线驱动装置以及机械手制造方法及图纸

不使线相对滑轮滑动而补偿松弛。提供一种线驱动装置(1)，其具有：一对线(17、18)，它们的一端安装于可动部件(16)，对该可动部件进行对抗式驱动；一对滑轮(20、21)，它们固定有各线的另一端并且卷绕各线；一对从动齿轮(22、23)，它们分别同轴地固定于各滑轮上；驱动齿轮(24)，其与产生动力的驱动源连接；以及一对可动齿轮(25、26)，它们分别配置于驱动齿轮与各从动齿轮之间，能够从驱动齿轮向从动齿轮传递驱动源的动力，可动齿轮能够移动地被设置成，当驱动齿轮向线被卷绕于滑轮的方向旋转时，该可动齿轮能够与驱动齿轮和从动齿轮啮合，当驱动齿轮向线从滑轮放出的方向旋转时，该可动齿轮能够脱离与驱动齿轮和从动齿轮中的至少一方的啮合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线驱动装置以及机械手。
技术介绍
以往，公知有一种机械手，该机械手具有线驱动装置，所述线驱动装置用线来连接驱动源与输出轴，并借助由驱动源施加给线的张力来驱动输出轴(例如，参照专利文献1)。该线驱动装置具有与电动机连接的输入滑轮、安装于可动部件的输出滑轮、张紧滑轮以及架设于这些滑轮上对输出滑轮进行对抗式驱动的线。张紧滑轮利用弹簧而在输入滑轮侧对线施加张力来消除线的松弛。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4145464号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，专利文献1的线驱动装置一方面通过使线与输入滑轮摩擦而向线传递电动机的动力，另一方面，通过使线和输入滑轮滑动而将剩余的线卷绕于张紧滑轮，因此具有难以设定线与滑轮之间的摩擦系数的问题。即，若使摩擦系数过大，则线和输入滑轮不滑动而在线上产生松弛，另一方面，若使摩擦系数过小，则存在牵引时线和输入滑轮滑动而无法传递较大的张力的问题。尤其是在柔性内窥镜或其处置器具等线驱动路径长度较长的设备中，不能忽略牵引时线的伸长，重要的是一边通过对抗式驱动来补偿成对送出的线的松弛，一边进行精确输入。本专利技术就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种不使线相对于滑轮滑动就能够补偿松弛的线驱动装置以及机械手。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术提供以下的方案。本专利技术的一个方式是线驱动装置，该线驱动装置具有：一对线，它们的一端安装于可动部件，对该可动部件进行对抗式驱动；一对滑轮，它们固定有各该线的另一端并且对各线进行卷绕；一对从动齿轮，它们分别同轴地固定于各该滑轮上；驱动齿轮，其与产生动力的驱动源连接；以及一对可动齿轮，它们分别配置于该驱动齿轮与各所述从动齿轮之间，能够从所述驱动齿轮向所述从动齿轮传递驱动源的动力，各该可动齿轮能够移动地被设置成，当所述驱动齿轮向使所述线卷绕于所述滑轮的方向旋转时，该可动齿轮与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合，当所述驱动齿轮向使所述线从所述滑轮放出的方向旋转时，该可动齿轮脱离与所述驱动齿轮和所述从动齿轮中的至少一方的啮合。根据本方式的线驱动装置，当使驱动源向一个方向驱动时，安装于驱动源的驱动齿轮向一个方向进行动作。此时，由于驱动齿轮向将固定于一方的滑轮的一方的线卷绕在滑轮上的方向旋转，因此一方的可动齿轮向与一方的从动齿轮和驱动齿轮啮合的方向移动，其中该一方的从动齿轮固定于对该一方的线进行卷绕的滑轮。由此，驱动源的动力经由驱动齿轮、可动齿轮以及从动齿轮传递给一方的滑轮，通过使线卷绕于滑轮来增加线的张力，从而使安装有线的一端的可动部件向一个方向驱动。另一方面，对于固定于另一方的滑轮的另一方的线来说，由于驱动齿轮向从滑轮放出线的方向旋转，因此使另一方的可动齿轮向脱离与另一方的从动齿轮和驱动齿轮中的至少一方啮合的方向移动。因此，另一方的线不基于驱动齿轮与可动齿轮和从动齿轮的啮合而进行强制放出，而是根据其张力而被动地放出。即，即使驱动齿轮被驱动成使一方的线通过被牵引而伸长且比可动部件的移动量大而卷绕于一方的滑轮，由于另一方的线被放出与可动部件的移动量相应的部分，因此能够防止产生松弛。其结果是，线的牵引和防止松弛不像以往那样通过使线和滑轮滑动来进行，而通过齿轮的啮合来进行，因此无需调整不可靠的摩擦系数就能够更可靠地进行松弛补偿，并且能够对可动部件进行对抗式驱动。在上述方式中，也可以具有制动单元，所述制动单元在施加给所述滑轮的扭矩是规定值以下的情况下，将该滑轮的旋转维持成静止状态。这样，当驱动齿轮与可动齿轮和从动齿轮中的至少一方的啮合脱离时，由于通过制动单元将滑轮维持在静止状态，因此能够防止滑轮意外地旋转而使线放出的不良情况。并且，在上述方式中，也可以具有对各所述滑轮向卷绕所述线的方向施力的卷绕施力单元。这样，当驱动齿轮与可动齿轮和从动齿轮中的至少一方的啮合脱离时，由于利用被卷绕施力单元向卷绕线的方向施力的滑轮来卷绕线，因此能够防止线被意外地从滑轮放出的不良情况。并且，在上述方式中，也可以具有对所述可动齿轮向与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合的方向施力的可动齿轮施力单元。这样，被可动齿轮施力单元施力的可动齿轮成为与驱动齿轮和从动齿轮啮合的状态，当驱动齿轮向卷绕线的方向旋转时，迅速地经由可动齿轮向从动齿轮传递动力，当驱动齿轮向放出线的方向旋转时，能够利用通过可动齿轮的移动而脱离啮合的所谓的“跳齿”来切断动力的传递。并且，本专利技术的其他方式提供一种具有上述任意一项的线驱动装置以及能够移动地支承所述可动部件的关节的机械手。根据本方式，由于利用线驱动装置来防止线的松弛，因此当可动部件的移动方向反转时，能够防止产生在使松弛消除的时间内停止可动部件的动作的不良情况，能够无滞后地迅速进行动作。专利技术效果根据本专利技术，具有不使线相对于滑轮滑动就能够补偿松弛的效果。附图说明图1是示出应用本专利技术的一个实施方式的机械手的治疗用机械手系统的整体结构图。图2是示出本专利技术的一个实施方式的机械手的概要图。图3是示出图2的机械手的前端执行器开始向一个方向驱动的状态的概要图。图4是示出图2的机械手的前端执行器进一步向与图3相同的方向驱动的状态的概要图。图5是示出在图2的机械手的线驱动装置中线卷绕的状态的局部放大图。图6是示出在图2的机械手的线驱动装置中线被放出的状态的局部放大图。图7是示出设置于图2的机械手的线驱动装置的可动齿轮和中间滑轮的放大纵向剖视图。图8是示出在图2的机械手的线驱动装置的第一变形例中线卷绕的状态的局部放大图。图9是示出在图2的机械手的线驱动装置的第一变形例中线被放出的状态的局部放大图。图10是示出图2的机械手的线驱动装置的第二变形例的概要图。图11是示出图2的机械手的线驱动装置的第三变形例的概要图。图12是示出图2的机械手的线驱动装置的第四变形例的概要图。图13是示出图2的机械手的线驱动装置的第五变形例的概要图。图14的(a)是示出图2的机械手的线驱动装置的第六变形例的结构的概要图，图14的(b)是示出图2的机械手的线驱动装置的第六变形例的驱动齿轮向一个方向旋转时的齿轮的动作的概要图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的一个实施方式的线驱动装置1和机械手2进行说明。本实施方式的机械手2例如是经由内窥镜3的插入部4所具有的钳子通道(省略图示)等而导入到体内进行患部等的处置的处置器具，在图1所示的治疗用机械手系统5中使用。如图1所示，治疗用机械手系统5具有：内窥镜3，其具有插入到体内的插入部4；操作部6，其由手术人员等操作人员O进行操作而输出操作指示；显示部7，其用于显示由内窥镜3获取的图像；以及控制部8，其根据操作指示来控制内窥镜3和机械手2。如图1所示，操作部6具有安装于操作台9的一对操作臂10、11和配置于地面F上的脚踏开关12。操作臂10、11具有多关节结构。操作臂10用于对内窥镜3的插入部4的弯曲部进行弯曲操作，操作臂11用于对机械手2进行弯曲操作。看护人员(未图示)使患者P躺在一侧配置有操作部6的手术台13上，并进行消毒、麻醉等适当的处理。操作人员O对看护人员进行指示使从患者P的肛门向大肠内导入插入部4。操作人员O操作操作臂10使插入部4前端的弯曲部适当弯曲，使机械手2的前端突出的前端面与患部对置。如图2所示，本实施方式的机械手2呈插入状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线驱动装置，其中，该线驱动装置具有：一对线，它们的一端安装于可动部件，对该可动部件进行对抗式驱动；一对滑轮，它们固定有各该线的另一端并且对各线进行卷绕；一对从动齿轮，它们分别同轴地固定于各该滑轮上；驱动齿轮，其与产生动力的驱动源连接；以及一对可动齿轮，它们分别配置于该驱动齿轮与各所述从动齿轮之间，能够从所述驱动齿轮向所述从动齿轮传递驱动源的动力，各该可动齿轮能够移动地被设置成，当所述驱动齿轮向使所述线卷绕于所述滑轮的方向旋转时，该可动齿轮能够与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合，当所述驱动齿轮向使所述线从所述滑轮放出的方向旋转时，该可动齿轮能够脱离与所述驱动齿轮和所述从动齿轮中的至少一方的啮合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.24 JP 2014-0329691.一种线驱动装置，其中，该线驱动装置具有：一对线，它们的一端安装于可动部件，对该可动部件进行对抗式驱动；一对滑轮，它们固定有各该线的另一端并且对各线进行卷绕；一对从动齿轮，它们分别同轴地固定于各该滑轮上；驱动齿轮，其与产生动力的驱动源连接；以及一对可动齿轮，它们分别配置于该驱动齿轮与各所述从动齿轮之间，能够从所述驱动齿轮向所述从动齿轮传递驱动源的动力，各该可动齿轮能够移动地被设置成，当所述驱动齿轮向使所述线卷绕于所述滑轮的方向旋转时，该可动齿轮能够与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合，当所述驱动齿轮向使所述线从所述滑轮放出的方向旋转时，该可动齿轮能够脱离与所述驱动齿轮和所述从动齿轮中的至少一方的啮合。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸宏亮，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP