关节机构和医疗设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及关节机构和医疗设备。
【背景技术】
[0002]已知如下关节机构，该关节机构具有:轴部；2个齿轮，它们以能够绕旋转轴旋转的方式设置在该轴部的两端，其中，所述旋转轴配置为相互扭转的位置关系；以及弹簧连杆，其经由与该齿轮的旋转轴平行的连结销与各齿轮连结(例如，参照专利文献1)。在专利文献1的关节机构中，伴随着一个齿轮的旋转运动，弹簧连杆一边向轴部的轴截面方向弹性变形一边向另一个齿轮传递旋转力，使另一个齿轮旋转。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2012-91310号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]在专利文献1的关节机构中，由于将齿轮的旋转力向旋转轴不同的齿轮传递的连杆由弹簧部件形成，因此如果对关节机构施加高负荷，则不能承受负荷而弹性变形，不能传递旋转力。
[0008]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供关节机构以及具有关节机构的医疗设备，能够在2个旋转部件之间传递高负荷的旋转力，所述2个旋转部件被配置为能够绕配置为扭转的位置关系的轴线旋转。
[0009]用于解决问题的手段
[0010]本发明的一个方式的关节机构具有:2个旋转部件；支承部件，其将2个该旋转部件支承为能够绕2个关节轴旋转，其中，所述2个关节轴相互隔开间隔地配置为扭转的位置关系；以及旋转力传递机构，其在所述旋转部件之间传递旋转力，该旋转力传递机构具有:由刚体构成的传递部件，其被支承为仅能够在与如下的交叉线平行的方向上移动，其中，该交叉线是分别垂直于2个所述关节轴的平面彼此的交叉线；以及凸轮机构或者连杆机构，其分别配置在该传递部件与2个所述旋转部件之间，将所述旋转部件的旋转运动转换为所述传递部件的直线运动。
[0011]根据本发明，如果向以能够旋转的方式被支撑在支承部件上的一个旋转部件施加绕一个关节轴的旋转力，则通过旋转力传递机构的动作，该旋转部件的旋转运动被一个凸轮机构或者连杆机构转换为传递部件的直线运动。进而，传递部件的直线运动被另一个凸轮机构或者连杆机构转换为另一个旋转部件的旋转运动。即，绕一个关节轴的一个旋转部件的旋转运动被传递为绕配置为扭转的位置关系的另一个关节轴的另一个旋转部件的旋转运动。其结果，能够将绕一个关节轴的支承部件相对于配置在比支承部件更靠近基端侧的部件的摆动平面、和配置在比支承部件更靠近前端侧的与另一个旋转部件连结的部件相对于支撑部件的摆动平面设定为非平行，通过组合绕2个关节轴的弯曲，能够使前端侧的部件的前端相对于基端侧的部件进行三维移动。
[0012]在该情况下，能够通过2个凸轮机构或者连杆机构以及由刚体构成的传递部件，将一个旋转部件的旋转运动可靠地传递作另一个旋转部件的旋转运动。因此，即使向比支承部件更靠近前端侧的部件施加高负荷，也能够在2个旋转部件之间传递高负荷的旋转力，能够承受其高负荷，使前端侧的部件高精度地移动，其中，所述2个旋转部件被配置为能够绕配置为扭转的位置关系的轴线旋转。
[0013]在上述方式中，也可以是，在所述支承部件上设置引导部件，所述引导部件将所述传递部件支承为能够直线移动。
[0014]由此，传递部件的直线运动被引导部件以不晃动的方式支承，能够使2个凸轮机构或者连杆机构进行高精度的动作。
[0015]在上述方式中，也可以是，所述凸轮机构具有:长孔，其设置在所述旋转部件和所述传递部件中的一方，在与所述传递部件的移动方向交叉的方向上延伸；以及可动部，其设置在所述旋转部件和所述传递部件中的另一方，以能够在该长孔的长度方向上移动的方式收纳在该长孔内。
[0016]由此，如果使一个旋转部件旋转，则设置在该旋转部件上的长孔或者可动部与旋转部件一起进行圆弧运动。通过使可动部和长孔的内侧面抵靠，将圆弧运动所产生的旋转力中的传递部件的移动方向的分量从旋转部件向传递部件传递。此外，使可动部在长孔的长度方向移动，从而释放与传递部件的移动方向交叉的方向的分量。由此，能够简单地将一个旋转部件的旋转运动转换为传递部件的直线运动。
[0017]此外，如果使传递部件进行直线运动，则设置在该传递部件的长孔或者可动部与传递部件一起进行直线运动。通过使可动部和长孔的内侧面抵靠，将直线运动所产生的按压力从传递部件向另一个旋转部件传递。另一个旋转部件通过使可动部在长孔的长度方向移动，从而允许进行圆弧运动。由此，能够简单地将传递部件的直线运动转换为另一个旋转部件的旋转运动。
[0018]在上述方式中，也可以是，所述长孔的内侧面和与该内侧面接触的所述可动部的侧面中的至少一方由减小摩擦的材质构成。
[0019]由此，在旋转部件和传递部件之间传递力时，即使可动部和长孔相对移动，也能够减小在两者之间产生的摩擦，有效地传递力。
[0020]在上述方式中，也可以是，所述连杆机构具有:连杆部件；以及2个摆动轴部，其将该连杆部件的两端以能够绕与所述关节轴平行的2个轴线摆动的方式安装到所述旋转部件和所述传递部件。
[0021]由此，如果旋转部件绕关节轴旋转，则被连结为能够绕与关节轴平行的轴线摇动的连杆部件相对于旋转部件和传递部件进行摆动，旋转部件的旋转运动被转换为传递部件的直线运动。该情况下，能够通过连杆机构将旋转运动转换为直线运动，而不会产生部件的挠曲与松动，能够有效地传递力。
[0022]在上述方式中，也可以是，所述传递部件由2个活塞构成，所述引动部件由缸部件构成，该缸部件将所述2个活塞收纳为能够直线运动，具有能够在活塞之间封入非压缩性流体的贯通孔。
[0023]由此，2个活塞被缸部件支承为能够进行高刚性且高精度的直线运动，能够可靠地从一个旋转部件向另一个旋转部件传递力。
[0024]本发明的另一个方式提供一种医疗设备，该医疗设备包括:第1连杆，其在前端具有末端执行器；第2连杆；以及上述各方式中的任意一个方式的关节机构，其连结第1连杆和第2连杆。
[0025]在该方式中，如果将2个连杆与关节机构连结，由于相对于第1连杆的支承部件的摆动平面与相对于第2连杆的支承部件的摆动平面处于扭转的位置关系，因此，通过组合2个关节轴的弯曲，能够使末端执行器相对于第2连杆进行三维移动。由此，即使是在动物或者人的体内等难以进行医疗处理的部位，也能够在所希望的位置以及方向配置末端执行器而容易地进行处置和观察。
[0026]发明的效果
[0027]根据本发明具有如下效果:能够在2个旋转部件之间传递高负荷的旋转力，其中，所述2个旋转部件配置为能够绕配置为扭转的位置关系的轴线旋转。
【附图说明】
[0028]图1是示出本发明的实施方式的医疗设备的概略图。
[0029]图2是本发明的实施方式的关节机构的详细图。
[0030]图3A是本发明的实施方式的关节机构的基端侧的直齿轮顺时针旋转时的凸轮机构的放大图。
[0031]图3B是本发明的实施方式的关节机构的基端侧的直齿轮逆时针旋转时的凸轮机构的放大图。
[0032]图4是使用本发明的实施方式的关节机构的医疗设备的整体结构图。
[0033]图5是本发明的实施方式的第1变形例的凸轮机构的放大剖面图。
[0034]图6是本发明的实施方式的第2变形例的凸轮机构的放大剖面图。
[0035]图7是本发明的实施方式的第3变形例的关节机构的概略图。
【具体实施方式】
[0036]以下参考【附图说明】本发明的一个实施方式的关节机构1以及医疗设备2。
[0037]如图1所示，本实施方式的医疗设备2是在前端具有插入到患者P的体内对患处进行处理的钳子那样的末端执行器3的处理器械。医疗设备2具有2个连杆部件4、5和连结这些连杆部件4、5的本实施方式的关节机构1。配置在前端侧的连杆部件4在前端支承末端执行器3。配