动力传递机构和操纵装置制造方法及图纸

提供手术辅助用操纵装置或能源设备等的狭窄部修补用操纵装置，能小型化，高可靠性化，高刚性化，高操作性化的由钢丝和滑轮构成的动力传递机构。在由钢丝（可挠性动力传递构件）和一对滑轮构成的动力传递机构部中，使钢丝通过具有钢丝能通过的孔的圆柱状或者圆锥状的固定销并固定在具有狭槽和圆柱状或圆锥状的孔的滑轮上，在驱动侧滑轮和从动侧滑轮之间的钢丝部分上通过中空轴或者用实心轴连结。再在具有作业部、操作部和连结部的操纵装置处于基准姿势时，使驱动侧滑轮和从动侧滑轮的回转轴处于被扭转的状态，使连结部附近的偏心质量被配置成相对于连结部大致垂直向下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及手术辅助用操纵装置或能源设备等的狭窄部修补用的操纵装置。特别提供能实现小型化、高可靠性、高刚度、高操作性的由钢丝、滑轮构成的动力传递机构。
技术介绍
以前，在胆囊摘除手术等腹腔镜下手术中，如图31所示，在患者150的腹部开几个小孔151、152、153，在这些小孔上安装固定装置(トラカ一ル)154，经固定装置(トラカ一ル)154，把内视镜161、钳子171、172等插入这些孔内，手术者(通常是外科医生)160，在用监视器162观看内视镜161的图像的同时进行手术。这样的手术方法，由于不需要开腹，患者的负担少，术后的恢复和到出院的天数大幅度地降低，因此，人们期待其应用领域扩大。在这样的背景下，专利技术者们提出了图32所示的在原有的钳子上加入了机械手技术的医疗用操纵装置(机械手钳子)1(参照日本特开2000-350735号公报)。该操纵装置1是医疗用操纵装置，备有具有姿势操作部23和处置操作部24的操作指令部20；一端侧与前述操作指令部20连接的连结部30；与前述连结部30的另一端侧连结的/具有处置部14、能在2个自由度或2个自由度以上变更姿势地支承前述处置部14的支承部15、16的作业部10、把来自前述姿势操作部23的操作指令送往前述支承部并变更前述处置部14的姿势，同时把来自前述处置操作部24的操作指令送往前述处置部使前述处置部14动作的控制部(未图示)。再有，本专利技术者们，作为适用于缝合结扎作业的自由度配置，提出了图33所示的医疗用操纵装置(参照日本特开2002-102248号公报)。医疗用操纵装置1备有作业部10、操作指令部20、两端与作业部10和操作指令部20连接的连结部30。作业部10具有支承部和在手术部位实施处置的处置部(抓爪)，支承部具有垂直于连结部30的中心轴方向31的第1回转轴11和垂直于第1回转轴11的第2回转轴12，处置部14的中心轴方向被配置成与第2回转轴12大致平行。换句话说，作业部10具有作为能在2个自由度上变更姿势地支承抓爪14的支承部的偏转轴关节支承部15和滚动轴关节支承部16。操作指令部20具有由与连结部30的中心轴方向31垂直的第3回转轴21和与第3回转轴21垂直的第4回转轴22构成的姿势操作部23、与操作者把持操作时的操作者的手腕的回转方向和第4回转轴22的轴向大致平行的处置操作部24。在手术部位实施处置的处置部14的把持动作13，由处置操作部24的把持动作25进行。对于远距离操作型主从操纵装置，该机械手钳子把操作部(主部)和钳子前端部的手(从部)连结成一体，能进行作为原有的钳子的优点的手术者进行的简单而可靠的敏捷的操作和作为操纵装置的优点的细微的动作和从困难的角度进行的操作。由于在前端部备有弯曲和回转等关节，所以可以自由自在地变动手的姿势，使从前难以使用钳子进行的各种各样的方向的缝合作业和结扎作业变得容易。另外，在右手使用机械手钳子，左手使用原有的钳子的情况下，可以和原有的手术器械一起使用。由于系统简单和紧凑，所以具有可以用低成本引入实施的优点。另外，同样构成的操纵装置，也适用于在作业者难以直接在现场进行作业的场所的作业，也就是说，也适用于能源设备等的狭窄部的修补作业。当然，操纵装置的尺寸(长度、粗细度、大小等)要根据作业内容、作业区域进行设计。从而不一定局限于医疗用。手术辅助用操纵装置或能源设备等的狭窄部修补用操纵装置，要求小型和重量轻、高可靠性、高刚性、高操作性、高作业性、低成本，为此，必须使动力传递机构小型和重量轻、高可靠性、高刚性和低成本。在日本特开2000-350735号公报或日本特开2002-102248号公报中所示的操纵装置中，由于存在主从一体化的限制，所以动力传递机构的形状、尺寸、配置等对操作性有很大的影响。在以操纵装置为首的机械手、机电设备中，作为把驱动器的动力传递给指尖效果器(例如，机械手和工具等)的动力传递机构，一般使用由钢丝和滑轮构成的动力传递机构。在由钢丝和滑轮构成的动力传递机构中，在需要多圈回转的动作范围的场合，通常，如图22所示，在滑轮50、51上卷绕钢丝52，由摩擦力进行动力传递。为了加大传递转矩，必须加大摩擦力，可以增大钢丝卷绕在滑轮上的角度、进行多圈回转的卷绕、或者增大钢丝的张力。但是，由于基本上是由摩擦进行驱动，所以在因钢丝伸长而张力下降的场合，会在钢丝和滑轮之间产生打滑，导致传递转矩降低。为此，有时附加张力调整机构，但这样会使机构变得复杂，成为装置大型化、成本高的原因。还会导致关节刚性的降低。另外，为了把钢丝多圈回转地卷绕在滑轮上，需要与卷绕的回转圈数对应的滑轮宽度，从而成为装置大型化的原因。说起来，对于手术辅助用操纵装置或能源设备等的狭窄部修补用操纵装置来说，通常都没有足够的用于多圈回转卷绕的空间。另外，为了把钢丝固定在滑轮上，如图23所示，通常使用固定构件53A进行固定。但是，在多圈回转卷绕钢丝的场合，由于固定构件和钢丝进行干扰，所以通常动作范围(回转角)不到180度。作为增加卷绕角的方法，有日本专利第2519749号公报提供的方法，但最大也只到270度左右，多圈回转到360度以上是困难的。在滑轮的回转范围受限制的状态下，操纵装置关节的动作区域即指尖效果器的作业区域变得狭窄，在作业上产生障碍，使作业性和操作性大幅度地降低。为了得到在作业上没有障碍的充分的作业区域，需要尽可能多的回转圈数，但是使用由原有的方法形成的动力传递机构是很难实现的。另一方面，在图24所示的由钢丝和滑轮构成的动力传递机构中，在钢丝直径细的场合或驱动滑轮和从动滑轮之间的距离长的场合，在动力传递时钢丝的弹性变形(伸长)的影响变大，有时不能进行足够的动力传递。另外，在固定了驱动侧滑轮的保持状态或在伺服锁定状态下，存在着在从动轴(输出轴)侧不能得到足够的回转刚性的问题。在不能得到所希望的回转刚性的场合，不能进行可靠的作业，从而操作性降低，作业性变差。另外，在图25、图27所示的主部和从部一体化的整体型的主从操纵装置中，通常在连结部30附近产生偏心质量。由于该偏心质量的配置，由于重力的影响，在连结部附近产生非操作者意图的回转力矩，从而导致操作性降低。特别，在操作时的初期状态或在作为操作中的最为标准的姿势的操纵装置的基准姿势时，在由偏心质量在连结部附近产生回转力矩的场合，由于操作者承担多余的操作力，所以导致操作性大幅度地降低。另外，如图25所示，对于共同滚动轴、俯仰轴、滚动轴的情况，把作业部的姿势从图示的基准姿势的状态向偏转方向(横向、左右方向)变化，因为姿势特异所以是困难的。另外，在图29所示的自由度构成、共同滚动轴、偏转轴、滚动轴的情况，使作业部的姿势从图示的基准姿势的状态向俯仰方向(纵向、上下方向)变化，因为姿势特异所以是困难的。在实际的操作中，把作业部的姿势从基准姿势的状态向横向和纵向诱导的比例是很多的，对于图25和图29所示的自由度配置，会导致操作性降低。
技术实现思路
本专利技术的动力传递机构，备有可挠性动力传递构件、一对卷绕了该可挠性动力传递构件的驱动侧滑轮和从动侧滑轮、把前述可挠性动力传递构件分别固定在前述一对滑轮上的一对圆柱状或者圆锥状的固定销，其特征在于，前述各固定销具有在横向上形成的动力传递构件通过孔，使前述可挠性动力传递构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力传递机构，备有：可挠性动力传递构件；一对卷绕了该可挠性动力传递构件的驱动侧滑轮和从动侧滑轮，其特征在于，把前述可挠性动力传递构件上的作为架设于前述一对滑轮之间的部分的２根动力传递系统之中的、作为至少承受高张力 侧的动力传递系统的前述可挠性动力传递构件用中空轴覆盖或切断后用实心轴连结。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：神野诚，宫川丰美，塚田志郎，工藤章，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]