thesecond screw 14 and thesecond plate 17 constitute a feed screw mechanism that sends thesecond plate 17 in the axial direction by the rotation of thesecond screw 14.

第１プレート１６と第２プレート１７との間には、第１プレート１６と第２プレート１７とを互いに固定する固定部材１５が配置される。固定部材１５は、例えば適宜な断面の柱状に形成されており、一方の端面に第１プレート１６が、他方の端面に第２プレート１７が当接し、第１プレート１６及び第２プレート１７に挿通された不図示のねじが固定部材１５の端面に形成された雌ねじ部に螺合されることにより、第１プレート１６及び第２プレート１７を互いに固定する。  A fixingmember 15 that fixes thefirst plate 16 and thesecond plate 17 to each other is disposed between thefirst plate 16 and thesecond plate 17. The fixingmember 15 is formed, for example, in a columnar shape having an appropriate cross section. Thefirst plate 16 abuts on one end surface, thesecond plate 17 abuts on the other end surface, and is inserted into thefirst plate 16 and thesecond plate 17. Thefirst screw 16 and thesecond plate 17 are fixed to each other by screwing a not-shown screw into a female screw portion formed on the end face of the fixingmember 15.

なお、以下では、第１プレート１６、第２プレート１７、固定部材１５を互いに固定した部材を、被連結部材２３ということがある。  In the following, a member in which thefirst plate 16, thesecond plate 17, and the fixingmember 15 are fixed to each other may be referred to as aconnected member 23.

固定部材１５は、スプライン中空部材１３等が挿通される半円状の凹部を有している。また、第１プレート１６及び第２プレート１７の互いに対向する面には、スプライン中空部材１３が挿通される軸受孔が雌ねじ部１６ａ、１７ａと同心円状に形成されている。スプライン中空部材１３は、固定部材１５の凹部、第１プレート１６及び第２プレート１７の軸受孔により軸支されている。  The fixingmember 15 has a semicircular recess into which the splinehollow member 13 and the like are inserted. Further, bearing holes through which the splinehollow member 13 is inserted are formed concentrically with the female screw portions 16a and 17a on the mutually opposing surfaces of thefirst plate 16 and thesecond plate 17. The splinehollow member 13 is pivotally supported by the concave portion of the fixingmember 15 and the bearing holes of thefirst plate 16 and thesecond plate 17.

関節部９は、ユニバーサルジョイント１１Ｃに対して同軸状に、固定軸１８を備えている。固定軸１８は、例えば、スプライン中空部材１３と同径の大径部１８ａと、大径部１８ａから両側に延び、大径部１８ａよりも小径な第１小径部１８ｂ、第２小径部１８ｃとを備えている。  Thejoint portion 9 includes a fixedshaft 18 coaxially with the universal joint 11C. The fixedshaft 18 includes, for example, a large-diameter portion 18a having the same diameter as the splinehollow member 13, a first small-diameter portion 18b and a second small-diameter portion 18c extending from the large-diameter portion 18a to both sides and having a smaller diameter than the large-diameter portion 18a. It has.

第１小径部１８ｂは、例えば第１ねじ１２と同等の径であり、ワッシャー１９に挿通されてから、ユニバーサルジョイント１１Ｃの第２軸１１ｂに形成された孔部に挿通され、回転不可能かつ軸方向に移動不可能に第２軸１１ｂに対して固定されている。例えば、第２軸１１ｂに圧入されることにより固定され、あるいは、接着剤や半田により固定されている。  The firstsmall diameter portion 18b has, for example, the same diameter as thefirst screw 12, is inserted through the washer 19, and is then inserted into the hole formed in the second shaft 11b of the universal joint 11C. The second shaft 11b is fixed so as not to move in the direction. For example, it is fixed by being press-fitted into the second shaft 11b, or is fixed by an adhesive or solder.

第２小径部１８ｃは、例えば第２ねじ１４と同等の径であり、不図示のワッシャーに挿通されてから、隣接する他の関節部９のユニバーサルジョイント１１Ｃの第１軸１１ａに形成された孔部に挿通され、回転不可能かつ軸方向に移動不可能に第１軸１１ａに対して固定されている。例えば、第１軸１１ａに圧入されることにより固定され、あるいは、接着剤や半田により固定されている。  The secondsmall diameter portion 18c has a diameter equivalent to that of thesecond screw 14, for example, and is inserted through a washer (not shown) and then formed in the first shaft 11a of the universal joint 11C of the otherjoint portion 9 adjacent thereto. It is fixed to the first shaft 11a so as not to rotate and move in the axial direction. For example, it is fixed by being press-fitted into the first shaft 11a, or is fixed by an adhesive or solder.

なお、以下では、固定軸１８の第２小径部１８ｃ、ユニバーサルジョイント１１Ｃ及び固定軸１８の第１小径部１８ｂを互いに固定した部分を、把持リンク２２（図４参照）ということがある。  Hereinafter, the portion where the secondsmall diameter portion 18c of the fixedshaft 18, the universal joint 11C, and the firstsmall diameter portion 18b of the fixedshaft 18 are fixed to each other may be referred to as a grip link 22 (see FIG. 4).

第１プレート１６の２つの雌ねじ部１６ａと、第１小径部１８ｂを軸支する孔部とは、例えば正三角形を形成するように配置されている。第２プレート１７の２つの雌ねじ部１７ａ及び第２小径部１８ｃを軸支する孔部も同様である。すなわち、２つの屈曲リンク２１、把持リンク２２は、均等な位置に配置されている。  The two female screw portions 16a of thefirst plate 16 and the hole portion that pivotally supports the firstsmall diameter portion 18b are arranged so as to form an equilateral triangle, for example. The same applies to the holes that pivotally support the two female screw portions 17a and the secondsmall diameter portion 18c of thesecond plate 17. That is, the twobent links 21 and the grip links 22 are arranged at equal positions.

図２に示すように、関節部９Ｌは、図３に示した関節部９の構成要素を全て備えている。ただし、関節部９Ｌのユニバーサルジョイント１１Ａ及び１１Ｂには、把持部６の把持プレート２５に形成された雌ねじ部に螺合する第２ねじ１４が挿通されて固定されている。また、関節部９Ｌのユニバーサルジョイント１１Ｃには、把持プレート２５に回転可能かつ軸方向に移動不可能に軸支された把持駆動軸２６が挿通されて固定されている。  As shown in FIG. 2, thejoint portion 9L includes all the components of thejoint portion 9 shown in FIG. However, the2nd screw 14 screwed in the internal thread part formed in the holdingplate 25 of the holdingpart 6 is penetrated and fixed to theuniversal joints 11A and 11B of thejoint part 9L. Further, agrip driving shaft 26 that is rotatably supported by thegrip plate 25 and is not movable in the axial direction is inserted and fixed to the universal joint 11C of thejoint portion 9L.

関節部９Ｎは、図３に示した関節部９の構成要素のうち、ユニバーサルジョイント１１と、第１ねじ１２と、スプライン中空部材１３（図２では不図示）と、第１プレート１６とを備えている。第１プレート１６は、中空状軸部材４３の先端に設けられている。関節部９Ｎのユニバーサルジョイント１１Ａ及び１１Ｂに対応する２つのスプライン中空部材１３Ａ、１３Ｂは、それぞれ駆動軸４４Ａ、４４Ｂ（図１参照）に対して固定されており、駆動軸４４Ａ、４４Ｂの回転によりそれぞれ駆動される。関節部９Ｎのユニバーサルジョイント１１Ｃには、関節部９Ｎの第１プレート１６に軸支された軸部材４６が挿通されて固定されている。軸部材４６は、駆動軸４４Ｃに対して固定されており、駆動軸４４Ｃの回転により駆動される。  Thejoint portion 9N includes a universal joint 11, afirst screw 12, a spline hollow member 13 (not shown in FIG. 2), and afirst plate 16 among the components of thejoint portion 9 shown in FIG. ing. Thefirst plate 16 is provided at the tip of thehollow shaft member 43. The two splinehollow members 13A and 13B corresponding to theuniversal joints 11A and 11B of thejoint portion 9N are fixed to thedrive shafts 44A and 44B (see FIG. 1), respectively, and are respectively rotated by the rotation of thedrive shafts 44A and 44B. Driven. Ashaft member 46 pivotally supported by thefirst plate 16 of thejoint portion 9N is inserted and fixed to the universal joint 11C of thejoint portion 9N. Theshaft member 46 is fixed to thedrive shaft 44C and is driven by the rotation of thedrive shaft 44C.

なお、図３においては、ユニバーサルジョイント１１から、第１ねじ１２、スプライン中空部材１３を経由して、第２ねじ１４までを１関節部として定義して説明した。しかし、図３では、図示の都合上、固定軸１８の長さ相当を含むように１関節部を定義したに過ぎず、同一の部品の組が繰り返し連続する屈曲部７において、いずれの部品からいずれの部品までを１関節部として定義するかは適宜になし得る。例えば、第２ねじ１４から、ユニバーサルジョイント１１、第１ねじ１２を経由して、スプライン中空部材１３までを、換言すれば、屈曲リンク２１からスプライン中空部材１３までを１関節部として定義することもできる。本実施形態では、基本的に、図３に示した範囲を１関節部として説明するが、便宜的に、一の関節部９の第２ねじ１４と、他の関節部９のユニバーサルジョイント１１及び第１ねじ１２とにより構成される屈曲リンク２１を、前記他の関節部９（ユニバーサルジョイント１１を含む関節部９）の屈曲リンク２１として説明することがある。  In FIG. 3, the description has been made by defining from the universal joint 11 to thesecond screw 14 via thefirst screw 12 and the splinehollow member 13 as one joint portion. However, in FIG. 3, for the convenience of illustration, only one joint portion is defined so as to include the length equivalent to the fixedshaft 18. Which part is defined as one joint part can be appropriately determined. For example, from thesecond screw 14 through the universal joint 11 and thefirst screw 12 to the splinehollow member 13, in other words, from thebent link 21 to the splinehollow member 13 may be defined as one joint portion. it can. In the present embodiment, the range shown in FIG. 3 is basically described as one joint part, but for convenience, thesecond screw 14 of onejoint part 9 and the universal joint 11 of the otherjoint part 9 and The bendinglink 21 constituted by thefirst screw 12 may be described as the bendinglink 21 of the other joint portion 9 (thejoint portion 9 including the universal joint 11).

図４は、関節部９の動作を説明する図であり、ユニバーサルジョイント１１Ａと１１Ｂとが重なる方向に関節部９を見た側面図である。図４（ａ）は関節部９が真直ぐになる中立状態を、図４（ｂ）は関節部９が最大屈曲角度σ_maxまで曲がっている屈曲状態を示している。なお、図４では、ワッシャー１９を省略して示している。FIG. 4 is a side view illustrating the operation of thejoint portion 9 and is a side view of thejoint portion 9 in the direction in which theuniversal joints 11A and 11B overlap. FIG. 4A shows a neutral state where thejoint portion 9 is straight, and FIG. 4B shows a bent state where thejoint portion 9 is bent to the maximum bending angle σ_max . In FIG. 4, the washer 19 is omitted.

図４（ａ）に示すように、中立状態では、ユニバーサルジョイント１１Ａ〜１１Ｃは真直ぐになっており、また、第１プレート１６と第２プレート１７とは平行である。第１ねじ１２の第１プレート１６に対する位置及び第２ねじ１４の第２プレート１７に対する位置は、ユニバーサルジョイント１１Ａ〜１１Ｃの第１軸１１ａと第２軸１１ｂとの交点を含む平面（直線Ｌｃで示す）が、真直ぐな状態のユニバーサルジョイント１１Ａ〜１１Ｃに直交するとともに、第１プレート１６と第２プレート１７との中間位置に位置するように、設定されている。  As shown in FIG. 4A, in the neutral state, theuniversal joints 11A to 11C are straight, and thefirst plate 16 and thesecond plate 17 are parallel to each other. The position of thefirst screw 12 with respect to thefirst plate 16 and the position of thesecond screw 14 with respect to thesecond plate 17 are planes (in a straight line Lc) including the intersections of the first shaft 11a and the second shaft 11b of theuniversal joints 11A to 11C. Is set to be orthogonal to the universal joints 11 </ b> A to 11 </ b> C in a straight state and positioned at an intermediate position between thefirst plate 16 and thesecond plate 17.

図４（ａ）の中立状態から、ユニバーサルジョイント１１Ａ及び１１Ｂを一方向へ回転させると、第１ねじ１２と第２ねじ１４とは雄ねじが互いに逆方向に形成されていることから、図４（ｂ）に示すように、第１プレート１６と第２プレート１７とは、ユニバーサルジョイント１１Ａ及び１１Ｂの位置において近接する。一方、ユニバーサルジョイント１１Ｃの位置では、第１プレート１６と第２プレート１７とは、互いの近接及び離間が規制されている。従って、関節部９は、ユニバーサルジョイント１１Ａ及び１１Ｂ側（図４の右側）へ屈曲することになる。  When theuniversal joints 11A and 11B are rotated in one direction from the neutral state of FIG. 4A, thefirst screw 12 and thesecond screw 14 are formed in opposite directions to each other. As shown in b), thefirst plate 16 and thesecond plate 17 are close to each other at the positions of theuniversal joints 11A and 11B. On the other hand, at the position of theuniversal joint 11C, the proximity and separation of thefirst plate 16 and thesecond plate 17 are restricted. Accordingly, thejoint portion 9 is bent toward theuniversal joints 11A and 11B (the right side in FIG. 4).

この際、第１ねじ１２と、第２ねじ１４とは、同一ピッチで雄ねじが形成されており、屈曲リンク２１の回転に対する送り量が同一であることから、屈曲に応じて直線Ｌｃは屈曲角σを２分割するように移動する。すなわち、ユニバーサルジョイント１１Ａ〜１１Ｃは、屈曲後も第１軸１１ａ同士及び第２軸１１ｂ同士が互いに平行に保たれる。なお、第１ねじ１２及び第２ねじ１４の送り量が同一でない場合には、ユニバーサルジョイント１１Ａ〜１１Ｃは、第１軸１１ａ同士及び第２軸１１ｂ同士が互いに平行に保たれないことから、第１ねじ１２及び第２ねじ１４と、第１プレート１６及び第２プレート１７との嵌合ガタによって生じる傾斜量しか屈曲できない。  At this time, thefirst screw 12 and thesecond screw 14 are formed with male threads at the same pitch, and the feed amount with respect to the rotation of the bendinglink 21 is the same. Move so that σ is divided into two. That is, in theuniversal joints 11A to 11C, the first shafts 11a and the second shafts 11b are kept parallel to each other even after being bent. If the feed amounts of thefirst screw 12 and thesecond screw 14 are not the same, theuniversal joints 11A to 11C have the first shafts 11a and the second shafts 11b not kept parallel to each other. Only the amount of inclination generated by the backlash between thefirst screw 12 and thesecond screw 14 and thefirst plate 16 and thesecond plate 17 can be bent.

図示は省略するが、図４（ａ）の中立状態から、ユニバーサルジョイント１１Ａ及び１１Ｂを他方向へ回転させた場合には、第１プレート１６と第２プレート１７とは、ユニバーサルジョイント１１Ａ及び１１Ｂの位置において離間し、関節部９は図４（ｂ）とは反対側へ屈曲する。また、ユニバーサルジョイント１１Ａの回転量と、ユニバーサルジョイント１１Ｂの回転量とを互いに異ならせれば、関節部９はユニバーサルジョイント１１Ａ寄り、又は、ユニバーサルジョイント１１Ｂ寄りに屈曲する。すなわち、関節部９は、ユニバーサルジョイント１１周りの全方向へ屈曲可能である。  Although illustration is omitted, when theuniversal joints 11A and 11B are rotated in the other direction from the neutral state in FIG. 4A, thefirst plate 16 and thesecond plate 17 are connected to theuniversal joints 11A and 11B. Thejoints 9 are separated at the positions, and thejoint portion 9 bends to the opposite side to FIG. Further, if the rotation amount of the universal joint 11A and the rotation amount of the universal joint 11B are different from each other, thejoint portion 9 bends toward the universal joint 11A or toward the universal joint 11B. That is, thejoint portion 9 can be bent in all directions around the universal joint 11.

関節部９の最大屈曲角度σ_maxは、ユニバーサルジョイント１１の最大屈曲角度により規定される。また、図４（ｂ）においてユニバーサルジョイント１１Ａが第１プレート１６や第２プレート１７に当接し、第１ねじ１２及び第２ねじ１４の送りが規制されていることからも理解されるように、第１ねじ１２及び第２ねじ１４の第１プレート１６や第２プレート１７に対する可動範囲によっても規定される。従って、関節部９の最大屈曲角度σ_maxを大きくするためには、第１ねじ１２及び第２ねじ１４の可動範囲を、ユニバーサルジョイント１１の最大屈曲角度相当に設定しておくことが望ましい。なお、第１ねじ１２及び第２ねじ１４の可動範囲は、第１ねじ１２の雄ねじ部１２ａ及び第２ねじ１４の雄ねじ部１４ａのユニバーサルジョイント１１から突出する長さ、図４（ａ）に示す中立位置における第１ねじ１２及び第２ねじ１４の第１プレート１６及び第２プレート１７に対する螺合位置等により決定される。The maximum bending angle σ_max of thejoint portion 9 is defined by the maximum bending angle of the universal joint 11. 4B, the universal joint 11A abuts on thefirst plate 16 and thesecond plate 17, and the feed of thefirst screw 12 and thesecond screw 14 is restricted. It is also defined by the movable range of thefirst screw 12 and thesecond screw 14 with respect to thefirst plate 16 and thesecond plate 17. Therefore, in order to increase the maximum bending angle σ_max of thejoint portion 9, it is desirable to set the movable range of thefirst screw 12 and thesecond screw 14 to be equivalent to the maximum bending angle of the universal joint 11. In addition, the movable range of the1st screw 12 and the2nd screw 14 is the length which protrudes from the universal joint 11 of the external thread part 12a of the1st screw 12, and the external thread part 14a of the2nd screw 14, and is shown to Fig.4 (a). The position is determined by the screwing position of thefirst screw 12 and thesecond screw 14 with respect to thefirst plate 16 and thesecond plate 17 in the neutral position.

図５は、屈曲部７全体の動作を説明する図である。駆動軸４４Ａ（図５では不図示）の回転は、図２〜図４においても示したように、第１ねじ１２Ａ、ユニバーサルジョイント１１Ａ、第２ねじ１４、スプライン中空部材１３、再び第１ねじ１２Ａ、ユニバーサルジョイント１１Ａ、…の順で伝達されていくことにより、関節部９Ｎから関節部９Ｌまで順次伝達される。駆動軸４４Ｂの回転も同様である。従って、関節部９Ｌ〜９Ｎは、互いに同一の方向へ同一の屈曲角度で屈曲する。そして、エンドエフェクタである把持部６は、軸部３に対して、関節部９Ｌ〜９Ｎの屈曲角度の総和に相当する角度だけ向きを変えつつ揺動する。  FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the entirebent portion 7. As shown in FIGS. 2 to 4, the rotation of thedrive shaft 44A (not shown in FIG. 5) causes thefirst screw 12A, the universal joint 11A, thesecond screw 14, the splinehollow member 13, and thefirst screw 12A again. ,Universal joints 11A,... Are transmitted in order from joint 9N to joint 9L. The same applies to the rotation of thedrive shaft 44B. Therefore, thejoint portions 9L to 9N bend in the same direction at the same bending angle. Then, the grippingportion 6 that is an end effector swings with respect to theshaft portion 3 while changing its direction by an angle corresponding to the total bending angle of thejoint portions 9L to 9N.

なお、屈曲部７全体の屈曲角度θは、以下のようになる。図４に示すように関節部９を見たとき、リンク間が最も離れている距離をｘ、第１ねじ１２又は第２ねじ１４の送り量をｙとすると、各関節部９の屈曲角度σは、
σ＝２tan^-1（ｙ／ｘ） …（１）
となる。In addition, the bending angle θ of theentire bending portion 7 is as follows. As shown in FIG. 4, when viewing thejoint portion 9, if the distance between the links is x and the feed amount of thefirst screw 12 or thesecond screw 14 is y, the bending angle σ of eachjoint portion 9 Is
σ = 2 tan⁻¹ (y / x) (1)
It becomes.

従って、屈曲部７全体の屈曲角度θは、屈曲部７の関節部９の数をＮとすると、
θ＝σ×Ｎ …（２）
となる。Accordingly, the bending angle θ of theentire bending portion 7 is N, where N is the number ofjoint portions 9 of the bendingportion 7.
θ = σ × N (2)
It becomes.

一例として、３つの関節部９を有する屈曲部７において、最大屈曲角度θ_max＝９０°とするためには、関節部９の最大屈曲角度σ_max＝３０°である必要がある。図４の紙面上方側から見て、２つの屈曲リンク２１及び把持リンク２２を直径６ｍｍの円状に１２０°刻みで配置した場合、２つの屈曲リンク２１及び把持リンク２２がなす正三角形の一辺の距離は５．２ｍｍ、頂点から対面の辺までの距離は４．５ｍｍである。（１）式にσ_max＝３０°、ｘ_max＝５．２ｍｍを代入すると、ｙ_maxは約１．４ｍｍとなる。すなわち、第１ねじ１２（第２ねじ１４）が第１プレート１６（第２プレート１７）に対して１．４ｍｍ移動したとき、３つの関節部９からなる屈曲部７の最大屈曲角度θ_maxは９０°となる。As an example, in the bendingportion 7 having the threejoint portions 9, in order to set the maximum bending angle θ_max = 90 °, the maximum bending angle σ_max of thejoint portion 9 needs to be 30 °. When the twobent links 21 and the grip links 22 are arranged in a circle having a diameter of 6 mm in increments of 120 ° as viewed from the upper side of the sheet of FIG. 4, one side of an equilateral triangle formed by the twobend links 21 and the grip links 22 The distance is 5.2 mm, and the distance from the apex to the facing side is 4.5 mm. Substituting σ_max = 30 ° and x_max = 5.2 mm into equation (1) yields y_max of about 1.4 mm. That is, when the first screw 12 (second screw 14) is moved by 1.4 mm with respect to the first plate 16 (second plate 17), the maximum bending angle θ_max of the bendingportion 7 including the threejoint portions 9 is 90 °.

以下では、鉗子１の屈曲部７の任意の屈曲状態における屈曲角度θと屈曲方向φから、屈曲リンク２１の回転量を求める逆運動学について述べる。  Hereinafter, the inverse kinematics for obtaining the amount of rotation of the bendinglink 21 from the bending angle θ and the bending direction φ in an arbitrary bending state of the bendingportion 7 of theforceps 1 will be described.

図６は、屈曲部７における座標系の定義を示している。把持部６の把持プレート２５（図２も参照）には、関節部９Ｌの屈曲リンク２１が螺合する雌ねじ部２５ａ、２５ｂが設けられるとともに、把持駆動軸２６を軸支する軸受孔２５ｃが設けられている。雌ねじ部２５ａ、２５ｂ、軸受孔２５ｃは例えば正三角形を成す。座標系の原点Ｏは把持プレート２５の中央（雌ねじ部２５ａ、２５ｂ、軸受孔２５ｃの中央）とする。屈曲部７の屈曲方向φは、中立状態の屈曲部７の軸線方向に平行な軸Ｚ１回りに、原点Ｏから軸受孔２５ｃ方向へ延びる軸Ｘ１の位置を基準として定義する。屈曲部７の屈曲角度θは、軸Ｚ１から屈曲方向φへの傾斜角により定義する。  FIG. 6 shows the definition of the coordinate system in thebent portion 7. The grip plate 25 (see also FIG. 2) of thegrip portion 6 is provided withfemale screw portions 25a and 25b into which thebending link 21 of thejoint portion 9L is screwed, and abearing hole 25c for supporting thegrip drive shaft 26. It has been. Thefemale screw portions 25a and 25b and thebearing hole 25c form, for example, an equilateral triangle. The origin O of the coordinate system is the center of the gripping plate 25 (the center of thefemale thread portions 25a and 25b and thebearing hole 25c). The bending direction φ of thebent portion 7 is defined with reference to the position of the axis X1 extending from the origin O toward thebearing hole 25c around the axis Z1 parallel to the axial direction of thebent portion 7 in the neutral state. The bending angle θ of the bendingportion 7 is defined by an inclination angle from the axis Z1 to the bending direction φ.

雌ねじ部２５ａ、２５ｂに螺合する第２ねじ１４や各関節部９の第１ねじ１２及び第１ねじ１４のピッチをｐ、屈曲角度θのときの最大移動距離をｙ_θmaxとすると、屈曲角度θのときの最大回転量δは、
δ＝ｙ_θmax／ｐ …（３）
となる。Assuming that the pitch of thesecond screw 14 and thefirst screw 12 and thefirst screw 14 of eachjoint portion 9 to be screwed into thefemale screw portions 25a and 25b is p and the maximum moving distance at the bending angle θ is y_θmax , the bending angle The maximum rotation amount δ when θ is
_{δ = y θmax / p ... (} 3)
It becomes.

（１）式及び（２）式より、最大移動距離をｙ_θmaxは、
ｙ_θmax＝ｘ_maxtan（σ／２）＝ｘ_maxtan（θ／２／Ｎ） …（４）
となる。From equation (1) and equation (2), the maximum travel distance y_θmax is
y_θmax = x_max tan (σ / 2) = x_max tan (θ / 2 / N) (4)
It becomes.

２つの屈曲リンク２１の回転量はそれぞれ、
α＝δcos（φ−３０°） …（５）
β＝δcos（φ＋３０°） …（６）
となる。従って、屈曲角度θと屈曲方向φが決まれば、屈曲リンク２１の回転量α、βが求まる。The amount of rotation of the twobent links 21 is respectively
α = δcos (φ-30 °) (5)
β = δcos (φ + 30 °) (6)
It becomes. Therefore, if the bending angle θ and the bending direction φ are determined, the rotation amounts α and β of the bendinglink 21 can be obtained.

図７は、把持部６の構成を示す透視図であり、図７（ａ）は把持部６の閉状態を、図７（ｂ）は把持部６の開状態を示している。  FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of thegripping part 6, FIG. 7A shows the closed state of thegripping part 6, and FIG. 7B shows the open state of thegripping part 6.

把持部６は、第１把持片２８及び第２把持片２９を備えている。第１把持片２８及び第２把持片２９は、軸部材３０が挿通されることにより、軸部材３０を回転軸として回動可能に連結されている。  Thegrip portion 6 includes afirst grip piece 28 and asecond grip piece 29. The firstgripping piece 28 and the secondgripping piece 29 are connected so as to be rotatable about theshaft member 30 as a rotation axis by inserting theshaft member 30.

第１把持片２８及び第２把持片２９は、スライダ・リンク機構により開閉方向に駆動される。具体的には、第１把持片２８及び第２把持片２９のうち、軸部材３０よりも把持プレート２５側の部分には、スリットがそれぞれ形成されている（第２把持片２９のスリット２９ａのみ図示）。スリットは、把持プレート２５側ほど内側（第１把持片２８では図７の紙面下方側、第２把持片２９では図７の紙面上方側）へ位置するように、第１把持片２８、第２把持片２９の長手方向に対してそれぞれ傾斜している。スリットには、リンク部材３１に設けられた摺動軸３１ａが挿入されている。従って、リンク部材３１が軸方向（図７の紙面左右方向）に移動することにより、摺動軸３１ａがスリット内を摺動し、第１把持片２８及び第２把持片２９は開閉する。  Thefirst grip piece 28 and thesecond grip piece 29 are driven in the opening / closing direction by a slider / link mechanism. Specifically, a slit is formed in each of thefirst grip piece 28 and thesecond grip piece 29 on thegrip plate 25 side of the shaft member 30 (only theslit 29a of the second grip piece 29). (Illustrated). Thefirst grip piece 28 and the second slit are positioned so that the slit is located on the inner side (the lower side of the drawing surface of FIG. 7 for thefirst holding piece 28 and the upper side of the drawing surface of FIG. 7 for the second holding piece 29). Each of thegrip pieces 29 is inclined with respect to the longitudinal direction. A sliding shaft 31 a provided on thelink member 31 is inserted into the slit. Therefore, when thelink member 31 moves in the axial direction (left and right direction in FIG. 7), the sliding shaft 31a slides in the slit, and the firstgripping piece 28 and the secondgripping piece 29 open and close.

リンク部材３１は、把持駆動軸２６の回転運動が送りねじ機構により並進運動に変換されてリンク部材３１に伝達されることにより駆動される。具体的には、リンク部材３１に対して固定され、雌ねじ部が形成された雌ねじ部材３２と、把持駆動軸２６に対して同軸状に固定され、雌ねじ部材３２に螺合する送りねじ３３とにより、送りねじ機構が構成されている。  Thelink member 31 is driven by the rotational motion of thegrip drive shaft 26 being converted into translational motion by the feed screw mechanism and transmitted to thelink member 31. Specifically, afemale screw member 32 fixed to thelink member 31 and formed with a female screw portion, and afeed screw 33 fixed coaxially to thegripping drive shaft 26 and screwed into thefemale screw member 32. A feed screw mechanism is configured.

なお、把持駆動軸２６は、駆動軸４４Ｃ（図１参照）の回転が、軸部材４６（図２参照）、ユニバーサルジョイント１１Ｃ、固定軸１８（図３参照）、再びユニバーサルジョイント１１Ｃ、…の順で、関節部９Ｎから関節部９Ｌまで伝達されることにより、駆動される。  In thegripping drive shaft 26, the rotation of thedrive shaft 44C (see FIG. 1) is performed in the order of the shaft member 46 (see FIG. 2), theuniversal joint 11C, the fixed shaft 18 (see FIG. 3), theuniversal joint 11C again. Thus, it is driven by being transmitted from thejoint portion 9N to thejoint portion 9L.

図８は、鉗子１を含む手術システム５１の信号処理系の構成を示すブロック図である。ただし、各種信号に付したαやβ等の記号は、信号の含む情報を概念的に説明するために付したものであり、各要素から入出力される信号を正確に示したものではない。  FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the signal processing system of thesurgical system 51 including theforceps 1. However, symbols such as α and β attached to various signals are used for conceptual description of information included in the signals, and do not accurately indicate signals input / output from each element.

手術システム５１は、鉗子１の動作を制御するための操作装置５２を備えている。操作装置５２は鉗子１と電気的に接続されている。例えば、操作装置５２は、基台を備え、その基台に鉗子１のベース２が固定されるなど、鉗子１と一体的に構成されて鉗子１と接続されている。あるいは、操作装置５２は、操作装置５２の一部又は全部が鉗子１とは離れた場所に設けられ、インターネット等のネットワークを介して鉗子１と接続されている。  Thesurgical system 51 includes anoperation device 52 for controlling the operation of theforceps 1. The operatingdevice 52 is electrically connected to theforceps 1. For example, the operatingdevice 52 includes a base, and thebase 2 of theforceps 1 is fixed to the base, and is configured integrally with theforceps 1 and connected to theforceps 1. Alternatively, part or all of theoperation device 52 is provided at a location away from theforceps 1 and is connected to theforceps 1 via a network such as the Internet.

操作装置５２は、ユーザの操作を受け付ける操作部５４、操作部５４から出力される信号に基づいて鉗子１に制御信号を出力する制御部５５、制御部５５からの信号に基づいて所定の情報を表示する表示部５６を備えている。  The operatingdevice 52 receives a user's operation, acontrol unit 55 that outputs a control signal to theforceps 1 based on a signal output from theoperation unit 54, and predetermined information based on a signal from thecontrol unit 55. Adisplay unit 56 for displaying is provided.

図９（ａ）は、操作部５４の外観を示す側面図である。操作部５４は、ジョイスティック５８と、ジョイススティック５８のレバー５８ａに設けられ、通常の（マニピュレータ鉗子でない）鉗子のレバー側の部分を模したコントローラ鉗子５９とを備えている。なお、コントローラ鉗子５９は、通常の鉗子をレバー５８ａに挿入することにより構成してよい。  FIG. 9A is a side view showing the appearance of theoperation unit 54. Theoperation unit 54 includes ajoystick 58 and acontroller forceps 59 that is provided on alever 58a of thejoystick 58 and imitates a lever side portion of a normal forceps (not a manipulator forceps). Thecontroller forceps 59 may be configured by inserting a normal forceps into thelever 58a.

ユーザは、レバー５８ａを倒す程度により屈曲部７の屈曲角度θを指定することができ、レバー５８ａを倒す方向により屈曲部７の屈曲方向φを指定することができ、コントローラ鉗子５９の開閉度により把持部６の開閉度を指定することができる。  The user can specify the bending angle θ of the bendingportion 7 by the degree to which thelever 58a is tilted, can specify the bending direction φ of the bendingportion 7 by the direction to tilt thelever 58a, and depends on the degree of opening / closing of thecontroller forceps 59 The degree of opening / closing of thegrip 6 can be specified.

すなわち、図８に示すように、操作部５４は、レバー５８ａの傾斜角に応じた信号を屈曲角度θを指定する情報として、レバー５８ａの傾斜方向に応じた信号を屈曲方向φを指定する情報として、コントローラ鉗子５９の開閉度に応じた信号を把持部６の開閉度（例えば軸心からの変位ｄ）を指定する情報として、制御部５５へ出力する。  That is, as shown in FIG. 8, theoperation unit 54 uses the signal according to the inclination angle of thelever 58a as information for specifying the bending angle θ, and the signal according to the inclination direction of thelever 58a as information for specifying the bending direction φ. Then, a signal corresponding to the degree of opening / closing of thecontroller forceps 59 is output to thecontrol unit 55 as information for designating the degree of opening / closing of the gripping part 6 (for example, displacement d from the axis).

制御部５５は、例えばコンピュータにより構成されており、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等を含んで構成されている。制御部５５は、（４）式、（３）式、（５）式及び（６）式に基づいて、操作部５４からの信号から特定される屈曲角度θ及び屈曲方向φに対応する回転量α、βを算出する。また、変位ｄに対応する把持部６の送りねじ３３の回転量γを送りねじ３３のピッチ等に基づいて算出する。そして、回転量α、β、γを、あるいは、回転量α、β、γを伝達機構の増速比又は減速比等を考慮してモータ４１Ａ〜４１Ｃの回転量に変換したものを第１屈曲駆動部６１Ａ、第２屈曲駆動部６１Ｂ、把持駆動部６１Ｃ（以下、単に「駆動部６１」といい、これらを区別しないことがある）にそれぞれ出力する。  Thecontrol unit 55 is configured by a computer, for example, and includes a CPU, a ROM, a RAM, an external storage device, and the like (not shown). Thecontrol unit 55 calculates the rotation amount corresponding to the bending angle θ and the bending direction φ specified from the signal from theoperation unit 54 based on the equations (4), (3), (5), and (6). α and β are calculated. Further, the rotation amount γ of thefeed screw 33 of thegripping portion 6 corresponding to the displacement d is calculated based on the pitch of thefeed screw 33 and the like. The rotation amount α, β, γ or the rotation amount α, β, γ converted into the rotation amount of themotors 41A to 41C in consideration of the speed increasing ratio or the speed reducing ratio of the transmission mechanism is first bent. The signals are output to thedriving unit 61A, the secondbending driving unit 61B, and the gripping driving unit 61C (hereinafter simply referred to as “drivingunit 61”, which may not be distinguished).

駆動部６１は、入力された信号に応じた駆動電力をモータ４１に出力する。また、モータ４１に設けられた不図示のエンコーダにより検出される回転数に基づいて、モータ４１の回転量が目標値に収束するようにフィードバック制御を行う。フィードバック制御は、例えば、ＰＩ制御である。  Thedrive unit 61 outputs drive power corresponding to the input signal to the motor 41. Further, based on the number of rotations detected by an encoder (not shown) provided in the motor 41, feedback control is performed so that the amount of rotation of the motor 41 converges to a target value. The feedback control is, for example, PI control.

表示部５６は、例えばＣＲＴや液晶表示ディスプレイにより構成されている。制御部５５は、算出したθ、φ、ｄに基づいて画像データを生成し、当該画像データを映像信号に変換して表示部５６に出力する。表示部５６は制御部５５からの映像信号に基づく画像を表示する。  Thedisplay unit 56 is configured by, for example, a CRT or a liquid crystal display. Thecontrol unit 55 generates image data based on the calculated θ, φ, d, converts the image data into a video signal, and outputs the video signal to thedisplay unit 56. Thedisplay unit 56 displays an image based on the video signal from thecontrol unit 55.

図９（ｂ）は、表示部５６の画面の一部又は全部に表示される画像Ｉ１の例を示している。画像Ｉ１にはベクトルＩ２が表示されている。ベクトルＩ２は、長さによって操作部５４に入力された屈曲角度θを、指し示す方向によって操作部５４に入力された屈曲方向φを示している。ベクトルＩ２の表示領域には、ベクトルＩ２の長さ及び方向を測るための目盛Ｉ３が表示されている。また、操作部５４に入力されたθ、φ、ｄを数字で示すテーブルＩ４も画像Ｉ１に表示されている。  FIG. 9B shows an example of an image I1 displayed on a part or all of the screen of thedisplay unit 56. A vector I2 is displayed in the image I1. The vector I2 indicates the bending angle θ input to theoperation unit 54 by the length, and the bending direction φ input to theoperation unit 54 by the pointing direction. A scale I3 for measuring the length and direction of the vector I2 is displayed in the display area of the vector I2. In addition, a table I4 indicating θ, φ, and d input to theoperation unit 54 by numbers is also displayed in the image I1.

以上の第１の実施形態によれば、図４に示したように、把持リンク２２が一の関節部９の被連結部材２３と他の関節部９の被連結部材２３との近接及び離間を規制する一方で、屈曲リンク２１が一の関節部９の被連結部材２３及び他の関節部９の被連結部材２３にそれぞれ螺合して送りねじ機構を構成するとともに全方向に屈曲可能であることから、屈曲リンク２１を回転させることにより、関節部９を屈曲させることができる。すなわち、関節部９に回転を入力して関節部９を屈曲又は湾曲させることができる。  According to the first embodiment described above, as shown in FIG. 4, thegrip link 22 moves the connectedmember 23 of onejoint part 9 and theconnected member 23 of the otherjoint part 9 closer to and away from each other. On the other hand, the bendinglink 21 is screwed into the connectedmember 23 of onejoint portion 9 and theconnected member 23 of the otherjoint portion 9 to form a feed screw mechanism and bendable in all directions. Therefore, thejoint portion 9 can be bent by rotating the bendinglink 21. In other words, rotation can be input to thejoint portion 9 to bend or curve thejoint portion 9.

屈曲リンク２１の送りねじ機構は、ユニバーサルジョイント１１の第１軸１１ａ側及び第２軸１１ｂ側のそれぞれにおいて構成されるとともに、これら送りねじ機構は、屈曲リンク２１の一方向への回転に対する送り方向が互いに逆方向、且つ、屈曲リンク２１の回転に対する送り量が互いに同一であることから、図４において示したように、ユニバーサルジョイント１１Ａ〜１１Ｃは、第１軸１１ａ同士及び第２軸１１ｂ同士が互いに平行に保たれる。従って、屈曲リンク２１の嵌合ガタを小さくしても屈曲可能であり、エンドエフェクタである把持部６の精密な位置制御が可能となる。  The feed screw mechanism of the bendinglink 21 is configured on each of the first shaft 11a side and the second shaft 11b side of the universal joint 11, and these feed screw mechanisms are feed directions with respect to rotation in one direction of the bendinglink 21. Are opposite to each other, and the feed amount for the rotation of the bendinglink 21 is the same, as shown in FIG. 4, theuniversal joints 11A to 11C have the first shafts 11a and the second shafts 11b connected to each other. Kept parallel to each other. Therefore, it is possible to bend even if the fitting backlash of the bendinglink 21 is reduced, and precise position control of thegripping portion 6 that is an end effector is possible.

屈曲リンク２１は、互いに異なる位置に２つ設けられていることから、２つの屈曲リンク２１をそれぞれ独立に制御することにより、全方向への屈曲、すなわち、多自由度の屈曲が可能となる。多自由度の屈曲は、屈曲リンク２１を３つ以上設けても可能であるが、２つとするのが最も部品点数を少なくすることができるとともに、制御も最も簡単である。また、従来のように、スライダ・リンク機構により多自由度の屈曲を実現した場合、一方向への屈曲と、当該一方向へ直交する方向への屈曲とは互いに異なる位置を支点として行われ、エンドエフェクタを球面状に移動させることができないが、本実施形態の関節部９では、一方向への屈曲も、当該一方向へ直交する方向への屈曲も同一位置（把持リンク２２のユニバーサルジョイント１１Ｃの第１軸１１ａと第２軸１１ｂとの交点）を支点として行なわれるから、球面状にエンドエフェクタ等を移動させることが可能である。球面状にエンドエフェクタを移動させることができることから、例えば、屈曲部７を患者に挿入した状態で、屈曲部７の患者に対する姿勢を同一に保ちつつベース２を回転させることができる。  Since the twobent links 21 are provided at different positions, the twobent links 21 can be independently controlled to bend in all directions, that is, bend with multiple degrees of freedom. Multi-degree-of-freedom bending is possible even if three ormore bending links 21 are provided. However, the number of the two bendinglinks 21 is the smallest, and the control is the simplest. Further, as in the conventional case, when bending with multiple degrees of freedom is realized by a slider / link mechanism, bending in one direction and bending in a direction perpendicular to the one direction are performed using different positions as fulcrums, Although the end effector cannot be moved in a spherical shape, in thejoint portion 9 of this embodiment, the bending in one direction and the bending in the direction orthogonal to the one direction are the same position (universal joint 11C of the grip link 22). (The intersection of the first axis 11a and the second axis 11b) is used as a fulcrum, so that the end effector and the like can be moved in a spherical shape. Since the end effector can be moved in a spherical shape, for example, thebase 2 can be rotated while keeping the posture of the bendingportion 7 with respect to the patient the same while the bendingportion 7 is inserted into the patient.

関節部９を複数連結し、一の関節部９の屈曲リンク２１と、他の関節部９の屈曲リンク２１とを、近接及び離間可能に、且つ、相対回転不可能にスプライン中空部材１３により連結していることから、連結した関節部９を同時に屈曲させ、屈曲部７全体における屈曲角度θを大きくすることができる。すなわち、エンドエフェクタである把持部６の位置や向きを大きく変化させることができる。  A plurality ofjoint parts 9 are connected, and the bendinglink 21 of onejoint part 9 and the bendinglink 21 of the otherjoint part 9 are connected to each other by a splinehollow member 13 so as to be close to and away from each other and not relatively rotatable. Therefore, thejoint portions 9 that are connected can be bent at the same time, and the bending angle θ of theentire bending portion 7 can be increased. That is, the position and orientation of thegrip portion 6 that is an end effector can be greatly changed.

把持部６は、把持リンク２２の回転により開閉駆動されることから、屈曲を実現するための把持リンク２２を、把持部６の駆動機構の一部として兼用できる。すなわち、部材点数の削減、構成の簡素化が図られる。また、ワイヤーの張力により開閉する場合に比較して、把持に必要な剛性、耐久性を得ることが容易である。エンドエフェクタとしての把持部６に送りねじ機構を設けていることから、把持リンク２２の回転をエンドエフェクタに入力して適宜な動作を行うことができる。  Since thegripping part 6 is driven to open and close by the rotation of thegripping link 22, the grippinglink 22 for realizing bending can also be used as a part of the drive mechanism of thegripping part 6. That is, the number of members can be reduced and the configuration can be simplified. Moreover, it is easy to obtain the rigidity and durability required for gripping compared to the case of opening and closing by the tension of the wire. Since the feed screw mechanism is provided in thegrip portion 6 as an end effector, the rotation of thegrip link 22 can be input to the end effector to perform an appropriate operation.

本実施形態の駆動軸４４は回転駆動される。従来の低侵襲手術用のマニピュレータでは駆動軸は軸方向に直動されていた。直動される駆動軸と、回転駆動される駆動軸とは要求される強度が異なることから、駆動軸の材質や径の選定範囲が広がり、設計の自由度が向上する。また、例えば、モータ４１等の回転を並進運動に変換して駆動軸４４に伝達する機構を省略することができる。  The drive shaft 44 of this embodiment is rotationally driven. In a conventional manipulator for minimally invasive surgery, the drive shaft is linearly moved in the axial direction. Since the drive shaft that is linearly driven and the drive shaft that is rotationally driven have different required strengths, the selection range of the material and diameter of the drive shaft is expanded, and the degree of freedom in design is improved. Further, for example, a mechanism for converting rotation of the motor 41 or the like into translational motion and transmitting it to the drive shaft 44 can be omitted.

なお、第１の実施形態において、本発明の第１の観点の駆動機構に関し、屈曲部７を構成する機構は、駆動機構の一例であり、屈曲リンク２１は、駆動用ユニバーサルジョイントの一例であり、把持リンク２２は、規制用ユニバーサルジョイントの一例であり、屈曲リンク２１及び把持リンク２２の組合せは連結部の一例であり、第１ねじ１２の雄ねじ部１２ａ及び第２ねじ１４の雄ねじ部１４ａは第１雄ねじ部及び第２雄ねじ部の一例である。  In the first embodiment, regarding the drive mechanism according to the first aspect of the present invention, the mechanism constituting thebent portion 7 is an example of a drive mechanism, and thebent link 21 is an example of a drive universal joint. Thegrip link 22 is an example of a universal joint for restriction, the combination of thebent link 21 and thegrip link 22 is an example of a connecting portion, and the male screw portion 12a of thefirst screw 12 and the male screw portion 14a of thesecond screw 14 are It is an example of a 1st external thread part and a 2nd external thread part.

第１の実施形態において、本発明の第２の観点の駆動機構に関し、屈曲部７を構成する機構は、駆動機構の一例であり、屈曲リンク２１は、駆動用リンクの一例であり、把持リンク２２は、規制用リンクの一例であり、把持リンク２２と被連結部材２３との連結位置は、第１位置及び第２位置の一例であり、屈曲リンク２１と被連結部材２３との連結位置は、第３位置及び第４位置の一例であり、第１ねじ１２と第１プレート１６とにより構成される送りねじ機構及び第２ねじ１４と第２プレート１７とにより構成される送りねじ機構は、第１接続部及び第２接続部に構成された送りねじ機構の一例であり、被連結部材２３、屈曲リンク２１、把持リンク２２の組合せは関節部の一例であり、スプライン中空部材１３は伝達部及びリンク連結部材の一例であり、把持部６の第１把持片２８及び第２把持片２９は、可動部材の一例である。  In the first embodiment, regarding the drive mechanism according to the second aspect of the present invention, the mechanism constituting thebent portion 7 is an example of the drive mechanism, thebent link 21 is an example of the drive link, and the grip link. 22 is an example of a restriction link, the connection position of thegrip link 22 and theconnected member 23 is an example of the first position and the second position, and the connection position of thebent link 21 and theconnected member 23 is The feed screw mechanism constituted by thefirst screw 12 and thefirst plate 16 and the feed screw mechanism constituted by thesecond screw 14 and thesecond plate 17 are examples of the third position and the fourth position. It is an example of a feed screw mechanism configured in the first connection part and the second connection part, and the combination of the connectedmember 23, the bendinglink 21, and thegrip link 22 is an example of a joint part, and the splinehollow member 13 is a transmission part. And link connection Is an example of a timber, firstgripping piece 28 and the secondgripping piece 29 of thegrip portion 6 is an example of the movable member.

第１の実施形態において、本発明の第３の観点の低侵襲外科手術用マニピュレータに関し、鉗子１は、低侵襲外科手術用マニピュレータの一例であり、把持部６の把持プレート２５は、先端部材の一例である。  The first embodiment relates to a minimally invasive surgical manipulator according to the third aspect of the present invention. Theforceps 1 is an example of a minimally invasive surgical manipulator, and thegripping plate 25 of thegripper 6 is a tip member. It is an example.

（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態の鉗子１０１の作業部１０４の外観を示す側面図である。作業部１０４は、第１の実施形態と同様に、把持部１０６と、屈曲部１０７とを備えており、屈曲部１０７は、３つの関節部１０９を連結して構成されている。関節部１０９を屈曲させる原理も第１の実施形態と同様である。すなわち、関節部１０９は、全方向に屈曲可能であるとともに送りねじとして機能し、被連結部材１２３同士を近接又は離間させる屈曲リンク１２１と、被連結部材１２３同士の近接又は離間を規制する規制リンク（不図示）とを備えている。(Second Embodiment)
FIG. 10 is a side view showing the appearance of the workingunit 104 of theforceps 101 according to the second embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the workingunit 104 includes agripping unit 106 and abent portion 107, and thebent portion 107 is configured by connecting threejoint portions 109. The principle of bending the joint 109 is the same as in the first embodiment. In other words, thejoint portion 109 can be bent in all directions and functions as a feed screw, and thebending link 121 that moves theconnected members 123 closer to or away from each other, and the restriction link that restricts the proximity or separation of theconnected members 123 to each other. (Not shown).

ただし、第２の実施形態では、屈曲リンク１２１の構成及び被連結部材１２３の構成の簡素化や部品点数の削減を図っている。なお、規制リンクの構成は第１の実施形態と同様としてよい。  However, in the second embodiment, the configuration of thebent link 121 and the configuration of theconnected member 123 are simplified and the number of parts is reduced. The configuration of the restriction link may be the same as that of the first embodiment.

図１１は、関節部１０９の一部分解斜視図である。なお、規制リンク等の一部の部材については図示を省略し、また、便宜的に他の関節部１０９の部材を一部示している。  FIG. 11 is a partially exploded perspective view of the joint 109. Note that illustration of some members such as the restriction link is omitted, and some members of otherjoint portions 109 are shown for convenience.

屈曲リンク１２１は、いわば第１の実施形態の第２ねじ１４、ユニバーサルジョイント１１、第１ねじ１２を一体化した構成となっている。すなわち、屈曲リンク１２１は第１軸１２１ａと第２軸１２１ｂとを有し、第１軸１２１ａと第２軸１２１ｂとは、全方向に屈曲可能に連結されてユニバーサルジョイントを構成しているとともに、第１軸１２１ａ及び第２軸１２１ｂにはそれぞれ、ねじ溝の方向が互いに逆方向でピッチが同一の第１雄ねじ部１２１ｃ、第２雄ねじ部１２１ｄが形成されている。第１雄ねじ部１２１ｃ及び第２雄ねじ部１２１ｄにはそれぞれ、軸方向に延びる第１スプライン溝１２１ｅ、第２スプライン溝１２１ｆが３本ずつ形成されている。  In other words, thebent link 121 has a configuration in which thesecond screw 14, the universal joint 11, and thefirst screw 12 of the first embodiment are integrated. That is, thebending link 121 has afirst shaft 121a and asecond shaft 121b, and thefirst shaft 121a and thesecond shaft 121b are connected so as to be bendable in all directions to form a universal joint, Thefirst shaft 121a and thesecond shaft 121b are respectively formed with a firstmale screw portion 121c and a secondmale screw portion 121d having the same thread pitch direction and the same pitch. The firstmale screw portion 121c and the secondmale screw portion 121d are each formed with threefirst spline grooves 121e and threesecond spline grooves 121f extending in the axial direction.

被連結部材１２３は、第１プレート１１６と、第２プレート１１７とを有し、第１プレート１１６と、第２プレート１１７とは互いに当接して固定されている。すなわち、第１の実施形態の固定部材１１５は省略されている。第１プレート１１６には、他の関節部９の第２雄ねじ部１２１ｄに螺合する雌ねじ部１１６ａが、第２プレート１１７には、第１雄ねじ部１２１ｃに螺合する雌ねじ部（不図示）が形成されている。すなわち、送りねじ機構が構成されている。  Theconnected member 123 includes afirst plate 116 and asecond plate 117, and thefirst plate 116 and thesecond plate 117 are fixed in contact with each other. That is, the fixing member 115 of the first embodiment is omitted. Thefirst plate 116 has afemale screw portion 116a that is screwed to the secondmale screw portion 121d of the other joint 9, and thesecond plate 117 has a female screw portion (not shown) that is screwed to the firstmale screw portion 121c. Is formed. That is, a feed screw mechanism is configured.

被連結部材１２３内部には、スプライン中空部材１１３が収納される。なお、紙面下方に示したのは、隣接する他の関節部９のスプライン中空部材１１３である。スプライン中空部材１１３は、第１雄ねじ部１２１ｃ、第２雄ねじ部１２１ｄを挿通可能な筒状に形成されており、内周面には、第１スプライン溝１２１ｅ、第２スプライン溝１２１ｆに嵌合する突条部１１３ａが形成されている。従って、第１雄ねじ部１２１ｃと、隣接する他の関節部９の第２雄ねじ部１２１ｄとは、スプライン中空部材１１３によって、互いに近接及び離間可能に、かつ、相対回転不可能に連結される。  A splinehollow member 113 is accommodated in theconnected member 123. In addition, what was shown below the paper surface is the splinehollow member 113 of another adjacentjoint part 9. The splinehollow member 113 is formed in a cylindrical shape through which the firstmale screw portion 121c and the secondmale screw portion 121d can be inserted, and is fitted to thefirst spline groove 121e and thesecond spline groove 121f on the inner peripheral surface. A protruding portion 113a is formed. Accordingly, the firstmale screw portion 121c and the secondmale screw portion 121d of the other adjacentjoint portion 9 are connected to each other by the splinehollow member 113 so as to be close to each other and away from each other and not relatively rotatable.

以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、部品点数の削減等によりコスト低減が期待される。  According to the second embodiment described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, cost reduction is expected by reducing the number of parts.

（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態の鉗子３０１の外観を示す図であり、図１４（ａ）は斜視図、図１４（ｂ）は側面図、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）とは異なる方向から見た側面図である。鉗子３０１は、第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、ベース３０２と、軸部３０３と、作業部３０４とを備えている。作業部３０４は、第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、把持部３０６と、屈曲部３０７とを備えており、屈曲部３０７は、３つの関節部３０９を連結して構成されている。関節部３０９を屈曲させる原理も第１の実施形態や第２の実施形態と同様である。すなわち、関節部３０９は、全方向に屈曲可能であるとともに送りねじとして機能し、被連結部材３２３同士を近接又は離間させる屈曲リンク３２１と、被連結部材３２３同士の近接又は離間を規制する把持リンク３２２とを備えている。(Third embodiment)
14A and 14B are views showing the appearance of theforceps 301 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14A is a perspective view, FIG. 14B is a side view, and FIG. 14C is FIG. It is the side view seen from the direction different from b). Theforceps 301 includes abase 302, ashaft portion 303, and a workingportion 304, as in the first embodiment and the second embodiment. As in the first and second embodiments, the workingunit 304 includes agrip 306 and abent portion 307. Thebent portion 307 is configured by connecting threejoint portions 309. ing. The principle of bending thejoint portion 309 is also the same as in the first embodiment and the second embodiment. In other words, thejoint portion 309 can be bent in all directions and functions as a feed screw, and thebending link 321 that moves theconnected members 323 closer to or away from each other and the grip link that regulates the proximity or separation between theconnected members 323. 322.

ただし、第３の実施形態では、把持部３０６が回転軸ＲＡ周りに回転可能に構成されている点、把持部３０６の開閉動作がワイヤー３３１の張力によって行われる点が第１の実施形態や第２の実施形態と異なる。  However, in the third embodiment, the grippingportion 306 is configured to be rotatable around the rotation axis RA, and the opening / closing operation of thegripping portion 306 is performed by the tension of thewire 331. Different from the second embodiment.

図１５（ａ）は把持部３０６を開状態で示す斜視図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＸＶｂ−ＸＶｂ線矢視方向における断面図である。  FIG. 15A is a perspective view showing thegrip 306 in an open state, and FIG. 15B is a cross-sectional view in the direction of arrows XVb-XVb in FIG.

把持部３０６は、把持片３２８と、把持片３２８を揺動可能に軸支する把持基部３２９と、把持基部３２９を回転軸ＲＡ周りに回転可能に保持する連結基体３３５及び支持基体３２５とを備えている。  Thegrip portion 306 includes agrip piece 328, agrip base 329 that pivotally supports thegrip piece 328, and aconnection base 335 and asupport base 325 that hold thegrip base 329 rotatably about the rotation axis RA. ing.

図１６（ａ）は把持片３２８を示す斜視図、図１６（ｂ）は把持基部３２９を示す斜視図、図１６（ｃ）は連結基体３３５を示す斜視図、図１６（ｄ）は支持基体３２５を示す斜視図である。  16 (a) is a perspective view showing thegrip piece 328, FIG. 16 (b) is a perspective view showing thegrip base 329, FIG. 16 (c) is a perspective view showing the connectingbase 335, and FIG. 16 (d) is a support base. FIG.

把持片３２８及び把持基部３２９は、いわゆる片ばさみ構造により構成されており、把持片３２８は、揺動可能に把持基部３２９に保持されている。具体的には以下のとおりである。  Thegripping piece 328 and the grippingbase 329 have a so-called single-scissor structure, and thegripping piece 328 is held by the grippingbase 329 so as to be swingable. Specifically, it is as follows.

図１６（ａ）に示すように、把持片３２８は、全体として長尺状（例えば半円柱形状）に形成されている。把持片３２８の一端には軸支孔３２８ａが形成されている。一方、図１６（ｂ）に示すように、把持基部３２９は、概略円筒状に形成された支持部３２９ｂと、支持部３２９ｂの先端に形成され、把持片３２８と同様に長尺状（例えば半円筒形状）に形成された把持突起３２９ｃとを備えている。支持部３２９ｂの側面には互いに対向する２つの支持孔３２９ａが形成されている。  As shown in FIG. 16A, thegripping piece 328 is formed in a long shape (for example, a semi-cylindrical shape) as a whole. Ashaft support hole 328 a is formed at one end of thegrip piece 328. On the other hand, as shown in FIG. 16B, thegrip base 329 is formed in a substantiallycylindrical support portion 329b and a tip of thesupport portion 329b. And agripping protrusion 329c formed in a cylindrical shape. Twosupport holes 329a facing each other are formed on the side surface of thesupport portion 329b.

そして、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、把持片３２８は軸支孔３２８ａ側の部分が支持部３２９ｂの内部に挿入され、軸支孔３２８ａ及び支持孔３２９ａには支持軸３３０が挿通されている。支持軸３３０は、軸支孔３２８ａ及び支持孔３２９ａの少なくとも一方に対して回転可能に軸支されている。従って、把持片３２８は把持基部３２９に対して支持軸３３０周りに揺動可能に軸支され、把持片３２８の揺動により、把持片３２８及び把持突起３２９ｃの開閉動作が行われる。  As shown in FIGS. 15A and 15B, thegripping piece 328 is inserted into thesupport portion 329b at the portion on theshaft support hole 328a side, and is supported by theshaft support hole 328a and thesupport hole 329a. Theshaft 330 is inserted. Thesupport shaft 330 is rotatably supported with respect to at least one of theshaft support hole 328a and thesupport hole 329a. Therefore, thegrip piece 328 is pivotally supported around thesupport shaft 330 with respect to thegrip base 329, and thegrip piece 328 and thegrip protrusion 329c are opened and closed by the swing of thegrip piece 328.

把持基部３２９は、回転軸ＲＡ周りに回転可能に連結基体３３５及び支持基体３２５に保持される。具体的には、以下のとおりである。  Thegrip base 329 is held by theconnection base 335 and thesupport base 325 so as to be rotatable about the rotation axis RA. Specifically, it is as follows.

図１６（ｂ）に示すように、把持基部３２９の支持部３２９ｂには、把持突起３２９ｃとは反対側の端部に外周側に突出するフランジ部３２９ｄが形成されている。フランジ部３２９ｄの外周縁は円形である。  As shown in FIG. 16B, aflange portion 329d that protrudes to the outer peripheral side is formed at the end portion on the opposite side of thegripping projection 329c on thesupport portion 329b of thegrip base portion 329. The outer peripheral edge of theflange portion 329d is circular.

一方、図１６（ｄ）に示すように、支持基体３２５は、先端側（図１６（ｄ）の紙面上方側）に縮径部３２５ｃを有しており、縮径部３２５ｃには、フランジ部３２９ｄを収容可能な凹部３２５ａが形成されている。凹部３２５ａの内周面は円形である。底面は例えば平面である。ただし、支持基体３２５には、屈曲リンク３２１や把持リンク３２２等が挿入される穴部が３つ形成されており、凹部３２５ａの内周面は３つに分割されている。  On the other hand, as shown in FIG. 16D, thesupport base 325 has a reduceddiameter portion 325c on the distal end side (the upper side in the drawing of FIG. 16D), and the reduceddiameter portion 325c includes a flange portion. Arecess 325a capable of accommodating 329d is formed. The inner peripheral surface of therecess 325a is circular. The bottom surface is, for example, a flat surface. However, thesupport base 325 has three holes into which thebent link 321 and thegrip link 322 are inserted, and the inner peripheral surface of therecess 325a is divided into three.

また、図１６（ｃ）に示すように、連結基体３３５は、概ね円筒状に形成されている。連結基体３３５の内径は、支持基体３２５の縮径部３２５ｃの外径と同等である。連結基体３３５の一方の端面（図１６（ｃ）の紙面下方側）は開放されており、他方の端面には、フランジ部３２９ｄの外径よりも小さく、支持部３２９ｂの外径よりも大きい開口部３３５ａが形成されている。  Further, as shown in FIG. 16C, theconnection base 335 is formed in a substantially cylindrical shape. The inner diameter of theconnection base 335 is equal to the outer diameter of the reduceddiameter portion 325c of thesupport base 325. One end surface of the connection base 335 (the lower side in FIG. 16C) is open, and the other end surface has an opening smaller than the outer diameter of theflange portion 329d and larger than the outer diameter of thesupport portion 329b. Aportion 335a is formed.

そして、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、把持基部３２９のフランジ部３２９ｄは支持基体３２５の凹部３２５ａに挿入される。従って、把持基部３２９は回転軸ＲＡ周りに回転可能に支持基体３２５に支持される。なお、回転軸ＲＡは、屈曲リンク３２１や把持リンク３２２の支持基体３２５への挿入方向と平行であり、また、２本の屈曲リンク３２１及び把持リンク３２２の中心に位置する。  Then, as shown in FIGS. 15A and 15B, theflange portion 329 d of thegrip base 329 is inserted into theconcave portion 325 a of thesupport base 325. Accordingly, thegrip base 329 is supported by thesupport base 325 so as to be rotatable about the rotation axis RA. The rotation axis RA is parallel to the insertion direction of thebent link 321 and thegrip link 322 into thesupport base 325, and is positioned at the center of the twobend links 321 and thegrip link 322.

把持基部３２９の把持突起３２９ｃ及び支持部３２９ｂは、連結基体３３５の開口部３３５ａに挿通され、把持基部３２９のフランジ部３２９ｄは、連結基体３３５の開口部３３５ａの外周部分に係合する。また、支持基体３２５の縮径部３２５ｃは連結基体３３５に嵌合挿入される。従って、把持基部３２９の凹部３２５ａからの抜け止めがなされる。  Thegripping protrusion 329c and thesupport portion 329b of thegrip base 329 are inserted into theopening 335a of theconnection base 335, and theflange 329d of thegrip base 329 engages with the outer peripheral portion of theconnection base 335 of theopening 335a. Further, the reduceddiameter portion 325 c of thesupport base 325 is fitted and inserted into theconnection base 335. Accordingly, thegrip base 329 is prevented from coming off from therecess 325a.

連結基体３３５と支持基体３２５との固定は、例えば、ねじ等の固定を解除可能な連結部材により行う。例えば、連結基体３３５のうち、支持基体３２５の縮径部３２５ｃを覆う側面に雌ねじ部３３５ｂ（図１６（ｃ）参照）を、縮径部３２５ｃの側面に雌ねじ部３３５ｂと略同径の穴部３２５ｂ（図１６（ｄ）参照）を形成し、雄ねじ３３９を雌ねじ部３３５ｂに螺合しつつ穴部３２５ｂに挿通することにより、連結基体３３５と支持基体３２５とを固定する。  Theconnection base 335 and thesupport base 325 are fixed by, for example, a connection member capable of releasing the fixing such as a screw. For example, in theconnection base 335, afemale screw part 335b (see FIG. 16C) is provided on a side surface that covers the reduceddiameter part 325c of thesupport base 325, and a hole part having the same diameter as thefemale screw part 335b is provided on a side surface of the reduceddiameter part 325c. 325b (see FIG. 16D) is formed, and thecoupling base 335 and thesupport base 325 are fixed by inserting themale screw 339 into thefemale screw part 335b and inserting it into thehole part 325b.

把持基部３２９は、把持リンク３２２の回転により回転駆動される。具体的には以下のとおりである。  Thegrip base 329 is rotationally driven by the rotation of thegrip link 322. Specifically, it is as follows.

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、支持基体３２５には、第１の実施形態の把持プレート２５と同様に、被連結部材を近接又は離間させるための屈曲リンク３２１が螺合され、また、被連結部材の近接又は離間を規制するための把持リンク３２２が回転可能に且つ軸方向に移動不可能に軸支されている。  As shown in FIGS. 15A and 15B, thesupport base 325 is provided with abent link 321 for moving the connected member close to or away from thesupport base 325, similarly to thegrip plate 25 of the first embodiment. In addition, agrip link 322 for restricting the proximity or separation of the connected member is pivotally supported so as to be rotatable and not movable in the axial direction.

図１５（ｂ）に示すように、把持リンク３２２の支持基体３２５に挿入されている軸部には、ギア３３６が固定されている。また、把持基部３２９の穴部には、ギア３３６に噛合するギア３３７が挿入及び固定されている。従って、把持リンク３２２の回転は、ギア３３６及びギア３３７からなる歯車装置（歯車列）により把持基部３２９に伝達され、把持基部３２９は回転軸ＲＡ周りに回転する。なお、把持リンク３２２は、第１の実施形態と同様に、ベース３０２に設けられたモータの回転が伝達されて回転する。  As shown in FIG. 15B, agear 336 is fixed to the shaft portion inserted into thesupport base 325 of thegrip link 322. Agear 337 that meshes with thegear 336 is inserted and fixed in the hole of thegrip base 329. Accordingly, the rotation of thegrip link 322 is transmitted to thegrip base 329 by the gear device (gear train) including thegear 336 and thegear 337, and thegrip base 329 rotates around the rotation axis RA. Note that thegrip link 322 rotates in response to the rotation of the motor provided in the base 302 as in the first embodiment.

把持片３２８は、ワイヤー３３１の張力によって駆動される。具体的には以下のとおりである。  Thegrip piece 328 is driven by the tension of thewire 331. Specifically, it is as follows.

図１６（ａ）に示すように、把持片３２８の軸支孔３２８ａ側の端部には、把持片３２８の長手方向に対して若干把持突起３２９ｃ側（図１６（ａ）の紙面下方側）に突出する閉動作用突起３２８ｂと、把持片３２８の長手方向に対して把持突起３２９ｃとは反対側に突出する開動作用突起３２８ｃとが設けられている。閉動作用突起３２８ｂ及び開動作用突起３２８ｃには、例えば、ワイヤー３３１を固定し易いように、ワイヤー３３１を挿通可能な孔部が設けられている。  As shown in FIG. 16 (a), at the end of thegripping piece 328 on the side of theshaft support hole 328a, thegripping protrusion 329c side slightly with respect to the longitudinal direction of the gripping piece 328 (the lower side of the drawing in FIG. 16 (a)). And a closingoperation projection 328c projecting to the opposite side of thegripping projection 329c with respect to the longitudinal direction of thegripping piece 328. For example, the closingprotrusion 328b and theopening protrusion 328c are provided with holes through which thewire 331 can be inserted so that thewire 331 can be easily fixed.

図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）に示すように、ワイヤー３３１は、一端がベース３０２に設けられた閉動作用モータ３３２の出力軸に固定され、閉動作用突起３２８ｂ及び開動作用突起３２８ｃ（図１６（ａ））を経由して、他端がベース３０２に設けられた開動作用モータ３３３の出力軸に固定されている。  As shown in FIGS. 14B and 14C, one end of thewire 331 is fixed to the output shaft of theclosing operation motor 332 provided on thebase 302, and theclosing operation protrusion 328b and theopening operation protrusion 328c. The other end is fixed to the output shaft of theopening operation motor 333 provided on thebase 302 via (FIG. 16A).

具体的には、ワイヤー３３１は、閉動作用モータ３３２の出力軸から、滑車などに案内されつつ、軸部３０３の内部へ挿通され、軸部３０３の内部を通って屈曲部３０７に到達し、屈曲部３０７では、被連結部材３２３の中心に設けられた孔部などに案内されて把持部３０６に到達している。把持部３０６内では、ワイヤー３３１は、図１５（ｂ）に示すように、支持基体３２５に設けられた不図示の穴部やギア３３７の中心穴を通って把持片３２８に到達する。そして、把持片３２８の閉動作用突起３２８ｂに固定された後、開動作用突起３２８ｃにも固定される。その後、ワイヤー３３１は、往路と同様に、屈曲部３０７、軸部３０３を経由して開動作用モータ３３３の出力軸に固定されている。  Specifically, thewire 331 is inserted from the output shaft of theclosing operation motor 332 into theshaft portion 303 while being guided by a pulley or the like, passes through theshaft portion 303, and reaches thebent portion 307. Thebent portion 307 reaches thegrip portion 306 by being guided by a hole provided at the center of theconnected member 323. In thegrip portion 306, thewire 331 reaches thegrip piece 328 through a hole portion (not shown) provided in thesupport base 325 and the center hole of thegear 337, as shown in FIG. Then, after being fixed to theclosing operation protrusion 328b of thegripping piece 328, it is also fixed to theopening operation protrusion 328c. After that, thewire 331 is fixed to the output shaft of theopening operation motor 333 via thebent portion 307 and theshaft portion 303 as in the forward path.

従って、閉動作用モータ３３２の駆動によりワイヤー３３１が巻き取られると、ワイヤー３３１の張力により閉動作用突起３２８ｂが引っ張られ、把持片３２８は軸支孔３２８ａを中心として閉方向へ回転する。逆に、開動作用モータ３３３の駆動によりワイヤー３３１が巻き取られると、ワイヤー３３１の張力により開動作用突起３２８ｃが引っ張られ、把持片３２８は軸支孔３２８ａを中心として開方向へ回転する。  Therefore, when thewire 331 is wound by driving theclosing operation motor 332, theclosing operation protrusion 328b is pulled by the tension of thewire 331, and thegripping piece 328 rotates in the closing direction around theshaft support hole 328a. Conversely, when thewire 331 is wound by driving theopening operation motor 333, theopening operation protrusion 328 c is pulled by the tension of thewire 331, and thegripping piece 328 rotates in the opening direction around theshaft support hole 328 a.

以上の実施形態によれば、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、把持リンク３２２の回転により把持部３０６を回転させることから、把持部３０６の姿勢変更が容易になるとともに、把持リンク３２２の有効利用が図られる。  According to the above embodiment, the same effect as the first embodiment and the second embodiment can be obtained. Furthermore, since thegrip 306 is rotated by the rotation of thegrip link 322, the posture of thegrip 306 can be easily changed and thegrip link 322 can be effectively used.

把持部３０６の開閉をワイヤー３３１によって行っていることから、開閉動作の応答性を向上させることができる。また、連結基体３３５と支持基体３２５とを分離することにより把持片３２８を含む先端部だけを取り外すことができることから、ワイヤー３３１の交換等が容易である。
なお、第３の実施形態において、把持基部３２９は、本発明の開閉動作可能な部材（一例として把持片３２８）と共に第２被連結部材に対して回転可能な可動部材の一例である。Since the holdingportion 306 is opened and closed by thewire 331, the responsiveness of the opening and closing operation can be improved. Further, since only the tip including thegrip piece 328 can be removed by separating theconnection base 335 and thesupport base 325, thewire 331 can be easily replaced.
In the third embodiment, thegrip base 329 is an example of a movable member that can rotate with respect to the second connected member together with a member that can be opened and closed according to the present invention (for example, the grip piece 328).

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。  The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

本発明の駆動機構が適用される技術分野は、低侵襲手術用のマニピュレータに限定されず、あらゆる技術分野に亘る。例えば、建築土木工事において地面を掘りおこして土砂を運搬するのに用いられるパワーショベル等、土木建築用機械に適用されてもよいし、人間の手を模したマジックハンドの指、象のロボットの鼻等、玩具に用いられてもよい。また、マニピュレータに適用される場合には、低侵襲手術用のものに限定されず、原子炉に対する各種の作業や人工衛星における作業を行うマニピュレータなど、各種の分野のマニピュレータに適用されてよい。低侵襲手術用のマニピュレータに適用される場合には、その適用対象は鉗子に限定されず、例えば剪刀、ナイフ、キュレット、持針器に適用されてもよい。  The technical field to which the drive mechanism of the present invention is applied is not limited to a manipulator for minimally invasive surgery, but covers all technical fields. For example, it may be applied to civil engineering and construction machines such as excavators used to dig the ground and carry earth and sand in construction and civil engineering work. Etc., and may be used for toys. Further, when applied to a manipulator, it is not limited to those for minimally invasive surgery, and may be applied to manipulators in various fields such as manipulators for performing various operations on nuclear reactors and operations on artificial satellites. When applied to a manipulator for minimally invasive surgery, the application target is not limited to forceps, and may be applied to, for example, a scissors, a knife, a curette, or a needle holder.

本発明の駆動機構は、第１被連結部材と第２被連結部材とが相対運動をすればよく、エンドエフェクタを適宜な位置、向きにするものに限定されない。上述のマジックハンドの指や象のロボットの鼻のように、駆動機構自体が最終的な制御対象であってもよい。  The drive mechanism of the present invention is not limited to a mechanism in which the first connected member and the second connected member are allowed to move relative to each other, and the end effector is set to an appropriate position and orientation. The drive mechanism itself may be the final control target, such as the above-mentioned magic hand finger or elephant robot nose.

駆動用リンクの本数は適宜に設定してよく、２本に限定されない。２本の屈曲リンク２１が重なる方向の図である図４からも理解されるように、１自由度の屈曲を得るだけであれば、駆動用リンクは１本でもよい。また、多自由度の屈曲を得るために３本以上の駆動用リンクを設けてもよい。  The number of drive links may be set as appropriate and is not limited to two. As can be understood from FIG. 4, which is a view in a direction in which twobent links 21 overlap, if only one degree of freedom of bending is obtained, one drive link may be used. Further, in order to obtain a multi-degree-of-freedom bend, three or more drive links may be provided.

送りねじ機構は駆動用リンクの両端のうち、一方のみに設けられていてもよい。  The feed screw mechanism may be provided on only one of the ends of the drive link.

図１２（ａ）は、駆動用リンクの両端のうち、一方のみに送りねじ機構を設けた変形例を示している。この変形例では、駆動用リンク２０１の第１軸２０１ａ及び第２軸２０１ｂのうち、第１軸２０１ａのみに送りねじ機構が設けられている。この変形例においても、駆動用リンク２０１を回転させて、被連結部材２０３及び２０４を近接又は離間させる一方で、規制用リンク２０２により被連結部材２０３及び２０４の近接及び離間を規制することにより、屈曲動作を実現できる。  FIG. 12A shows a modified example in which a feed screw mechanism is provided on only one of both ends of the drive link. In this modification, a feed screw mechanism is provided only on thefirst shaft 201a of thefirst shaft 201a and thesecond shaft 201b of thedrive link 201. Also in this modification, thedrive link 201 is rotated to bring theconnected members 203 and 204 close to or away from each other, while therestriction link 202 restricts the proximity and separation of theconnected members 203 and 204, Bending motion can be realized.

ただし、図１２（ａ）の変形例では、例えば、規制用リンク２０２をユニバーサルジョイントにより構成すると、駆動用リンクと規制用リンクとを平行に保つことができないことから（図４参照）、ガタ等に相当する傾きしか屈曲させることができない。そこで、規制用リンク２０２は、例えば、蛇腹管等の屈曲点が複数ある部材、換言すれば、適宜な形状に湾曲できる部材により構成する。図１２（ａ）の変形例は、例えば、象のロボット玩具の鼻など、精密な制御を必要としない技術分野において利用できる。  However, in the modified example of FIG. 12A, for example, if therestriction link 202 is configured by a universal joint, the drive link and the restriction link cannot be kept parallel (see FIG. 4). Can only be bent at an inclination corresponding to. Therefore, the restrictinglink 202 is constituted by a member having a plurality of bending points such as a bellows tube, in other words, a member that can be bent into an appropriate shape. The modified example of FIG. 12A can be used in a technical field that does not require precise control, such as a nose of an elephant robot toy.

規制用リンクは、駆動用リンクと同一の構成であってもよい。換言すれば、規制用リンクを設けない一方で、駆動用リンクを複数設け、１の駆動用リンクを他の駆動用リンクに対して規制用リンクとして機能させるようにしてもよい。  The restriction link may have the same configuration as the drive link. In other words, while providing no restriction link, a plurality of drive links may be provided, and one drive link may function as a restriction link with respect to other drive links.

図１２（ｂ）は、規制用リンクを、駆動用リンクと同一の構成とした変形例を示している。この変形例では、２つの駆動用リンク２０６により１自由度の屈曲機構が構成されている。一方の駆動用リンク２０６を規制用リンクとして機能させることにより、すなわち、一方の駆動用リンク２０６の回転を規制することにより、屈曲動作が行われる。  FIG. 12B shows a modification in which the restriction link has the same configuration as the drive link. In this modification, a bending mechanism having one degree of freedom is constituted by the twodrive links 206. By causing one of the drive links 206 to function as a restriction link, that is, by restricting the rotation of one of the drive links 206, a bending operation is performed.

さらに、この変形例では、一方の駆動用リンク２０６を、被連結部材２０７、２０８を近接させる方向に、他方の駆動用リンク２０６を、被連結部材２０７、２０８を離間させる方向に回転させれば、２倍の速度で屈曲動作を行うことができるとともに、駆動用リンク２０６、２０７の中央を屈曲点とすることができる。また、双方の駆動用リンク２０６を、被連結部材２０７、２０８を近接させる方向に、又は、双方の駆動用リンクを、被連結部材２０７、２０８を離間させる方向に回転させれば、屈曲させずに被連結部材２０７、２０８間の距離を変化させることができる。なお、駆動用リンクを３つ以上設けて多自由度の屈曲機構とした場合も同様である。  Furthermore, in this modified example, if onedrive link 206 is rotated in a direction in which the connectedmembers 207 and 208 are brought close to each other, and theother drive link 206 is rotated in a direction in which the connectedmembers 207 and 208 are separated from each other. The bending operation can be performed at twice the speed, and the center of the drivinglinks 206 and 207 can be set as the bending point. Further, if both the drivinglinks 206 are rotated in the direction in which the connectedmembers 207 and 208 are brought close to each other, or both the drivinglinks 206 are rotated in the direction in which the connectedmembers 207 and 208 are separated from each other, they are not bent. The distance between theconnected members 207 and 208 can be changed. The same applies when a multi-degree-of-freedom bending mechanism is provided by providing three or more drive links.

一の関節部の駆動用リンクの回転を他の関節部の駆動用リンクに伝達する伝達部は、駆動用リンク同士を同一方向へ回転させるものに限定されない。例えば、駆動用リンク間にディファレンシャルギアを設け、一の関節部の駆動用リンクの回転を逆方向の回転に変換して他の関節部の駆動用リンクに伝達してもよい。  The transmission unit that transmits the rotation of the drive link of one joint part to the drive link of the other joint part is not limited to one that rotates the drive links in the same direction. For example, a differential gear may be provided between the driving links, and the rotation of the driving link of one joint portion may be converted into the rotation in the reverse direction and transmitted to the driving link of the other joint portion.

複数の関節部を連結する場合、駆動用リンクは、互いに独立に回転可能であってもよい。  When connecting a plurality of joint portions, the drive links may be rotatable independently of each other.

図１３（ａ）は、２つの関節部２１１の駆動用リンク２１２を互いに独立に回転可能とした変形例を示している。各関節部２１１の被連結部材２１３には、駆動用リンク２１２を回転駆動するモータ２１４がそれぞれ設けられている。各モータ２１４は、駆動用リンク２１２等により案内されるケーブル等を介して駆動電力が供給され、それぞれ独立に制御される。図１３（ａ）の変形例では、複数の被連結部材２１３を互いに異なる方向へ向けるなど、複雑な動作が可能となる。  FIG. 13A shows a modification in which the drivinglinks 212 of the twojoint portions 211 can be rotated independently of each other. Amotor 214 that rotates and drives thedrive link 212 is provided on each of theconnected members 213 of eachjoint portion 211. Eachmotor 214 is supplied with driving power via a cable guided by the drivinglink 212 or the like, and is controlled independently. In the modified example of FIG. 13A, a complicated operation such as directing a plurality ofconnected members 213 in different directions is possible.

可動部材（実施形態の把持片など）は、規制用リンクの回転によって駆動されるものに限定されない。  The movable member (such as the grip piece in the embodiment) is not limited to one driven by the rotation of the restriction link.

図１３（ｂ）は、規制用リンク２１６に案内されるワイヤー２１７の張力によって把持片２１８が被連結部材２２０に対して回転軸２２１回りに回転駆動され、把持片２１８及び把持片２１９の閉動作が行われる変形例を示している。なお、把持片２１８及び把持片２１９の開動作はバネ等の不図示の付勢手段により行われる。規制用リンク２１６は、例えば、筒状の第１軸２１６ａ及び第２軸２１６ｂを含んで構成されており、ワイヤー２１７は、規制用リンク２１６に挿通されて案内されており、規制用リンク２１６の屈曲に応じて屈曲する。この変形例では、規制用リンク２１６がワイヤー２１７を案内する案内部材として兼用されており、部品点数の削減が図られる。なお、規制用リンク２１６によるワイヤー２１７の案内は、規制用リンク２１６の内部においてワイヤー２１７を案内するものに限定されず、規制用リンク２１６の外部にワイヤー２１７が挿通されるリングを形成するなどして、規制用リンク２１６の外部においてワイヤー２１７を案内するものでもよい。  FIG. 13B shows the closing operation of thegripping piece 218 and thegripping piece 219 by rotating thegripping piece 218 around therotation shaft 221 with respect to theconnected member 220 by the tension of thewire 217 guided by therestriction link 216. The modification in which is performed is shown. The opening operation of thegripping piece 218 and thegripping piece 219 is performed by a biasing means (not shown) such as a spring. Therestriction link 216 includes, for example, a cylindrical first shaft 216a and a second shaft 216b, and thewire 217 is guided by being inserted through therestriction link 216. Bends according to the bending. In this modification, therestriction link 216 is also used as a guide member for guiding thewire 217, and the number of parts can be reduced. The guide of thewire 217 by therestriction link 216 is not limited to the guide of thewire 217 inside therestriction link 216, and a ring through which thewire 217 is inserted is formed outside therestriction link 216. Thus, thewire 217 may be guided outside therestriction link 216.

可動部材が規制用リンクの回転によって駆動されるものである場合、可動部材は、開閉動作を行うものや第２被連結部材に対して回転動作を行うものに限定されない。例えば、単に第２被連結部材に揺動するもの、第２被連結部材に対して規制用リンクの軸方向に進退動作するものであってもよい。  When the movable member is driven by the rotation of the restriction link, the movable member is not limited to one that performs an opening / closing operation or one that performs a rotation operation on the second connected member. For example, it may simply swing on the second connected member, or move forward and backward in the axial direction of the regulating link relative to the second connected member.

可動部材が規制用リンクの回転によって開閉駆動されるものである場合、可動部材は、他の部材と開閉動作可能に他の部材に対して所定の回転軸周りに揺動可能に連結されるものであればよい。従って、第１の実施形態のように両開きになるものであってもよいし、第３の実施形態のように片開きになるものであってもよい。また、可動部材は、駆動用リンクや規制用リンクの伸長方向の先端側を開閉するもの、換言すれば、揺動の回転軸が駆動用リンクや規制用リンクに直交するものに限定されない。例えば揺動の回転軸が駆動用リンクや規制用リンクの伸長方向に沿っていてもよい。可動部材は把持部を構成するものに限定されず、例えば剪刀であってもよい。  In the case where the movable member is driven to open and close by the rotation of the restriction link, the movable member is connected to the other member so as to be able to open and close with respect to the other member so as to be swingable around a predetermined rotation axis. If it is. Therefore, it may be a double opening as in the first embodiment, or a single opening as in the third embodiment. Further, the movable member is not limited to a member that opens and closes the distal end side in the extending direction of the driving link or the regulating link, in other words, a swinging rotation axis that is orthogonal to the driving link or the regulating link. For example, the swinging rotation axis may be along the extending direction of the drive link or the regulation link. A movable member is not limited to what comprises a holding part, For example, a scissors may be sufficient.

可動部材が規制用リンクの回転によって回転駆動されるものである場合、可動部材は、開閉動作可能な部材を保持して当該部材の姿勢を変更するものに限定されない。例えば、可動部材は、当該可動部材自体がエンドエフェクタである、ドリル等の部材であってもよい。また、可動部材が他の部材を保持して当該他の部材の姿勢を変更するものである場合、他の部材は、開閉動作可能な部材に限定されず、例えば単に揺動する部材や進退動作する部材であってもよい。可動部材が開閉動作可能な部材を保持して当該部材の姿勢を変更するものである場合、開閉動作可能な部材は、上述のように、開閉方向の向きや種類（用途）は適宜に選択可能である。  When the movable member is rotationally driven by the rotation of the restriction link, the movable member is not limited to a member that holds a member that can be opened and closed and changes the posture of the member. For example, the movable member may be a member such as a drill whose movable member itself is an end effector. When the movable member holds another member and changes the posture of the other member, the other member is not limited to a member that can be opened and closed. It may be a member. When the movable member holds a member that can be opened and closed and changes the posture of the member, the direction and type (use) of the opening and closing direction can be appropriately selected as described above. It is.

駆動用リンクは、全方向へ屈曲又は湾曲することができればよく、ユニバーサルジョイントを含んで構成されるものに限定されない。すなわち、駆動用リンクは、軸方向の剛性が比較的高く、曲げ剛性が比較的低ければ、被連結部材と被連結部材とを近接又は離間させるとともに、被連結部材と被連結部材との相対角度の変化に応じて屈曲又は湾曲し、屈曲動作を実現できる。従って、駆動用リンクは、例えば、ユニバーサルジョイントに代えてボールジョイントを含んで構成されてもよい。図１２（ａ）において規制用リンクとして例示したような蛇腹管を含んで構成されてもよい。比較的硬質のゴムを含んで構成されてもよい。  The drive link only needs to be able to bend or bend in all directions, and is not limited to a structure including a universal joint. That is, if the drive link has a relatively high axial rigidity and a relatively low bending rigidity, the connected member and the connected member are brought close to or separated from each other, and the relative angle between the connected member and the connected member It bends or curves in accordance with the change in the angle, and a bending operation can be realized. Therefore, the drive link may be configured to include a ball joint instead of the universal joint, for example. You may comprise including the bellows pipe which was illustrated as a link for control in Drawing 12 (a). A relatively hard rubber may be included.

規制用リンクは、駆動用リンクによる連結位置とは異なる位置において、第１被連結部材と第２被連結部材との近接及び離間を規制できればよく、回転できなくてもよいし、屈曲できなくてもよい。例えば、一の軸状部材により規制用リンクを形成し、その両端に球体を設けて、当該球体を第１被連結部材及び第２被連結部材により、ボールジョイントのように支持してもよい。  The restriction link only needs to be able to restrict the proximity and separation between the first connected member and the second connected member at a position different from the connection position by the drive link, and may not be able to rotate or bend. Also good. For example, the restriction link may be formed by one shaft-shaped member, and spheres may be provided at both ends thereof, and the sphere may be supported like a ball joint by the first connected member and the second connected member.

送りねじ機構は、駆動用リンクに雄ねじ部が、被連結部材に雌ねじ部が形成されるものに限定されず、駆動用リンクに雌ねじ部が、被連結部材に雄ねじ部が形成されてもよい。  The feed screw mechanism is not limited to the one in which the male screw portion is formed in the driving link and the female screw portion is formed in the connected member, and the female screw portion may be formed in the driving link and the male screw portion may be formed in the connected member.

本発明の第１の実施形態に係る鉗子の外観斜視図。The external appearance perspective view of the forceps which concerns on the 1st Embodiment of this invention.図１の鉗子の作業部の外観斜視図。The external appearance perspective view of the working part of the forceps of FIG.図２の作業部の関節部の外観斜視図。The external appearance perspective view of the joint part of the operation | work part of FIG.図３の関節部の動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the joint part of FIG.図２の作業部の屈曲部の動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the bending part of the operation | work part of FIG.図２の作業部の屈曲部の座標系の定義を示す図。The figure which shows the definition of the coordinate system of the bending part of the working part of FIG.図２の作業部の把持部の構成を示す透視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a grip portion of the working unit in FIG. 2.図１の鉗子を含む手術システムの信号処理系の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the signal processing system of the surgery system containing the forceps of FIG.図８の手術システムのインターフェースを説明する図。The figure explaining the interface of the surgery system of FIG.本発明の第２の実施形態の鉗子の作業部の外観を示す側面図。The side view which shows the external appearance of the working part of the forceps of the 2nd Embodiment of this invention.図１０の作業部の関節部の一部分解斜視図。FIG. 11 is a partially exploded perspective view of a joint portion of the working unit in FIG. 10.本発明の変形例を示す図。The figure which shows the modification of this invention.本発明の他の変形例を示す図。The figure which shows the other modification of this invention.本発明の第３の実施形態の鉗子の外観を示す図。The figure which shows the external appearance of the forceps of the 3rd Embodiment of this invention.図１４の把持部を示す図。The figure which shows the holding part of FIG.図１５の把持部の一部の部品を示す図。The figure which shows some components of the holding part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…鉗子、１１ａ…第１軸（軸部）、１１ｂ…第２軸（軸部）、１２ａ…雄ねじ部（第１雄ねじ部又は第２雄ねじ部）、１４ａ…雄ねじ部（第１雄ねじ部又は第２雄ねじ部）、２１…屈曲リンク（駆動用ユニバーサルジョイント、駆動用リンク）、２２…把持リンク（規制用ユニバーサルジョイント、規制用リンク）、２３…被連結部材。
DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 ... Forceps, 11a ... 1st axis | shaft (shaft part), 11b ... 2nd axis | shaft (shaft part), 12a ... Male thread part (1st male thread part or 2nd male thread part), 14a ... Male thread part (1st male thread part or 2nd male thread part), 21 ... bending link (universal joint for driving, driving link), 22 ... gripping link (universal joint for regulation, regulating link), 23 ... connected member.

Claims (13)

Translated fromJapanese

第１被連結部材及び第２被連結部材を連結する連結部を屈曲させる駆動機構であって、
前記連結部は、前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を連結する規制用ユニバーサルジョイント及び駆動用ユニバーサルジョイントを備え、
前記規制用ユニバーサルジョイントは、前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材に対して軸方向に移動不可能に連結され、
前記駆動用ユニバーサルジョイントの一方の軸部には、前記第１被連結部材に形成された第１雌ねじ部に螺合する第１雄ねじ部が形成され、
前記駆動用ユニバーサルジョイントの他方の軸部には、前記第２被連結部材に形成された第２雌ねじ部に螺合する第２雄ねじ部が形成され、
前記第１雄ねじ部及び前記第２雄ねじ部は、前記駆動用ユニバーサルジョイントを一方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を近接させ、他方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を離間させるように互いに逆方向に形成されるとともに、互いに同一ピッチに形成されている
駆動機構。A drive mechanism that bends a connecting portion that connects the first connected member and the second connected member,
The connecting portion includes a regulating universal joint and a driving universal joint for connecting the first connected member and the second connected member,
The regulating universal joint is connected to the first connected member and the second connected member so as not to move in the axial direction,
A first male screw portion that is screwed into a first female screw portion formed in the first connected member is formed on one shaft portion of the driving universal joint,
A second male screw portion that is screwed into a second female screw portion formed on the second connected member is formed on the other shaft portion of the universal joint for driving,
The first male screw portion and the second male screw portion are rotated in the other direction by causing the first connected member and the second connected member to approach each other when the driving universal joint is rotated in one direction. Sometimes the first connected member and the second connected member are formed in opposite directions so as to be separated from each other, and are formed at the same pitch. 第１被連結部材と、
第２被連結部材と、
前記第１被連結部材の第１位置と前記第２被連結部材の第２位置とを近接及び離間を規制可能に連結する規制用リンクと、
前記第１被連結部材の前記第１位置とは異なる第３位置と前記第２被連結部材の前記第２位置とは異なる第４位置とを連結する駆動用リンクと、
を備え、
前記駆動用リンクと前記第１被連結部材との第１接続部及び前記駆動用リンクと前記第２被連結部材との第２接続部のうち少なくとも一方には、前記駆動用リンクを一方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を近接させ、他方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を離間させるように、送りねじ機構が構成され、
前記駆動用リンクは回転軸周りの全方向へ屈曲又は湾曲可能である
駆動機構。A first connected member;
A second connected member;
A regulating link that couples the first position of the first coupled member and the second position of the second coupled member so as to regulate proximity and separation; and
A drive link for connecting a third position different from the first position of the first connected member and a fourth position different from the second position of the second connected member;
With
At least one of the first connection portion between the drive link and the first connected member and the second connection portion between the drive link and the second connected member is provided with the drive link in one direction. The first connected member and the second connected member are brought close to each other when rotated, and the first connected member and the second connected member are separated when rotated in the other direction. The screw mechanism is configured,
The drive link is capable of bending or bending in all directions around a rotation axis. 前記送りねじ機構は、前記第１接続部及び前記第２接続部それぞれにおいて構成され、
前記第１接続部の送りねじ機構及び前記第２接続部の送りねじ機構は、前記駆動用リンクの一方向への回転に対する送り方向が互いに逆方向、且つ、前記駆動用リンクの回転に対する送り量が互いに同一である
請求項２に記載の駆動機構。The feed screw mechanism is configured in each of the first connection portion and the second connection portion,
In the feed screw mechanism of the first connection part and the feed screw mechanism of the second connection part, the feed directions with respect to the rotation of the drive link in one direction are opposite to each other, and the feed amount with respect to the rotation of the drive link The drive mechanism according to claim 2, wherein are identical to each other. 前記駆動用リンクは、互いに異なる位置に２つ設けられている
請求項２に記載の駆動機構。The drive mechanism according to claim 2, wherein two drive links are provided at different positions. 前記規制用リンクは、前記駆動用リンクと同一の構成を有する
請求項２に記載の駆動機構。The drive mechanism according to claim 2, wherein the restriction link has the same configuration as the drive link. 前記第１被連結部材、前記規制用リンク及び前記駆動用リンクを含んで一つの関節部が構成され、一の前記関節部の前記第１被連結部材が、隣接する他の前記関節部の第２被連結部材として機能するように連結された複数の前記関節部と、
前記一の関節部の前記駆動用リンクの回転を前記隣接する他の関節部の前記駆動用リンクに伝達する伝達部と、
を備えた請求項２に記載の駆動機構。One joint part is configured including the first connected member, the regulating link, and the driving link, and the first connected member of one joint part is the first of the other joint parts adjacent to each other. A plurality of joints connected to function as two connected members;
A transmission unit for transmitting rotation of the driving link of the one joint part to the driving link of the other adjacent joint part;
The drive mechanism according to claim 2, comprising: 前記伝達部は、前記一の関節部の前記駆動用リンクと、前記隣接する他の関節部の前記駆動用リンクとを、近接及び離間可能に、且つ、相対回転不可能に連結するリンク連結部材を含む
請求項６に記載の駆動機構。The transmission part is a link connecting member that connects the driving link of the one joint part and the driving link of the other adjacent joint part so as to be close to and away from each other and not to be relatively rotatable. The drive mechanism according to claim 6. 前記第１被連結部材、前記規制用リンク及び前記駆動用リンクを含んで一つの関節部が構成され、一の前記関節部の前記第１被連結部材が、隣接する他の前記関節部の第２被連結部材として機能するように連結された複数の前記関節部と、
前記複数の関節部の駆動用リンクを互いに独立に回転駆動する複数の駆動源と、
を備えた請求項２に記載の駆動機構。One joint part is configured including the first connected member, the regulating link, and the driving link, and the first connected member of one joint part is the first of the other joint parts adjacent to each other. A plurality of joints connected to function as two connected members;
A plurality of drive sources for rotationally driving the drive links of the plurality of joints independently of each other;
The drive mechanism according to claim 2, comprising: 前記第２被連結部材には、当該第２被連結部材に対して移動可能な可動部材が設けられ、
前記規制用リンクは、前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材に回転可能に軸支され、且つ、回転軸周りの全方向へ屈曲又は湾曲可能であり、
前記可動部材は、前記規制用リンクの回転により駆動される
請求項２に記載の駆動機構。The second connected member is provided with a movable member movable with respect to the second connected member,
The restriction link is rotatably supported by the first connected member and the second connected member, and can be bent or curved in all directions around the rotation axis.
The drive mechanism according to claim 2, wherein the movable member is driven by rotation of the restriction link. 前記可動部材は、他の部材と開閉動作可能に前記他の部材に対して所定の回転軸周りに揺動可能に連結されるものであり、前記規制用リンクの回転により開閉駆動される
請求項９に記載の駆動機構。The movable member is connected to another member so as to be able to open and close with respect to the other member so as to be swingable around a predetermined rotation axis, and is opened and closed by rotation of the restriction link. 9. The drive mechanism according to 9. 前記可動部材は、開閉動作可能な部材を保持するものであり、前記規制用リンクの回転により前記開閉動作可能な部材と共に第２被連結部材に対して回転駆動される
請求項９に記載の駆動機構。The drive according to claim 9, wherein the movable member holds a member that can be opened and closed, and is rotationally driven with respect to the second connected member together with the member that can be opened and closed by rotation of the restriction link. mechanism. 前記第２被連結部材には、当該第２被連結部材に対して移動可能な可動部材が設けられ、
前記可動部材は、前記規制用リンクに案内されたワイヤーの張力により駆動される
請求項２に記載の駆動機構。The second connected member is provided with a movable member movable with respect to the second connected member,
The drive mechanism according to claim 2, wherein the movable member is driven by a tension of a wire guided by the restriction link. 低侵襲外科手術用マニピュレータであって、
患者の外部から内部へ挿通される中空状軸部材と、
前記中空状軸部材の先端に設けられる先端部材と、
前記中空状軸部材の第１位置と前記先端部材の第２位置とを近接及び離間を規制可能に連結する規制用リンクと、
前記中空状軸部材の前記第１位置とは異なる第３位置と前記先端部材の前記第２位置とは異なる第４位置とを連結する駆動用リンクと、
前記中空状軸部材に回転可能に挿通され、前記駆動用リンクを回転可能に前記駆動用リンクに連結される駆動軸と、
を備え、
前記駆動用リンクと前記第１被連結部材との第１接続部及び前記駆動用リンクと前記第２被連結部材との第２接続部のうち少なくとも一方には、前記駆動用リンクを一方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を近接させ、他方向へ回転させたときに前記第１被連結部材及び前記第２被連結部材を離間させるように、送りねじ機構が構成され、
前記駆動用リンクは回転軸周りの全方向へ屈曲又は湾曲可能である
低侵襲外科手術用マニピュレータ。
A minimally invasive surgical manipulator comprising:
A hollow shaft member inserted from the outside to the inside of the patient;
A tip member provided at the tip of the hollow shaft member;
A restricting link for connecting the first position of the hollow shaft member and the second position of the tip member so as to be able to restrict proximity and separation;
A drive link connecting a third position different from the first position of the hollow shaft member and a fourth position different from the second position of the tip member;
A drive shaft rotatably inserted into the hollow shaft member and coupled to the drive link to rotate the drive link;
With
At least one of the first connection portion between the drive link and the first connected member and the second connection portion between the drive link and the second connected member is provided with the drive link in one direction. The first connected member and the second connected member are brought close to each other when rotated, and the first connected member and the second connected member are separated when rotated in the other direction. The screw mechanism is configured,
The manipulator for minimally invasive surgical operation, wherein the drive link can be bent or bent in all directions around a rotation axis.

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