JP5148335B2 - Operating jig - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、モータを備えたアクチュエータ部と、アクチュエータ部に着脱自在でモータの回転軸に接続される回転体を備える接続部、及び回転体に連動する動作部を含む作業部とを有する医療用マニピュレータに適用される動作治具に関し、特に、作業部が、アクチュエータ部から取り外されているときに動作部を動作させる動作治具に関する。  The present invention relates to a medical device including an actuator unit including a motor, a connection unit including a rotating body that is detachably attached to the actuator unit and connected to a rotation shaft of the motor, and a working unit including an operation unit interlocked with the rotating body The present invention relates to an operation jig applied to a manipulator, and more particularly to an operation jig that operates an operation unit when a work unit is detached from an actuator unit.

腹腔鏡下手術においては、患者の腹部等に小さな孔をいくつかあけて内視鏡、鉗子（又はマニピュレータ）等を挿入し、術者が内視鏡の映像をモニタで見ながら手術を行っている。このような腹腔鏡下手術は、開腹を必要としないため患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減されることから、適用分野の拡大が期待されている。  In laparoscopic surgery, a small hole is opened in the patient's abdomen, etc., and an endoscope, forceps (or manipulator), etc. are inserted, and the surgeon performs the operation while viewing the endoscope image on the monitor. Yes. Since such laparoscopic surgery does not require laparotomy, the burden on the patient is small, and the number of days until postoperative recovery and discharge is greatly reduced, and therefore, the application field is expected to expand.

マニピュレータシステムは、例えば特許文献１に記載されているように、マニピュレータ本体と、該マニピュレータ本体を制御するコントローラとから構成される。マニピュレータ本体は、人手によって操作される操作部と、操作部に対して交換自在に着脱される作業部とから構成される。  For example, as described in Patent Document 1, the manipulator system includes a manipulator body and a controller that controls the manipulator body. The manipulator body includes an operation unit that is operated manually and a work unit that is detachably attached to the operation unit.

作業部（器具）は長い連結シャフトと、該連結シャフトの先端に設けられた先端動作部（エンドエフェクタとも呼ばれる。）とを有し、ワイヤによって先端の動作部を駆動するアクチュエータ（モータ）が操作部に設けられている。ワイヤは基端側でプーリに巻き掛けられている。コントローラは、操作部に設けられたモータを駆動して、プーリを介してワイヤを進退駆動する。  The working unit (tool) has a long connecting shaft and a tip operating unit (also referred to as an end effector) provided at the tip of the connecting shaft, and an actuator (motor) that drives the tip operating unit with a wire is operated. Provided in the department. The wire is wound around the pulley on the proximal end side. The controller drives a motor provided in the operation unit to drive the wire forward and backward through a pulley.

作業部側は洗浄、滅菌を容易にする必要性からセンサなどの電子機器を含まず、先端動作部及び後端のプーリの位置又は原点を直接的には検出できない構成であり、モータの回転量に基づいて先端動作部の軸位置を算出する構成がとられている。  The working unit side does not include electronic devices such as sensors because of the need for easy cleaning and sterilization, and the position or origin of the front operating unit and the rear end pulley cannot be detected directly. The axial position of the distal end working unit is calculated based on the above.

ところで、腹腔鏡下手術では、手技に応じて多様な作業部が用いられ、例えばグリッパ、はさみ、電気メス、超音波メス、医療用ドリルなどが挙げられる。これらの作業部は操作部に対して着脱自在に構成され、装着時には作業部基端側のプーリが操作部に設けられたモータの回転軸に係合するように構成されている。  By the way, in laparoscopic surgery, various working units are used depending on the procedure, and examples include a gripper, scissors, an electric knife, an ultrasonic knife, and a medical drill. These working units are configured to be detachable from the operation unit, and when installed, the pulley on the proximal side of the working unit is configured to engage with a rotation shaft of a motor provided in the operation unit.

このように、１つの操作部に対して複数の異なる作業部を接続することを前提としているシステムの場合、すべての作業部が唯一共通して着脱のできる軸位置となるモータ位相を設定する必要がある（例えば、特許文献１参照）。これを原点（又は初期位置）としている。  As described above, in the case of a system on the premise that a plurality of different working units are connected to one operation unit, it is necessary to set a motor phase that is an axis position at which all the working units can be attached and detached in common. (For example, refer to Patent Document 1). This is the origin (or initial position).

マニピュレータシステムについての先行技術としては、下記の特許文献１及び特許文献２が挙げられる。  The following patent documents 1 andpatent documents 2 are mentioned as prior art about a manipulator system.

特許文献１では、着脱時におけるモータ励磁切り換えや電気的な構成については考慮する必要のない構成が提案されている。  Patent Document 1 proposes a configuration that does not require consideration of motor excitation switching and electrical configuration during attachment / detachment.

特許文献２では、複数の先端ツールの電気的着脱について記載されている。  Patent Document 2 describes electrical attachment / detachment of a plurality of tip tools.

また、本出願人は、特許文献３において、先端動作部の機構としてヨー軸、ロール軸及びグリッパ軸の３自由度構成の例を提案している。  In addition, in the patent document 3, the present applicant has proposed an example of a three-degree-of-freedom configuration of a yaw axis, a roll axis, and a gripper axis as a mechanism of the tip working unit.

さらに、医療用マニピュレータをロボットアームにより駆動する医療用ロボットシステム（例えば、特許文献４参照）が提案されている。このような医療用ロボットシステムでは、マスターアームによる遠隔操作が可能であるとともに、プログラム制御により様々な動作が可能となる。  Furthermore, a medical robot system (for example, see Patent Document 4) that drives a medical manipulator with a robot arm has been proposed. In such a medical robot system, remote operation by a master arm is possible, and various operations are possible by program control.

医療用ロボットシステムでは、複数のロボットアームが設けられており、手技に応じてこれらのロボットアームを使い分けることができる。ロボットアームのうち１台には内視鏡が設けられ、体腔内を所定のモニタで確認することができる。  In a medical robot system, a plurality of robot arms are provided, and these robot arms can be used properly according to the procedure. One of the robot arms is provided with an endoscope, and the inside of the body cavity can be confirmed with a predetermined monitor.

特開２００４−１０５４５１公報JP 2004-105451 A特開２００４−２０８９２２公報JP 2004-208922 A特開２００７−３０１６９２公報JP 2007-301692 A米国特許第６３３１１８１号明細書US Pat. No. 6,331,181

医療用マニピュレータにおける先端動作部の軸位置は、例えばモータの原点を基準として算出される。したがって、手術の途中で作業部を交換する場合、新たに装着される別の作業部は正確に原点に一致した姿勢となっている必要がある。換言すれば、手術の最中又は手術の終了後に作業部を操作部から取り外す場合に該先端動作部及びプーリは原点に一致した軸位置に固定し保持しておくことが望ましい。  The axial position of the distal end working unit in the medical manipulator is calculated, for example, based on the origin of the motor. Therefore, when exchanging a work part in the middle of surgery, another work part to be newly attached needs to have a posture that exactly matches the origin. In other words, when the working unit is removed from the operation unit during or after the operation, it is desirable that the distal end operating unit and the pulley be fixed and held at an axial position that coincides with the origin.

このためには、作業部を操作部から取り外すときに、該先端動作部及びプーリは原点に一致した軸位置にしておくとともに、プーリの回転を止める所定のロック部材により自動的にロックしておくとよい。ロック部材は、弾性体により動作するようにしておき、作業部を操作部から取り外すときに、プーリに係合するよう構成すると好適である。  For this purpose, when the working unit is removed from the operation unit, the tip operating unit and the pulley are kept in the axial position coincident with the origin, and are automatically locked by a predetermined locking member that stops the rotation of the pulley. Good. It is preferable that the lock member is operated by an elastic body and is configured to be engaged with the pulley when the working unit is removed from the operation unit.

一方、手術終了後の作業部は洗浄をすることが望まれているが、先端動作部は複数の小さい部品から構成されており、原点姿勢のままではブラシによるブラッシングが行いにくい場合がある。例えば、先端動作部が一対のグリッパを有するとき、原点姿勢でグリッパが閉状態であると、当接しあったグリッパ面のブラッシングが行いにくい。  On the other hand, although it is desired to clean the working portion after the operation, the distal end working portion is composed of a plurality of small parts, and brushing with a brush may be difficult to perform in the original posture. For example, when the distal end working unit has a pair of grippers, if the gripper is in the closed state at the origin posture, it is difficult to brush the gripper surface that has come into contact.

また、所定のメンテナンスを行う際にも先端動作部を簡便な手段で動作できると好ましい。  In addition, it is preferable that the tip operating portion can be operated by simple means even when performing predetermined maintenance.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、原点姿勢でロックされたアクチュエータ部から取り外した作業部に対して、先端動作部を簡便に動作させることのできる動作治具を提供することを目的とする。  The present invention has been made in consideration of such problems, and provides an operation jig that can easily operate the tip operation unit with respect to the work unit removed from the actuator unit locked at the origin posture. The purpose is to do.

本発明は、モータを備えたアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部、及び前記回転体に連動する動作部を含む作業部とを有する医療用マニピュレータにおける前記作業部が、前記アクチュエータ部から取り外されているときに前記動作部を動作させる動作治具であって、前記接続部は、前記アクチュエータ部に対して着脱するときに前記アクチュエータ部の一部により移動されるロック部材を備え、前記ロック部材は、前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときに前記回転体の係合部に係合して該回転体の回転を防止し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに前記係合部から離間することによって該回転体を回転可能にし、前記動作治具は、前記接続部が接続されているときに、前記回転体に接続される回転可能な円筒体と、前記アクチュエータ部の一部に相当し、前記接続部が離れているときに前記ロック部材を前記係合部に係合させ、前記接続部が接続されているときに前記ロック部材を前記係合部から離間させるように、前記ロック部材を移動させるロック部材移動手段とを有することを特徴とする。  The present invention includes an actuator unit including a motor, a connection unit including a rotating body that is detachably attached to the actuator unit and connected to a rotation shaft of the motor, and a working unit including an operation unit interlocked with the rotating body. An operating jig for operating the operating unit when the working unit in the medical manipulator is detached from the actuator unit, wherein the connecting unit is attached to and detached from the actuator unit. A locking member that is moved by a part of the portion, and the locking member engages with the engaging portion of the rotating body when the actuator portion and the working portion are separated to prevent the rotating body from rotating. When the actuator unit and the working unit are connected, the rotating unit can be rotated by being separated from the engaging unit, and the operation control is performed. Corresponds to a rotatable cylindrical body connected to the rotating body when the connecting portion is connected, and a part of the actuator portion, and the lock member when the connecting portion is separated And a lock member moving means for moving the lock member so as to be engaged with the engagement portion and to move the lock member away from the engagement portion when the connection portion is connected. To do.

このような動作治具は、ロック部材を移動させるロック部材移動手段を備えることにより、先端動作部のロック状態を一時的に解除させることができ、円筒体を操作することにより先端動作部を動かすことができる。なお、本発明において、アクチュエータ部の一部により移動される、ということは、該一部により直接的に駆動される場合と、他の部材を介して間接的に駆動される場合の双方を含む。  Such an operation jig is provided with a lock member moving means for moving the lock member, so that the locked state of the distal end operating portion can be temporarily released, and the distal end operating portion is moved by operating the cylindrical body. be able to. In addition, in this invention, being moved by a part of actuator part includes both the case of being driven directly by the part and the case of being indirectly driven via another member. .

前記ロック部材移動手段は、前記接続部の方向に延在するピンであり、前記作業部は、前記ロック部材を前記回転体の方向に押圧する弾性体を備え、前記動作治具と前記作業部が離れているときには、前記ロック部材が前記弾性体によって押圧されることにより前記非円形部が前記係合孔に係合し、前記動作治具と前記作業部が接続されているときには、前記ピンの先端が前記ロック部材を押し出すことによって前記非円形部が前記係合孔から離間してもよい。  The locking member moving means is a pin extending in the direction of the connecting portion, and the working portion includes an elastic body that presses the locking member in the direction of the rotating body, and the operation jig and the working portion When the lock member is separated, the lock member is pressed by the elastic body so that the non-circular portion engages with the engagement hole, and when the operation jig and the working portion are connected, the pin The non-circular portion may be separated from the engagement hole by pushing out the lock member with the tip of the lock member.

このような、ピンによってロッキング部材を移動させると、動作治具を装着することにより即時にロック状態を解除させることができ、動作治具を取り外すことにより、弾性体の作用下に即時にロック状態に復帰させることができる。  When the locking member is moved by such a pin, the locked state can be released immediately by attaching the operation jig, and the locked state can be immediately released under the action of the elastic body by removing the operation jig. Can be restored.

前記接続部は２以上の貫通孔を有し、前記ピンは２以上設けられ、前記動作治具と前記作業部が接続されているときに、前記ピンは前記貫通孔にそれぞれ挿通されてもよい。このようなピンによれば接続部は確実に位置決めがなされて、安定して保持される。  The connection part has two or more through holes, the two or more pins are provided, and the pins may be inserted into the through holes when the operation jig and the working part are connected. . According to such a pin, the connecting portion is reliably positioned and stably held.

前記モータの前記回転軸と前記円筒体とのそれぞれの接続面は、一方の凸部が他方の凹部に係合し、該凸部及びが凹部は、１回転当たりで１箇所のみ係合する形状であってもよい。このような凸部及び凹部との係合形態によれば、相対回転位置が正しく規定される。  Each connecting surface of the rotating shaft of the motor and the cylindrical body has a shape in which one convex portion engages with the other concave portion, and the convex portion and the concave portion engage with only one place per one rotation. It may be. According to such a form of engagement with the convex portion and the concave portion, the relative rotational position is correctly defined.

前記作業部を保持する１以上の係合部を有し、該係合部は、弾性付勢される解除操作部を有し、前記解除操作部を押圧することによって前記アクチュエータ部との係合が解除されてもよい。このような弾性付勢された係合部によれば、作業部に対する脱着が容易に行われる。  It has one or more engaging parts that hold the working part, and the engaging part has a release operation part that is elastically biased, and engages with the actuator part by pressing the release operation part. May be released. According to such an elastically biased engaging portion, it can be easily attached to and detached from the working portion.

前記係合部は、左右面にそれぞれ設けられていると、片手で保持しながら、２本の指で簡便な操作が可能となる。  When the engaging portions are provided on the left and right surfaces, a simple operation can be performed with two fingers while being held with one hand.

前記円筒体には、回転量を示すインジケータが設けられていると、簡便に回転量を確認できる。  If the cylindrical body is provided with an indicator that indicates the amount of rotation, the amount of rotation can be easily confirmed.

本発明に係る動作治具では、ロック部材を移動させるロック部材移動手段を備えることにより、先端動作部のロック状態を一時的に解除させることができ、円筒体を操作することにより先端動作部を動かすことができる。  In the operation jig according to the present invention, by providing the lock member moving means for moving the lock member, the locked state of the tip operation unit can be temporarily released, and the tip operation unit is operated by operating the cylindrical body. Can move.

以下、本発明に係る動作治具の実施の形態について添付の図１〜図１５を参照しながら説明する。本実施の形態に係る動作治具４００（図１０参照）は、医療用のマニピュレータ１０に適用される。先ず、マニピュレータ１０について説明する。  Embodiments of an operation jig according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The operation jig 400 (see FIG. 10) according to the present embodiment is applied to themedical manipulator 10. First, themanipulator 10 will be described.

マニピュレータ１０は、先端動作部１２（図１５参照）に生体の一部又は湾曲針等を把持して所定の処置を行うためのものであり、通常、把持鉗子やニードルドライバ（持針器）等とも呼ばれる。先端動作部１２は、例えば、前記特許文献３に記載されている３軸構成にするとよい。  Themanipulator 10 is for holding a part of a living body or a curved needle or the like on the distal end working unit 12 (see FIG. 15) to perform a predetermined treatment. Usually, a grasping forceps, a needle driver (needle holder) or the like is used. Also called. For example, the distalend working unit 12 may have a three-axis configuration described in Patent Document 3.

図１及び図２に示すように、マニピュレータ１０は、人手によって把持及び操作される基端部の操作指令部（操作部）１４と、該操作指令部１４に対して着脱自在な作業部１６とを有する。  As shown in FIGS. 1 and 2, themanipulator 10 includes an operation command unit (operation unit) 14 at a base end portion that is gripped and operated by a hand, and awork unit 16 that is detachable from theoperation command unit 14. Have

以下の説明では、図１における幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向及び、連結シャフト４８の延在方向をＺ方向と規定する。また、右方をＸ１方向、左方をＸ２方向、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向、前方をＺ１方向、後方をＺ２方向と規定する。さらに、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ１０が中立姿勢である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ１０は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることはもちろんである。  In the following description, the width direction in FIG. 1 is defined as the X direction, the height direction is defined as the Y direction, and the extending direction of the connectingshaft 48 is defined as the Z direction. Further, the right side is defined as the X1 direction, the left side as the X2 direction, the upward direction as the Y1 direction, the downward direction as the Y2 direction, the forward direction as the Z1 direction, and the backward direction as the Z2 direction. Further, unless otherwise specified, the description of these directions is based on the case where themanipulator 10 is in a neutral posture. These directions are for convenience of explanation, and it is needless to say that themanipulator 10 can be used in any direction (for example, upside down).

作業部１６は、作業を行う先端動作部１２と、操作指令部１４のアクチュエータブロック（アクチュエータ部）３０に対して接続される接続部１５と、これらの先端動作部１２と接続部１５とを連接する長尺で中空の連結シャフト４８とを有する。作業部１６は、アクチュエータブロック３０における所定の操作によって操作指令部１４から離脱可能であって、洗浄、滅菌及びメンテナンス等を行うことができる。  The workingunit 16 connects thetip operating unit 12 that performs work, theconnection unit 15 connected to the actuator block (actuator unit) 30 of theoperation command unit 14, and connects thetip operating unit 12 and theconnection unit 15. And a long and hollow connectingshaft 48. The workingunit 16 can be detached from theoperation command unit 14 by a predetermined operation in theactuator block 30 and can perform cleaning, sterilization, maintenance, and the like.

先端動作部１２及び連結シャフト４８は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール２０から体腔２２内に挿入可能であり、操作指令部１４の操作により体腔２２内において患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。  The distalend working unit 12 and the connectingshaft 48 are configured to have a small diameter, and can be inserted into abody cavity 22 from acylindrical trocar 20 provided in a patient's abdomen or the like. Various procedures such as excision of the affected area, grasping, suturing and ligation can be performed.

操作指令部１４は、人手によって把持されるグリップハンドル２６と、該グリップハンドル２６の上部から延在するブリッジ２８と、該ブリッジ２８の先端に接続されたアクチュエータブロック３０とを有する。  Theoperation command unit 14 includes agrip handle 26 that is gripped by a hand, abridge 28 that extends from an upper portion of thegrip handle 26, and anactuator block 30 that is connected to the tip of thebridge 28.

図２に示すように、操作指令部１４のグリップハンドル２６は、ブリッジ２８の端部からＹ２方向に向かって延在しており、人手によって把持されるのに適した長さであり、入力手段としてのトリガーレバー３２と、複合入力部３４と、スイッチ３６とを有する。ブリッジ２８の上面における視認しやすい箇所にはＬＥＤ２９が設けられている。ブリッジ２８の上面は手技の最中にも視認しやすい箇所であり、ＬＥＤ２９を配置するのに好適である。  As shown in FIG. 2, the grip handle 26 of theoperation command unit 14 extends from the end of thebridge 28 in the Y2 direction, and has a length suitable for being gripped by a hand. As atrigger lever 32, acomposite input unit 34, and aswitch 36. AnLED 29 is provided at an easily visible position on the upper surface of thebridge 28. The upper surface of thebridge 28 is easily visible even during the procedure, and is suitable for disposing theLED 29.

グリップハンドル２６の下端には、コントローラ４５に接続されるケーブル６２が設けられている。グリップハンドル２６とケーブル６２とはコネクタにより接続されていてもよい。  Acable 62 connected to thecontroller 45 is provided at the lower end of thegrip handle 26. The grip handle 26 and thecable 62 may be connected by a connector.

操作指令部１４について、先ず、複合入力部３４の構成及び作用について説明する。  Regarding theoperation command unit 14, the configuration and operation of thecomposite input unit 34 will be described first.

複合入力部３４は、先端動作部１２に対してロール方向（軸回転方向）及びヨー方向（左右方向）の回転指令を与える複合的な入力手段である。トリガーレバー３２は、先端動作部１２のグリッパ６０（図２参照）の開閉指令を与える入力手段である。スイッチ３６は、マニピュレータ１０の動作状態の有効又は無効を設定するための入力手段である。ＬＥＤ２９は、マニピュレータ１０の制御状態を示すインジケータであり、操作者が容易に認識可能な大きさであり、かつ操作に支障がない程度に十分に小型軽量である。ＬＥＤ２９は、ブリッジ２８の上面における略中央部で、視認性のよい位置に設けられている。  Thecomposite input unit 34 is a composite input unit that gives rotation commands in the roll direction (axial rotation direction) and yaw direction (left-right direction) to the distalend working unit 12. Thetrigger lever 32 is an input means for giving an opening / closing command for the gripper 60 (see FIG. 2) of the distalend working unit 12. Theswitch 36 is an input means for setting whether the operation state of themanipulator 10 is valid or invalid. TheLED 29 is an indicator that indicates the control state of themanipulator 10, is a size that can be easily recognized by the operator, and is sufficiently small and light enough that there is no hindrance to the operation. TheLED 29 is provided at a position with good visibility at a substantially central portion on the upper surface of thebridge 28.

図３に示すように、トリガーレバー３２は、ブリッジ２８のやや下方でＺ１方向にやや突出したレバーであり、人差し指による操作が容易な位置に設けられている。  As shown in FIG. 3, thetrigger lever 32 is a lever that slightly protrudes in the Z1 direction slightly below thebridge 28, and is provided at a position where the operation with the index finger is easy.

トリガーレバー３２は、グリップハンドル２６に対してアーム９８により接続されており、該グリップハンドル２６に対して進退するように構成されている。アーム９８はグリップハンドル２６内で図示しないセンサに接続されており、トリガーレバー３２の進退量が該センサによって計測されてコントローラ４５に供給される。  Thetrigger lever 32 is connected to the grip handle 26 by anarm 98 and is configured to advance and retreat with respect to thegrip handle 26. Thearm 98 is connected to a sensor (not shown) in thegrip handle 26, and the advance / retreat amount of thetrigger lever 32 is measured by the sensor and supplied to thecontroller 45.

図３に示すように、トリガーレバー３２は、指を当て、グリップハンドル２６の方向（つまり、Ｚ２方向）に向かって引き込む引込部１０１と、該引込部１０１と対向する位置に設けられ、指を当て、グリップハンドル２６からＺ１方向に押し出す押出部１０２とを有する。  As shown in FIG. 3, thetrigger lever 32 is provided at a position where the finger is applied and thedrawing portion 101 is drawn in the direction of the grip handle 26 (that is, the Z2 direction), and thedrawing portion 101 is opposed to thedrawing lever 101. And an extrudingpart 102 that pushes out from the grip handle 26 in the Z1 direction.

操作指令部１４では、トリガーレバー３２の押出部１０２に凹部１０４を設けることにより、該凹部１０４に指先を入れて細かい操作が可能となり、先端動作部１２のグリッパ６０やはさみ等の開閉作業を正確に行うことができる。  In theoperation command unit 14, thedepression 104 is provided in the push-outportion 102 of thetrigger lever 32, so that a fine operation can be performed by inserting a fingertip into thedepression 104, and the opening / closing work such as thegripper 60 and the scissors of thetip operation unit 12 can be accurately performed. Can be done.

図２及び図３に示すように、スイッチ３６はグリップハンドル２６に対して進退する操作機構であって、トリガーレバー３２とスイッチ３６とはグリップハンドル２６におけるＺ１方向の面で、グリップハンドル２６の長尺方向（Ｙ方向）に並んで配置されている。スイッチ３６はトリガーレバー３２の直下（Ｙ２方向）に設けられている。スイッチ３６とトリガーレバー３２との間には薄い板材１３０が設けられている。  2 and 3, theswitch 36 is an operation mechanism that moves forward and backward with respect to thegrip handle 26. Thetrigger lever 32 and theswitch 36 are surfaces of the grip handle 26 in the Z1 direction, and the length of the grip handle 26 is as follows. They are arranged side by side in the scale direction (Y direction). Theswitch 36 is provided directly below the trigger lever 32 (Y2 direction). Athin plate member 130 is provided between theswitch 36 and thetrigger lever 32.

スイッチ３６はオルタネート式であって、操作子３６ａを一度手前（Ｚ２方向）に引き込むことによってオン状態にロックされ、手を離すとやや先端側の位置に保持される。再度スイッチ３６を手前側に引き込むことによってオン状態は解除されてオフ状態となり、図示しない弾性体によって先端側（Ｚ１方向）の位置に復帰する。このような操作を繰り返すことにより、スイッチ３６は、オン状態又はオフ状態のいずれかに保持され、スイッチ３６を押し続ける必要がない。従って、オン状態とオフ状態との切り換え時だけスイッチ３６の操作をすればよく、それ以外のときはトリガーレバー３２の操作をすることができ、スイッチ３６とトリガーレバー３２とを併存させるのに好適である。  Theswitch 36 is an alternate type, and is locked in an on state by once pulling the operation element 36a forward (in the Z2 direction), and is held at a slightly distal position when the hand is released. By pulling theswitch 36 back again, the on state is released and theswitch 36 is turned off, and the elastic body (not shown) returns to the front end side (Z1 direction) position. By repeating such an operation, theswitch 36 is held in either the on state or the off state, and it is not necessary to keep pressing theswitch 36. Therefore, it is only necessary to operate theswitch 36 at the time of switching between the on state and the off state. In other cases, thetrigger lever 32 can be operated, which is suitable for coexisting theswitch 36 and thetrigger lever 32. It is.

スイッチ３６は、システムを有効化し又はモータ４０ａ〜４０ｃを原点へ復帰させて停止させるものであって、オン状態のときに有効、オフ状態のときに停止となる。有効及び停止の状態はＬＥＤ２９の点灯状態によっても示される。  Theswitch 36 activates the system or returns themotors 40a to 40c to the origin and stops them. Theswitch 36 is effective when the switch is on and is stopped when the switch is off. The valid and stopped states are also indicated by the lighting state of theLED 29.

次に、作業部１６と操作指令部１４の接続部１５との着脱の構成及び作用について説明する。  Next, the structure and operation of attaching / detaching the workingunit 16 and theconnection unit 15 of theoperation command unit 14 will be described.

図１に示すように、接続部１５は、樹脂のカバー３７に覆われており、従動回転するプーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃを回転自在に保持している。プーリ５０ａ、プーリ５０ｂ及びプーリ５０ｃには、それぞれ図示しないワイヤが巻き掛けられており、連結シャフト４８の中空部分を通って先端動作部１２まで延在している。  As shown in FIG. 1, the connectingportion 15 is covered with aresin cover 37 and rotatably holdspulleys 50a, 50b, and 50c that are driven to rotate. Wires (not shown) are wound around thepulley 50 a, thepulley 50 b, and thepulley 50 c, and extend through the hollow portion of the connectingshaft 48 to the distalend working unit 12.

図２及び図４に示すように、接続部１５は、左右側面の係合片２００と、下面に開口する３つの嵌合孔２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃとを有する。３つの嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃは、Ｚ１方向及びＺ２方向の端部近傍に設けられており、Ｙ１方向に延在する孔である。  As shown in FIGS. 2 and 4, the connectingportion 15 includes left and rightside engaging pieces 200 and threefitting holes 202 a, 202 b, 202 c opened on the lower surface. The threefitting holes 202a to 202c are provided in the vicinity of the ends in the Z1 direction and the Z2 direction, and extend in the Y1 direction.

アクチュエータブロック３０には先端動作部１２が有する３自由度の機構に対応してモータ４０ａ、４０ｂ、４０ｃが接続部１５の延在方向に沿って並列して設けられている。プーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのＹ２方向下端にはそれぞれ結合凸部が設けられ、モータ４０ａ〜４０ｃの回転軸４２ａ、４２ｂ、４２ｃには結合凸部部が設けられている。結合凸部と結合凹部は互いに係合可能に形成されており、モータ４０ａ〜４０ｃの回転がプーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃに対して確実に伝達される。  In theactuator block 30,motors 40 a, 40 b, and 40 c are provided in parallel along the extending direction of the connectingportion 15 corresponding to the mechanism of three degrees of freedom that the distalend working unit 12 has. Thepulleys 50a, 50b and 50c are respectively provided with coupling convex portions at the lower ends in the Y2 direction, and therotational shafts 42a, 42b and 42c of themotors 40a to 40c are provided with coupling convex portions. The coupling convex portion and the coupling concave portion are formed to be able to engage with each other, and the rotation of themotors 40a to 40c is reliably transmitted to thepulleys 50a, 50b, and 50c.

これらの結合凹部及び結合凸部は、十字形状であって、十字放射状の４本の筋のうち、１本のみが他の３本と比べて短くなっており、該結合凸部及び該結合凹部は、１回転当たりで１箇所のみ係合する形状である。このような係合形態によれば、相対回転位置が正しく規定される。これらの係合部は十字形状に限られない。  These coupling concave portions and coupling convex portions are cross-shaped, and only one of the four cross-radiating streaks is shorter than the other three, and the coupling convex portions and the coupling concave portions Is a shape that engages only at one place per rotation. According to such an engagement form, the relative rotational position is correctly defined. These engaging portions are not limited to a cross shape.

モータ４０ａ〜４０ｃは小型、細径であって、アクチュエータブロック３０はコンパクトな扁平形状に構成されている。アクチュエータブロック３０は、操作指令部１４のＺ１方向端部の下方に設けられている。また、モータ４０ａ〜４０ｃは、操作指令部１４若しくはトリガーレバー３２の操作に基づき、コントローラ４５の作用下に回転をする。  Themotors 40a to 40c are small and have a small diameter, and theactuator block 30 is configured in a compact flat shape. Theactuator block 30 is provided below the end of theoperation command unit 14 in the Z1 direction. Further, themotors 40 a to 40 c rotate under the action of thecontroller 45 based on the operation of theoperation command unit 14 or thetrigger lever 32.

アクチュエータブロック３０は、さらに作業部１６の接続部１５を保持する２つの独立した係合部２１０と、該接続部１５の位置決め機能及び保持機構を有する３本のアライメントピン（アクチュエータ部の一部）２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃとを有する。なお、図４、図８及び図９では、接続部１５の構造が理解しやすいように、カバー３７（図１参照）を取り外した状態で示す。  Theactuator block 30 further includes three alignment pins (part of the actuator portion) having two independent engagingportions 210 that hold the connectingportion 15 of the workingportion 16 and a positioning function and a holding mechanism of the connectingportion 15. 212a, 212b, 212c. 4, 8, and 9, the cover 37 (see FIG. 1) is shown in a removed state so that the structure of the connectingportion 15 can be easily understood.

２つの係合部２１０は、アクチュエータブロック３０の左右側面で対称位置に設けられており、操作面２０４と、該操作面２０４からＹ１方向に延在するレバー２０６とを有する。レバー２０６はアクチュエータブロック３０の上面よりもＹ１方向に向かってやや突出しており、先端内側がテーパ形状になっている。係合部２１０は、図示しない弾性体によってレバー２０６が内側に向かう方向に弾性付勢されている。  The twoengaging portions 210 are provided at symmetrical positions on the left and right side surfaces of theactuator block 30, and include anoperation surface 204 and alever 206 extending from theoperation surface 204 in the Y1 direction. Thelever 206 slightly protrudes in the Y1 direction from the upper surface of theactuator block 30, and the inside of the tip is tapered. The engagingportion 210 is elastically biased in a direction in which thelever 206 is directed inward by an elastic body (not shown).

アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは、嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃに対向する位置で、アクチュエータブロック３０の上面におけるＺ１方向端の近傍に２本、Ｚ２方向端の近傍に１本設けられ、それぞれＹ１方向に延在している。Ｚ１方向端の近傍に２本のアライメントピン２１２ａ、２１２ｂがＸ方向に並んで設けられている。  Twoalignment pins 212a to 212c are provided near the end in the Z1 direction on the upper surface of theactuator block 30 and one near the end in the Z2 direction at positions facing thefitting holes 202a to 202c, and extend in the Y1 direction. Exist. Twoalignment pins 212a and 212b are provided side by side in the X direction in the vicinity of the end in the Z1 direction.

このように、アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは３本設けられていることから、接続部１５は３点で支持され、簡便且つ確実に位置決めを行うことができる。また、３本のアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは直線状配列ではないため、いずれの方向のねじれに対しても、接続部１５を安定して保持することができる。アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは、このうち２本以上設けられていれば、接続部１５は確実に位置決めがなされて、安定して保持される。この場合、Ｚ方向に離間した２本を選択すると一層安定する。  Thus, since the threealignment pins 212a to 212c are provided, the connectingportion 15 is supported at three points, and positioning can be performed easily and reliably. In addition, since the threealignment pins 212a to 212c are not linearly arranged, theconnection portion 15 can be stably held against twisting in any direction. If two or more of thealignment pins 212a to 212c are provided, the connectingportion 15 is reliably positioned and stably held. In this case, it is more stable if two separated in the Z direction are selected.

さらに、図２に示すように、アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃの高さＨ１は、嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃを備える接続部１５におけるプーリ収納体３００の高さＨ２よりも大きく、アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃはプーリ収納体３００を適度に貫通する。  Furthermore, as shown in FIG. 2, the height H1 of thealignment pins 212a to 212c is larger than the height H2 of thepulley housing 300 in the connectingportion 15 including thefitting holes 202a to 202c, and thealignment pins 212a to 212c are Thepulley housing 300 is appropriately penetrated.

次に、接続部１５の構成について図５〜図９を参照しながら詳細に説明する。  Next, the configuration of the connectingportion 15 will be described in detail with reference to FIGS.

図５及び図６に示すように、接続部１５は、プーリ５０ａ〜５０ｃが設けられたプーリ収納体３００と、該プーリ収納体３００の上部に設けられた上部体３０２と、ロッキングプレート３０４と、２つのコイルスプリング（弾性体）３０６とを有する。  As shown in FIGS. 5 and 6, the connectingportion 15 includes apulley storage body 300 provided withpulleys 50 a to 50 c, anupper body 302 provided on the top of thepulley storage body 300, alocking plate 304, And two coil springs (elastic body) 306.

プーリ５０ａ〜５０ｃは、上記の通りプーリ収納体３００におけるＺ方向に並列しており、各上端はプーリ収納体３００の上面からやや突出した板形状部（係合部）３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃとなっている。板形状部３０８ａ〜３０８ｃは、同形状であり、プーリ５０ａ〜５０ｃの上端の直径に相当する箇所に設けられており、Ｙ１方向にやや伸びている。各プーリ５０ａ〜５０ｃが原点であるときに板形状部３０８ａ〜３０８ｃは平面視でＸ方向を指向する。  Thepulleys 50a to 50c are arranged in parallel in the Z direction of thepulley housing 300 as described above, and the upper ends thereof are plate-shaped portions (engaging portions) 308a, 308b, and 308c that slightly protrude from the upper surface of thepulley housing 300. ing. The plate-shapedportions 308a to 308c have the same shape, are provided at locations corresponding to the diameters of the upper ends of thepulleys 50a to 50c, and extend slightly in the Y1 direction. When thepulleys 50a to 50c are at the origin, the plate-shapedportions 308a to 308c are oriented in the X direction in plan view.

ロッキングプレート３０４はＺ方向に長尺であり、中央部は幅が広く、Ｚ１方向は幅狭部３１０を介してＴ字形状の第１端部３１２を有するとともに、Ｚ２方向は幅狭部３１３を介してＸ１方向に折れ曲がった第２端部３１４を有する。作業部１６を操作指令部１４に装着しているときには、第１端部３１２の下面左右にはアライメントピン２１２ａ、２１２ｂが当接し、第２端部３１４の下面にはアライメントピン２１２ｃが当接して、ロッキングプレート３０４を相対的にＹ１方向に押しだす。  The lockingplate 304 is elongated in the Z direction, the center portion is wide, the Z1 direction has a T-shapedfirst end 312 via thenarrow portion 310, and thenarrow portion 313 is formed in the Z2 direction. And asecond end portion 314 that is bent in the X1 direction. When the workingunit 16 is mounted on theoperation command unit 14, the alignment pins 212 a and 212 b are in contact with the left and right surfaces of thefirst end 312, and thealignment pin 212 c is in contact with the lower surface of thesecond end 314. Then, the lockingplate 304 is relatively pushed out in the Y1 direction.

ロッキングプレート３０４の中央部には、Ｘ方向を指向する３つのスリット（係合孔）３１６ａ、３１６ｂ及び３１６ｃがＺ方向に並列されており、順にプーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃに対応する位置に設けられている。各スリット３１６ａ〜３１６ｃのＺ方向の幅は、板形状部３０８ａ〜３０８ｃの板厚よりやや広く、Ｘ方向の長さは、板形状部３０８ａ〜３０８ｃよりやや長い。  Three slits (engagement holes) 316a, 316b, and 316c oriented in the X direction are juxtaposed in the Z direction at the center of thelocking plate 304, and are sequentially provided at positions corresponding to thepulleys 50a, 50b, and 50c. ing. The width in the Z direction of each of theslits 316a to 316c is slightly wider than the plate thickness of the plate-shapedportions 308a to 308c, and the length in the X direction is slightly longer than the plate-shapedportions 308a to 308c.

ロッキングプレート３０４の上面で、スリット３１６ａとスリット３１６ｂとの間、及びスリット３１６ｂとスリット３１６ｃとの間には浅い丸溝３２０が設けられている。各丸溝３２０はコイルスプリング３０６より僅かに大径であり、該コイルスプリング３０６の下端の取付座となっている。上部体３０２の下面にも丸溝３２０と同形状の２つの丸溝３２１（図６参照）が設けられており、コイルスプリング３０６の上端の取付座となっている。  On the upper surface of thelocking plate 304, shallowcircular grooves 320 are provided between theslits 316a and 316b and between theslits 316b and 316c. Eachcircular groove 320 is slightly larger in diameter than thecoil spring 306 and serves as a mounting seat at the lower end of thecoil spring 306. Two round grooves 321 (see FIG. 6) having the same shape as theround groove 320 are also provided on the lower surface of theupper body 302 and serve as a mounting seat at the upper end of thecoil spring 306.

上部体３０２は、ロッキングプレート３０４の幅狭部３１０の両側に設けられた一対の前方ガイド板３３０と、幅狭部３１３の両側に設けられた一対の後方ガイド板３３２と、これらの前方ガイド板３３０及び後方ガイド板３３２の各上端部に接続された天板（保持板）３３４とを有する。前方ガイド板３３０及び後方ガイド板３３２の各下端部は折れ曲がってそれぞれ取付台３３６を構成する。取付台３３６の中央には孔が設けられており、該孔をビス３３８が挿通し、該ビス３３８がプーリ収納体３００の上面のビス孔３４０に螺合することによって上部体３０２がプーリ収納体３００に固定される。  Theupper body 302 includes a pair offront guide plates 330 provided on both sides of thenarrow portion 310 of thelocking plate 304, a pair ofrear guide plates 332 provided on both sides of thenarrow portion 313, and these front guide plates. 330 and a top plate (holding plate) 334 connected to each upper end portion of therear guide plate 332. The lower end portions of thefront guide plate 330 and therear guide plate 332 are bent to form the mountingbase 336, respectively. A hole is provided in the center of the mountingbase 336. Ascrew 338 is inserted through the hole, and thescrew 338 is screwed into ascrew hole 340 on the upper surface of thepulley storage body 300, whereby theupper body 302 is connected to the pulley storage body. It is fixed to 300.

２つのコイルスプリング３０６は、天板３３４とロッキングプレート３０４との間に設けられている。ロッキングプレート３０４はコイルスプリング３０６の弾性作用によってＹ２方向に力を受けており、アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃが下方から当接して押し出されることにより、コイルスプリング３０６を圧縮してＹ１方向に移動可能である。このとき、幅狭部３１０及び３１３が前方ガイド板３３０及び後方ガイド板３３２によってガイドされＹ方向にスムーズに移動できる。また、２つのコイルスプリング３０６は、長尺なＺ方向に離間した箇所に設けられていることから、ロッキングプレート３０４はバランスよく力を受け、Ｙ方向の移動がスムーズである。  The twocoil springs 306 are provided between thetop plate 334 and thelocking plate 304. The lockingplate 304 receives a force in the Y2 direction due to the elastic action of thecoil spring 306. When thealignment pins 212a to 212c are pressed from below and pushed out, thecoil spring 306 can be compressed and moved in the Y1 direction. . At this time, thenarrow portions 310 and 313 are guided by thefront guide plate 330 and therear guide plate 332 and can move smoothly in the Y direction. In addition, since the twocoil springs 306 are provided at locations that are separated in the long Z direction, the lockingplate 304 receives a force in a balanced manner, and the movement in the Y direction is smooth.

次に、このように構成されるマニピュレータ１０の作用について説明する。  Next, the operation of themanipulator 10 configured as described above will be described.

先ず、図７に示すように、操作指令部１４に対して作業部１６を装着する。接続部１５をアクチュエータブロック３０に接続する際には、図４に示すように、３つの嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃにアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃが挿入されるようにしてＹ２方向に移動させる。これにより、係合部２１０のレバー２０６が先端のテーパ形状によってやや外方向に押されて変位して、係合片２００に対して摺動する。やがて、接続部１５の下面がアクチュエータブロック３０の上面に当接すると、弾性作用によってレバー２０６は原位置に復帰し、テーパ形状の下端の楔部２０６ａが係合片２００に係合することになる。接続部１５の装着が終了すると、レバー２０６が原位置に復帰することにより適度なクリック感及び装着音が発生し、操作者は装着が正常に完了したことを確認できる。  First, as shown in FIG. 7, the workingunit 16 is attached to theoperation command unit 14. When connecting theconnection portion 15 to theactuator block 30, as shown in FIG. 4, thealignment pins 212a to 212c are inserted in the threefitting holes 202a to 202c and moved in the Y2 direction. As a result, thelever 206 of the engagingportion 210 is displaced slightly by being pushed outward by the tapered shape of the tip, and slides relative to theengaging piece 200. Eventually, when the lower surface of the connectingportion 15 comes into contact with the upper surface of theactuator block 30, thelever 206 is returned to the original position by the elastic action, and thewedge portion 206a at the lower end of the tapered shape is engaged with theengaging piece 200. . When the mounting of the connectingportion 15 is completed, thelever 206 returns to the original position, so that an appropriate click feeling and mounting sound are generated, and the operator can confirm that the mounting has been completed normally.

このとき、操作指令部１４のモータ４０ａ〜４０ｃはそれぞれ原点となっており、一方、作業部１６ではロッキングプレート３０４の作用によりプーリ５０ａ〜５０ｃがそれぞれ原点に位置しており、モータ４０ａ〜４０ｃの上端部は、プーリ５０ａ〜５０ｃの下端部に適切に接続される。  At this time, themotors 40a to 40c of theoperation command unit 14 are each at the origin, while in the workingunit 16, thepulleys 50a to 50c are positioned at the origin by the action of thelocking plate 304, and themotors 40a to 40c are The upper end is appropriately connected to the lower ends of thepulleys 50a to 50c.

また、図７に示すように、３本のアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃの上端部は、嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃを貫通してプーリ収納体３００の上面から突出し、第１端部３１２及び第２端部３１４の下面に当接し、コイルスプリング３０６を圧縮してロッキングプレート３０４を押し上げる。これにより、プーリ５０ａ〜５０ｃの上端の板形状部３０８ａ〜３０８ｃは、はモータ４０ａ〜４０ｃによって回転可能になる。  Further, as shown in FIG. 7, the upper ends of the threealignment pins 212 a to 212 c penetrate thefitting holes 202 a to 202 c and protrude from the upper surface of thepulley housing 300, and thefirst end 312 and the second end Abutting on the lower surface of theportion 314, thecoil spring 306 is compressed and thelocking plate 304 is pushed up. Accordingly, the plate-shapedportions 308a to 308c at the upper ends of thepulleys 50a to 50c can be rotated by themotors 40a to 40c.

作業部１６の装着後、コントローラ４５では、原点を基準として角度の計算を行い先端動作部１２を正しく制御することができる。すなわち、操作指令部１４が装着された位置を原点（０°）として推定し、トリガーレバー３２と及び複合入力部３４のプラス方向及びマイナス方向の入力に対応して、先端動作部１２をロール方向及びヨー方向の回転指令を与え、グリッパ６０の開閉指令を与えることができる。  After the workingunit 16 is mounted, thecontroller 45 can calculate the angle with reference to the origin and correctly control the distalend working unit 12. That is, the position where theoperation command unit 14 is mounted is estimated as the origin (0 °), and thetip operating unit 12 is moved in the roll direction in response to thetrigger lever 32 and thecomposite input unit 34 input in the plus and minus directions. In addition, a rotation command in the yaw direction can be given, and an opening / closing command for thegripper 60 can be given.

一連の手技が終了し、又は操作指令部１４を別の種類（例えば、電気メス）に交換する場合には、装着されている操作指令部１４を取り外す。この操作に先だって、操作者はスイッチ３６（図１参照）を操作し、コントローラ４５の作用下に各モータ４０ａ〜４０ｃを自動的に原点に復帰させる。この自動復帰の最中及び復帰後、ＬＥＤ２９（図１参照）はコントローラ４５の作用下に点灯状態が切り換えられる。つまり、通常動作時には緑色の点灯状態であったものが、自動復帰中は緑の点滅状態となり、復帰後には消灯状態となる。ＬＥＤ２９は視認性のよい箇所に設けられていることから、操作者はモータ４０ａ〜４０ｃが原点に復帰したことを容易に確認することができる。  When a series of procedures is completed or theoperation command unit 14 is replaced with another type (for example, an electric knife), the attachedoperation command unit 14 is removed. Prior to this operation, the operator operates the switch 36 (see FIG. 1) to automatically return themotors 40a to 40c to the origin under the action of thecontroller 45. During and after the automatic return, the LED 29 (see FIG. 1) is turned on under the action of thecontroller 45. In other words, the green lighting state during the normal operation turns into a green blinking state during the automatic recovery, and goes out after the recovery. Since theLED 29 is provided at a location with good visibility, the operator can easily confirm that themotors 40a to 40c have returned to the origin.

ＬＥＤ２９の点灯状態によって、各モータが原点に復帰したことを確認した後、操作者は作業部１６を操作指令部１４から取り外す。  After confirming that each motor has returned to the origin by the lighting state of theLED 29, the operator removes the workingunit 16 from theoperation command unit 14.

図８に示すように、接続部１５をアクチュエータブロック３０から取り外す際には、２つの操作面２０４をそれぞれ同時に押圧することによってレバー２０６が弾性付勢に抗して外方向に傾動し、係合片２００に対する係合を解除することができる。この後、接続部１５を上方に引き上げることによって作業部１６は操作指令部１４から取り外される。  As shown in FIG. 8, when the connectingportion 15 is removed from theactuator block 30, thelever 206 is tilted outwardly against the elastic bias by simultaneously pressing the twooperation surfaces 204 to engage with each other. The engagement with thepiece 200 can be released. Thereafter, the workingunit 16 is detached from theoperation command unit 14 by pulling the connectingunit 15 upward.

このとき、図６に示すように、３本のアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは、嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃから下方に抜けることから、第１端部３１２及び第２端部３１４から離間し、ロッキングプレート３０４はコイルスプリング３０６の弾性力によって下方に押し下げられる。各モータ４０ａ〜４０ｃは、それぞれ原点に復帰していることから、連動するプーリ５０ａ〜５０ｃの板形状部３０８ａ〜３０８ｃは平面視でＸ方向を指向しており、（図５参照）ロッキングプレート３０４の３つのスリット３１６ａ〜３１６ｃに係合する（図９参照）。これにより、これ以後の各プーリ５０ａ〜５０ｃの回転が防止でき、先端動作部１２が原点に保持され、次回に操作指令部１４に装着するときには、プーリ５０ａ〜５０ｃをモータ４０ａ〜４０ｃに正しく装着することができる。  At this time, as shown in FIG. 6, the threealignment pins 212 a to 212 c come out downward from thefitting holes 202 a to 202 c, so that they are separated from thefirst end 312 and thesecond end 314, and thelocking plate 304 is pushed down by the elastic force of thecoil spring 306. Since eachmotor 40a-40c has returned to the origin, the plate-shapedportions 308a-308c of the interlocking pulleys 50a-50c are oriented in the X direction in plan view (see FIG. 5). Are engaged with the threeslits 316a to 316c (see FIG. 9). As a result, the subsequent rotation of thepulleys 50a to 50c can be prevented, and when thetip operating unit 12 is held at the origin and is next mounted on theoperation command unit 14, thepulleys 50a to 50c are correctly mounted on themotors 40a to 40c. can do.

次に、本実施の形態に係る動作治具４００について図１０〜図１４を参照しながら説明する。動作治具４００について、前記の操作指令部１４と同じ箇所については同符号を付してその詳細な説明を省略する。  Next, theoperation jig 400 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In theoperation jig 400, the same portions as those of theoperation command unit 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図１０に示すように、動作治具４００は、ベースプレート４０２をベースに構成されており、３本のアライメントピン（ロック部材移動手段）４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃと、ベースプレート４０２よりＹ１側が前記の回転軸４２ａ、４２ｂ、４２ｃ（図３参照）と同形状となっているノブ（円筒体）４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃと、左右一対の係合部２１０を有する。図１０から了解されるように、動作治具４００は簡便構成であって、廉価である。  As shown in FIG. 10, theoperation jig 400 includes abase plate 402 as a base, and includes three alignment pins (locking member moving means) 404 a, 404 b, 404 c, and the rotation axis on the Y1 side of thebase plate 402. It has knobs (cylindrical bodies) 406a, 406b, 406c having the same shape as 42a, 42b, 42c (see FIG. 3) and a pair of left and right engagingportions 210. As can be understood from FIG. 10, theoperation jig 400 has a simple configuration and is inexpensive.

ベースプレート４０２は、前記操作指令部１４におけるアクチュエータブロック３０の上面部に相当し、適度な厚みを有し、Ｘ方向長さ及びＺ方向長さは、アクチュエータブロック３０の上面部と同じに設定されている。ベースプレート４０２は、例えば鋼材である。  Thebase plate 402 corresponds to the upper surface portion of theactuator block 30 in theoperation command unit 14 and has an appropriate thickness. The length in the X direction and the length in the Z direction are set to be the same as the upper surface portion of theactuator block 30. Yes. Thebase plate 402 is a steel material, for example.

アライメントピン４０４ａ〜４０４ｃは、前記のアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃ（図３参照）に相当する部材であり、高さ（Ｈ１）、形状及び相対位置が同じである。アライメントピン４０４ａ〜４０４ｃは、ベースプレート４０２に対して、例えば圧入され固定され、Ｙ１方向に延在している。このような２以上のピンによれば接続部１５が確実に位置決めがなされて、安定して保持される。  The alignment pins 404a to 404c are members corresponding to thealignment pins 212a to 212c (see FIG. 3), and have the same height (H1), shape, and relative position. The alignment pins 404a to 404c are, for example, press-fitted and fixed to thebase plate 402, and extend in the Y1 direction. According to such two or more pins, the connectingportion 15 is reliably positioned and stably held.

２つの係合部２１０は、前記と同様の構成であり（図３、図４、図８参照）、ベースプレート４０２からＹ１方向に延在するレバー２０６と、操作面２０４とを有する。レバー２０６における上部内側面には、係合片２００に係合する楔部２０６ａが設けられている。  The twoengaging portions 210 have the same configuration as described above (see FIGS. 3, 4, and 8), and include alever 206 that extends from thebase plate 402 in the Y1 direction, and anoperation surface 204. Awedge portion 206 a that engages with theengagement piece 200 is provided on the upper inner surface of thelever 206.

ベースプレート４０２の側面には、それぞれＹ方向に突出した耳片部４０８が設けられており、該耳片部４０８に対してレバー２０６がヒンジ４１０を介して軸支されている。  Ear pieces 408 protruding in the Y direction are provided on the side surfaces of thebase plate 402, and alever 206 is pivotally supported on theear pieces 408 via ahinge 410.

２つのレバー２０６における下部内側面には、小さいコイルスプリング４１２が設けられている。各コイルスプリング４１２は圧縮して配置されており、内側はノブ４０６ｂの側面に当接し、外側はレバー２０６の内面に固定されている。したがって、レバー２０６は、ヒンジ４１０を中心として、下側部分（Ｙ２側）が外向き、上側部分（Ｙ１側）が内向き方向に付勢されている。コイルスプリング４１２は、適度なばね定数で、適度に圧縮されており、レバー２０６は人手による操作が可能である。レバー２０６を付勢する手段は、コイルスプリング４１２に限らず、例えば、ヒンジ４１０に内蔵するトーションスプリングでもよい。  Small coil springs 412 are provided on the lower inner surfaces of the twolevers 206. Eachcoil spring 412 is arranged to be compressed, the inner side abuts against the side surface of theknob 406 b, and the outer side is fixed to the inner surface of thelever 206. Therefore, thelever 206 is urged with the lower portion (Y2 side) outward and the upper portion (Y1 side) inward with thehinge 410 as the center. Thecoil spring 412 is appropriately compressed with an appropriate spring constant, and thelever 206 can be operated manually. The means for urging thelever 206 is not limited to thecoil spring 412, but may be a torsion spring built in thehinge 410, for example.

図１１に示すように、ノブ４０６ａの上端面の回転軸４２ａは、結合凹部が十字形状であって、十字放射状の４本の筋のうち、１本のみが他の３本と比べて短くなっている。上記の通り、プーリ５０ａの下面における結合凸部もこれに対応した形状となっており、双方は１回転当たりで１箇所のみ係合する形状である。このような係合形態によれば、相対回転位置が正しく規定される。回転軸４２ｂ及び４２ｃについても同様である。  As shown in FIG. 11, therotating shaft 42a on the upper end surface of theknob 406a has a cross-shaped coupling recess, and only one of the four cross-radiating streaks is shorter than the other three. ing. As described above, the connecting convex portion on the lower surface of thepulley 50a has a shape corresponding to this, and both have a shape that engages only at one place per one rotation. According to such an engagement form, the relative rotational position is correctly defined. The same applies to therotating shafts 42b and 42c.

図１２に示すように、ノブ４０６ａ〜４０６ｃは、ベースプレート４０２からＹ２方向に延在しており、指でつまむのに適した径（例えば、５ｍｍ〜２０ｍｍ）であり、Ｙ１方向部分の外周面にはローレットが設けられている。ノブ４０６ａ〜４０６ｃは、ベースプレート４０２に対してそれぞれ回転自在に設けられている。ノブ４０６ａ〜４０６ｃの回転範囲は無制限ではなく、０°を基準とした±１８０°（合計３６０°）に制限されており、プーリ５０ａ〜５０ｃが過度に動かないようにしてワイヤとの固定部に無理な力がかからないようにしている。  As shown in FIG. 12, theknobs 406a to 406c extend from thebase plate 402 in the Y2 direction, have a diameter suitable for pinching with a finger (for example, 5 mm to 20 mm), and are on the outer peripheral surface of the Y1 direction portion. Is provided with knurling. Theknobs 406a to 406c are provided so as to be rotatable with respect to thebase plate 402, respectively. The rotation range of theknobs 406a to 406c is not unlimited, but is limited to ± 180 ° (total 360 °) with respect to 0 °, so that thepulleys 50a to 50c do not move excessively, I try not to apply excessive force.

ベースプレート４０２よりもＹ２側において、ノブ４０６ａ〜４０６ｃの側面には、工具把持用及び角度認識用にＤカット面４１４がそれぞれ設けられている。ノブ４０６ａ〜４０６ｃの端面には、回転量を示す三角形状のインジケータ４１６がそれぞれ設けられている。インジケータ４１６の三角先端部がＺ２方向を指向しているときに、各ノブ４０６ａ〜４０６ｃは、基準となる０°位置である。このとき、ノブ４０６ａ〜４０６ｃの上端面の回転軸４２ａ〜４２ｃは、プーリ５０ａ〜５０ｃに対する０°位置と同じ向きとなり、相互に係合可能となる。  On the Y2 side of thebase plate 402, D-cutsurfaces 414 are provided on the side surfaces of theknobs 406a to 406c for tool gripping and angle recognition, respectively.Triangular indicators 416 indicating the amount of rotation are provided on the end surfaces of theknobs 406a to 406c, respectively. When the triangular tip of theindicator 416 is oriented in the Z2 direction, theknobs 406a to 406c are at 0 ° positions serving as a reference. At this time, therotation shafts 42a to 42c on the upper end surfaces of theknobs 406a to 406c are in the same direction as the 0 ° position with respect to thepulleys 50a to 50c and can be engaged with each other.

インジケータ４１６の０°位置を明示するために、ベースプレート４０２の下面におけるＺ２方向端部には、マーク４１８が設けられている。マーク４１８は、インジケータ４１６と同形状の三角形であり、且つ三角先端部がＺ１方向を指向しており、インジケータ４１６の０°位置を示すことが容易に認識可能である。  In order to clearly indicate the 0 ° position of theindicator 416, amark 418 is provided at the end in the Z2 direction on the lower surface of thebase plate 402. Themark 418 is a triangle having the same shape as theindicator 416, and the tip of the triangle is oriented in the Z1 direction, so that the 0 ° position of theindicator 416 can be easily recognized.

各ノブ４０６ａ〜４０６ｃは、インジケータ４１６の目視による確認以外に、基準となる０°位置になるときに、それぞれ適度なクリック感を発生させ、触覚による確認が可能となっている。また、それぞれ適度なクリック音を発生させて聴覚による確認をしてもよい。  Each of theknobs 406a to 406c generates an appropriate click feeling when it is at the 0 ° position as a reference, in addition to visual confirmation of theindicator 416, and can be confirmed by touch. Moreover, you may generate | occur | produce an appropriate click sound and confirm by hearing.

次に、このように構成される動作治具４００の作用について説明する。  Next, the operation of theoperation jig 400 configured as described above will be described.

上記の通り、手術終了後に操作指令部１４から取り外された作業部１６では、プーリ５０ａ〜５０ｃがロッキングプレート３０４によって自動的にロックされている（図６、図９参照）。このとき、先端動作部１２は原点姿勢となっており、例えば、グリッパ６０は閉状態であって、そのままでは当接しあったグリッパ面６０ａ（図１４参照）のブラッシングが行いにくい。  As described above, thepulleys 50a to 50c are automatically locked by the lockingplate 304 in the workingunit 16 removed from theoperation commanding unit 14 after the operation is finished (see FIGS. 6 and 9). At this time, the distalend working unit 12 is in the origin posture. For example, thegripper 60 is in a closed state, and it is difficult to brush thegripper surface 60a (see FIG. 14) that is in contact therewith.

そこで、図１２に示すように、アライメントピン４０４ａ〜４０４ｃが嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃに嵌合する向き、配置に動作治具４００を設定し、該動作治具４００をＹ１方向に移動させて接続部１５に装着する。基本的には、動作治具４００の装着操作は、接続部１５と操作指令部１４との接続操作（図４参照）と同様である。つまり、動作治具４００をＹ１方向に移動させることにより、係合部２１０のレバー２０６が先端のテーパ形状によってやや外方向に押されて変位して、係合片２００に対して摺動し、接続部１５の下面がベースプレート４０２の上面に当接すると、コイルスプリング４１２の弾性作用によってレバー２０６は原位置に復帰し、テーパ形状の下端の楔部２０６ａが係合片２００に係合することになる。接続部１５の装着が終了すると、レバー２０６が原位置に復帰することにより適度なクリック感及び装着音が発生し、操作者は装着が正常に完了したことを確認できる。  Therefore, as shown in FIG. 12, theoperation jig 400 is set in the direction and arrangement in which thealignment pins 404a to 404c are fitted in thefitting holes 202a to 202c, and theoperation jig 400 is moved in the Y1 direction for connection. Attach topart 15. Basically, the mounting operation of theoperation jig 400 is the same as the connection operation between theconnection unit 15 and the operation command unit 14 (see FIG. 4). That is, by moving the operatingjig 400 in the Y1 direction, thelever 206 of the engagingportion 210 is displaced slightly outwardly by the tapered shape of the tip, and slides relative to theengaging piece 200. When the lower surface of the connectingportion 15 comes into contact with the upper surface of thebase plate 402, thelever 206 is returned to the original position by the elastic action of thecoil spring 412 and thewedge portion 206a at the lower end of the tapered shape is engaged with theengaging piece 200. Become. When the mounting of the connectingportion 15 is completed, thelever 206 returns to the original position, so that an appropriate click feeling and mounting sound are generated, and the operator can confirm that the mounting has been completed normally.

このとき、動作治具４００のノブ４０６ａ〜４０６ｃはそれぞれ原点となっており、一方、作業部１６ではロッキングプレート３０４の作用によりプーリ５０ａ〜５０ｃがそれぞれ原点に位置しており、ノブ４０６ａ〜４０６ｃの上端部は、プーリ５０ａ〜５０ｃの下端部に適切に接続される。  At this time, theknobs 406a to 406c of theoperation jig 400 are each at the origin, while thepulley 50a to 50c is located at the origin by the action of thelocking plate 304 in the workingunit 16, and theknobs 406a to 406c are The upper end is appropriately connected to the lower ends of thepulleys 50a to 50c.

また、図１３に示すように、３本のアライメントピン４０４ａ〜４０４ｃの上端部は、嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃを貫通してプーリ収納体３００の上面から突出し、第１端部３１２及び第２端部３１４の下面に当接し、コイルスプリング３０６を圧縮してロッキングプレート３０４を押し上げる。これにより、プーリ５０ａ〜５０ｃの上端の板形状部３０８ａ〜３０８ｃは、ロッキングプレート３０４のスリット３１６ａ〜３１６ｃから抜けて回転可能になる。  Further, as shown in FIG. 13, the upper ends of the threealignment pins 404 a to 404 c penetrate thefitting holes 202 a to 202 c and protrude from the upper surface of thepulley housing 300, and thefirst end 312 and the second end Abutting on the lower surface of theportion 314, thecoil spring 306 is compressed and thelocking plate 304 is pushed up. As a result, the plate-shapedportions 308a to 308c at the upper ends of thepulleys 50a to 50c come out of theslits 316a to 316c of thelocking plate 304 and can be rotated.

このように動作治具４００が接続部１５に接続された状態においては、ノブ４０６ａ〜４０６ｃがモータ４０ａ〜４０ｃの代わりとなり、該ノブ４０６ａ〜４０６ｃを指４５０つまんで回転させることにより、先端動作部１２を動作させることができる。例えば、図１４に示すように、グリッパ６０を開状態とすると、グリッパ面６０ａが露呈され、図示しないブラシによるブラッシング等の洗浄を行いやすい。動作治具４００を用いるのは、ブラシによる洗浄時に限られない。例えば、動作治具４００を用いて先端動作部１２を動かしながら水流による洗浄を行ってもよい。動作治具４００は、プーリ５０ａ〜５０ｃを洗浄するのにも好適に用いられる。つまり、プーリ５０ａ〜５０ｃは接続部１５内の図示しないプーリ室に設けられており、該プーリ室に洗浄液を注入してプーリ５０ａ〜５０ｃを洗浄するのに向きを変えることができると好適である。動作治具４００は、メンテナンスや動作確認にも好適に用いられる。  In the state where theoperation jig 400 is connected to theconnection portion 15 in this way, theknobs 406a to 406c replace themotors 40a to 40c, and theknobs 406a to 406c are pinched by thefingers 450 to rotate, thereby moving the tip operation portion. 12 can be operated. For example, as shown in FIG. 14, when thegripper 60 is in an open state, thegripper surface 60a is exposed and it is easy to perform cleaning such as brushing with a brush (not shown). The use of theoperation jig 400 is not limited to cleaning with a brush. For example, you may perform washing | cleaning by a water flow, moving the front-end | tip operation |movement part 12 using the operation | movement jig |tool 400. FIG. Theoperation jig 400 is also preferably used for cleaning thepulleys 50a to 50c. In other words, thepulleys 50a to 50c are provided in a pulley chamber (not shown) in the connectingportion 15, and it is preferable that thepulley 50a to 50c can be changed in its direction to inject the cleaning liquid into the pulley chamber to clean thepulleys 50a to 50c. . Theoperation jig 400 is also preferably used for maintenance and operation confirmation.

先端動作部１２の各軸は動作干渉のある構成であり、ノブ４０６ａ〜４０６ｃのいずれかを動かすと２軸以上が動く場合がある。したがって、ノブ４０６ａ〜４０６ｃは個別に回転可能であることから、先端動作部１２各軸の状態を確認しながら操作をするとよい。  Each axis of the distalend working unit 12 has a configuration with motion interference, and when any of theknobs 406a to 406c is moved, two or more axes may move. Accordingly, since theknobs 406a to 406c can be individually rotated, it is preferable to operate while confirming the state of each axis of the distalend working unit 12.

洗浄等の所定の処理が終了したら、作業部１６から動作治具４００を取り外す。このとき、先端動作部１２の所定の原点位置となるように目視確認するとともに、３つのインジケータ４１６（図１２参照）がそれぞれＺ２方向となるように調整しておく。すなわち、各ノブ４０６ａ〜４０６ｃが基準となる０°の位置とする。  When the predetermined processing such as cleaning is completed, theoperation jig 400 is removed from the workingunit 16. At this time, visual confirmation is performed so that the predetermined origin position of the distalend working unit 12 is reached, and the three indicators 416 (see FIG. 12) are adjusted to be in the Z2 direction. That is, therespective knobs 406a to 406c are set to 0 ° positions as a reference.

次に、動作治具４００を接続部１５から取り外す際には、２つの操作面２０４をそれぞれ同時に押圧することによってレバー２０６がコイルスプリング４１２の弾性付勢に抗して外方向に傾動し、係合片２００に対する係合を解除することができる。この後、動作治具４００を下方に引き上げることによって作業部１６から取り外される。動作治具４００を取り外すことにより、コイルスプリング３０６（図６参照）の作用下に、ロッキングプレート３０４が元の状態に復帰し、自動的且つ即時にロック状態にすることができる。基本的に、この操作は、操作指令部１４と接続部１５との切り離し操作と同様である（図８参照）。係合部２１０は動作治具４００の左右面に設けられており、片手で保持しながら、２本の指で簡便な操作が可能となる。  Next, when the operatingjig 400 is removed from theconnection portion 15, thelever 206 is tilted outward against the elastic bias of thecoil spring 412 by simultaneously pressing the twooperation surfaces 204, and The engagement with thepiece 200 can be released. Thereafter, theoperation jig 400 is removed from the workingunit 16 by pulling it downward. By removing theoperation jig 400, the lockingplate 304 returns to the original state under the action of the coil spring 306 (see FIG. 6), and can be automatically and immediately locked. This operation is basically the same as the disconnection operation between theoperation command unit 14 and the connection unit 15 (see FIG. 8). The engagingportion 210 is provided on the left and right surfaces of theoperation jig 400, and can be easily operated with two fingers while being held with one hand.

上述したように、医療用のマニピュレータ１０では、ロック部材としてのロッキングプレート３０４が操作指令部１４の一部であるアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃにより駆動されてプーリ５０ａ〜５０ｃの板形状部３０８ａ〜３０８ｃに対して係合及び離間する。これにより、アクチュエータブロック３０と作業部１６が離れているときに、板形状部３０８ａ〜３０８ｃがロッキングプレート３０４のスリット３１６ａ〜３１６ｃに係合してプーリ５０ａ〜５０ｃの回転を防止し、先端動作部１２及びプーリ５０ａ〜５０ｃは原点に一致した軸位置に自動的にロックされる。  As described above, in themedical manipulator 10, the lockingplate 304 as a locking member is driven by the alignment pins 212 a to 212 c that are part of theoperation command unit 14, and is moved to the plate-shapedportions 308 a to 308 c of thepulleys 50 a to 50 c. Engage and disengage. Accordingly, when theactuator block 30 and the workingunit 16 are separated from each other, the plate-shapedportions 308a to 308c are engaged with theslits 316a to 316c of thelocking plate 304 to prevent thepulleys 50a to 50c from rotating, and thetip operation unit 12 and thepulleys 50a to 50c are automatically locked at an axial position corresponding to the origin.

また、本実施の形態に係る動作治具４００は、ロッキングプレート３０４を移動させるアライメントピン４０４ａ〜４０４ｃを備えることにより、プーリ５０ａ〜５０ｃ及び先端動作部１２のロック状態を一時的に解除させることができ、ノブ４０６ａ〜４０６ｃを操作することにより先端動作部１２を任意に動かすことができ、洗浄やメンテナンスに好適である。  In addition, theoperation jig 400 according to the present embodiment includes thealignment pins 404a to 404c that move thelocking plate 304, so that the locked state of thepulleys 50a to 50c and the distalend working unit 12 can be temporarily released. It is possible to move the distalend working unit 12 arbitrarily by operating theknobs 406a to 406c, which is suitable for cleaning and maintenance.

さらに、マニピュレータ１０の非常停止時で、プーリ５０ａ〜５０ｃがロックされていない状態で接続部１５が操作指令部１４から取り外されたときに、動作治具４００を用いることで、先端動作部１２をマニュアルで動かすことができる等の効果が得られる。  Further, when themanipulator 10 is in an emergency stop, when the connectingportion 15 is removed from theoperation command portion 14 with thepulleys 50a to 50c being not locked, the distalend working portion 12 is moved by using theoperation jig 400. Effects such as being able to be moved manually are obtained.

作業部１６は、人手で操作をする操作指令部１４に接続されるものとして説明したが、例えば図１５に示すような手術用ロボットシステム７００に適用してもよい。  Although the workingunit 16 has been described as being connected to theoperation command unit 14 that is operated manually, the workingunit 16 may be applied to, for example, asurgical robot system 700 illustrated in FIG.

手術用ロボットシステム７００は、多関節型のロボットアーム７０２と、コンソール７０４とを有し、作業部１６はロボットアーム７０２の先端に接続されている。ロボットアーム７０２の先端には前記のアクチュエータブロック３０と同じ機構を設けることにより、作業部１６を接続及び駆動可能である。この場合のマニピュレータ１０は、ロボットアーム７０２と作業部１６とからなる。ロボットアーム７０２は、作業部１６を移動させる手段であればよく、据置型に限らず、例えば自律移動型でもよい。コンソール７０４は、テーブル型（操作卓）、制御盤型等の構成を採りうる。  Thesurgical robot system 700 includes an articulatedrobot arm 702 and aconsole 704, and the workingunit 16 is connected to the tip of therobot arm 702. By providing the same mechanism as theactuator block 30 at the tip of therobot arm 702, the workingunit 16 can be connected and driven. Themanipulator 10 in this case includes arobot arm 702 and a workingunit 16. Therobot arm 702 may be any means that moves the workingunit 16, and is not limited to a stationary type, but may be an autonomous moving type, for example. Theconsole 704 may take a configuration such as a table type (operation console) or a control panel type.

ロボットアーム７０２は、独立的な６以上の関節（回転軸やスライド軸等）を有すると、作業部１６の位置及び向きを任意に設定できて好適である。先端のアクチュエータブロック３０は、ロボットアーム７０２の先端部７０８と一体化している。  If therobot arm 702 has six or more independent joints (such as a rotation axis and a slide axis), the position and orientation of the workingunit 16 can be arbitrarily set. Theactuator block 30 at the tip is integrated with thetip 708 of therobot arm 702.

アクチュエータブロック３０は、前記の通り作業部１６をロックする独立的な２つのレバー２０６を有する。接続部１５は、コイルスプリング３０６により弾性付勢されるとともにアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃによって駆動されるロッキングプレート３０４を有し、プーリ５０ａ〜５０ｃをロックし又は解除をすることができる。  Theactuator block 30 has twoindependent levers 206 that lock the workingunit 16 as described above. The connectingportion 15 has alocking plate 304 that is elastically biased by thecoil spring 306 and driven by thealignment pins 212a to 212c, and can lock or release thepulleys 50a to 50c.

ロボットアーム７０２は、コンソール７０４の作用下に動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール７０４に設けられたジョイスティック７０６に倣った動作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。コンソール７０４は、前記のコントローラ４５の機能を含んでいる。  Therobot arm 702 may be configured to operate under the action of theconsole 704 and perform automatic operation based on a program, operation following ajoystick 706 provided on theconsole 704, and a combination of these operations. Theconsole 704 includes the function of thecontroller 45 described above.

コンソール７０４には、前記操作指令部１４のうちアクチュエータブロック３０を除いた機構の操作指令部としての２つのジョイスティック７０６とモニタ７１０が設けられており、操作指令部１４と同様の操作が可能である。図示を省略するが、２つのジョイスティック７０６により、２台のロボットアーム７０２を個別に操作が可能である。２つのジョイスティック７０６は、両手で操作しやすい位置に設けられている。モニタ７１０には、内視鏡による画像等の情報が表示される。  Theconsole 704 is provided with twojoysticks 706 and amonitor 710 as operation command units of the mechanism excluding theactuator block 30 in theoperation command unit 14, and the same operation as theoperation command unit 14 is possible. . Although not shown, tworobot arms 702 can be individually operated by twojoysticks 706. The twojoysticks 706 are provided at positions that can be easily operated with both hands. Themonitor 710 displays information such as an image obtained by an endoscope.

ジョイスティック７０６は、上下動作、左右動作、捻り動作、及び傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてロボットアーム７０２を動かすことができる。また、グリップハンドル２６に設けられたトリガーレバー３２、複合入力部３４、スイッチ３６により、操作指令部１４と同様の操作が可能である。ジョイスティック７０６はマスターアームであってもよい。ロボットアーム７０２とコンソール７０４との間の通信手段は、有線、無線、ネットワーク又はこれらの組合わせでよい。  Thejoystick 706 can move up and down, move left and right, twist, and tilt, and can move therobot arm 702 according to these operations. Further, the same operation as that of theoperation command unit 14 can be performed by thetrigger lever 32, thecomposite input unit 34, and theswitch 36 provided in thegrip handle 26. Thejoystick 706 may be a master arm. The communication means between therobot arm 702 and theconsole 704 may be wired, wireless, network, or a combination thereof.

本発明に係る動作治具は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。  Of course, the operation jig according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

医療用のマニピュレータの斜視図である。It is a perspective view of a medical manipulator.作業部と操作指令部とを分離したマニピュレータの側面図である。It is a side view of the manipulator which separated the work part and the operation command part.操作指令部の斜視図である。It is a perspective view of an operation command part.作業部の接続部と操作指令部のアクチュエータブロックとを分離した状態を斜め下方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the state which isolate | separated the connection part of the operation | work part, and the actuator block of the operation command part from diagonally downward.接続部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a connection part.接続部の側面図である。It is a side view of a connection part.操作指令部に接続されたときの接続部の側面図である。It is a side view of a connection part when connected to the operation command part.接続部をアクチュエータブロックから取り外す際に、２つの操作面を同時に押圧する状態のマニピュレータの正面図である。It is a front view of the manipulator in the state of pressing two operation surfaces simultaneously when removing the connecting portion from the actuator block.操作指令部に接続されたときのロッキングプレート及びその周辺の一部断面斜視図である。It is a partial cross section perspective view of a locking plate and its periphery when connected to an operation command section.本実施の形態に係る動作治具の斜視図である。It is a perspective view of the operation jig concerning this embodiment.回転軸の平面図である。It is a top view of a rotating shaft.作業部の接続部と動作治具とを離した状態を斜め下方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the state which left | separated the connection part and working jig | tool of the working part from diagonally downward.動作治具が接続された状態の接続部の側面図である。It is a side view of the connection part in the state where the operation jig was connected.グリッパを開いた状態の先端動作部の斜視図である。It is a perspective view of the front-end | tip operation | movement part of a state which opened the gripper.作業部をロボットアームの先端に接続した手術用ロボットシステムの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a surgical robot system in which a working unit is connected to the tip of a robot arm.

符号の説明Explanation of symbols

１０…マニピュレータ １２…先端動作部
１４…操作指令部 １５…接続部
１６…作業部 ２９…ＬＥＤ
４０ａ〜４０ｃ…モータ ４２ａ〜４２ｃ…回転軸
５０ａ〜５０ｃ…プーリ（回転体） ２０２ａ〜２０２ｃ…嵌合孔
２１２ａ〜２１２ｃ、４０４ａ〜４０４ｃ…アライメントピン
３０２…上部体 ３０４…ロッキングプレート
３０６、４１２…コイルスプリング ３０８ａ〜３０８ｃ…板形状部
３１６ａ〜３１６ｃ…スリット（係合孔） ４００…動作治具
４０２…ベースプレート ４０６ａ〜４０６ｃ…円筒体
４１６…インジケータDESCRIPTION OFSYMBOLS 10 ...Manipulator 12 ...Tip operation part 14 ...Operation command part 15 ...Connection part 16 ... Workingpart 29 ... LED
40a to 40c:Motor 42a to 42c ...Rotating shaft 50a to 50c ... Pulley (rotating body) 202a to 202c ... Fittingholes 212a to 212c, 404a to 404c ...Alignment pin 302 ...Upper body 304 ... Lockingplate 306, 412 ...Coil Spring 308a-308c ... Plate-shapedpart 316a-316c ... Slit (engagement hole) 400 ...Operation jig 402 ...Base plate 406a-406c ...Cylindrical body 416 ... Indicator

Claims (7)

Translated fromJapanese

モータを備えたアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部、及び前記回転体に連動する動作部を含む作業部とを有する医療用マニピュレータにおける前記作業部が、前記アクチュエータ部から取り外されているときに前記動作部を動作させる動作治具であって、
前記接続部は、前記アクチュエータ部に対して着脱するときに前記アクチュエータ部の一部により移動されるロック部材を備え、
前記ロック部材は、前記アクチュエータ部と前記作業部が離れているときに前記回転体の係合部に係合して該回転体の回転を防止し、前記アクチュエータ部と前記作業部が接続されているときに前記係合部から離間することによって該回転体を回転可能にし、
前記動作治具は、
前記接続部が接続されているときに、前記回転体に接続される回転可能な円筒体と、
前記アクチュエータ部の前記一部に相当する機能を有し、前記接続部が離れているときに前記ロック部材を前記係合部に係合させ、前記接続部が接続されているときに前記ロック部材を前記係合部から離間させるように、前記ロック部材を移動させるロック部材移動手段と、
を有することを特徴とする動作治具。A medical manipulator having an actuator unit including a motor, a connection unit including a rotating body that is detachably attached to the actuator unit and connected to a rotation shaft of the motor, and a working unit including an operation unit interlocked with the rotating body. The working part is an operating jig for operating the operating part when being removed from the actuator part,
The connection portion includes a lock member that is moved by a part of the actuator portion when being attached to and detached from the actuator portion,
The locking member engages with the engaging portion of the rotating body when the actuator portion and the working portion are separated from each other to prevent the rotating body from rotating, and the actuator portion and the working portion are connected to each other. The rotating body can be rotated by moving away from the engaging portion when
The operation jig is
A rotatable cylindrical body connected to the rotating body when the connecting portion is connected;
Has a function correspondingtothe portion of the actuator portion, said locking member engaged with the engaging portion when the connecting portion is away, the locking member when the connecting portion is connected A lock member moving means for moving the lock member so as to be separated from the engaging portion;
An operation jig characterized by comprising: 請求項１記載の動作治具において、
前記ロック部材移動手段は、前記接続部の方向に延在するピンであり、
前記作業部は、前記ロック部材を前記回転体の方向に押圧する弾性体を備え、
前記動作治具と前記作業部が離れているときには、前記ロック部材が前記弾性体によって押圧されることにより非円形部が前記係合孔に係合し、前記動作治具と前記作業部が接続されているときには、前記ピンの先端が前記ロック部材を押し出すことによって前記非円形部が前記係合孔から離間することを特徴とする動作治具。The operation jig according to claim 1,
The locking member moving means is a pin extending in the direction of the connecting portion,
The working unit includes an elastic body that presses the lock member in the direction of the rotating body,
Wherein when the working portion and the operating tool is away, themerits circular portion by that is pressed by the locking member wherein the elastic member is engaged with the engagement hole, the operation jig and the working portion When the pin is connected, the non-circular portion is separated from the engagement hole by the tip of the pin pushing out the lock member. 請求項２記載の動作治具において、
前記接続部は２以上の貫通孔を有し、
前記ピンは２以上設けられ、前記動作治具と前記作業部が接続されているときに、前記ピンは前記貫通孔にそれぞれ挿通されることを特徴とする動作治具。The operation jig according to claim 2,
The connecting portion has two or more through holes,
Two or more pins are provided, and when the operation jig and the working part are connected, the pins are inserted into the through holes, respectively. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作治具において、
前記モータの前記回転軸と前記円筒体とのそれぞれの接続面は、一方の凸部が他方の凹部に係合し、該凸部及び凹部は、１回転当たりで１箇所のみ係合する形状であることを特徴とする動作治具。In the operation jig according to any one of claims 1 to 3,
Each connecting surface of the rotating shaft of the motor and the cylindrical body has a shape in which one convex portion engages with the other concave portion, and the convex portion and the concave portion engage with only one place per one rotation. An operation jig characterized by being. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の動作治具において、
前記作業部を保持する１以上の係合部を有し、該係合部は、弾性付勢される解除操作部を有し、前記解除操作部を押圧することによって前記アクチュエータ部との係合が解除されることを特徴とする動作治具。In the operation jig according to any one of claims 1 to 4,
It has one or more engaging parts that hold the working part, and the engaging part has a release operation part that is elastically biased, and engages with the actuator part by pressing the release operation part. An operation jig characterized in that is released. 請求項５記載の動作治具であって、
前記係合部は、左右面にそれぞれ設けられていることを特徴とする動作治具。The operation jig according to claim 5,
The engaging jig is provided on the left and right surfaces, respectively. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の動作治具において、
前記円筒体には、回転量を示すインジケータが設けられていることを特徴とする動作治具。In the operation jig according to any one of claims 1 to 6,
The cylindrical jig is provided with an indicator for indicating the amount of rotation.

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