手术用机械手制造技术

本发明专利技术具备：机械手主体（2），是包括：具有可挠性的中空的可挠轴（25），近位端（27a）与可挠轴的远位端（25b）相连、能在与其轴线正交的方向上弯曲的中空的弯曲关节（27,28），与弯曲关节的远位端（28b）相连、能绕其轴线转动的腕关节（30），安装于腕关节的末端执行器（22），具有可挠性、插通于可挠轴以及弯曲关节且远位端（44b）安装于腕关节的中空的转矩传递管（44），和插通于可挠轴且远位端（43a）安装于弯曲关节的弯曲关节操作电缆（41,42）的机械手主体（2），是弯曲关节以借助于弯曲关节操作电缆在弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作而进行弯曲动作的形式构成的机械手主体；插通有可挠轴、具有可挠性的引导管（6）；以及包括借由其驱动力使弯曲关节操作电缆在弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作的弯曲关节驱动部（35,36）、和借由其驱动力使所述转矩传递管的近位端转动的腕关节驱动部（38）的机械手主体驱动机构（51）。

Surgical manipulator

The present invention has: the manipulator body (2), including a flexible hollow flexible shaft (25), the proximal end (27a) and the distal end of the flexible shaft (25B) is connected, the bending joint hollow bending in its axial direction which is orthogonal (27,28). With the distal end of the bending section (28b) is connected, can rotate around its axis of the wrist (30), installed at the end of the wrist to the actuator (22), which can be inserted through the flexible shaft and the bending joint and the distal end of the flexible, (44B) mounted on the wrist of the hollow the torque transmitting tube (44), and inserted through the flexible shaft and the distal end (43A) bending joint operating cable installed on the bending joint (41,42) robot main body (2), is with the help of bending joint bending joint operation cable in the extending direction of bending joint operation on the action of cable The manipulator consists of bending action in the form of a flexible shaft; inserted with flexible guide tube (6); and by its driving force of bending joint bending joint action in the direction of bending joint operation of cable operation on cable drive unit (35,36), and by its driving force the torque tube of the proximal end of the wrist rotation driving part (38) of the manipulator the main driving mechanism (51).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手术用机械手
本专利技术涉及手术用机械手。
技术介绍
一直以来，已知一种具备插入患者体内的处理工具的医疗系统（例如参考专利文献1）。该医疗系统具有插入患者体内的插入部。插入部具有弯曲部和安装于弯曲部的梢端的右臂部以及左臂部，各臂部可在与各臂部的轴线正交的方向上弯曲。而且，各臂部中插通有具有可挠性的长尺寸的护套（sheath）部和护套部的梢端部上所具有的处理工具，处理工具从各臂部的梢端开口突出。现有技术文献：专利文献：专利文献1：国际公开2014/156286号说明书。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：然而，专利文献1记载的医疗系统将从弯曲部的梢端突出的护套部的根部借由臂部使之弯曲从而改变处理工具的方向，因此会有随着从处理工具臂部梢端的突出量变大，难以使处理工具精确地朝向目标的方向的问题。解决问题的手段：为解决上述问题，根据本专利技术某形态的手术用机械手具备：机械手主体，是包括：具有可挠性的中空的可挠轴，近位端与所述可挠轴的远位端相连、能在与其轴线正交的方向上弯曲的中空的弯曲关节，与所述弯曲关节的远位端相连、能绕其轴线转动的腕关节，安装于所述腕关节的末端执行器，具有可挠性、插通于所述可挠轴以及所述弯曲关节且远位端安装于所述腕关节的中空的转矩传递管，和插通于所述可挠轴且远位端安装于所述弯曲关节的弯曲关节操作电缆的机械手主体，所述弯曲关节以借助于所述弯曲关节操作电缆在该弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作而进行弯曲动作的形式构成；引导管，插通有所述可挠轴且具有可挠性；以及机械手主体驱动机构，包括借由其驱动力使所述弯曲关节操作电缆在该弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作的弯曲关节驱动部、和借由其驱动力使所述转矩传递管的近位端转动的腕关节驱动部。根据该结构，能够借由与可挠轴的远位端相连的弯曲关节改变末端执行器的方向，所以能够使末端执行器在处理部位的附近朝向目标的方向。因此，能够使末端执行器精确地朝向目标的方向。又，实施手术者能够容易地预想到因弯曲关节弯曲而带来的末端执行器的动向。此外，能够通过转动腕关节，调节绕着朝向目标的方向的末端执行器的轴线的角度位置。又，腕关节的转动通过转动转矩传递管进行，因此能够防止在弯曲可挠轴以及弯曲关节时腕关节动作。如此，能够提高手术用机械手的操作性。所述引导管也可以具有弯曲其远位端的远位端弯曲机构。根据该结构，能够防止手术用机械手动作时，与其他手术用机械手干涉。也可以构成为所述引导管的弯曲方向的刚性比所述可挠轴的弯曲方向的刚性大。根据该结构，能够防止在使可挠轴绕其轴线转动时引导管变形，能够在维持可挠轴的延伸方向的状态下，变更可挠轴的角度位置。所述机械手主体具有插通于所述转矩传递管、远位端安装于所述末端执行器的末端执行器操作电缆，所述末端执行器以借助于所述末端执行器操作电缆在该末端执行器操作电缆的延伸方向上动作而动作的形式构成，所述机械手主体驱动机构也可以包括借由其驱动力使所述末端执行器操作电缆在该末端执行器操作电缆的延伸方向上动作的末端执行器驱动部。根据该结构，能够防止因将弯曲关节弯曲而导致的末端执行器操作电缆在其延伸方向上动作、末端执行器动作。专利技术效果：本专利技术发挥能够提高手术用机械手的操作性的效果。附图说明图1是具备根据本专利技术实施形态的手术用机械手的手术用机械手系统的结构例的示意图；图2是示出图1的手术用机械手的结构例的图；图3是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的立体图；图4是图1的手术用机械手的机械手主体的结构例的示意图；图5A是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体的关节部笔直伸开的状态的图；图5B是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体的关节部弯曲的状态的图；图6是示出图1的手术用机械手的机械手主体的腕关节的结构例的一部分剖视图；图7A是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出第一弯曲关节操作电缆的结构例的图；图7B是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的图，是示出第二弯曲关节操作电缆的结构例的图；图8A是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的B-B方向视图；图8B是示出图1的手术用机械手的机械手主体的远位端的结构例的C-C方向视图；图9是图1的手术用机械手的控制系统的结构例的概略框图。具体实施方式以下，参考附图说明本专利技术的实施形态。另，本专利技术不限于本实施形态。又，以下所有附图中，对相同或相当的要素标以相同的参考符号，省略其重复说明。图1是具备根据本专利技术实施形态的手术用机械手1的手术用机械手系统100的结构例的图。图2是示出手术用机械手1的结构例的示意图。如图1所示，手术用机械手系统100是通过实施手术者W从外部远程操作设置于插入手术台111上的患者P体内的手术用机械手1的远位端的手术工具，进行微创手术（minimallyinvasivesurgery）的系统。手术用机械手系统100，例如具备一个以上的手术用机械手1、和内窥镜101。手术用机械手1被安装于手术台111的手术用机械手支持台113支持。而且，手术用机械手1具有细长地形成的臂部，在臂部的远位端具有手术工具。而且，借由该手术工具进行患者P体内的处理部位的处理。本实施形态中，手术用机械手1是在臂部的远位端具有钳子的机械手。但是，臂部的远位端的手术工具不限于钳子，可适用各种手术工具。内窥镜101用于实施手术者W对患者P体内进行视觉识别，远位端上具有摄像机以及照明。而且，内窥镜101的摄像机拍摄的图像显示于显示装置114。由此，实施手术者W能够一边视觉确认位于患者P体内的臂部的远位端以及手术工具的状态、和处理部位的状态，一边操作手术用机械手1进行手术。而且，如图2所示，手术用机械手1插入集束管102被聚集。集束管102具有可挠性，形成为中空的筒状。［机械手主体的结构例］图3是示出手术用机械手1的机械手主体2的远位端的结构例的立体图。图4是机械手主体2的结构例的示意图。如图2所示，手术用机械手1具备机械手主体2、驱动部3、控制器4（参考图1）、操作部5（参考图1）、和引导管6。如图2所示，机械手主体2具有臂部21、设置于臂部21的远位端21b的钳子（末端执行器）22、和驱动力传递机构24。此外，机械手主体2具有基座23。基座23构成为能够安装于驱动部3。而且，能够通过将基座23安装于驱动部3，使机械手主体2与驱动部3连结。图5A是示出机械手主体2的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体2的关节部26笔直伸开的状态的图。图5B是示出机械手主体2的远位端的结构例的图，是示出使机械手主体2的关节部26弯曲的状态的图。如图5A以及图5B所示，臂部21具备具有可挠性的中空的可挠轴25、和关节部26。可挠轴25，例如为筒状体。而且，如图2所示，可挠轴25的近位端25a安装、固定于基座23。可挠轴25既在弯曲方向上具有可挠性，又在轴线方向上具有较高刚性。又，可挠轴25对于绕轴线的转动转矩也具有刚性。如图5A以及图5B所示，关节部26的近位端（第一弯曲关节27的近位端27a）与可挠轴25的远位端25b相连。关节部26为中空的筒状体，内部空间与可挠轴25的内部空间连通。关节部26具有第一弯曲关节27、第二弯曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术用机械手，其特征在于，具备：机械手主体，是包括如下结构的机械手主体：具有可挠性的中空的可挠轴，近位端与所述可挠轴的远位端相连、能在与其轴线正交的方向上弯曲的中空的弯曲关节，与所述弯曲关节的远位端相连、能绕其轴线转动的腕关节，安装于所述腕关节的末端执行器，具有可挠性、插通于所述可挠轴以及所述弯曲关节且远位端安装于所述腕关节的中空的转矩传递管，和插通于所述可挠轴且远位端安装于所述弯曲关节的弯曲关节操作电缆，所述弯曲关节以借助于所述弯曲关节操作电缆在该弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作而进行弯曲动作的形式构成；引导管，插通有所述可挠轴且具有可挠性；以及机械手主体驱动机构，包括借由其驱动力使所述弯曲关节操作电缆在该弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作的弯曲关节驱动部、和借由其驱动力使所述转矩传递管的近位端转动的腕关节驱动部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种手术用机械手，其特征在于，具备：机械手主体，是包括如下结构的机械手主体：具有可挠性的中空的可挠轴，近位端与所述可挠轴的远位端相连、能在与其轴线正交的方向上弯曲的中空的弯曲关节，与所述弯曲关节的远位端相连、能绕其轴线转动的腕关节，安装于所述腕关节的末端执行器，具有可挠性、插通于所述可挠轴以及所述弯曲关节且远位端安装于所述腕关节的中空的转矩传递管，和插通于所述可挠轴且远位端安装于所述弯曲关节的弯曲关节操作电缆，所述弯曲关节以借助于所述弯曲关节操作电缆在该弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作而进行弯曲动作的形式构成；引导管，插通有所述可挠轴且具有可挠性；以及机械手主体驱动机构，包括借由其驱动力使所述弯曲关节操作电缆在该弯曲关节操作电缆的延伸方向上动作的...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅和俊，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP