操纵输入装置和具有该操纵输入装置的机械手系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种操纵输入装置，所述操纵输入装置包括：主夹具（1），其具有夹具部分（1a）和可移动地支承于夹具部分（1a）的操纵手柄（1c）；弹簧（2），其被配置成当操纵操纵手柄（1c）时响应于操纵手柄（1c）的移位量产生操纵阻力；以及力量调整单元（3），其被配置成调整与移位量相对的操纵阻力的力量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种操纵输入装置，所述操纵输入装置包括：主夹具（1），其具有夹具部分（1a）和可移动地支承于夹具部分（1a）的操纵手柄（1c）；弹簧（2），其被配置成当操纵操纵手柄（1c）时响应于操纵手柄（1c）的移位量产生操纵阻力；以及力量调整单元（3），其被配置成调整与移位量相对的操纵阻力的力量。【专利说明】操纵输入装置和具有该操纵输入装置的机械手系统
本专利技术涉及操纵输入装置和具有该操纵输入装置的机械手(manipulator)系统，更具体地，涉及能够用于主-从型医疗用机械手系统的操纵输入装置和具有该操纵输入装置的机械手系统。要求了 2011年8月4日提交的美国临时申请序列号N0.61/515，203和2012年5月18日提交的日本专利申请N0.2012-114610的优先权。美国临时申请和日本申请的内容都以引用方式并入本文。
技术介绍
通常，作为辅助手术中的操作的医疗用机械手，已知的是主-从型机械手系统。该医疗用机械手配备有主夹具，主夹具对安装在从机械手上并且用于手术的器械(诸如，钳子或持针器)的操作执行操纵输入。作为操作者的外科医生操纵主夹具，从而将主夹具的操作传递到这个器械。已知被构造成使得当操作者打开/闭合操纵手柄以能够有用钳子或持针器实际抓住目标物的感觉时操纵阻力从主夹具传递到操作者的主夹具。例如，在专利文献I中描述的可移除主夹具手柄中，通过逐渐闭合手柄而压缩的偏置弹簧连接在可移动杆的远端侧(即，操作者的前侧，是远离操作者移动的一侧)，可移动杆经由联接件联接到手柄。由此，配置为产生操纵阻力。另外，在专利文献2中描述的机械手系统中，操作者用他或她的手指拉动在操纵杆一侧突出的触发器来执行操纵输入。在这种情况下，安装在触发器中的弹簧压缩，配置为产生操纵阻力。美国专利N0.6587750日本未经审查的专利申请，首次公开N0.2010-76012
技术实现思路
然而，如上所述的相关技术中的操纵输入装置和具有该操纵输入装置的机械手系统具有以下问题。在医疗用机械手系统中，操纵输入装置操纵的诸如钳子或持针器的器械提供执行操纵的外科医生具有各种偏好的各种形状和硬度。另外，由于手术需要来自外科医生的微细感觉，因此器械有利地具有适于操作者偏好的操纵感的操纵单元。具体地，操纵钳子的打开/闭合的主夹具的操纵手柄的打开/闭合操纵需要微细的操纵感。然而，专利文献I和2中描述的技术没有被配置成能够根据操作者的偏好变化操纵感。为此原因，一些操作者可能不能顺利地执行微细操纵。另外，操纵阻力是由卷簧提供的。然而，当使用次数增加时，卷簧因重复屈曲而经历弹簧性质的时变劣化，因此操纵感容易变化。为此原因，存在确定操纵阻力弱的操作者将无意中用强的握持力执行握持操纵的风险。本专利技术提供一种操纵输入装置和具有该操纵输入装置的机械手系统，其能够有利地设置操纵手柄的移位量和操纵阻力的力量之间的关系，并且提高可操纵性。根据本专利技术的第一方面，一种操纵输入装置，所述操纵输入装置包括:操纵单元，其具有操纵单元主体和可移动地支承于所述操纵单元主体的操纵手柄；操纵阻力产生器，其被配置成当所述操纵手柄被操纵时响应于所述操纵手柄的移位量产生操纵阻力；以及力量调整单元，其被配置成调整与所述移位量相对的所述操纵阻力的力量。所述操纵手柄可以可旋转地支承于所述操纵单元主体并且被安装成允许进行打开/闭合操纵。根据本专利技术的第二方面，在根据第一方面的所述操纵输入装置中，所述力量调整单元可以固定与所述移位量相对的所述操纵阻力的力量的变化率特性，并且改变与所述移位量的基准值相对的所述操纵阻力的力量的基准力量值。根据本专利技术的第三方面，在所述操纵输入装置中，所述操纵阻力产生器可以包括弹性构件，所述弹性构件因所述操纵手柄的移位操纵而变形并且被配置成产生所述操纵阻力，所述力量调整单元可以使所述弹性构件变形，并且调整所述弹性构件的变形量以改变所述基准力量值。根据本专利技术的第四方面，在所述操纵输入装置中，所述力量调整单元可以包括致动器，所述致动器被配置成改变所述基准力量值。根据本专利技术的第五方面，在包括所述致动器的所述操纵输入装置中，可以进一步设置操纵输入控制单元，所述操纵输入控制单元被配置成控制所述致动器的动作。根据本专利技术的第六方面，在包括所述操纵输入控制单元的所述操纵输入装置中，所述操纵输入控制单元可以从被操纵装置获取关于所述被操纵装置的标识信息并且基于所述标识信息控制所述致动器的动作。根据本专利技术的第七方面，在包括所述操纵输入控制单元的所述操纵输入装置中，所述操纵单元可以包括标识信息部，所述标识信息部可拆卸地安装在操纵输入装置主体上并且当被安装时将关于所述操纵单元的标识信息传达至所述操纵输入控制单元。根据本专利技术的第八方面，在包括所述操纵输入控制单元的所述操纵输入装置中，所述操纵输入控制单元可以包括过程模式输入单元，操作者通过所述过程模式输入单元选择所述被操纵装置将要执行的过程模式，并且所述操纵输入控制单元基于所述过程模式输入单元输入的过程模式来控制所述致动器的动作。根据本专利技术的第九方面，在包括所述操纵输入控制单元的所述操纵输入装置中，所述操纵输入控制单元可以包括经时变化检测单元，所述经时变化检测单元被配置成检测所述操纵阻力的经时变化，并且当所述经时变化检测单元检测到所述操纵阻力的经时变化时，所述操纵输入控制单元控制所述致动器的动作，以校正所述操纵阻力的经时变化。根据本专利技术的第十方面，在包括所述经时变化检测单元的所述操纵输入装置中，所述经时变化检测单元可以基于所述操纵阻力产生器的操纵次数确定所述操纵阻力的经时变化。根据本专利技术的第十一方面，在包括所述经时变化检测单元的所述操纵输入装置中，所述经时变化检测单元可以基于所述操纵阻力产生器的操纵时间确定所述操纵阻力的经时变化。根据本专利技术的第十二方面，在包括所述经时变化检测单元的所述操纵输入装置中，可以设置力检测单元，所述力检测单元被配置成检测所述操纵阻力产生器的反作用力，所述经时变化检测单元可以基于所述操纵阻力产生器的反作用力的力量确定所述操纵阻力的经时变化。根据本专利技术的第十三方面，在所述操纵输入装置中，所述力量调整单元可以包括手动调整机构，所述手动调整机构被配置成手动地调整所述基准力量值。根据本专利技术的第十四方面，在包括所述手动调整机构的所述操纵输入装置中，可以设置调整目标设置装置，其被配置成设置所述基准力量值的调整目标值；以及调整检测单元，其被配置成当所述手动调整机构工作时检测所述基准力量值与所述调整目标值的差另IJ，并且告知所述基准力量值是否等于所述调整目标值。根据本专利技术的第十五方面，在包括所述手动调整机构的所述操纵输入装置中，可以设置调整检测单元，所述调整检测单元被配置成当所述手动调整机构工作时检测所述基准力量值与预设调整目标值的差别，并且告知所述基准力量值是否等于所述调整目标值。根据本专利技术的第十六方面，在包括所述手动调整机构的所述操纵输入装置中，可以设置经时变化检测单元，其被配置成检测所述操纵阻力的经时变化；以及经时变化警告单元，其被配置成当所述经时变化检测单元检测到所述操纵阻力的经时变化时提供警告。根据本专利技术的第十七方面，在所述操纵输入装置中，所述操纵阻力产生器可以包括阻力产生致动器，所述阻力产生致动器被配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操纵输入装置，所述操纵输入装置包括：操纵单元，其具有操纵单元主体和可移动地支承于所述操纵单元主体的操纵手柄；操纵阻力产生器，其被配置成当所述操纵手柄被操纵时响应于所述操纵手柄的移位量产生操纵阻力；以及力量调整单元，其被配置成调整与所述移位量相对的所述操纵阻力的力量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川量平，柳原胜，
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