外科手术系统的制作方法

文档序号:14944113发布日期:2018-07-17 13:01阅读:191来源:国知局

本发明涉及包括机械手的外科手术系统。



背景技术:

以往已知机器人支援外科手术或远程机器人外科手术等利用包括机械手的外科手术系统的外科手术。该系统具备钳子或手术刀等手术器具、内窥镜摄像机等仪器以及将该仪器安装于梢端部的机械手臂,实施手术者利用设置在离开患者的场所的操作装置对机械手臂及仪器的动作进行远程操作,对患者的手术部位施行手术。专利文献1中公开了此种外科手术系统。

专利文献1中所示的外科手术系统(机器人手术系统)具备平台、与平台连结的装配臂、与装配臂的远位端部连结的机械手基座、与机械手基座连结的机械手、以及安装于机械手的远位端部的手术器具。平台经由设置于手术室的天花板的平台连杆机构,可上下升降地吊设于手术室的天花板。

现有技术文献:

专利文献:

专利文献1:日本特开2012-143589号公报。



技术实现要素:

发明要解决的问题:

上述专利文献1的外科手术系统中,平台经由平台连杆机构吊设于手术室的天花板,因此平台可上下升降移动,而其水平的姿态被维持。

解决问题的手段:

然而,如上所述的外科手术系统中,例如在进行腹腔鏡下手术的情况下,一般而言手术台上的患者为仰卧位,通过留置于患者的腹部体表的一个或多个导管套管,手术器具的远位端部插入患者的体内。也设想根据患部而在体侧设置导管套管,手术器具以相对于导管套管的轴心方向较大幅度地倾斜的姿态插入患者的体内。像这样的情况下,有必要总括性地倾斜系统所具备的多个机械手臂。

因此,本申请的发明者们鉴于以上的情况,提供在包括多个机械手臂的外科手术系统中总括性地倾斜多个机械手臂的技术。

根据本发明一形态的外科手术系统,其特征在于,

具备:平台;

与所述平台连结的多个机械手臂;

安装于所述多个机械手臂各自的梢端部的仪器;以及

能从水平姿态进行姿态变化地支持所述平台的定位器。另,也可以是上述仪器中的至少一个为内窥镜摄像机组件(assembly)。

上述外科手术系统中,能通过使平台从水平姿态进行姿态变化,总括性地倾斜与平台连结的多个机械手臂,总括性地改变多个机械手臂的基准轴线(基端部的回旋轴线)的倾斜。

发明效果:

根据本发明,能提供在包括多个机械手臂的外科手术系统中总括性地倾斜多个机械手臂的技术。

附图说明

图1是示出根据本发明一实施形态的外科手术系统的整体结构的概略图;

图2是示出定位器的整体结构的侧视图;

图3是示出定位器的控制系统的概略结构的框图;

图4是示出使摇动臂从垂直变倾斜的定位器的整体结构的侧视图;

图5是示出使平台从水平变倾斜的定位器的整体结构的侧视图;

图6是示出代替升降轴而设置柱状构件情况下的定位器的整体结构的侧视图;

图7是示出患者侧机械手臂的整体结构的概略图;

图8是示出臂主体的控制系统的概略结构的框图;

图9是示出臂主体的驱动系统的布局的、臂主体的局部剖视图;

图10是示出平台和患者侧机械手臂的连结构造的俯视图;

图11是图10中的xi-xi向视剖视图;

图12是示出用于管理安装于平台的患者侧机械手臂的结构的框图;

图13是示出伺服马达设置于平台的情况下的平台与患者侧机械手臂的连结构造的俯视图;

图14是示出图1的外科手术系统的臂主体的梢端部及并进臂的结构例的局部剖视图;

图15是示出并进臂的动作例的图;

图16是示出揺动机构的结构例的图;

图17是示出揺动机构的动作例的图;

图18是示出并进臂的变形例1的图;

图19是示出并进臂的变形例2的图;

图20是示出揺动机构的变形例1的图;

图21是示出揺动机构的变形例2的图;

图22是示出具备揺动机构的、臂的变形例1的图;

图23是示出具备揺动机构的、臂的变形例2的图。

具体实施方式

根据本发明一形态的外科手术系统,其特征在于,具备:平台;与所述平台连结的多个机械手臂;安装于所述多个机械手臂各自的梢端部的仪器;以及能从水平姿态进行姿态变化地支持所述平台的定位器。

上述外科手术系统中,可以是,所述定位器具有在腕部连结所述平台的水平多关节型的机械手臂部。

又,上述外科手术系统中,可以是,所述定位器还具有设置在手术室的地板上的基座、与所述机械手臂部的基端部连结的柱部、以及使所述柱部的基端部能摇动地与所述基座连结的摇动臂。

又,上述外科手术系统中,可以是,所述定位器具有使所述摇动臂的基端部能绕水平的旋转轴转动地与所述基座连结的第一关节、和使所述柱部的基端部能绕水平的旋转轴转动地与所述摇动臂的梢端部连结的第二关节;还具备定位器控制装置,所述定位器控制装置以通过所述第一关节和所述第二关节进行联动来维持所述柱部的垂直的姿态的形式,控制所述第一关节及所述第二关节的动作;

以下参照附图对上述外科手术系统进行详细说明。

[外科手术系统的概要]

图1是示出根据本发明一实施形态的外科手术系统100的整体结构的概略图。如图1所示,外科手术系统100是如机器人支援手术、机器人远程手术等那样,医生等实施手术者o利用患者侧系统1对患者p实施内窥镜外科手术的系统。

外科手术系统100具备患者侧系统1以及操纵该患者侧系统1的操作装置2。操作装置2离开患者侧系统1地配置,患者侧系统1通过操作装置2被远程操作。实施手术者o将使患者侧系统1进行的动作输入至操作装置2,操作装置2将其动作指令发送至患者侧系统1。而且,患者侧系统1接收从操作装置2发送的动作指令,基于该动作指令使患者侧系统1所具备的内窥镜组件41、仪器(外科用器具)42等进行动作。以下对外科手术系统100的各构成要素进行详细说明。

[操作装置的结构例]

操作装置2构成外科手术系统100与实施手术者o的中介,是用于操作患者侧系统1的装置。操作装置2在手术室内在手术台111的旁边或远离手术台111,或者在手术室外设置。操作装置2包括用于供实施手术者o输入动作指令的操作用机械手臂51、操作踏板52等操作输入部50、和显示由内窥镜组件41拍摄的图像的监视器53。实施手术者o利用监视器53对患部进行视觉确认,并对操作输入部50进行操作,向操作装置2输入动作指令。输入至操作装置2的动作指令通过有线或无线传递至患者侧系统1的后述控制器6。

[患者侧系统的结构例]

患者侧系统1构成外科手术系统100与患者p的中介。患者侧系统1在手术室内配置于患者p所躺的手术台111的旁边。手术室内为杀菌过的杀菌区。

患者侧系统1具备定位器(positioner)7、安装于定位器7的梢端部的平台5、可装卸地安装于平台5的多个患者侧机械手臂(以下仅称为“臂3”)、在多条臂3中的一条臂3a的梢端部安装的内窥镜组件41、在多条臂3中的余下的臂3b的梢端部可装卸地安装的仪器42、将定位器7及平台5从杀菌区遮蔽开的杀菌帷幔9、以及控制患者侧系统1的动作的控制器6。以下,存在将安装有内窥镜组件41的臂3称为“摄像机臂3a”的情况,存在将安装有仪器42的臂3称为“仪器臂3b”的情况。根据本实施形态的患者侧系统1具备一条摄像机臂3a和三条仪器臂3b,共计四条臂3。

上述患者侧系统1中,平台5具有成为多条臂3的据点的、“中心(hub)”的功能。本实施形态中,由定位器7及平台5构成可移动地支持多条臂3的机械手臂支持体s。但是,机械手臂支持体s至少包括平台5即可,例如也可以由代替定位器7,而在直动轨道或升降装置、或是安装于天花板或墙壁的支架上支持的平台5构成机械手臂支持体s。

上述患者侧系统1中,从定位器7到内窥镜组件41或各仪器42,要素一连串地连接。本说明书中,在上述一系列的要素中,将朝向定位器7(更详细而言为定位器7与手术室的地板的接触部)的那侧的端部称为“基端部”,将其相反侧的端部称为“梢端部”。又,存在将基端部称为“近位端部”的情况,存在将梢端部称为“远位端部”的情况。

仪器42由设置于其基端部的驱动单元45、设置于其梢端部的末端执行器(处理工具)44、和连接驱动单元45与末端执行器44之间的细长的轴(shaft)43构成(均参照图7)。在仪器42上规定有基准方向d,驱动单元45、轴43及末端执行器44与基准方向d平行地排列。仪器42的末端执行器44从由具有进行动作的关节的器具(例如钳子、剪刀、抓握器(grasper)、持针器(needleholder)、显微解剖器、钉合器(staplerplier)、敲钉器、吸引清洗工具、圈套线器钢丝、及施夹器等)、不具有关节的器具(例如切断刀、烧灼探针、清洗器、导管及吸引口等)构成的组中选择。

上述结构的患者侧系统1中,从操作装置2接收动作指令的控制器6首先使定位器7动作并进行平台5的定位,以使平台5与手术台111或患者p成为规定的位置关系。接着,控制器6使各臂3动作并进行内窥镜组件41及各仪器42的定位,以使留置于患者p体表的套管(插管套管;cannulasleeve)110与内窥镜组件41及各仪器42成为规定的初期位置关系。另,定位器7和各臂3的上述定位动作也可以同时进行。而且,控制器6原则上在使定位器7静止的状态下,根据来自操作装置2的动作指令使各臂3动作,从而对内窥镜组件41及各仪器42进行适当变位及姿态变化,并使各仪器42动作,从而施行手术。

[定位器的结构例]

在此,对定位器7的结构进行详细说明。图2是示出定位器7的整体结构的侧视图。

如图2所示,定位器7以水平多关节型机器人为基调,包括载置于手术室的地板上的基座70、升降轴72、连结基座70和升降轴72的基端部的摇动臂71以及与升降轴72的梢端部连结的水平臂73。水平臂73的梢端部连结有平台5。

基座70例如为带刹车的转向架,能向所希望的位置移动并在那里静止。摇动臂71的基端部通过旋转关节j71与该基座70连结。借由该旋转关节j71的动作,摇动臂71以规定于基座70的水平的旋转轴(揺动轴)为中心进行转动(揺动)。又,摇动臂71的梢端部通过旋转关节j72与升降轴72的基端部连结。借由该旋转关节j72的动作,摇动臂71以规定于升降轴72的基端部的水平的旋转轴为中心进行转动(揺动)。

升降轴72垂直延伸,可在垂直方向伸缩。本实施形态的升降轴72包括筒构件72a、可向垂直方向进退地插入该筒构件72a的中空的轴构件72b以及连结筒构件72a和轴构件72b的并进关节j73。借由该并进关节j73的动作,轴构件72b相对于筒构件72a向垂直方向进退移动。

水平臂73包括水平延伸的第一连杆74及第二连杆75、和与第二连杆75的梢端部连结的腕部连杆76。腕部连杆76的梢端部连接有平台5。

第一连杆74的基端部通过旋转关节j74与升降轴72的梢端部连结。第一连杆74与升降轴72形成直角。借由上述旋转关节j74的动作,第一连杆74以规定于升降轴72的梢端部的垂直的旋转轴为中心进行转动。第一连杆74的梢端部通过旋转关节j75与第二连杆75的基端部连结。借由该旋转关节j75的动作,第二连杆75以规定于第一连杆74的梢端部的垂直的旋转轴为中心进行转动。

第二连杆75的梢端部通过旋转关节j76与腕部连杆76的基端部连结。借由该旋转关节j76的动作,腕部连杆76以规定于第二连杆75的梢端部的水平的旋转轴为中心进行转动。稳定时的腕部连杆76垂直延伸,与该腕部连杆76的梢端部连接的平台5为水平的姿态。

在此对定位器7的控制系统的结构进行说明。图3是示出定位器7的控制系统的概略结构的框图。如图3所示,定位器7中,与各关节j71~j76对应地具备驱动用伺服马达m71~m76以及检测伺服马达m71~m76的旋转角的编码器e71~e76。另,在该图上,代表性地示出关节j71~j76中旋转关节j71和旋转关节j76的驱动系统,余下的关节j73~j75的驱动系统省略。

控制器6包括控制定位器7的动作的定位器控制部601。伺服控制部c71~c76与定位器控制部601电气连接,伺服马达m71~m76通过未图示的放大电路等与伺服控制部c71~c76电气连接。

上述结构中,基于输入操作装置2的动作指令,向定位器控制部601输入平台5的位置姿态指令。定位器控制部601基于位置姿态指令和由编码器e71~e76检测出的旋转角,生成并输出位置指令值。取得该位置指令值的伺服控制部c71~c76基于由编码器e71~e76检测出的旋转角及位置指令值,生成并输出驱动指令值(转矩指令值)。取得该驱动指令值的放大电路将与驱动指令值对应的驱动电流供给向伺服马达m71~m76。如此,对各伺服马达m71~m76进行伺服控制,以使平台5到达与位置姿态指令对应的位置及姿态。

如上所述,定位器7能根据平台5的位置姿态指令改变形态。在此,如图2所示,使定位器7的基本姿态成为摇动臂71及升降轴72垂直延伸、水平臂73水平延伸、且与腕部连杆76连接的平台5水平的状态。

如图4所示,从上述基本姿态使摇动臂71从垂直变倾斜的情况下,定位器控制部601使旋转关节j71进行动作从而使摇动臂71从垂直变倾斜,并使旋转关节j72进行动作从而维持升降轴72的垂直的姿态。如此,与摇动臂71从垂直变倾斜无关地维持升降轴72的垂直及水平臂73的水平。

如上述那样摇动臂71从垂直变倾斜时,定位器7整体呈c字形状。由此,定位器7能取得如下形态:基座70位于手术台111的下方,升降轴72位于手术台111的侧方,且水平臂73位于手术台111的上方。如此,基座70收于手术台111的下方,以此能确保在手术过程中于手术台111的周围辅助手术的辅助者的活动路线。

此外,如图5所示,以使腕部连杆76从垂直变倾斜的形式驱动旋转关节j76时,平台5从水平变倾斜。若平台5从水平变倾斜,则安装于平台5的臂3的基本轴线(回旋轴线)lp一齐从垂直变倾斜。其结果为,可使规定于仪器42的基准方向d的角度范围扩大,能使仪器42从垂直更大幅度地倾斜而向患者p插入。如此,能根据患者p的卧位或手术位置适当地调节仪器42对患者p的插入方向。

以上说明了定位器7的优选实施形态,但上述定位器7的结构例如能如下进行变更。

例如,在上述实施形态的定位器7中,升降轴72在垂直方向伸缩,但也可以如图6所示,代替升降轴72而使用不伸缩的柱状构件72’。该变形例中省略并进关节j73。另,在上述实施形态的定位器7中,主要通过升降轴72的伸缩调节平台5的高度位置,而在上述变形例中,主要通过摇动臂71的从垂直变倾斜调节平台5的高度位置。

[臂的结构例]

在此对臂3的结构进行详细说明。图7中示出患者侧系统1所具备的多条臂3中的一条的概略结构。如图7所示,臂3具备臂主体30和与臂主体30的梢端部连结的并进臂35,构成为能相对于基端部,使梢端部在三维空间内移动。另,本实施形态中,患者侧系统1具备的多条臂3均具有同样或类似的结构,但也可以是多条臂3中的至少一条具有与其余不同的结构。

臂3为仪器臂3b的情况下,并进臂35的梢端设置有保持仪器42的夹具(器具保持部)36。仪器42可装卸地保持于夹具36。保持于夹具36的仪器42的轴43与基准方向d平行地延伸。

又,臂3为摄像机臂3a的情况下,与上述仪器臂3b同样地,并进臂35的梢端部设置有夹具36,内窥镜组件41可装卸地保持于该夹具36。在此,设置于摄像机臂3a的夹具36也可以与设置于仪器臂3b的夹具36形态不同。或者,因为比较少在手术中交换内窥镜组件41,所以也可以使内窥镜组件41固定于摄像机臂3a。

臂3相对于平台5装卸自如(即容易安装或拆卸),具备用于清洗处理及杀菌处理的耐水性、耐热性及耐药品性。臂3的杀菌处理有多种方法,例如可以选择性地使用高压蒸气杀菌法、eog杀菌法、借助消毒药的化学杀菌法等。高压蒸气杀菌法中,将臂3封入压热器(autoclave)等高压容器,于规定压力的饱和水蒸气中暴露规定时间(例如115℃下30分钟、121℃下20分钟或126℃下15分钟)。eog杀菌法中,将臂3封入容器,在该容器中流通450~1000mg/l的环氧乙烷气体。化学杀菌法中,例如在戊二醛等消毒药中浸渍臂3。

[臂主体的结构例]

臂主体30包括可装卸地安装于平台5的基座80和从基座80向梢端部而依次连结的第一连杆81~第六连杆86。更详细而言,在基座80的梢端部,通过扭转关节j31连结有第一连杆81的基端部。在第一连杆81的梢端部,通过扭转关节j32连结有第二连杆82的基端部。在第二连杆82的梢端部,通过弯曲关节j33连结有第三连杆83的基端部。在第三连杆83的梢端部,通过扭转关节j34连结有第四连杆84的基端部。在第四连杆84的梢端部,通过弯曲关节j35连结有第五连杆85的基端部。在第五连杆85的梢端部,通过扭转关节j36连结有第六连杆86的基端部。在第六连杆86的梢端部连结有并进臂35的基端部。

臂主体30的外壳主要由不锈钢等具有耐热性及耐药品性的构件形成。又,连杆彼此的连结部设置有为了具备耐水性的密封件(未图示)。该密封件具备应对高压蒸气杀菌法的耐热性、对消毒药的耐药品性。另,在连杆彼此的连结部,连结的一方的连杆的端部的内侧有另一方的连杆的端部插入,密封件以填入这些连杆的端部彼此之间的形式配置,从而使密封件在外观上被隐藏。由此抑制从密封件与连杆之间浸入水、药液、蒸气。

在此利用图8及图9对臂主体30的驱动系统及控制系统的结构进行说明。图8是示出臂主体30的控制系统的概略结构的框图,图9是示出臂主体30的驱动系统的布局的、臂主体30的概略剖视图。

在上述结构的臂主体30中,对应各关节j31~j36而设置有驱动用伺服马达m31~m36、检测伺服马达m31~m36的旋转角的编码器e31~e36、以及使伺服马达m31~m36的输出减速从而增大转矩的减速机r31~r36。另,在图8上,关节j31~j36中,代表性示出扭转关节j31和扭转关节j36的控制系统,余下的关节j33~j35的控制系统省略。另,编码器e31~e36作为检测伺服马达m31~m3的旋转位置(旋转角)的旋转位置检测单元的一例而设置,也可以代替编码器e31~e36而使用旋转变压器(resolver)等旋转位置检测单元。又,臂主体30的驱动系统的上述各要素及用于它们的配线和控制部由耐高温材料构成,具备用于杀菌处理的耐热性。

连结基座80与第一连杆81的扭转关节j31中,在第一连杆81的基端部设置有伺服马达m31,在基座80的梢端部设置有减速机r31。根据本实施形态的减速机r31属于包括使输入的动力的旋转速度减小的齿轮以及接收其输出的输出齿轮的单元类型。伺服马达m31以其输出轴与扭转关节j31的旋转轴平行的形式配置。编码器e31附设于伺服马达m31。伺服马达m31的输出向减速机r31输入。减速机r31的输出齿轮固定于第一连杆81,所以通过来自减速机r31的输出,第一连杆81相对于基座80进行旋转。

又,连结第一连杆81与第二连杆82的扭转关节j32中,在第一连杆81的梢端部设置有伺服马达m32,在第二连杆82的基端部设置有减速机r32。伺服马达m32以其输出轴与扭转关节j32的旋转轴平行的形式配置。编码器e32附设于伺服马达m32。

又,连结第二连杆82与第三连杆83的弯曲关节j33中,在第二连杆82的梢端部设置有减速机r33,在第三连杆83的基端部设置有伺服马达m33。伺服马达m33以其输出轴与弯曲关节j33的旋转轴平行的形式配置。编码器e33附设于伺服马达m33。

仿效上述,余下的关节j34~j36也配置有伺服马达m34~m36、编码器e34~e36以及减速机r34~r36。

伺服马达m31~m36采用输出较小(例如80w左右)、轻量且小型的设备。又,减速机r31~r36采用呈轴心方向的尺寸较小的扁平形状、以高减速比(例如100以上)得到高转矩的设备。患者侧系统1的臂3中,因为不要求如一般性的工业用机械手那样的高速动作,所以输出较大的伺服马达不是必需。因此,组合并使用输出较小的伺服马达m31~m36和较高减速比的减速机r31~r36,从而确保需要的转矩并实现臂3的轻量化及小型化。

除此之外,在一般性的工业用机械手中,伺服马达的输出以输出齿轮、减速机、载荷的顺序传递,而根据本实施形态的臂3中,伺服马达的输出以减速机、输出齿轮、载荷的顺序传递。如此,也通过相对于输出齿轮而在输入侧布置减速机,来实现臂3的轻量化及小型化。

控制器6包括控制臂主体30的动作的臂主体控制部602。伺服控制部c31~c36与臂主体控制部602电气连接,伺服马达m31~m36通过未图示的放大电路等与伺服控制部79电气连接。

上述结构中,基于输入操作装置2的动作指令,向臂主体控制部602输入臂主体30的梢端部的位置姿态指令。臂主体控制部602基于位置姿态指令和由编码器e31~e36检测出的旋转角,生成并输出位置指令值。取得该位置指令值的伺服控制部c31~c36基于由编码器e31~e36检测出的旋转角及位置指令值,生成并输出驱动指令值(转矩指令值)。取得该驱动指令值的放大电路将与驱动指令值对应的驱动电流供给向伺服马达m31~m36。如此,对各伺服马达m31~m36进行伺服控制,以使臂主体30的梢端部到达与位置姿态指令对应的位置及姿态。

[臂和平台的连结构造]

在此,对平台5和臂3的连结构造进行说明。

臂3的基座80相对于平台5装卸自如。换言之,容易从患者侧系统1将臂3整个卸下或进行安装。本实施形态中,四条臂3相对于平台5可装卸,但患者侧系统1所具备的臂3中的至少一条相对于平台5可装卸即可。

从患者侧系统1卸下的臂3进行清洗处理及杀菌处理后,可在限制的次数内进行再利用。如此,在手术时将臂3替换为杀菌过的干净的设备。从而,臂3也可以不像以往那样被杀菌帷幔覆盖,而是暴露于杀菌区。

图10是示出平台5和臂3的连结构造的俯视图,图11是图10中的xi-xi向视剖视图。如图10及图11所示,臂3的基座80的基端部呈圆筒形状,其周围或基端面至少具有一个接口部(以下有时表示为“i/f部801”)。根据本实施形态的i/f部801是形成于基座80的外周面的突起,但i/f部801的形态不限定于此。

i/f部801中埋入有用于使臂3附带识别信息的ic标签91。ic标签91包括ic芯片、天线,ic芯片包括微型计算机、eeprom、ram等(均省略图示)。ic标签91中存储有臂3的个体识别信息、型号、使用次数等。

又,i/f部801中设置有一个以上的连接器92。一个以上的连接器92包括向臂3供给电气的电线的连接器、与臂3发送和接收信号的通信配线的连接器等。

另一方面,平台5上设置有连接基座80的i/f部801的安装端口55。根据本实施形态的安装端口55(机械手臂安装部的一例)是可供突起状的i/f部801嵌合的凹部,但安装端口55的形态不限定于此。

本实施形态中,四条臂3可装卸地安装于平台5,所以平台5上至少设置有四个安装端口55。平台5俯视时呈将对四角形的邻接的两个角进行倒角后的六角形,其中连续的三个侧面具有朝向相同方向的成分。这三个侧面各自设置有一个安装端口55。又,将平台5的下部一部分切开切口,由此形成朝向侧方的壁部59,该壁部59上,也与上述的上段的三个安装端口55同样地设置有下段的三个安装端口55。本实施形态中,使用下段的三个安装端口55中的一个,余下的两个空置。像这样在平台5上设置多个安装端口55,能选择每次手术使用的安装端口55。

如上述那样设置于臂3的基座80的i/f部801和设置于平台5的安装端口55构成连结臂3和平台5的联结机构。而且,基座80的i/f部801嵌入平台5的安装端口55,从而基座80(即臂3)安装于平台5。

在平台5的安装端口55上,与设置于i/f部801的连接器92对应的位置上设置有插口56。伴随着i/f部801与安装端口55的连结,连接器92与插口56自动连接。插口56中,通过构成平台5及定位器7的中空状的要素(轴、连杆等)的内部空间连接有电线和/或通信配线。另,连接器92在臂3的表面露出且可与插口56接触,但也可以采用如下结构:连接器92埋入臂3的表面附近,通过电磁感应等使插口56与连接器92非接触地电气连接。又,也可以是,i/f部801设置有插口56,安装端口55设置有连接器92。

又,平台5中设置有进行埋入臂3的ic标签91的信息的读取和写入(存储)的读写器93。该读写器93与平台5的各安装端口55对应地设置,向后述的控制器6输出从ic标签91读取的信息。该读写器93可以个别读取安装于平台5的各臂3的ic标签91,也可以同时读取安装于平台5的全部的臂3的ic标签91。

此外,在平台5和基座80上,为了不使基座80从平台5脱离而设置有可进行安装于平台5的臂3的安装锁定(保持)及解除安装锁定(解除保持)的一组以上的安装锁定机构94。另,安装锁定是指将在平台5的安装端口55安装的臂3的i/f部801固定于该安装端口55,解除安装锁定是指解除该固定。

安装锁定机构94通过设置于平台5的安装端口55或其附近的支持体侧接合部94a和设置于臂3的i/f部801或其附近的臂侧接合部94b一起工作而构成。支持体侧接合部94a和臂侧接合部94b中,一方与另一方接合,另一方接合于一方。而且,在安装锁定机构94中,借由支持体侧接合部94a与臂侧接合部94b的接合,i/f部801以安装于安装端口55的状态被锁定,借由支持体侧接合部94a与臂侧接合部94b的接合解除,i/f部801以能从安装端口55脱离的形式被解除锁定。

如上述那样的安装锁定机构94例如可以从由设置于平台5与基座80两者中的一方的突起和设置于另一方的带搭扣的柄杆、设置于两者中的一方的凹部和设置于另一方的接合爪、设置于两者中的一方的凹部和设置于另一方的定位珠构成的组中选择。或者安装锁定机构94也可以是其他公知的安装锁定机构。但是,安装锁定机构94优选为不是螺栓、螺母等在安装锁定/解除安装锁定中使用工具的构件,而是能以单触式操作进行安装锁定/解除安装锁定的构件。

图12是示出用于管理安装于平台5的臂3的结构的框图。如图12所示,控制器6包括用于管理安装于平台5的臂3的臂管理部(管理装置)603。读写器93与臂管理部603电气连接。

臂管理部603基于从平台5向臂3的供电,对连接连接器92与插口56进行检测。从平台5向臂3的供电例如能基于来自电流检测传感器(检测传感器57)的检测信号进行检测,该电流检测传感器(检测传感器57)设置于到插口56为止的电线或通信配线上。连接器92和插口56的连接即指i/f部801正常安装于安装端口55。即,能基于从平台5向臂3的供电的有无而对安装于安装端口55的臂3的有无进行检测。如此,臂管理部603能对平台5所具备的各安装端口55安装有臂3进行侦测。

但是,也可以为了对安装于安装端口55的臂3的有无进行检测而将接触式或非接触式的物体检测传感器(未图示)设置于平台5。这种情况下,臂管理部603基于来自该检测传感器的检测信号对在安装端口55安装臂3进行检测。

臂管理部603对在安装端口55安装臂3进行检测时,使读写器93进行读取动作,基于读写器93从ic标签91读取的信息,取得与平台5连接的各臂3的、个体识别信息、型号信息(种类)、使用次数信息等。臂管理部603将取得的各信息与安装该臂3的平台5上的安装位置信息(即安装端口55)相关联并进行临时存储。另,分别对多个安装端口55进行识别。

又,通过操作装置2向控制器6预先输入并设定(存储)手术信息。该手术信息包含手术使用的多条臂3的组合。

臂管理部603判断从读写器93取得的信息所包含的个体识别信息的组合是否与作为上述手术信息而被设定的信息对应。臂管理部603在组合与作为手术信息设定的信息不对应时,通过与控制器6连接的警告器605输出警告。另,警告器605借助于光、声音及图像中的一个以上对实施手术者o进行警告。如此,臂管理部603为了能够安装合适的臂3,对安装于平台5的臂3进行管理。

也可以是,上述手术信息中包含有关于手术时使用的臂3的个体识别信息、和应安装该臂3的平台5的安装位置(即安装端口55)的组合的信息。

这种情况下,臂管理部603判断从读写器93取得的信息所包含的个体识别信息、和与其有关联地存储的平台5上的安装位置信息(即安装端口55)的组合是否与作为上述手术信息设定的信息对应。臂管理部603在组合与作为手术信息设定的信息不对应时,通过与控制器6连接的警告器605输出警告。如此,臂管理部603为了能够使臂3安装于平台5上的合适的位置,且为了能够在各安装端口55安装合适的臂3,对安装于平台5的臂3进行管理。

又,也可以是,手术信息中包含有关于手术时使用的臂3的型号信息、和应安装该臂3的平台5上的安装位置(即安装端口55)的组合的信息。

这种情况下,臂管理部603可以如下形式构成:判断从读写器93取得的信息所包含的型号信息、和与其有关联的安装位置(安装端口55)的组合是否与作为上述手术信息设定的信息对应,在组合与作为手术信息设定的信息不对应时,通过与控制器6连接的警告器605输出警告。

另,臂3根据型号而种类(摄像机臂3a、仪器臂3b)、构造(连杆的长度、自由度等)等不同。在上述,ic标签91中存储有型号信息,但也可以是,存储装置604包括与个体识别信息有关联地存储型号信息的型号存储部,臂管理部603基于个体识别信息而从型号存储部读取对应的型号信息,该型号信息代替在上述处理中从ic标签91读取出的型号信息而被使用。

控制器6的存储装置604包括存储有与个体识别信息有关联的使用限制次数的使用限制次数存储部。臂管理部603基于从ic标签91取得的个体识别信息,从存储装置604读取与此对应的使用限制次数,比较使用限制次数和取得的使用次数信息。臂管理部603在使用次数信息超过使用限制次数时,通过与控制器6连接的警告器605输出警告。如此,臂管理部603为了不使臂3超过其使用限制次数地使用而管理臂的使用次数。另,臂3为消耗品,废弃完成使用限制次数的使用的臂3。

又,臂管理部603以将对从ic标签91取得的使用次数信息加1后的新的使用次数信息写入ic标签91的形式使读写器93动作。其结果为,臂3的ic标签91保持有关于自身的使用次数的信息。因此,可在与其他患者侧系统1之间共用臂3。

另,在上述,臂3自身保持臂3的使用次数信息,但臂3的使用次数信息也可以存储于控制器6的存储装置604。这种情况下,可代替读写器93,使用仅具有读取功能的读取器。而且,臂管理部603可基于读取器从ic标签91读取的个体识别信息而从存储装置604读取对应的使用次数信息,并利用于上述的处理中。

以上说明了平台5和臂3的连结构造的优选实施形态,但上述的平台5和臂3的连结构造例如可进行以下变更。

例如,上述实施形态中平台5上设置有六个安装端口55,这些安装端口55中的四个连结臂3。像这样,多个安装端口55中也可以有空置的安装端口55。又,也可以是,平台5上设置有五个以上的安装端口55,选择性地使用与手术内容对应的合适的位置的安装端口55。

又,例如,上述实施形态中,为了使臂3自身保有信息,在臂3设置有ic标签91。但是,ic标签91为设置于臂3的信息保持单元的一例,也可以代替ic标签91或除此之外再使用其他信息保持单元。例如也可以在臂3设置条形码,在平台5设置条形码读取器。又,例如也可以在臂3设置凹凸等形状记号,在平台5设置读取形状记号的读取器。

又,例如,上述实施形态中,在臂3的基座80的i/f部801设置有连接器92,在平台5的安装端口55设置有插口56,但也可以省去连接器92及插口56。这种情况下,可在臂3上,在i/f部801以外的场所连接用于供给电力的电线和/或用于通信的配线。

又,例如,上述实施形态中,臂3(尤其是臂主体30)的驱动系统全部装载于自身,但也可以是臂主体30的驱动系统中的一部分设置于平台5。例如也可以如图13所示,在连结基座80与第一连杆81的扭转关节j31中,驱动该扭转关节j31的伺服马达m31设置于平台5。

图13所示的例中,平台5中内装有伺服马达m31,伺服马达m31的输出轴96的周围设置有雌耦合器形状的安装端口55。另一方面,在臂3的第一连杆81的基端部固定有减速机r31的输出部,基座80的基端部是与安装端口55对应的雄耦合器形状的i/f部801,该基座80内设置有向减速机r31输入动力的输入轴95。输入轴95为向臂3的动力系统传递动力的输入轴。而且,伺服马达m31的输出轴96与向减速机r31的输入轴95之间设置有十字滑块联轴器等联轴器97。上述结构中,若向平台5的安装端口55插入臂3的i/f部801,则平台5与臂3连结,且伺服马达m31的输出轴96与向减速机r31的输入轴95可传递动力地连结。

[并进臂的结构例]

如图7所示,并进臂35是通过使安装于并进臂35的梢端部的夹具36在基准方向d并进移动,从而使安装于夹具36的仪器42在轴43的延伸方向并进移动的机构。

图14是示出臂主体30的梢端部及并进臂35的结构例的局部剖视图。如图7及图14所示,并进臂35具有基端侧连杆61、梢端侧连杆62、连结基端侧连杆61与梢端侧连杆62的第一连结轴63及第二连结轴66、联动机构64。又,并进臂35的梢端部,即梢端侧连杆62的梢端部设置有转动轴68。

如图14所示,并进臂35的驱动源设置在臂主体30的梢端的连杆,即第六连杆86上。具体而言,第六连杆86的梢端部设置有第一并进臂驱动轴37、第二并进臂驱动轴38、转动第一并进臂驱动轴37的并进臂驱动部47、转动第二并进臂驱动轴38的并进臂旋转驱动部48。

第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38中,基端部能绕与基准方向d正交的第一轴线l1转动地安装于臂主体30的梢端部。而且,第二并进臂驱动轴38的基端部通过具备遮断臂主体30的内外环境的密封件的密封轴承30b保持于臂主体30。而且,第二并进臂驱动轴38形成为中空的筒状,第一并进臂驱动轴37在第二并进臂驱动轴38的内部呈嵌套状配置。从而,第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38构成为绕同一轴线转动。本实施形态中,第一轴线l1构成为在以臂主体30的回旋轴线lp(参照图7)为中心的圆的切线方向延伸。即,第一轴线l1在图7中向纵深方向延伸。而且,第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38从臂主体30的梢端部突出,与并进臂35的基端侧连杆61连结。即,臂主体30及并进臂35通过第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38连结。第一并进臂驱动轴37是借由与第二并进臂驱动轴38的差动而使并进臂35动作的驱动轴,第二并进臂驱动轴38是借由与第一并进臂驱动轴37的差动而使并进臂35绕第一轴线l1转动的驱动轴。

而且,第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38构成为通过分开的驱动部而分别独立地转动。即,第一并进臂驱动轴37与并进臂驱动部47的输出轴47a连结,借由并进臂驱动部47的输出轴47a的旋转而旋转。又,第二并进臂驱动轴38与并进臂旋转驱动部48的输出轴48a连结,借由并进臂旋转驱动部48的输出轴48a的旋转而旋转。这些驱动部例如为伺服马达。从而构成为可相互独立地控制第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38的绕第一轴线l1的角度位置。

基端侧连杆61的基端部能绕第一轴线l1转动地与臂主体30的梢端部30a相连。另,“相连”不仅指两个物体直接连接的情况,还包括两个物体之间有其他物体介入而间接连接的情况。而且,基端侧连杆61构成为在包含退避角度位置p1(参照图15)和进出角度位置p2(参照图15)的范围内转动,该进出角度位置p2为与退避角度位置p1相比基端侧连杆61的梢端部位于在基准方向d上远离第一轴线l1的一侧。基端侧连杆61中空。而且,在基端侧连杆61的基端部插通有第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38的梢端部,位于外侧的第二并进臂驱动轴38通过具备遮断内外空间的密封件的密封轴承61a保持于基端侧连杆61。而且,基端侧连杆61上固定有第一并进臂驱动轴37的梢端部。从而构成为借由并进臂驱动部47的输出轴47a的旋转,第一并进臂驱动轴37旋转,进而借由第一并进臂驱动轴37的旋转,基端侧连杆61绕第一轴线l1转动。如此,基端侧连杆61安装于臂主体30的梢端部30a。

梢端侧连杆62的基端部能绕着与轴线l1平行地延伸的第二轴线l2转动地与基端侧连杆61的梢端部相连。而且,梢端侧连杆62构成为在包含缩闭角度位置p3(参照图15)、和相比于缩闭角度位置p3与基端侧连杆61形成的角的角度较大的扩开角度位置p4的范围内转动。如此,基端侧连杆61及梢端侧连杆62构成为呈l字状屈折的姿态。梢端侧连杆62中空。第一连结轴63的基端部固定于基端侧连杆61的梢端部,梢端部能绕第二轴线l2转动地安装于梢端侧连杆62的基端部。而且,第二连结轴66的基端部通过具备遮断基端侧连杆61的内外空间的密封件的密封轴承61b而能绕第二轴线l2转动地安装于基端侧连杆61,梢端部固定于梢端侧连杆62的基端部。而且,第二连结轴66形成为中空的筒状,第一连结轴63以嵌套状配置在第二连结轴66的内部。从而,第一连结轴63及第二连结轴66构成为绕同一轴线转动。而且,并进臂35形成为连结基端侧连杆61的基端部和梢端侧连杆62的梢端部的假想的直线l(参照图15)朝向基准方向d的结构。如此,梢端侧连杆62的基端部安装于基端侧连杆61的梢端部。

转动轴68的基端部以能绕着平行于第一轴线l1及第二轴线l2延伸的第三轴线l3转动的形式安装于梢端侧连杆62的梢端部,梢端部固定于夹具36。转动轴68通过具备遮断梢端侧连杆62的内外空间的密封件的密封轴承62a保持于梢端侧连杆62的梢端部。本实施形态中,并进臂35配设为从臂主体30的梢端部30a起在基准方向d上位于从保持在夹具36上的仪器42的轴43的基端部向梢端部的一侧。转动轴68的轴线(第三轴线l3)与第一连结轴63及第二连结轴66的轴线(第二轴线l2)的距离构成为同于第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38的轴线(第二轴线l2)与第一连结轴63及第二连结轴66的轴线(第一轴线l1)的距离。

联动机构64是如下机构:与基端侧连杆61的从退避角度位置p1(参照图15)向进出角度位置p2(参照图15)的转动动作联动而使梢端侧连杆62从缩闭角度位置p3(参照图15)向扩开角度位置p4(参照图15)转动,且与基端侧连杆61的从进出角度位置p2(参照图15)向退避角度位置p1(参照图15)的转动动作联动而使梢端侧连杆62从扩开角度位置p4(参照图15)向缩闭角度位置p3(参照图15)转动。即,梢端侧连杆62形成为通过由联动机构64传递并进臂驱动部47的驱动力以此进行转动的结构。又,联动机构64形成为使梢端侧连杆62的梢端部在基准方向d上进行直进动作的结构。以下举例示出作为联动机构64的一例使用正时皮带的机构。

本实施形态中,联动机构64包括两对皮带轮(第一皮带轮65a・第二皮带轮65b、第三皮带轮65c・第四皮带轮65d)和架设于各对皮带轮的两条环状的正时皮带(第一皮带67a、第二皮带67b)。

第一皮带轮65a固定于第二并进臂驱动轴38的梢端部,位于基端侧连杆61的内部空间中的基端侧的部分。从而,第一皮带轮65a能绕第一轴线l1转动地构成。

第二皮带轮65b与第一皮带轮65a成对,固定于第二连结轴66的基端部,位于基端侧连杆61的内部空间中的梢端侧的部分。从而,第二皮带轮65b能绕第二轴线l2转动地构成。而且,第一皮带67a架设于第一皮带轮65a及第二皮带轮65b。从而,第二皮带轮65b构成为借由在第一皮带轮65a的周围公转从而转动(自转)。第一皮带轮65a的直径与第二皮带轮65b的直径的比率即皮带轮比为2:1。

第三皮带轮65c固定于第一连结轴63的梢端部,位于梢端侧连杆62的内部空间中的基端侧的部分。从而,第三皮带轮65c能绕第二轴线l2转动地构成。

第四皮带轮65d与第三皮带轮65c成对,固定于转动轴68的基端部,位于梢端侧连杆62的内部空间中的梢端侧的部分。从而,第四皮带轮65d能绕第三轴线l3转动地构成。而且,第二皮带67b架设于第三皮带轮65c及第四皮带轮65d。从而,第四皮带轮65d构成为借由在第三皮带轮65c的周围公转从而转动(自转)。第三皮带轮65c的直径与第四皮带轮65d的直径的比率即皮带轮比为1:2。并进臂35的驱动通过控制器6基于输入操作装置2的动作指令控制第一并进臂驱动轴37及第二并进臂驱动轴38以此进行。

图15是示出并进臂35的动作例的图。

以下参照图15说明并进臂35的动作例。

若使第一并进臂驱动轴37相对于第二并进臂驱动轴38进行差动,相对于第二并进臂驱动轴38向r1方向旋转α度,则基端侧连杆61从退避角度位置p1向进出角度位置p2转动α度。由此,第二皮带轮65b绕第一轴线l1公转。而且,第一皮带轮65a及第二皮带轮65b由第一皮带67a连结,因此第二皮带轮65b相对于第一皮带轮65a向与基端侧连杆61的旋转方向相反的方向自转,第一皮带轮65a与第二皮带轮65b的相位变化。而且,其角度位移基于其皮带轮比为-2α度。而且,第二皮带轮65b旋转时,固定第二皮带轮65b的第二连结轴66旋转,固定于第二连结轴66的梢端侧连杆62从缩闭角度位置p3向扩开角度位置p4旋转-2α度。由此,梢端侧连杆62的梢端部在连结基端侧连杆61的基端部与梢端侧连杆62的梢端部的假想的直线l上移动。而且,如上所述,该假想的直线构成为朝向基准方向d,因此梢端侧连杆62的梢端部在基准方向d上向远离第一轴线l1的一侧移动。又,根据上述皮带轮比的结构,梢端侧连杆62的梢端部在基准方向d上进行直进动作。由此,能使插入套管110的仪器42顺畅地在基准方向d上移动。

另,使第一并进臂驱动轴37和第二并进臂驱动轴38同步转动,由此能相对于臂主体30,使并进臂35整体绕第一轴线l1回旋。由此,能变更基准方向d的方向,梢端侧连杆62的梢端部进行直进动作的方向能绕第一轴线l1变更。又,也可以是,在不设置第二并进臂驱动轴38及并进臂旋转驱动部48的状态下,使第一皮带轮65a固定于臂主体30的梢端部30a,使臂主体30的梢端部移动,由此使并进臂35整体绕第一轴线l1回旋。

而且,借由梢端侧连杆62的旋转,第四皮带轮65d绕第二轴线l2公转。通过第一连结轴63固定在基端侧连杆61的梢端部上的第三皮带轮65c的角度位置不因梢端侧连杆62的转动而变化,此外第三皮带轮65c及第四皮带轮65d由第二皮带67b连结,因此第四皮带轮65d相对于第三皮带轮65c向与梢端侧连杆62的旋转方向相反的方向自转,第三皮带轮65c与第四皮带轮65d的相位变化。而且,其角度位移基于其皮带轮比为α度。而且,第四皮带轮65d旋转时,固定于第四皮带轮65d的转动轴68旋转,固定于转动轴68的夹具36绕第三轴线l3旋转α度。由此,夹具36维持相对于臂主体30的姿态,同时在基准方向d上向远离第一轴线l1的一侧移动。

同样地,若使第一并进臂驱动轴37相对于第二并进臂驱动轴38进行差动,向r2(与r1为反方向)方向旋转,则基端侧连杆61从进出角度位置p2向退避角度位置p1转动,梢端侧连杆62从扩开角度位置p4向缩闭角度位置p3转动。由此,夹具36维持相对于臂主体30的姿态,同时在基准方向d上向靠近第一轴线l1的一侧移动。

如此,并进臂35在基端侧连杆61位于退避角度位置p1且梢端侧连杆62位于缩闭角度位置p3的折叠状态、和基端侧连杆61位于进出角度位置p2且梢端侧连杆62位于扩开角度位置p4的伸长状态之间变化,由此能使仪器42在基准方向d上移动(进退动、往复动)。从而,相较于借由直动关节使夹具36在基准方向d上移动的结构,能使基准方向d上的臂3的尺寸紧凑地构成。

又,并进臂35与臂主体30及夹具36通过转动关节连接,且构成并进臂35的连杆即基端侧连杆61及梢端侧连杆62也通过旋转关节连接。从而能减少臂的内部空间向外部空间的露出部分,因此能有效地抑制在臂的内部空间产生的尘埃、杂菌等向外部空间飞散。又,如上所述,在旋转关节上使用密封轴承,由此能防止在臂的内部空间产生的尘埃、杂菌等向外部空间飞散。因此能有效地防止手术室的污染。

此外,联动机构64形成为与基端侧连杆61的转动动作联动而使梢端侧连杆62转动的结构,所以能省去仅转动梢端侧连杆62的驱动部,能简化并进臂35的结构。

另,虽举例示出了作为联动机构64的一例使用正时皮带的机构,但不限于该机构,作为代替,例如也可以使用包含齿轮系的机构,还可以使用公知的连杆机构。又,也可以构成为基端侧连杆61及梢端侧连杆62借由分开设置的驱动部的驱动力而分别转动。

[并进臂的变形例1]

图18是示出并进臂的变形例1的图。上述实施形态中,并进臂35配设为从臂主体30的梢端部30a起在基准方向d上位于从保持在夹具36上的仪器42的轴43的基端部向梢端部的一侧,但不限于此。作为代替,也可以是,并进臂335,并进臂35配设为从臂主体30的梢端部30a起在基准方向d上位于从保持在夹具36上的仪器42的轴43的梢端部向基端部的一侧。

[并进臂的变形例2]

图19是示出并进臂的变形例2的图。在上述实施形态中,虽举例示出了并进臂35的梢端侧连杆62的基端部安装于基端侧连杆61的梢端部的结构,但不限于此。作为代替,也可以如以下构成。

即,并进臂435构成为在基端侧连杆61与梢端侧连杆62之间介入具有第一中间连杆461及第二中间连杆462的中间连杆单元460。又,并进臂435具有连结基端侧连杆61与第一中间连杆461的第一连结轴463a、连结第一中间连杆461与第二中间连杆462的第二连结轴463b、以及连结第二中间连杆462与梢端侧连杆62的第三连结轴463c。

而且,未图示的并进臂435的联动机构构成为:与基端侧连杆61的从退避角度位置p1向进出角度位置p2的转动动作联动,而以使基端侧连杆61与第一中间连杆461形成的关节的角度变大的形式使第一中间连杆461绕第一连结轴463a的轴线转动,且以使第一中间连杆461与第二中间连杆462形成的关节的角度变大的形式使第二中间连杆462绕第二连结轴463b的轴线转动,且以使第二中间连杆462与梢端侧连杆62形成的关节的角度变大的形式使梢端侧连杆62绕第三连结轴463c的轴线转动。

由此能使仪器42的移动距离变大。又,能使并进臂35的宽度尺寸w、即与基准方向d及第一轴线l1正交的方向上的并进臂35的尺寸变小。

[揺动机构的结构例]

如图7所示,臂3具备揺动机构46。揺动机构46是介于臂3与末端执行器44之间,在以基准方向d为中心的径向上摇动轴43的梢端部及末端执行器44的机构。

揺动机构46例如设置于轴43的中间部。即,轴43以分割成基端侧构件43a和梢端侧构件43b,其间介入揺动机构46的形式设置。以下举例示出作为揺动机构46的一例使用具有两个旋转自由度的万向接头的机构。

图16是示出揺动机构46的结构例的图。

揺动机构46具有第一构件46a、第二构件46b及第三构件46c。第一构件46a固定于基端侧构件43a。第二构件46b与第一构件46a由在与基准方向d正交的第一方向d1上延伸的第一转动轴46d连结,能绕第一转动轴46d的轴线转动地安装于第一构件46a。第三构件46c与第二构件46b由在与第一方向d1正交的第二方向d2上延伸的第二转动轴46e连结,能绕第二转动轴46e的轴线转动地安装于第二构件46b。

图17是示出揺动机构46的动作例的图。

以下参照图17说明揺动机构46的动作例。

仪器42的末端执行器44通过留置在患者p的体表的切开部的套管110而被导入患者p的体内,在图17中用虚线表示的初期状态下,套管110位于基准方向d。

接着,若臂3使夹具36向与基准方向d交叉的方向移动,则轴43的梢端侧构件43b以套管110为中心揺动,轴43的梢端部及末端执行器44向与夹具36的移动方向相反的方向移动。又,若轴43的梢端侧构件43b揺动,则插通有轴43的套管110以朝向梢端侧构件43b的延伸方向的形式与梢端侧构件43b一起揺动。

此时,若套管110从基端侧构件43a的轴线上偏离,则轴43的梢端侧构件43b以使轴43的梢端侧构件43b的延伸方向与套管110的插通孔的方向一致的形式,在以基端侧构件43a的轴线为中心的径向、即以基准方向d为中心的径向上揺动。由此能防止留置于患者p的套管110被牵引向夹具36的移动方向,能缓和患者p的切开部受到的损伤。

[揺动机构的变形例1]

图20是示出揺动机构的变形例1的图。揺动机构也可以是使用球形接头的机构。

即,揺动机构246具有:具有球面状的自由端并在轴43的梢端侧构件43b的基端部安装的球部246a、以及形成为腕状并在轴43的基端侧构件43a的梢端部安装的插口246b。插口246b的内周面形成大致半球面。该插口246b的内周面的形状与球部246a的外周面的形状大致相同地形成。由此,球部246a的外周面与插口246b的内周面形成球面对偶,轴43的基端侧构件43a与梢端侧构件43b至少以两个旋转自由度可揺动地连结。

[揺动机构的变形例2]

图21是示出揺动机构的变形例2的图。揺动机构也可以是使用具有弹性的构件的机构。

即,揺动机构346具有连接基端侧构件43a与梢端侧构件43b的弹性部346a。借助于弹性部346a弹性变形,轴43的基端侧构件43a与梢端侧构件43b至少以两个旋转自由度可揺动地连结。

[具备揺动机构的臂的变形例1]

图22是示出具备揺动机构的臂的变形例的图。上述实施形态中,虽举例示出了揺动机构46设置于轴43的中间部的结构例,但不限于此。作为代替,也可以是,揺动机构46设置为介入并进臂35的梢端部与仪器42之间。

即,揺动机构46的第一构件46a直接安装于梢端侧连杆62的梢端部,第三构件46c直接安装于仪器42。

[具备揺动机构的臂的变形例2]

图23是示出具备揺动机构的臂的变形例的图。上述实施形态1中,揺动机构46应用于具备具有并进臂35的臂3的外科手术系统100,但不限于此。作为代替,也可以是,揺动机构46应用于具有直动关节235的臂。

[总结]

如以上说明,根据本实施形态的外科手术系统100(尤其是其中的患者侧系统1)具备平台5、与平台5连结的多条臂3(机械手臂)、安装于多条臂3各自的梢端部的仪器42和/或内窥镜组件41、以及能从水平姿态进行姿态变化地支持平台5的定位器7。

上述外科手术系统100中,能通过使平台5从水平姿态进行姿态变化,从而总括性地倾斜与平台5连结的多条臂3。即,能使与平台5连结的多条臂3的回旋轴线lp(基准轴线)同时相对于垂直方向仅倾斜相同角度。由此,能使安装于各臂3的梢端部的仪器42或内窥镜组件41的基准方向d也同时仅改变相同角度。

又,根据本实施形态的外科手术系统100中,定位器7具有在腕部连杆76(腕部)连结平台5的水平多关节型的水平臂73(机械手臂部)。

如此,平台5连结于水平臂73的腕部连杆76,所以能借由水平臂73的动作改变平台5的从水平姿态的倾斜。

又,根据本实施形态的外科手术系统100中,定位器7还具有设置在手术室的地板上的基座70、与水平臂73的基端部连结的柱部(例如升降轴72或柱状构件72')、和使柱部的基端部可揺动地与基座70连结的摇动臂71。

由此,能通过改变定位器7的摇动臂71的倾斜来改变定位器7的柱部的基端部相对于基座70的水平方向的位置。因此,定位器7例如可取得如下形态:基座70配置于手术台111的下方,将柱部配置于手术台111的侧方。如此,能以不妨碍手术中在手术台111的周围动作的辅助者的活动路线的形式使定位器7改变形态。

又,根据本实施形态的外科手术系统100中,定位器7具有使摇动臂71的基端部能绕水平的旋转轴转动地与基座70连结的旋转关节j71(第一关节)、和使升降轴72或柱状构件72'的基端部能绕水平的旋转轴转动地与摇动臂71的梢端部连结的旋转关节j72(第二关节)。此外,外科手术系统100具备定位器控制部601(定位器控制装置),该定位器控制部601以通过旋转关节j71和旋转关节j72联动来维持升降轴72或柱状构件72'的垂直的姿态的形式,控制旋转关节j71及旋转关节j72的动作。

如此,通过维持定位器7的柱部的垂直的姿态,从而维持水平臂73的水平姿态。因此,定位器7能稳定地支持与水平臂73的腕部连杆76(梢端部)连结的平台5。

以上说明了本发明的优选实施形态(及变形例)。由上述说明,作为本领域技术人员,可明确本发明较多的改良或其他实施形态。所以,上述说明应仅作为示例解释,是以向本领域技术人员教导执行本发明的最优形态为目的而提供的说明。在不脱离本发明的主旨的范围内,能够实质性变更其构造和/或功能的详细内容。

符号说明:

100:外科手术系统;

1:患者侧系统;

2:操作装置;

1:患者侧系统;

2:操作装置;

3:机械手臂(臂);

3a:摄像机臂;

3b:仪器臂;

5:平台;

6:控制器;

601:定位器控制部(定位器控制装置);

7:定位器;

30:臂主体;

41:内窥镜组件;

42:仪器;

70:基座;

71:摇动臂;

72:升降轴(柱部的一例);

72':柱状构件(柱部的一例);

73:水平臂(机械手臂部);

74:第一连杆;

75:第二连杆;

76:腕部连杆;

j71~j76:旋转关节;

o:实施手术者;

p:患者;

s:机械手臂支持体。

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