机械手系统的初始化方法

机械手系统的初始化方法
【专利摘要】一种机械手系统的初始化方法，机械手系统具备具有屈曲用关节和轴状部的医疗用器具、驱动力传递部、供给驱动力的驱动部、能够切换驱动力中继状态和驱动力解除状态的驱动力中继部，机械手系统的初始化方法具有以下过程：关节角度设定过程，在驱动力解除状态下在具有形状规定部的形状规定部件中插入屈曲用关节和由该屈曲用关节连结的轴状部的配对，将关节角度设定为规定值，所述形状规定部使屈曲用关节的关节角度成为规定值；驱动部连结过程，将驱动力中继部切换为驱动力中继状态；以及原点设定过程，在执行驱动部连结过程后，将屈曲用关节的关节角度的状态与驱动部的驱动原点对应起来。
【专利说明】
机械手系统的初始化方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及机械手系统的初始化方法。
[0002]本申请根据2014年02月21日在日本申请的日本特愿2014-032247号主张优先权，将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]以往，从减轻患者侵袭的观点来看，公知将处置器械插入到内窥镜的通道中，使处置器械从通道的前端开口突出，在内窥镜观察下进行各种处置。
[0004]例如，在专利文献I中，作为这种机械手系统，记载了由前端的弯曲部能够操作的内窥镜和贯穿插入到内窥镜的处置器械通道中的处置器械构成的医疗装置。
[0005]在该装置中，在处置器械的前端设置有能够从外部操作的处置器械弯曲部，能够使从内窥镜突出的处置器械主动地弯曲。因此，除了内窥镜的弯曲部的动作以外，还增加了处置器械弯曲部的动作，由此，处置器械前端的弯曲动作的自由度增大。由此，能够提高手术医生的作业性。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特开2009-101077号公报

【发明内容】

[0009]发明要解决的课题
[0010]但是，在上述这种现有技术中存在以下问题。
[0011]在专利文献I所记载的技术中，处置器械弯曲部的弯曲形状由弯曲驱动部控制，所以，存在针对弯曲状态下的处置器械通道的贯穿插入性较差这样的问题。
[0012]与此相对，还考虑在处置器械弯曲部贯穿插入到处置器械通道中时，切断驱动力，处置器械弯曲部自由弯曲，在使处置器械的前端从内窥镜突出后，传递驱动力，开始进行弯曲操作。
[0013]该情况下，在处置器械的突出时，处置器械弯曲部弯曲自如，驱动开始的处置器械的位置和姿势不定，所以，在开始进行操作之前，需要将处置器械弯曲部的关节初始化为规定原点姿势。
[0014]例如，如果仅在马达位于原点位置时能够装配处置器械和驱动部，则关节始终成为原点姿势。
[0015]但是，一般情况下，插入到体内的内窥镜的插入部复杂地弯曲，模仿其进行弯曲的处置器械的插入部也弯曲。处置器械的驱动线例如通过贯穿插入到外皮中，路径长度不容易变化，但是，在外皮与驱动线之间存在微小的间隙。因此，当外皮弯曲时，驱动线的弯曲路径与外皮的中心轴线的弯曲形状偏移，驱动线的路径长度变化。并且，除了外皮与驱动线之间的路径长度变化以外，还产生外管与外皮之间的路径长度变化。
[0016]S卩，在大部分的弯曲状态下，驱动线的路径长度与决定原点姿势时的路径长度不同。
[0017]因此，存在即使在马达的原点位置装配驱动部、关节也不一定成为原点姿势的问题。
[0018]本发明是鉴于上述这种问题而完成的，其目的在于，提供能够准确地对屈曲用关节的关节角度进行初始化的机械手系统的初始化方法。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]为了解决上述课题，在本发明的第I方式的机械手系统的初始化方法中，所述机械手系统具备具有由屈曲用关节连结的多个轴状部的医疗用器具、向所述屈曲用关节传递驱动力的驱动力传递部、向所述驱动力传递部供给所述驱动力的驱动部、能够切换所述驱动力被中继的驱动力中继状态和所述驱动力被切断而所述屈曲用关节运动自如的驱动力解除状态的驱动力中继部，其中，机械手系统的初始化方法具有以下过程:关节角度设定过程，使所述驱动力中继部成为所述驱动力解除状态，在具有使所述屈曲用关节的关节角度成为规定值的形状规定部的形状规定部件中插入所述屈曲用关节和由所述屈曲用关节连结的所述轴状部的配对，将所述屈曲用关节的关节角度设定为所述规定值;驱动部连结过程，针对规定了关节角度的所述屈曲用关节，将所述驱动力中继部切换为所述驱动力中继状态；以及原点设定过程，在执行所述驱动部连结过程后，将所述屈曲用关节的关节角度的状态与所述驱动部的驱动原点对应起来。
[0021]根据本发明的第2方式的机械手的初始化方法，在上述第I方式中，也可以是，在执行所述原点设定过程后，执行针对所述驱动部设定驱动所述屈曲用关节时的所述驱动原点起的驱动极限的驱动极限设定过程。
[0022]根据本发明的第3方式的机械手的初始化方法，在上述第2方式中，也可以是，在所述驱动极限设定过程中，在对所述驱动部送出从所述驱动原点起的驱动指令值的驱动控制部中设定所述驱动指令值的容许边界值，由此设定所述驱动极限。
[0023]根据本发明的第4方式的机械手系统的初始化方法，在上述第I方式?上述第3方式中的任意一个方式中，也可以是，所述驱动部具有用于进行原点寻求的位置传感器，在所述原点设定过程中，在直到所述驱动力中继部被切换为所述驱动力中继状态位置的期间内，执行根据所述位置传感器的检测输出来进行所述驱动部的原点寻求的驱动部原点寻求过程。
[0024]根据本发明的第5方式的机械手系统的初始化方法，在上述第I方式?上述第4方式中的任意一个方式中，也可以是，所述驱动力中继部以能够拆装的方式使所述驱动部与所述驱动力传递部连结，在连结时成为所述驱动力中继状态，在连结解除时成为所述驱动力解除状态。
[0025]根据本发明的第6方式的机械手系统的初始化方法，在上述第I方式?上述第4方式中的任意一个方式中，也可以是，所述驱动力中继部通过经由离合器连结所述驱动部和所述驱动力传递部，根据所述离合器的断接来切换所述驱动力中继状态和所述驱动力解除状态。
[0026]根据本发明的第7方式的机械手系统的初始化方法，在上述第I方式?上述第6方式中的任意一个方式中，也可以是，所述驱动力传递部具有线状的驱动力传递部件，在执行所述原点设定过程之前，执行为了消除所述驱动力传递部件的松弛而对所述驱动力传递部件赋予初始张力的初始张力赋予过程。
[0027]根据本发明的第8方式的机械手系统的初始化方法，在上述第I方式?上述第7方式中的任意一个方式中，也可以是，在所述关节角度设定过程与所述驱动部连结过程之间或所述关节角度设定过程的中途，执行通过检测所述屈曲用关节和所述轴状部相对于所述形状规定部的插入状态来判定是否通过所述形状规定部成功设定了所述关节角度的插入状态判定过程，在未判定为成功设定了所述关节角度的情况下，反复进行所述关节角度设定过程。
[0028]根据本发明的第9方式的机械手系统的初始化方法，在上述第I方式?上述第8方式中的任意一个方式中，也可以是，设置多个所述屈曲用关节，设置多个所述驱动部，关于多个所述屈曲用关节中的能够插入到所述形状规定部中的所述屈曲用关节，更换插入到所述形状规定部中的所述屈曲用关节，反复执行至少所述关节角度设定过程、所述驱动部连结过程和所述原点设定过程，由此，对全部多个所述屈曲用关节和多个所述驱动部进行初始化。
[0029]发明效果
[0030]根据上述各方式的机械手系统的初始化方法，在形状规定部件中插入屈曲用关节和由该屈曲用关节连结的轴状部的配对，将屈曲用关节的关节角度设定为规定值，所以，发挥能够准确地对屈曲用关节的关节角度进行初始化这样的效果。
【附图说明】
[0031]图1是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的机械手系统的整体结构的示意性立体图。
[0032]图2是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的形状规定部件和医疗用器具的外观的示意性立体图。
[0033]图3A是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的形状规定部件的局部剖视图。
[0034]图3B是图3A的右侧视图。
[0035]图4是本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的示意性系统结构图。
[0036]图5是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。
[0037]图6A是本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法的示意性动作说明图。
[0038]图6B是本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法的示意性动作说明图。
[0039 ]图7是本发明的第I实施方式的变形例(第I变形例)的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的示意性系统结构图。
[0040]图8A是示出本发明的第I实施方式的变形例(第I变形例)的机械手系统的初始化方法的初始化方法中使用的医疗用器具的驱动单元的结构的示意性剖视图。
[0041]图SB是示出本发明的第I实施方式的变形例(第I变形例)的机械手系统的初始化方法的初始化方法中使用的医疗用器具的驱动单元的结构的示意性剖视图。
[0042]图9是本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的示意性系统结构图。
[0043]图10是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的初始张力附加部的结构的示意性立体图。
[0044]图11是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的驱动部和驱动力中继部的结构的示意性剖视图。
[0045]图12是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的驱动力中继部的驱动力解除状态的示意性剖视图。
[0046]图13A是本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的主要部分的示意性动作说明图。
[0047]图13B是本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的主要部分的示意性动作说明图。
[0048]图14是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。
[0049]图15是本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具和形状规定部件的示意性系统结构图。
[0050]图16A是示出本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的处置用内窥镜装置的关节位置检测部的位置和医疗用器具的插入位置的关系的示意性剖视图。
[0051]图16B是示出本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的处置用内窥镜装置的关节位置检测部的位置和医疗用器具的插入位置的关系的示意性剖视图。
[0052]图17是示出本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。
[0053]图18A是示出本发明的第3实施方式的第3变形例的机械手系统的初始化方法中使用的关节位置检测部的例子的示意性剖视图。
[0054]图18B是示出本发明的第3实施方式的第4变形例的机械手系统的初始化方法中使用的关节位置检测部的例子的示意性剖视图。
[0055]图18C是示出本发明的第3实施方式的第5变形例的机械手系统的初始化方法中使用的关节位置检测部的例子的示意性剖视图。
[0056]图19A是示出本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的主要部分的示意性剖视图。
[0057]图19B是示出本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的形状规定部件的示意性剖视图。
[0058]图20是本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的控制部的功能框图。
[0059]图21是示出本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。
【具体实施方式】
[0060]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在全部附图中，在实施方式不同的情况下，也对相同或相当的部件标注相同标号并省略共通的说明。
[0061][第I实施方式]
[0062]对本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的机械手系统进行说明。
[0063]图1是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的机械手系统的整体结构的示意性立体图。图2是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的形状规定部件和医疗用器具的外观的示意性立体图。图3A是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的形状规定部件的局部剖视图。图3B是图3A中的右侧视图。图4是本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的示意性系统结构图。
[0064]另外，各附图是示意图，所以尺寸和形状被夸张(以下的附图也同样)。
[0065]如图1所示，本实施方式的机械手系统I是所谓的主从方式的系统，具有由操作者Op操作的主机械手2和设置有处置用内窥镜装置10的从机械手6。
[0066]主机械手2具有供操作者Op进行操作输入的主臂3、显示使用处置用内窥镜装置10进行拍摄而得到的影像等的显示部4、根据主臂3的动作生成用于使从机械手6进行动作的操作指令的控制部5。
[0067]在本实施方式中，主臂3是用于使包含插入到处置用内窥镜装置10中的后述医疗用器具20(机械手)的从机械手6的各部进行动作的操作部。并且，没有详细图示，但是，主机械手2具有与操作者Op的右手和左手分别对应的一对主臂3。
[0068]主臂3具有关节构造，以使得如后述处置用内窥镜装置10的弯曲部IlB和医疗用器具20的关节部22(屈曲用关节)那样，使至少具有I个自由度的屈曲用关节的机械手进行动作。
[0069]并且，在主臂3中，在位于操作者Op侧的端部设置有用于使医疗用器具20的把持部26(后述)进行动作的把持操作部(图示省略)。
[0070]显示部4是显示由安装在处置用内窥镜装置10上的观察部15(后述)进行拍摄而得到的处置对象部位的影像、操作所需要的操作画面、来自控制部5的信息等的装置。在显示部4中，还与处置对象部位一起显示医疗用器具20。
[0071]从机械手6具有载置患者P的载置台7以及配置在载置台7的附近的多关节机器人8。
[0072]在多关节机器人8上保持处置用内窥镜装置10。能够使构成从机械手6的一部分的医疗用器具20贯穿插入到处置用内窥镜装置10中。
[0073]多关节机器人8、处置用内窥镜装置10和医疗用器具20根据从主机械手2发出的操作指令进行动作。
[0074]但是，在本发明的机械手系统中，多关节机器人不是必须的，例如也可以构成为由未图示的辅助者保持处置用内窥镜装置10。
[0075]如图2所示，处置用内窥镜装置10具有用于插入到患者P的体内的长条部件即外套管11。
[0076]外套管11从近位端朝向远位端依次具备具有挠性的管状的插入部11C(参照图1)、例如具有节轮或弯曲块等的公知的弯曲部IIB、以及由圆柱状的硬质材料形成的前端部IIA(形状规定部件)。
[0077]通过针对主臂3的操作输入使弯曲部IlB弯曲，由此能够变更前端部IlA的朝向。作为使弯曲部IlB弯曲的机构，例如可以采用如下公知的结构:贯穿插入到节轮或弯曲块的内周面，使固定在前端部IlA上的驱动线贯穿插入到插入部IlC内，利用近位端侧的驱动马达等进彳丁牵引。
[0078]在插入部IlC和弯曲部IlB的内部设置有供给医疗用器具20等处置器械的路径即处置器械通道16。
[0079]如图1所示，处置器械通道16的基端部(近位端侧)与在插入部IlC的侧方开口的供给口 16a连接。
[0080]如图3A所示，处置器械通道16的前端部16b在轴向上贯通前端部11A，与在前端部11A的前端面I Ia开口的形状规定部12的基端侧连接。
[0081]处置器械通道16由具有内径dl的挠性的管状部件形成。
[0082]在本实施方式中，形状规定部12由比处置器械通道16的内径dl稍小的内径d0的圆筒孔构成。内径d0的设定方法在后面叙述。
[0083]如图2、图3B所示，观察部15是用于观察处置对象部位的装置，具有公知的摄像机构13和照明机构14。
[0084]摄像机构13和照明机构14配置在前端部11A的内部，图示省略的电气布线和光纤贯穿插入到弯曲部11B和插入部11C的内部，与控制部5中的电路和光源连结。
[0085]摄像机构13和照明机构14在前端部IlA的前端面Ila分别具有光学开口窗，通过该开口窗，能够接收前端部IlA的前方的外光，并且能够向前方出射照明光。
[0086]另外，在本实施方式中，设处置用内窥镜装置10的观察部15固定在外套管11的前端部上进行说明，但是，观察部15也可以设置成能够移动。
[0087]例如，可以在外套管11的内部设置观察单元用通道，将在前端具有观察部的观察用内窥镜贯穿插入到该观察单元用通道中，使观察部能够相对于外套管进退，并且能够弯曲。
[0088]医疗用器具20是通过屈曲用关节使前端的末端执行器移动或对其进行驱动的机械手的一例，整体形成为细长的轴状。
[0089]如图4所示，医疗用器具20具有通过主臂3的操作而转动的关节部22(屈曲用关节)、与关节部22连结的轴状部21、把持处置对象等的把持部26、具有挠性的筒状部23、对关节部22供给驱动力的驱动单元30。
[0090]把持部26是医疗用器具20的末端执行器，安装在最前端侧(远位端侧)的轴状部21的前端。
[0091]筒状部23与最基端侧(近位端侧)的轴状部21连接。
[0092]关节部22是屈曲用关节，只要是使用驱动力传递部件从近位端传递驱动力并进行屈曲的关节即可，具体结构没有特别限定。关节部22的屈曲自由度、屈曲方向、屈曲量等也没有特别限定。
[0093]下面，作为关节部22的一例，设为从近位端侧起依次具有向与医疗用器具20的延伸方向交叉的方向屈曲的关节部22B和向与关节部22B的屈曲方向正交的方向屈曲的关节部22A的关节部，来进行说明。
[0094]关节部22B、22A均具有图示省略的线轮，在各个线轮上卷绕有驱动线24B、24A作为驱动力传递部件，端部被固定。下面，在没有特别明示驱动线24B、24A的区分的情况下，简称为驱动线24。
[0095]轴状部21具有通过关节部22B连结的轴状部21C、21B以及通过关节部22A而与轴状部21B连结的轴状部21A。
[0096]因此，轴状部21C在医疗用器具20中成为最基端侧的轴状部21，与连接有关节部22B的端部相反的一侧的端部固定在筒状部23的前端。
[0097]轴状部21A在医疗用器具20中成为最前端侧的轴状部21，在与关节部22A相反的一侧的端部即前端固定有把持部26。
[0098]在轴状部21B的两端部连结有关节部22B、22A。
[0099]下面，将由这种轴状部21C、关节部22B、轴状部21B、关节部22A、轴状部21A和把持部26构成的连结体称为前端屈曲部25。
[0100]各轴状部21具有以能够贯穿插入到前端部IlA的形状规定部12中的方式与其内径d0嵌合的外径D0。
[0101]各关节部22形成为不从所连结的轴状部21的外形突出的大小。
[0102]形状规定部12的内径d0设定成如下的规定值:在将关节部22和由关节部22连结的一对轴状部21插入到形状规定部12中时，考虑轴状部21的插入长度，关节部22的关节角度收敛在一定偏差的范围内。
[0103]例如，在本实施方式中，由于形状规定部12具有圆筒形状，所以，如果设d0= DO，则各轴状部21与笔直轴O同轴地直线对齐，关节部22的关节角度成为使相互相邻的轴状部21所成的角度为180°的角度。在内径d0大于外径DO的情况下，根据该差，成为180°附近的一定范围内的角度。
[0104]这种关节角度的设定偏差的大小成为驱动原点的设定误差，成为把持部26的移动位置误差，所以，决定内径d0，以使其成为医疗用器具20的操作上能够容许的大小。
[0105]把持部26具有用于保持处置器械的一对把持部件26a、26b以及将把持部件26a、26b支承为能够转动的转动轴26c。通过对主臂3的图示省略的把持操作部进行操作，把持部件26a、26b以转动轴26c为中心转动，如图4的箭头那样运动并进行开闭动作。
[0106]把持部26的驱动力的传递手段没有特别限定，例如，可以是通过操作线对与把持部件26a、26b连结的图示省略的连杆进行驱动等的手段。
[0107]如图4所示，把持部26成为如下的大小:在不把持被把持物而闭合的情况下，不从所连结的轴状部21的外形突出。
[0108]因此，前端屈曲部25成为如下的形状:在笔直延伸的状态下、即如上所述闭合把持部26的状态下，成为最大外径为DO的轴状体，能够以可进退的方式插入到形状规定部12中。
[0109]筒状部23例如由树脂管等筒状部件构成，在内部贯穿插入有用于分别驱动关节部22A、22B的驱动线24A、24B等贯穿插入物。
[0110]在从筒状部23的基端部到前端的线轮的附近之间，驱动线24A、24B分别贯穿插入到两端部的位置被固定的外皮27的内部。
[0111]各外皮27由具有与各驱动线24的直径大致相同的内径的密绕线圈等形成，由此，即使受到外力而弯曲，长度也大致没有变化。但是，为了顺畅地牵引驱动线24，外皮27的内径比驱动线24的外径稍大。
[0112]作为驱动线24A、24B以外的贯穿插入物，图示省略，但是，例如可以举出用于驱动把持部26的操作线、与观察部15连接的电气布线和光纤等的例子。
[0113]驱动单元30具有固定在筒状部23的基端部上的驱动机构部31(驱动力传递部)、以及供给驱动力的驱动马达34(驱动部)。
[0114]驱动机构部31具有由旋转轴32a旋转支承且卷绕有驱动线24的驱动线轮32、以及设置在驱动马达34的输出轴34a与旋转轴32a之间以进行基于驱动马达34的驱动力的中继控制的离合器33(驱动力中继部)。
[0115]关于驱动马达34的种类，只要能够根据驱动指令值使输出轴34a以规定旋转量进行旋转即可，没有特别限定。例如，可以采用伺服马达、步进马达、DC马达等。
[0116]在本实施方式中，驱动马达34具有检测输出轴34a的旋转量的编码器34b，以能够通信的方式与根据主臂3的操作进行驱动马达34的驱动控制的控制部5连接。
[0117]离合器33是驱动力中继部，其切换驱动力中继状态和驱动力解除状态，所述驱动力中继状态为旋转轴32a与驱动马达34的输出轴34a连结而旋转与输出轴34a相同的旋转量从而使驱动力被中继的状态，所述驱动力解除状态为旋转轴32a与输出轴34a分开从而使驱动力被切断的状态。
[0118]关于离合器33的种类，可以是机械的离合器机构，也可以是电磁离合器等电气的离合器机构。
[0119]关于离合器33进行的驱动力中继状态和驱动力解除状态的切换动作(以下在不会误解的情况下，简称为切换动作)，例如可以通过设置在驱动机构部31等上的手动开关进行切换。在本实施方式中，离合器33以能够通信的方式与控制部5连接，根据基于主臂3的操作而从控制部5送出的控制信号来进行切换动作。
[0120]这种驱动机构部31、驱动马达34在图4中仅图示了一部分，但是，分别与前端屈曲部25的各关节部22对应地进行设置。
[0121]因此，各关节部22能够分别独立地进行切换动作，在切换为驱动力中继状态的情况下，能够分别独立地变更驱动量。
[0122]在本实施方式的驱动单元30中，驱动线24、驱动线轮32和旋转轴32a构成向屈曲用关节传递驱动力的驱动力传递部。
[0123]接着，以进行各关节部22的驱动控制的部分(驱动控制部)的功能结构为中心，对控制部5的功能结构进行说明。
[0124]作为驱动控制部，控制部5具有驱动量计算部100、原点设定部101和离合器控制部102。
[0125]驱动量计算部100进行从主臂3送出的主臂3的关节部的运动解析，计算用于进行相同动作的各关节部22的旋转角度，将与其对应的驱动指令值送出到对各关节部22进行驱动的各驱动马达34。
[0126]原点设定部101在驱动量计算部100中设定驱动量计算部100向驱动马达34送出的驱动指令值的原点。
[0127]关于原点设定部101进行这种原点设定的时刻，在本实施方式中，必须在通过离合器控制部102将离合器33从驱动力解除状态切换为驱动力中继状态的时刻进行这种原点设定。
[0128]因此，原点设定部101以能够通信的方式与驱动量计算部100和离合器控制部102连接。
[0129]在本实施方式中，原点设定部101设定原点后，针对各关节部22设定驱动极限。
[0130]预先针对各关节部22决定该驱动极限，原点设定部101在以能够通信的方式连接的驱动量计算部100中通过软件设定各个驱动极限。
[0131]另一方面，驱动量计算部100在向驱动马达34送出驱动指令值之前，进行判定驱动指令值是否未超过驱动极限的动作。
[0132]在判定为超过驱动极限的情况下，驱动量计算部100停止驱动马达34的驱动，使显示部4显示得知超过驱动极限的信息。
[0133]离合器控制部102用于根据主臂3的操作对离合器33的切换动作进行远程操作，以能够通信的方式与离合器33和原点设定部101连接。
[0134]离合器控制部102在将离合器33从驱动力解除状态切换为驱动力中继状态时，向原点设定部101通知进行了该动作。
[0135]这种控制部5的装置结构通过由CPU、存储器、输入输出接口、外部存储装置等构成的计算机构成，由此，执行实现上述控制功能的适当的控制程序。
[0136]接着，对这种机械手系统I的医疗用器具20中的本实施方式的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0137]图5是示出本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。图6A、图6B是本发明的第I实施方式的机械手系统的初始化方法的示意性动作说明图。
[0138]在使用机械手系统I的医疗用器具20进行处置时，首先，需要使用外套管11在处置对象部位将医疗用器具20的前端部分插入到患者P的体内，推进到处置对象部位的附近。
[0139]并且，为了通过主臂3准确地操作医疗用器具20，需要在各关节部22的关节角度成为一定值的状态下将驱动马达34的驱动原点对应起来。
[OMO]当在插入到外套管11中之前、或插入到外套管11中之后且将外套管11插入到体内之前，进行驱动原点的对应时，必须根据外套管11的弯曲来进行前端屈曲部25的弯曲操作，所以，作业性变差，花费时间。
[0141 ]在本实施方式的机械手系统的初始化方法中，在将外套管11插入到患者P的体内之后，进行包含医疗用器具20的驱动原点的对应的初始化动作。
[0142]具体而言，按照图5所示的流程执行图5的步骤SI?S5。
[0143]首先，进行步骤SI。本步骤是使驱动力中继部即离合器33成为驱动力解除状态、将医疗用器具20的前端屈曲部25从供给口 16a插入到处置器械通道16中的步骤。
[0144]操作者Op使用主臂3进行使离合器33成为驱动力解除状态的操作输入。由此，控制部5的离合器控制部102向离合器33送出控制信号，使离合器33成为驱动力解除状态。
[0145]由此，前端屈曲部25的各关节部22成为施加外力时容易屈曲的状态，由于筒状部23本身具有挠性，所以，医疗用器具20弯曲自如。因此，即使外套管11弯曲而使处置器械通道16弯曲，医疗用器具20也能够顺畅地插入到处置器械通道16内。
[0146]进行医疗用器具20的插入，如图6A所示，在使前端屈曲部25到达到处置器械通道16的前端部16b后，停止插入。
[0147]至此，步骤SI结束。
[0148]这样，插入到处置器械通道16中的医疗用器具20能够使前端屈曲部25和筒状部23与处置器械通道16—起弯曲。
[0149]因此，可以在将外套管11插入到患者P的体内之前进行步骤SI，也可以在将外套管11插入到患者P的体内之后进行步骤SI。
[0150]在最初的处置中使用医疗用器具20的情况下，在将外套管11插入到患者P的体内之前将前端屈曲部25插入到处置器械通道16的前端部16b时，是高效的。
[0151]在进行其他处置后使用医疗用器具20进行处置的情况下，在拔出其他处置器械后，在使外套管11停留在患者P的体内的状态下将医疗用器具20插入到处置器械通道16中是高效的。
[0152]接着，进行步骤S2。本步骤是将前端屈曲部25插入到形状规定部12中、将前端屈曲部25的屈曲用关节即各关节部22的关节角度设定为规定值的步骤。
[0153]当从图6A所示的状态起进一步向前端侧插入医疗用器具20时，将把持部26作为开头，前端屈曲部25插入到形状规定部12的内部。
[0154]形状规定部12的内径d0是比前端屈曲部25的外径DO稍大的程度。因此，例如，即使与关节部22A连结的轴状部21A、21B在处置器械通道16内屈曲，轴状部21A、21B也沿着形状规定部12的内周面移动并嵌合，在一定的容许范围内笔直地直线对齐。
[0155]由此，关节部22A的关节角度成为与轴状部21A、21B之间的角度为大致180°(包含180°的情况)的规定角度。
[0156]同样，当关节部22B、与关节部22B连结的轴状部21C和轴状部21B插入到形状规定部12中时，关节部22B的关节角度成为与关节部22A相同的规定角度。
[0157]在本实施方式中，如图6B所示，在前端屈曲部25的全部关节部22、与其连结的轴状部21中的至少一部分插入到形状规定部12中之后，操作者Op停止医疗用器具20的插入。
[0158]至此，步骤S2结束。
[0159]在这种外套管11和医疗用器具20的插入状态下，多数情况下处置器械通道16弯曲，所以，根据弯曲状态，驱动机构部31与关节部22之间的驱动线24的路径长度例如与使医疗用器具20成为笔直状态的情况下的路径长度不同。因此，驱动线轮32的旋转位置根据在与关节部22的线轮之间张设的驱动线24的相互对置的线部分的路径长度的差而变化。
[0160]但是，在本步骤中，由于离合器33成为驱动力解除状态，所以，驱动线轮32能够自由fe转。
[0161]上述步骤S2构成使驱动力中继部成为驱动力解除状态、在形状规定部件中插入屈曲用关节和由该屈曲用关节连结的轴状部的配对、将屈曲用关节的关节角度设定为规定值的关节角度设定过程。
[0162]接着，进行步骤S3。本步骤是针对设定了关节角度的关节部22将离合器33切换为驱动力中继状态的步骤。
[0163]操作者Op使用主臂3进行使离合器33成为驱动力中继状态的操作输入。由此，控制部5的离合器控制部102向离合器33送出控制信号，使离合器33成为驱动力中继状态。
[0164]离合器33切换为驱动力中继状态后，离合器控制部102向原点设定部101通知离合器33已切换为驱动力中继状态的情况。
[0165]由此，驱动马达34的输出轴34a和旋转轴32a成为连结状态，与旋转轴32a连接的驱动线轮32的旋转位置与驱动马达34的旋转联动。
[0166]因此，只要驱动马达34不驱动，则前端屈曲部25中的各关节部22的关节角度维持切换为驱动力中继状态时的关节角度。例如，当进一步使医疗用器具20向前端侧移动时，前端屈曲部25保持笔直状态，向前端部IIA的前方突出。
[0167]至此，步骤S3结束。
[0168]上述步骤S3构成针对设定了关节角度的屈曲用关节将驱动力中继部切换为驱动力中继状态的驱动部连结过程。
[0169]接着，进行步骤S4。本步骤是将各关节部22的关节角度的状态与各驱动马达34的驱动原点对应起来的步骤。
[0170]被通知了离合器33切换为驱动力中继状态的原点设定部101送出控制信号，该控制信号用于将驱动量计算部100向各驱动马达34送出的驱动指令值的原点设定为当前的驱动马达34的旋转位置。由此，驱动量计算部100将当前的各驱动马达34的旋转位置识别为驱动原点，进行驱动量的计算。
[0171]至此，步骤S4结束。
[0172]上述步骤S4构成在执行驱动部连结过程后、将屈曲用关节的关节角度的状态与驱动部的驱动原点对应起来的原点设定过程。
[0173]接着，进行步骤S5。本步骤是设定驱动各关节部22时的驱动原点起的驱动极限的步骤。
[0174]原点设定部101在上述步骤S4中设定驱动指令值的原点后，预先将与针对各关节部22决定的驱动极限对应的驱动指令值送出到驱动量计算部100，存储在驱动量计算部100中。
[0175]例如，在关节部22的可动范围在驱动指令值中为从原点起的±XO的情况下，多数情况下，医疗用器具20的操作上需要的驱动范围只不过是±X(其中，Χ〈Χ0)。如果能够超过该范围进行移动，则在误操作而过剩地进行动作的情况下，可能与患者P的体内的其他处置器械或器具发生干涉。并且，对驱动线24施加的负荷过大，驱动线或机械手可能破损。
[0176]因此，在本实施方式中，作为驱动极限，例如将上述驱动指令值X存储在驱动量计算部100中。
[0177]至此，步骤S5结束，针对医疗用器具20的本实施方式的机械手系统的初始化方法结束。
[0178]上述步骤S5构成针对驱动部设定驱动屈曲用关节时的驱动原点起的驱动极限的驱动极限设定过程，特别是成为在对驱动部送出从驱动原点起的驱动指令值的驱动控制部中设定驱动指令值的容许边界值、由此设定驱动极限的基于软件设定的驱动极限设定过程。
[0179]这样，当初始化结束后，能够开始进行适当的处置。
[0180]例如，操作者Op—边利用显示部4确认观察部15取得的手术视野的影像，一边使医疗用器具20的前端屈曲部25从外套管11突出。
[0181]此时，筒状部23在处置器械通道16的内部移动，由此，驱动线24的弯曲形状稍微变化。但是，前端屈曲部25的全长远远短于筒状部23的全长，所以，在由于使前端屈曲部25突出所需要的移动而引起的弯曲形状的变化中，驱动线24的路径长度几乎没有变化。因此，前端屈曲部25在使各关节部22的关节角度保持恒定的状态下突出，在本实施方式中，维持笔直延伸的状态。
[0182]操作者Op—边观察基于显示部4的手术视野的影像，一边根据处置动作的需要对主臂3进行操作，进行用于使医疗用器具20的前端屈曲部25弯曲、或利用把持部26把持处置部位等的规定操作输入。
[0183]例如，当进行使前端屈曲部25弯曲的操作输入后，控制部5的驱动量计算部100对主臂3的操作输入进行解析，求出用于实现操作输入的弯曲状态的各关节部22的关节角度，根据各关节角度，计算针对向各关节部22传递驱动力的各驱动马达34的驱动指令值。
[0184]驱动量计算部100判定各驱动指令值是否超过驱动极限，在全部驱动指令值在驱动极限的范围内的情况下，将各驱动指令值送出到各驱动马达34。
[0185]在存在超过驱动极限的驱动指令值的情况下，驱动量计算部100停止各驱动指令值的送出，使显示部4显示在显示部4中警告超过驱动极限的消息。操作者Op观察显示部4的消息，变更主臂3的操作输入。
[0186]另外，在显示部4中显示警告消息是一例。警告手段也可以采用消息显示以外的手段。例如，也可以产生警告音来进行警告，还可以一并使用警告音的产生和显示部4中的显不等。
[0187]当驱动指令值送出到各驱动马达34后，各驱动马达34旋转，驱动线轮32旋转。由此，向适当方向牵引卷绕在驱动线轮32上的驱动线24，使传递驱动力的关节部22的线轮旋转。
[0188]这样，关节部22被驱动，根据主臂3的操作，前端屈曲部25屈曲。
[0189]在处置动作结束后，操作者Op例如从主臂3进行使前端屈曲部25的各关节部22恢复到原点的操作。由此，前端屈曲部25在笔直状态下直线对齐，所以，向基端侧拉回前端屈曲部25，能够将其收纳在形状规定部12的内部。
[0190]并且，也可以不进行这种原点恢复而仅进行在切换为驱动力解除状态后拉回前端屈曲部25的操作。该情况下，由于各关节部22旋转自如，所以，前端屈曲部25被动地收纳在形状规定部12的内部。
[0191]在从患者P的体内单独拔出医疗用器具20、或与外套管11一起拔出医疗用器具20的情况下，在将离合器33切换为驱动力解除状态后，进行拔出的操作。
[0192]根据本实施方式的机械手系统的初始化方法，通过在设置在外套管11的前端部上的形状规定部件即前端部IlA的形状规定部12中插入驱动力解除状态的前端屈曲部25，进行初始化动作。
[0193]因此，即使处置器械通道16弯曲，也能够顺畅地插入医疗用器具20。
[0194]并且，在本方法中，在医疗用器具20的外皮27和驱动线24模仿处置器械通道16的弯曲状态而弯曲的状态下，在形状规定部12中插入前端屈曲部25，规定前端屈曲部25的形状，在该状态下进行驱动原点的设定。
[0195]因此，只要维持处置器械通道16的弯曲状态，则与弯曲状态无关，成为原点处的前端屈曲部25的姿势，能够准确地再现由形状规定部12规定的姿势。
[0196]因此，能够进行前端屈曲部25的准确的弯曲操作。
[0197]并且，在本实施方式中，由于设定驱动极限，所以，不会使前端屈曲部25过度弯曲，因此，能够防止对医疗用器具20或处置对象施加过度的负荷。
[0198][第I变形例]
[0199]接着，对上述第I实施方式的变形例(第I变形例)的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0200 ]图7是本发明的第I实施方式的变形例(第I变形例)的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的示意性系统结构图。图8A、图SB是示出本发明的第I实施方式的变形例(第I变形例)的机械手系统的初始化方法的初始化方法中使用的医疗用器具的驱动单元的结构的示意性剖视图。
[0201]如图1所示，本变形例的机械手系统的初始化方法中使用的机械手系统IA中，代替上述第I实施方式中的机械手系统I的医疗用器具20、控制部5而具有医疗用器具20A(机械手)、控制部5A(驱动控制部)。
[0202]下面，以与上述第I实施方式的不同之处为中心进行说明。
[0203]如图7所示，医疗用器具20A中，代替上述第I实施方式的医疗用器具20的驱动单元30而具有驱动单元30A。
[0204]驱动单元30A中，代替驱动单元30的离合器33、驱动马达34而具有拆装部43(驱动力中继部)、驱动马达34A(驱动部)，在驱动机构部31的壳体上追加了固定部46。
[0205]如图8A、图8B所示，拆装部43具有固定在旋转轴32a上的固定侧承受部件44、以及固定在输出轴34a上的装配部件45。
[0206]固定侧承受部件44和装配部件45是大致圆板状的部件，在相互对置的面上至少具有在周向上以不会滑动的方式相互嵌合的由凹凸形状构成的凹凸连结面44a、45a。
[0207]作为凹凸连结面44a(45a)的形状，例如可以采用截面山形状的多个凸部相对于固定侧承受部件44(装配部件45)的中心呈放射状延伸、并且在周向上相邻配置的形状。
[0208]驱动马达34A与驱动马达34的不同之处在于，在输出轴34a的前端固定有装配部件45，并且，在侧面具有用于嵌合从后述固定部46进退的嵌合突起46a的嵌合凹部47。
[0209]固定部46是以能够拆装的方式将驱动马达34A固定在驱动机构部31的壳体上的装置部分。图8A示出将驱动马达34A装配在固定部46上的状态，图8A示出从固定部46上取下驱动马达34A的状态。
[0210]固定部46只要在装配了驱动马达34A时、能够以装配部件45的凹凸连结面45a与驱动机构部31的内部的固定侧承受部件44的凹凸连结面44a嵌合的位置关系固定驱动马达34A即可，具体结构没有特别限定。
[0211]在本变形例中，作为一例，构成为具有设置在驱动机构部31的壳体上且与驱动马达34A的侧面嵌合的孔部31a、以及以能够进退的方式设置在孔部31a的内周面上的嵌合突起 46a。
[0212]如图8A所示，嵌合突起46a设置成与驱动马达34A的嵌合凹部47嵌合的形状，通过施力部件46b朝向孔部31a的中心进行施力。
[0213]施力部件46b可以采用各种弹簧部件或弹性部件。
[0214]另外，不是必须这样单独拆装驱动马达34A。例如，在设置有多个驱动马达34A的情况下，也可以构成为设置一体保持多个驱动马达34A的保持部件，使该保持部件能够相对于设置在驱动机构部31上的适当的固定部进行拆装。该情况下，同时拆装多个驱动马达34A。
[0215]控制部5A的不同之处仅在于，对应于在驱动单元30A中不具有离合器33，删除了上述第I实施方式的控制部5的离合器控制部102。
[0216]根据这种结构，驱动马达34A经由固定部46以能够拆装的方式固定在驱动机构部31的孔部31a中。
[0217]如图8A所示，在装配了驱动马达34A的状态下，固定部46的嵌合突起46a与驱动马达34A的嵌合凹部47嵌合，由此，在轴向和周向上固定驱动马达34A的位置。
[0218]在这种装配状态下，拆装部43的固定侧承受部件44和装配部件45在凹凸连结面44a、45a中相互在轴向和周向上嵌合。
[0219]因此，当驱动马达34A被驱动时，输出轴34a的旋转经由拆装部43传递到旋转轴32a。因此，拆装部43成为驱动力中继状态。
[0220]如图SB所示，当沿着轴向朝向驱动机构部31的外方拉伸驱动马达34时，从嵌合凹部47朝向径向的外方推出嵌合突起46a，驱动马达34A被拔出，能够从固定部46上取下驱动马达34A。
[0221 ]在这种取下状态下，拆装部43分离成固定侧承受部件44和装配部件45，与驱动马达34A—起拔出装配部件45。
[0222]因此，拆装部43不具有传递驱动力的功能，即使驱动马达34A被驱动，输出轴34a的旋转也不会传递到旋转轴32a。因此，拆装部43成为驱动力解除状态。
[0223]因此，拆装部43构成能够切换驱动力被中继的驱动力中继状态和驱动力被切断而屈曲用关节运动自如的驱动力解除状态的驱动力中继部。
[0224]这样，本变形例成为通过驱动马达34A的拆装来实现驱动力中继状态和驱动力解除状态的情况的例子。
[0225]这种医疗用器具20A与上述第I实施方式的机械手系统的初始化方法大致同样，通过执行BR>A图5所示的步骤SI?S5，能够进行初始化。
[0226]S卩，在本变形例中，与上述第I实施方式的不同之处在于，代替医疗用器具20而使用医疗用器具20A，并且，在步骤S1、S3中，操作者Op相对于固定部46拆装驱动马达34A，由此进行驱动力中继状态和驱动力解除状态的切换动作。
[0227]并且，在本变形例的步骤S4中，与上述第I实施方式的不同之处在于，由于控制部5A不具有离合器控制部102，所以，代替离合器控制部102，通过图示省略的通知手段向原点设定部101通知已成为驱动力解除状态的情况。
[0228]作为这种通知手段，例如可以举出与装配部件45或驱动马达34的拆装联动地检测装配状态的检测传感器等手段、操作者Op在完成装配后通过按压按钮开关手动进行通知这样的手段。作为检测传感器的种类，例如可以举出光传感器、推入开关等机械传感器、使用电场或磁场的检测传感器等例子。
[0229]在本变形例中，虽然省略了图示，但是，设置与推入嵌合突起46a的动作联动的检测传感器，通过该检测传感器的输出而向原点设定部101通知成为驱动力中继状态的情况。
[0230]在本变形例的驱动力解除状态下，成为从驱动单元30A上取下了驱动马达34A的状态，所以，医疗用器具20A轻量化，针对处置器械通道16的插入动作等更加容易，在这方面，能够提高作业性。
[0231][第2实施方式]
[0232]接着，对本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0233]图9是本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的示意性系统结构图。图10是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的初始张力附加部的结构的示意性立体图。图11是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的驱动部和驱动力中继部的结构的示意性剖视图。图12是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的驱动力中继部的驱动力解除状态的示意性剖视图。
[0234]如图1所示，本实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的机械手系统IB中，代替上述第I实施方式中的机械手系统I的医疗用器具20、控制部5而具有医疗用器具20B(机械手)、与上述第I变形例相同的控制部5A(驱动控制部)。
[0235]下面，以与上述第I实施方式的不同之处为中心进行说明。
[0236]如图9所示，医疗用器具20B中，代替上述第I实施方式的医疗用器具20的驱动单元30而具有驱动单元30B。
[0237]驱动单元30B中，代替驱动单元30的离合器33、驱动线轮32、驱动马达34而具有驱动连结部53(驱动力中继部)、驱动马达部34B，在驱动机构部31的壳体上追加了以能够拆装的方式固定驱动马达部34B的固定部46和初始张力赋予部60。
[0238]另外，驱动连结部53、驱动马达部34B、固定部46和初始张力赋予部60根据各关节部22而分别各设置一组，但是，均具有相同结构。下面，对驱动关节部22B的情况的例子进行说明。
[0239]如图10所示，驱动连结部53具有第I内齿轮50和第2内齿轮51，该第I内齿轮50和第2内齿轮51卷绕驱动线24B以对驱动线24B进行牵引。
[0240]第I内齿轮50(第2内齿轮51)具有用于卷绕驱动线24B的外周面50a(51a)，收容在固定于图示省略的驱动机构部31的壳体上的齿轮箱52中。
[0241]另外，在本实施方式中，在外周面50a(51a)上的图示省略的位置固定有驱动线24B的端部，以使得第I内齿轮50(第2内齿轮51)的旋转可靠地传递到驱动线24B。由此，在驱动线24B中产生较大松弛的情况下，也不会引起打滑等，能够可靠地进行牵引。
[0242]但是，例如在仅通过摩擦卡合不会引起打滑的情况下，也可以构成为不固定在外周面50a(51a)上。
[0243]驱动线24B中的关节部22B侧的两端部卷绕在关节部22B的线轮22b上之后，在接合部22c中固定在线轮22b上。
[0244]驱动线24B的中间部依次卷绕在驱动连结部53的第I内齿轮50的外周面50a、初始张力赋予部60的后述线轮55和第2内齿轮51的外周面51a上。
[0245]另外，由于图10是示意图，所以，描绘了驱动线24B分别以半周程度卷绕在外周面50a、51a、线轮55上，但是，这是一例，卷绕圈数不限于半周左右，例如，也可以是半周以下或半周以上的适当卷绕圈数。
[0246]并且，特别是针对线轮55，由于驱动线24B处于摩擦卡合的状态，所以，优选以卷绕角较大的方式进行卷绕，以使得不容易打滑，更加优选卷绕一周以上。
[0247]下面，以驱动线24B中的卷绕在线轮55的中央部上的位置为界，将从线轮55经由第I内齿轮50朝向线轮22b的部分称为第I线部24R，将从线轮55经由第2内齿轮51朝向线轮22b的部分称为第2线部24L。
[0248]如图11所示，第I内齿轮50和第2内齿轮51通过设置在齿轮箱52上的轴承52a支承为分别能够旋转，并且，通过垫片54以在轴向上分开的状态固定相互的位置关系。因此，第I内齿轮50和第2内齿轮51能够以旋转中心03为中心相互同步地旋转。
[0249]作为轴承52a，例如可以采用滚珠轴承。
[0250]在第I内齿轮50和第2内齿轮51的中心部，与旋转中心轴03同轴地形成有使后述驱动马达部34B的小齿轮32B能够在轴向上插入且能够在周向上卡合的内齿部50b、51b。
[0251]驱动马达部34B具有产生用于牵引驱动线24B的驱动力的驱动马达34A、以及与输出轴34a同轴地固定在驱动马达34A的输出轴34a的前端部上的小齿轮32B。
[0252]除了在输出轴34a上固定有小齿轮32B这点以外，驱动马达34A具有与上述第I变形例相同的结构，根据基于使用主臂3的操作输入而从驱动量计算部100送出的驱动指令值对旋转动作进行控制。
[0253]小齿轮32B是具有在同轴的位置与第I内齿轮50和第2内齿轮51的内齿部50b、51b进行啮合的齿形的齿轮。小齿轮32B的齿幅成为能够同时与内齿部50b、51b进行啮合的齿巾畐O
[0254]如图9所示，这种结构的驱动马达部34B在驱动马达34A的外周部中被定位的状态下，以能够拆装的方式固定在设于驱动机构部31的壳体的固定部46上。驱动马达部34B的拆装方向是沿着旋转中心轴03的方向。
[0255]除了在固定驱动马达34A时、在小齿轮32B以大致相同幅度(包含相同幅度的情况)与内齿部50b、51b啮合的位置固定驱动马达34A这点以外，本实施方式的固定部46具有与上述第I变形例的固定部46相同的结构。因此，只要能够将小齿轮32B插入到这种位置即可，与上述第I变形例的固定部46同样，也可以是图8A、图SB所示的一例以外的结构。
[0256]在图11中，描绘了在固定部46上装配驱动马达部34B的状态。与此相对，在图12中，描绘了从固定部46上取下驱动马达部34B的状态。
[0257]在以下的说明中，在对驱动马达部34B相对于驱动连结部53的位置关系进行说明的情况下，只要没有特别说明，则对驱动马达部34B的装配状态下的位置关系进行说明。
[0258]这种驱动马达部34B通过解除固定部46的固定，如图12所示，能够沿着旋转中心轴03拔出并取下。
[0259]并且，相反，驱动马达部34B能够沿着旋转中心轴03推入并装配在固定部46上。当驱动马达部34B装配在固定部46上时，驱动马达部34B的轴向的位置被定位，如图11所示，小齿轮32B以大致相同的幅度分别与内齿部50b、51b啮合。
[0260]如图10所示，初始张力赋予部60具有在外周面上卷绕有驱动线24B的中间部的线轮55、以旋转自如的方式保持线轮55的线轮保持部56、在连结驱动单元30B中的远位端(图10的图示左侧)和近位端(图10的图示右侧)的方向上以能够滑动的方式保持线轮保持部56的引导件57、配设在线轮保持部56的远位侧且用于朝向远位端侧牵引线轮保持部56的弹簧58、以及支承弹簧58的远位端的支承部59。
[0261]引导件57和支承部59固定在图示省略的驱动机构部31的壳体上。
[0262]因此，弹簧58沿着引导件57向远位端侧拉伸线轮保持部56，驱动线24B被附加与弹簧58的弹性复原力对应的初始张力。该情况下，线轮保持部56被弹簧58牵引而在直线上移动，所以，也可以构成为删除引导件57。
[0263]但是，弹簧58也可以配置成朝向远位端侧按压线轮保持部56。该情况下，弹簧58可能向伸缩方向的侧方压弯，所以，可以是与引导件57不同的结构，但是，优选设置用于规定线轮保持部56的移动方向的某个移动引导部。
[0264]如图9所示，除了进行本实施方式的驱动马达部34B中使用的驱动马达34A的驱动控制这点以外，控制部5A具有与上述第I变形例的控制部5A相同的结构。
[0265]接着，对机械手系统IB中的医疗用器具20B的动作进行说明。
[0266]图13A、图13B是本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的主要部分的示意性动作说明图。
[0267]医疗用器具20B的驱动马达部34B经由固定部46以能够拆装的方式固定在驱动机构部31的壳体上。
[0268]图13A、图13B中示意地示出对医疗用器具20B中的关节部22B进行驱动的主要结构。为了简化，在平面中展开示出驱动线W25的卷绕，所以，错开描绘第I内齿轮50、第2内齿轮51的位置。图13A示出驱动马达部34B的取下状态，图13B示出驱动马达部34B的装配状态。
[0269]如图12所示，当从驱动连结部53上取下驱动马达部34B后，小齿轮32B不与第I内齿轮50和第2内齿轮51啮合，所以，即使对驱动马达34A进行驱动，驱动力也不会传递到第I内齿轮50和第2内齿轮51，不会牵弓I驱动线24B。
[0270]此时，如图13A所示，驱动线24B依次卷绕在关节部22B的线轮22b、第I内齿轮50、初始张力赋予部60的线轮55和第2内齿轮51上。并且，驱动线24B在图示省略的位置处位置固定在第I内齿轮50和第2内齿轮51的外周面上，在线轮22b上，经由接合部22c而与线轮22b固定，形成循环。
[0271]另外，图13A、图13B是示意图，进行了简化。因此，没有准确地示出驱动线24B的卷绕、卷绕角、卷绕圈数等。
[0272]通过弹簧58向远位端侧以力F牵引线轮55。因此，在驱动线24B中，在以线轮55为界划分的第I线部24R、第2线部24L中分别被附加初始张力T( =F/2)。
[0273]由此，张设驱动线24B而不会产生松弛。
[0274]在该状态下，例如，当在轴状部21B中作用有使关节部22B旋转的外力时，线轮22b、第I内齿轮50、线轮55、第2内齿轮51均被保持为能够顺畅地旋转，所以，线轮22b旋转。并且，与其联动地，第I内齿轮50、线轮55、第2内齿轮51也根据驱动线24B的移动量进行旋转，所以，在可动范围内，关节角度自由变化。
[0275]因此，驱动连结部53成为关节部22B运动自如的驱动力解除状态。
[0276]例如，如图11那样，当将驱动马达部34B装配在驱动连结部53上后，小齿轮32B与第I内齿轮50和第2内齿轮51的内齿部50b、51b啮合。因此，能够从小齿轮32B向第I内齿轮50和第2内齿轮51传递驱动力。
[0277]S卩，当从控制部5A的驱动量计算部100送出驱动指令值后，驱动马达34A被驱动，小齿轮32B旋转，驱动力传递到第I内齿轮50和第2内齿轮51。
[0278]这样，本实施方式的驱动连结部53构成能够切换驱动力被中继的驱动力中继状态和驱动力被切断而屈曲用关节运动自如的驱动力解除状态的驱动力中继部。
[0279]这样，本实施方式成为通过驱动马达部34B的拆装来实现驱动力中继状态和驱动力解除状态的情况的例子。
[0280]这种医疗用器具20B能够与上述第I实施方式的机械手系统的初始化方法大致同样地进行初始化。
[0281]具体而言，按照图14的流程执行图14所示的步骤S11?S16。
[0282]图14是示出本发明的第2实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。
[0283]首先，进行步骤Sll。本步骤是通过使驱动马达部34B成为取下状态而使驱动力中继部即驱动连结部53成为驱动力解除状态、为了消除各驱动线24的松弛而对各驱动线24附加初始张力的步骤。
[0284]医疗用器具20B具有初始张力赋予部60，由此，始终被附加初始张力。因此，本步骤不是操作者Op或控制部5A需要特别进行某些操作的步骤。
[0285]但是，当初始张力赋予部60故障时，可能未赋予初始张力，所以，优选在确认初始张力赋予部60正常动作后，转移到下一个步骤。
[0286]步骤Sll构成为了消除驱动力传递部件的松弛而对驱动力传递部件赋予初始张力的初始张力赋予过程。
[0287 ] 步骤S12?S16是与上述第I实施方式的步骤SI?S5 (参照图5)大致相同的步骤。
[0288]S卩，步骤S12?S16与上述第I实施方式的不同之处在于，代替医疗用器具20而使用医疗用器具20B，并且，在步骤S14中，与上述步骤S3不同，操作者Op通过将驱动马达部34B装配在固定部46上来进行切换为驱动力中继状态的动作。
[0289]在本实施方式中，医疗用器具20B在步骤SII中成为驱动力解除状态，所以，在步骤S12中，不需要特意进行成为驱动力解除状态的操作。
[0290]并且，在步骤Sll执行后，成为消除了驱动线24的松弛的状态，所以，在步骤S14中成为驱动力中继状态时，也成为消除了驱动线24的松弛的状态。
[0291]根据本实施方式的初始化方法，由于进行与上述第I实施方式大致相同的步骤S12?S15，所以，能够准确地对屈曲用关节的关节角度进行初始化。并且，由于进行步骤S16来设定驱动极限，所以，不会使前端屈曲部25过度弯曲，因此，能够防止对医疗用器具20B或处置对象施加过度的负荷。
[0292]进而，由于在步骤Sll中对各驱动线24附加初始张力来消除松弛，所以，在步骤S12以后，医疗用器具20B沿着处置器械通道16弯曲，由此，即使驱动线24的路径长度变化，也成为消除了松弛的状态。
[0293]因此，在步骤S14中切换为驱动力中继状态时，也消除了松弛，所以，能够消除由于驱动线24的松弛而引起的驱动误差。由此，能够进行更加准确的弯曲操作。
[0294][第2变形例]
[0295]接着，对上述第2实施方式的变形例(第2变形例)的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0296]在上述第2实施方式中，说明了最初进行初始张力附加过程的情况的例子，但是，附加初始张力来消除驱动线24的松弛是为了减少驱动原点的设定误差。
[0297]因此，只要执行初始张力附加过程的时刻在原点设定过程即步骤S15之前即可，可以在任何时候执行。
[0298]因此，上述第2实施方式的步骤Sll可以变形为在步骤S12、S13之间、步骤S13、S14之间、步骤S14、S15之间的任意时刻来执行。
[0299]但是，由于在驱动力解除状态下能够容易地消除驱动线24的松弛，所以，优选在驱动部连结过程即步骤S14之前执行。
[0300]在执行初始张力附加过程时，具体而言，设置用于切换通过弹簧58拉伸线轮保持部56的状态和解除弹簧58的作用力的状态的开关即可。
[0301][第3实施方式]
[0302]接着，对本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0303]图15是本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具和形状规定部件的示意性系统结构图。图16A、图16B是示出本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的处置用内窥镜装置的关节位置检测部的位置和医疗用器具的插入位置的关系的示意性剖视图。
[0304]如图1所示，本实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的机械手系统IC中，代替上述第I实施方式中的机械手系统I的医疗用器具20、处置用内窥镜装置10、控制部5，而具有医疗用器具20C(机械手)、处置用内窥镜装置10C、控制部5C(驱动控制部)。
[0305]下面，以与上述第I实施方式的不同之处为中心进行说明。
[0306]如图15所示，医疗用器具20C中，代替上述第2实施方式的医疗用器具20B的驱动单元30B而具有驱动单元30C。
[0307]驱动单元30C中，代替上述第2实施方式的驱动连结部53、驱动马达部34B而具有驱动连结部53C、驱动马达部34C，追加了离合器33C。
[0308]另外，驱动连结部53C、驱动马达部34C、离合器33C、初始张力赋予部60在各关节部22中分别各设置一组，但是，均具有相同结构。下面，对驱动关节部22B的情况的例子进行说明。
[0309]驱动连结部53C中，代替上述第2实施方式的第I内齿轮50、第2内齿轮51而具有第I线轮50C、第2线轮51C。
[0310]第I线轮50C和第2线轮51C中，删除上述第2实施方式的第I内齿轮50和第2内齿轮51的内齿部50b、51b，分别与第I内齿轮50和第2内齿轮51同样支承为能够旋转。但是，在本实施方式中，第I线轮50C通过图示省略的可动支承部件支承为能够相对于第2线轮51C在沿着旋转轴的方向(图示双箭头方向。以下称为旋转轴线方向)上断接。
[0311]S卩，在第I线轮50C中未作用有在旋转轴线方向上进行按压的一定以上的外力的状态下，可动支承部件将第I线轮50C支承在离开第2线轮51C的位置。当在第I线轮50C中作用有一定以上的外力时，第I线轮50C在旋转轴线方向上移动而与第2线轮51C抵接。
[0312]第I线轮50C和第2线轮51C之间的抵接面形成具有凹凸形状的图示省略的啮合面，在抵接时能够相互一体地旋转。
[0313]并且，在第I线轮50C中，在背面侧也设置有同样的啮合面。
[0314]驱动马达部34C在上述第I实施方式的驱动马达34的输出轴34a上设置有啮合板34c，该啮合板34c能够相对于第I线轮50C中的与第2线轮51C相反的一侧的啮合面在旋转轴线方向上断接。
[0315]啮合板34c与对置位置的第I线轮50C的啮合面抵接时，将来自输出轴34a的旋转驱动力传递到第I线轮50C。
[0316]驱动马达部34C通过图示省略的可动支承部件支承为能够在旋转轴线方向上进退。
[0317]离合器33C是根据离合器控制部102的控制信号使驱动马达部34C在沿着输出轴34a的方向上进退的装置部分，固定在驱动马达部34C中的与输出轴34a相反的一侧的端部与驱动机构部31的壳体之间。
[0318]当对离合器33C发送使驱动马达部34C进入的控制信号时，驱动马达部34C朝向第I线轮50C在沿着输出轴34a的方向上移动。
[0319]由此，啮合板34c以一定以上的力按压第I线轮50C的啮合面，第I线轮50C的相反侧的啮合面与第2线轮51C的啮合面抵接，啮合板34c、第I线轮50C和第2线轮51C连结。
[0320]因此，当输出轴34a旋转时，来自驱动马达部34C的驱动力被中继，第I线轮50C和第2线轮51C同步地旋转。即，形成驱动力中继状态。
[0321]当对离合器33C发送使驱动马达部34C后退的控制信号时，驱动马达部34C向离开第I线轮50C的方向移动。
[0322]由此，啮合板34c、第I线轮50C、第2线轮51C相互分开，形成驱动力被切断的驱动力解除状态。
[0323]因此，离合器33C成为切换驱动力中继状态和驱动力解除状态的驱动力中继部。
[0324]处置用内窥镜装置1C与处置用内窥镜装置10的不同之处在于，在上述第I处置用内窥镜装置10的形状规定部12内的一定位置处设置关节位置检测部80。
[0325]关节位置检测部80能够检测关节部22和轴状部21相对于形状规定部12的插入状态，由此，只要能够通过形状规定部12确认是否成功设定了关节部22的关节角度即可，没有特别限定。
[0326]在本实施方式中，与上述第I实施方式同样，规定关节角度的关节部22和与其连结的一对轴状部21插入到形状规定部12内，由此将关节角度设定为规定值。
[0327]因此，关节位置检测部80可以采用能够检测特定关节部22是否和与其连结的轴状部21—起位于形状规定部12内的全部单元。
[0328]在本实施方式中，作为关节位置检测部80的一例，采用如下的推入开关型的位置传感器:比轴状部21与形状规定部12之间的嵌合间隙更向径向内侧突出，当轴状部21插入时，开关接通。
[0329]关于这种关节位置检测部80，如图16A所示，当插入前端屈曲部25后，例如，在轴状部21A的前端通过的时点生成检测信号。
[0330]此时，如图16B所示，当轴状部21C处于以一定以上的长度插入到形状规定部12中的位置关系时，轴状部21A、关节部22A、轴状部21B和关节部22B全部插入到形状规定部12中。因此，如果在这种位置设置关节位置检测部80，则能够判定为是成功设定了关节部22A、22B的关节角度的状态。
[0331]图16A、图16B中图示了在径向上对置的2个部位设置关节位置检测部80的情况，但是，这是一例，关节位置检测部80的个数和配置位置可以根据判定的需要而采用适当的个数和配置。
[0332]例如，通过沿着轴向在形状规定部12上设置多个关节位置检测部80，能够判定前端屈曲部25的轴状部21A的前端部的通过状况、插入长度。
[0333]例如，作为轴状部21A的位置，通过在能够容许的范围内分别配置关节位置检测部80，还能够判定插入量过多、关节角度的设定失败。
[0334]如图15所示，控制部5C在上述第I实施方式的控制部5中追加了关节位置判定部104。
[0335]关节位置判定部104以能够通信的方式与设置在处置用内窥镜装置1C上的关节位置检测部80连接，根据关节位置检测部80的检测信号，判定插入到形状规定部12中的关节部22在形状规定部12中的位置。
[0336]关节位置判定部104以能够通信的方式与显示部4连接，能够使显示部4显示根据关节位置检测部80的检测信号判定出的关节部22的位置、或是否成功设定了关节角度的信息。下面，将成功设定了关节角度的情况下显示的信息称为成功信息，将关节角度的设定失败的情况下显示的信息称为失败信息。
[0337]在通过数值或图表显示关节部22的位置的情况下，操作者Op观察数值或图表，能够判定成功、失败。
[0338]接着，对使用医疗用器具20C的本实施方式的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0339]图17是示出本发明的第3实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。
[0340]本实施方式的机械手系统的初始化方法是按照图17的流程执行图17所示的步骤S21?S27的方法。
[0341]除了使用医疗用器具20C进行这点以外，步骤S21?S23是与上述第2实施方式中的步骤S11?S13 (参照图14)相同的步骤。
[0342]但是，在本实施方式的步骤S23中，操作者Op以适当量推入医疗用器具20C后，转移到步骤S24。
[0343]步骤S24是根据关节位置检测部80的检测信号来判定是否成功设定了关节部22的关节角度的步骤，构成本实施方式的插入状态判定过程。
[0344]在本实施方式中，关节位置判定部104监视关节位置检测部80的检测信号。
[0345]在本实施方式中，关节位置判定部104从关节位置检测部80接收到检测信号后，使显示部4显示各关节部22的设定成功的成功信息。
[0346]因此，操作者Op观察显示部4的显示，能够得知关节位置判定部104的判定结果。
[0347]操作者Op确认在显示部4中显示了成功信息后，结束医疗用器具20C的插入，转移到步骤S25。
[0348]如果在显示部4中未显示成功信息，再转移到步骤S23。
[0349]S卩，操作者Op进一步朝向前端插入医疗用器具20C。但是，在通过关节位置判定部104对失败信息或插入位置等进行显示等而得知过度插入的情况下，在步骤S23中，也可以进行使医疗用器具20C返回到基端侧而重新进行插入的动作。
[0350]除了使用医疗用器具20C进行这点以外，步骤S25?S27是与上述第2实施方式中的步骤S14?S16 (参照图14)大致相同的步骤。
[0351]但是，在上述第2实施方式中，在步骤S14中使驱动马达部34Β成为装配状态而切换为驱动力中继状态，与此相对，在本实施方式的步骤S25中，不同之处在于，与上述第I实施方式的步骤S3同样操作离合器33而切换为驱动力中继状态。
[0352]至此，医疗用器具20C的各关节部22被初始化。
[0353]根据本实施方式的初始化方法，与上述第1、2实施方式同样，能够准确地对屈曲用关节的关节角度进行初始化。并且，设置驱动极限，能够防止对医疗用器具20C或处置对象施加过度的负荷。并且，能够消除由于驱动线24的松弛而引起的驱动误差。由此，能够进行更加准确的弯曲操作。
[0354][第3?5变形例]
[0355]接着，对上述第3实施方式的变形例(第3?第5变形例)的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0356]图18A、图18B、图18C是示出本发明的第3实施方式的变形例(第3?第5变形例)的机械手系统的初始化方法中使用的关节位置检测部的例子的示意性剖视图。
[0357]图18A所示的第3变形例是代替上述第3实施方式中的处置用内窥镜装置1C而使用处置用内窥镜装置1D的变形例。
[0358]处置用内窥镜装置1D中，代替处置用内窥镜装置1C的关节位置检测部80而具有配置在处置器械通道16的内周部的特定位置并在该位置检测轴状部21的到达的关节位置检测部80D。
[0359]关节位置检测部80D例如采用如下的推入开关型的位置传感器:比轴状部21与处置器械通道16之间的间隙更向径向内侧突出，当轴状部21插入时，开关接通。
[0360]S卩，上述第3实施方式的处置用内窥镜装置1C将关节位置检测部80配置在形状规定部12上，与此相对，本变形例成为在形状规定部12以外的部位配置相同传感器的情况的例子。
[0361]根据本变形例的关节位置检测部80D，能够在处置器械通道16的特定位置检测到轴状部21A的前端到达的情况。例如，设关节位置检测部80的配置位置为从轴状部21A应该到达的形状规定部12内的位置P起以长度SD靠近近位端侧的位置。该情况下，如果操作者Op从产生来自关节位置检测部80的检测信号的位置以长度S插入医疗用器具20C，则得知关节角度的设定成功。由此，执行上述步骤S23、S24。
[0362]并且，在本变形例的情况下，关节位置检测部80D也可以检测设置在筒状部23上的适当位置的突起或标记。该情况下，对应于这种突起或标记，在产生检测信号后，在该时点，轴状部21A的前端位于位置p，所以，得知关节角度的设定成功。
[0363]图18B所示的第4变形例是代替上述第3实施方式中的处置用内窥镜装置1C而使用处置用内窥镜装置1E的变形例。
[0364]处置用内窥镜装置1D中，代替处置用内窥镜装置1C的关节位置检测部80而具有由光学传感器构成的关节位置检测部81。
[0365]关节位置检测部81由出射检测光的光出射部81a、以及对检测光进行光电转换并根据受光量生成检测信号的受光部81b构成。
[0366]光出射部81a和受光部81b在形状规定部12的内周面的附近配置在相互对应的位置。
[0367]根据这种关节位置检测部81，能够在遮断检测光的位置检测到前端屈曲部25已进入的情况。由此，执行上述步骤S23、S24。
[0368]根据关节位置检测部81，由于能够以非接触的方式检测前端屈曲部25的位置，所以，与接触型的关节位置检测部80相比，能够使前端屈曲部25更加顺畅地进退。
[0369]并且，在使用光学传感器的情况下，也可以采用如下的反射型光学传感器的结构:在形状规定部12的轴向上相邻配置光出射部81a和受光部81b，利用受光部81b接收来自光出射部81a的检测光中的、在前端屈曲部25的表面进行反射后的检测光。该情况下，通过在前端屈曲部25的表面设置具有反射面的标记，能够检测到标记到达。
[0370]图18C所示的第5变形例是代替上述第3实施方式中的医疗用器具20C而使用医疗用器具20F的变形例。
[0371]医疗用器具20F是在医疗用器具20C的筒状部23的近位端侧的表面设置插入量检测标记82(关节位置检测部)作为关节位置检测部的例子。在本变形例的情况下，在外套管11侧不需要关节位置检测部80等传感器，所以，处置用内窥镜装置1C能够替代为上述第I实施方式的处置用内窥镜装置10。
[0372]作为插入量检测标记82，例如可以采用能够通过目视或未图示的光学读取传感器、磁传感器等读取插入量的数字直线、刻度等标记。
[0373]在本变形例中，为了可靠地设定关节角度，预先求出从外套管11的供给口16a到与前端部IlA的位置P相当的位置的长度SF、以及医疗用器具20F上从轴状部21的前端起成为长度SF的插入量检测标记82的位置q。
[0374]因此，当表示位置q的插入量检测标记82到达供给口16a后，得知关节角度的设定成功。
[0375]因此，操作者Op—边在供给口16a中监视插入量检测标记82，一边插入医疗用器具20F，在供给口 16a成为位置q后，停止插入。由此，执行上述步骤S23、S24。
[0376][第4实施方式]
[0377]接着，对本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0378]图19A是示出本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的主要部分的示意性剖视图。图19B是示出本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的医疗用器具的形状规定部件的示意性剖视图。图20是本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的控制部的功能框图。
[0379]如图1所示，本实施方式的机械手系统的初始化方法中使用的机械手系统IG中，代替上述第3实施方式中的机械手系统IC的处置用内窥镜装置10C、控制部5C而具有处置用内窥镜装置1G、控制部5G(驱动控制部)。
[0380]处置用内窥镜装置1G中，代替处置用内窥镜装置1C的外套管11而具有外套管HG。
[0381 ]下面，以与上述第3实施方式的不同之处为中心进行说明。
[0382]如图19A、图19B所示，外套管IlG中，代替外套管11的前端部IlA而具有长度缩短到无法插入前端屈曲部25的全部关节部22的长度的前端部91A。
[0383]在本实施方式中，作为一例，前端部91A具有仅能够插入一个关节部22和与其连结的一对轴状部21的一部分的长度。
[0384]如图20所示，控制部5G中，代替上述第3实施方式的控制部5C的关节位置判定部104而具有关节位置判定部104G。
[0385]除了关节位置判定部104的功能以外，关节位置判定部104G还具有对到达关节位置检测部80的位置的轴状部21的前端的个数进行计数的功能，还具有向原点设定部101、离合器控制部102通知第几个关节部22成功设定了关节角度的功能。在原点设定部101、离合器控制部102中，针对被通知的关节部22进行各自的动作。
[0386]因此，关节位置判定部104G还以能够通信的方式与原点设定部101、离合器控制部102连接。
[0387]接着，对使用医疗用器具20C的本实施方式的机械手系统的初始化方法进行说明。
[0388]图21是示出本发明的第4实施方式的机械手系统的初始化方法的流程的流程图。
[0389]本实施方式的机械手系统的初始化方法是按照图21的流程执行图21所示的步骤S31?S40的方法。
[0390]步骤S31是与上述第3实施方式的步骤S21相同的步骤。
[0391]接着，进行步骤S32。本步骤是将关节位置判定部104G的计数器值η初始化为O的步骤。
[0392]接着，进行步骤S33。本步骤是将关节位置判定部104G的计数器更新为η = η+1的步骤。
[0393]除了使用外套管IlG进行这点、以及关节位置判定部104G向原点设定部101和离合器控制部102通知成功设定了第几个关节部22的关节角度这点以外，步骤S34?S39是与上述第3实施方式中的步骤S22?S27 (参照图17)大致相同的步骤。
[0394]S卩，在外套管IlG中，关节位置检测部80检测近位端侧的轴状部21的前端相对于各关节部22的位置，所以，通过该检测信号，检测到成功设定了与该轴状部21的前端(远位端侧)连结的关节部22的关节角度的情况。
[0395]例如，在η=1时关节位置检测部80产生检测信号是指，成功设定了前端屈曲部25中的前端侧起的第I个关节部22A的关节角度的情况。
[0396]因此，在步骤S37?S39中，针对被通知的第η个关节部22，原点设定部101、离合器控制部102进行与上述步骤S25?S27相同的动作。
[0397]步骤S40是在关节位置判定部104中判定计数器值η是否成为关节部22的总数即N以上的步骤。
[0398]在η小于N的情况下，转移到步骤S33，反复进行步骤S33?S40。即，在步骤S33中，更新计数器值η，在步骤S34?S36中，操作者Op进一步继续插入医疗用器具20C，与上述同样，进行配置在近位端侧的下一个关节部22的关节角度的设定。
[0399]在η为N以上的情况下，结束初始化动作。由此，医疗用器具20C的各关节部22被初始化。
[0400]根据本实施方式的初始化方法，如外套管IIG那样，轴向的长度较短，所以，在无法同时设定全部关节部22的关节角度的情况下，也能够从前端侧起依次对关节部22进行初始化。因此，在初始化结束后，与上述第3实施方式同样，能够进行基于前端屈曲部25的准确的弯曲操作。
[0401]根据本实施方式的初始化方法，形状规定部12的长度最短具有仅能够插入一个关节部22和与其连结的一对轴状部21的一部分的长度即可。因此，不管前端屈曲部25的长度多长，如外套管IlG那样，在插入到患者P的体内的状态下，也能够在微小的空间内进行初始化动作。
[0402]另外，在上述各实施方式、各变形例的说明中，作为医疗用器具的末端执行器，说明了具有把持钳子即把持部26的情况的例子，但是，末端执行器不限于把持部26，能够根据手术的种类而采用适当的装置结构、例如高频处置器械、局部注射针、剥离钳子、抽吸器等。并且，末端执行器也不限于把持部26这样的可动机构。例如，也可以是仅在处置用内窥镜装置10的观察部15这样的前端固定的末端执行器。
[0403]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了机械手系统的初始化方法是医疗用机械手系统的初始化方法的情况的例子，但是，本发明同样能够应用于医疗用机械手系统以外的机械手系统、例如工业用机械手系统。该情况下，具有使被旋转体旋转的关节部的医疗用器具可以替换为具有使被旋转体旋转的关节部的器具、工业用器具或工业用处置器械。
[0404]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了前端屈曲部25具有屈曲方向相互不同的2个关节部22A、22B的情况的例子，但是，考虑手术的内容等而适当设定关节部的数量和自由度即可。并且，也可以代替关节部和筒状部的组合而使用与外套管11中的弯曲部IlB相同的机构。即，在作为轴状部的多个节轮或弯曲块通过作为屈曲用关节的转动关节连结的情况下，能够同样地对转动关节(包含多个的情况)进行初始化。
[0405]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了形成形状规定部12的前端部IlA由硬质材料构成的情况的例子，但是，只要以能够使驱动力解除状态下的各关节部22以规定角度屈曲的程度使形状稳定即可，也可以由软性材料构成。即，相对于驱动力解除状态下的前端屈曲部25，只要是与硬质材料同样保持一定形状的材料即可，没有特别限定。
[0406]并且，形状规定部12也可以由与前端部IlA不同的管状部件(包含多个的情况)构成。
[0407]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了关节角度的规定值成为使要连结的轴状部21的角度成为180°的关节角度的情况的例子，但是，也可以将使要连结的轴状部21的角度成为180°以外的角度的关节角度作为规定值。
[0408]该情况下，作为形状规定部12，可以采用弯曲管形状。
[0409]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了形状规定部由具有孔形状的形状规定部12构成的情况的例子，但是，形状规定部不是必须具有孔形状。
[0410]形状规定部只要能够规定屈曲用关节的关节角度即可，除了孔形状以外，例如也可以采用在半周以上的范围内覆盖屈曲用关节的外周的槽形状、在多个位置处与屈曲用关节的外周面抵接并在关节角度成为规定值的位置处进行定位的适当形状的引导部。
[0411]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了仅通过使用驱动马达34的编码器的软件设定来设定驱动极限的情况的例子。但是，例如，作为驱动马达34，也可以采用具有检测成为旋转角度的容许限度的位置且能够进行驱动马达34的原点寻求的位置传感器的驱动部。作为位置传感器，例如可以采用光学传感器、机械式传感器等传感器。
[0412]该情况下，在原点设定过程中，优选在直到驱动中继部切换为驱动力中继状态为止的期间内，执行根据位置传感器的检测输出来进行驱动部的原点寻求的原点寻求过程。
[0413]在本过程中，例如进行如下这样的原点寻求:将驱动部的旋转角度变更为作为位置传感器决定的容许限度的位置的中心位置。
[0414]该情况下，在位置传感器决定的驱动边界值优先的情况下，能够防止限制实质上的驱动范围。并且，在软件设定的驱动极限优先的情况下，能够防止超过位置检测传感器决定的驱动边界值来设定驱动极限。
[0415]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了操作者Op手动将医疗用器具插入到形状规定部12中的情况的例子，但是，医疗用器具例如也可以具有机器人或进退移动机构等插入机构，由此能够进行自动插入。
[0416]该情况下，如上述第2、第3实施方式那样，如果具有关节位置检测部80，则根据该检测信号使插入机构进行动作，由此，能够实现本发明的机械手系统的初始化方法的自动化。
[0417]在上述第3实施方式的说明中，说明了一个一个地依次对关节部22进行初始化的情况的例子，但是，通过适当设定形状规定部12的长度，同时对2个以上的关节部22进行初始化，进行多次这样的初始化，能够对全部关节部22进行初始化。该情况下，每一次进行初始化的关节部22可以分别不同，也可以使一部分重复。
[0418]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了医疗用器具具有前端屈曲部25、形状规定部件由处置用内窥镜装置10的外套管11的前端部IlA构成的情况的例子。此时，医疗用器具的前端屈曲部25和外套管11的弯曲部IlB均进行电动驱动，能够通过控制部来变更弯曲形状。
[0419]但是，医疗用器具和形状规定部件的组合不限于此。
[0420]例如，处置用内窥镜装置10也可以替换为手动的内窥镜装置。
[0421]并且，代替处置用内窥镜装置10，与电动、手动无关，也可以采用导管或套针。该情况下，可以使用设置在导管或套针的一部上的孔部作为形状规定部。该情况下，作为医疗用器具，例如可以采用处置用内窥镜装置10等的电动内窥镜、医疗用器具20等的在前端具有关节部的处置器械。
[0422]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了医疗用器具是软性处置器械的情况的例子，但是，只要具有由屈曲用关节连结的多个轴状部即可，医疗用器具也可以是硬性处置器械。
[0423]在上述各实施方式、各变形例的说明中，说明了医疗用器具具有前端屈曲部25、形状规定部件由插入到患者P的体内的前端部IlA构成的情况的例子。
[0424]但是，形状规定部件不是必须插入到患者P的体内。例如，作为形状规定部件，也可以采用设置在患者P的体外的筒状的校正器具。
[0425]S卩，本发明的机械手系统的初始化方法也可以是作为机械手以外的夹具来准备形状规定部件、在患者P的体外进行初始化的方法。
[0426]上述说明的全部结构要素能够在本发明的技术思想范围内进行适当组合或删除来实施。
[0427]例如，也可以使用上述第3实施方式的处置用内窥镜装置1C的前端部IlA进行上述第4实施方式的机械手系统的初始化方法。
[0428]该情况下，即使全部关节部22插入到形状规定部12中且能够进行关节角度的设定，也从前端侧起依次进行初始化。
[0429]并且，在上述第3实施方式中，即使将关节位置检测部80的位置配置在更加近位端侧且具有前端部IIA，也能够进行与上述第4实施方式相同的初始化动作。
[0430]产业上的可利用性
[0431]根据上述各实施方式(包含变形例)的机械手系统的初始化方法，在形状规定部件中插入屈曲用关节和由该屈曲用关节连结的轴状部的配对，将屈曲用关节的关节角度设定为规定值，所以，发挥能够准确地对屈曲用关节的关节角度进行初始化这样的效果。
[0432]标号说明
[0433]1、14、18、1(:、16:机械手系统；2:主机械手;3:主臂;4:显示部;5、54、5(:、56:控制部(驱动控制部)；6:从机械手；10、10(:、100、1(^、106:处置用内窥镜装置；11、116:外套管；11A、91A:前端部(形状规定部件)；11B:弯曲部；11C:插入部；12:形状规定部；15:观察部；16:处置器械通道;16a:供给口； 16b:前端部；20、20A、20B、20C、20F:医疗用器具(机械手)；21、21六、218、21(::轴状部；22、224、228:关节部(屈曲用关节)；2213:线轮;23:筒状部；24、24A、24B:驱动线(驱动力传递部、驱动力传递部件)；24R:第I线部;24L:第2线部;25:前端屈曲部；26:把持部；27:外皮；30、30A、30B、30C:驱动单元；31:驱动机构部(驱动力传递部)；32:驱动线轮(驱动力传递部)；33、33C:离合器(驱动力中继部)；34、34A:驱动马达(驱动部)；32B:小齿轮;34B、34C:驱动马达部;43:拆装部(驱动力中继部)；44:固定侧承受部件；44&、4513:凹凸连结面;45:装配部件;50:第1内齿轮;50(::第1线轮;51:第2内齿轮;51(::第2线轮;53:驱动连结部(驱动力中继部)；60:初始张力赋予部;80、800、81、90:关节位置检测部;82:插入量检测标记(关节位置检测部)；100:驱动量计算部；101:原点设定部；102:离合器控制部；104、104G:关节位置判定部;O:笔直轴;03:旋转中心轴;Op:操作者;P:患者;T:初始张力。
【主权项】
1.一种机械手系统的初始化方法，所述机械手系统具备具有由屈曲用关节连结的多个轴状部的医疗用器具、向所述屈曲用关节传递驱动力的驱动力传递部、向所述驱动力传递部供给所述驱动力的驱动部、能够切换所述驱动力被中继的驱动力中继状态和所述驱动力被切断而所述屈曲用关节运动自如的驱动力解除状态的驱动力中继部，其中，该机械手系统的初始化方法具有以下过程: 关节角度设定过程，使所述驱动力中继部成为所述驱动力解除状态，在具有使所述屈曲用关节的关节角度成为规定值的形状规定部的形状规定部件中插入所述屈曲用关节和由所述屈曲用关节连结的所述轴状部的配对，将所述屈曲用关节的关节角度设定为所述规定值； 驱动部连结过程，针对设定了关节角度的所述屈曲用关节，将所述驱动力中继部切换为所述驱动力中继状态；以及 原点设定过程，在执行所述驱动部连结过程后，将所述屈曲用关节的关节角度的状态与所述驱动部的驱动原点对应起来。2.根据权利要求1所述的机械手系统的初始化方法，其中， 在执行所述原点设定过程后，执行针对所述驱动部设定驱动所述屈曲用关节时的所述驱动原点起的驱动极限的驱动极限设定过程。3.根据权利要求2所述的机械手系统的初始化方法，其中， 在所述驱动极限设定过程中，在对所述驱动部送出从所述驱动原点起的驱动指令值的驱动控制部中设定所述驱动指令值的容许边界值，由此设定所述驱动极限。4.根据权利要求1?3中的任意一项所述的机械手系统的初始化方法，其中， 所述驱动部具有用于进行原点寻求的位置传感器， 在所述原点设定过程中，在直到所述驱动力中继部被切换为所述驱动力中继状态为止的期间内，执行根据所述位置传感器的检测输出来进行所述驱动部的原点寻求的驱动部原点寻求过程。5.根据权利要求1?4中的任意一项所述的机械手系统的初始化方法，其中， 所述驱动力中继部以能够拆装的方式使所述驱动部与所述驱动力传递部连结，在连结时成为所述驱动力中继状态，在连结解除时成为所述驱动力解除状态。6.根据权利要求1?4中的任意一项所述的机械手系统的初始化方法，其中， 所述驱动力中继部通过经由离合器连结所述驱动部和所述驱动力传递部，根据所述离合器的断接来切换所述驱动力中继状态和所述驱动力解除状态。7.根据权利要求1?6中的任意一项所述的机械手系统的初始化方法，其中， 所述驱动力传递部具有线状的驱动力传递部件， 在执行所述原点设定过程之前，执行为了消除所述驱动力传递部件的松弛而对所述驱动力传递部件赋予初始张力的初始张力赋予过程。8.根据权利要求1?7中的任意一项所述的机械手系统的初始化方法，其中， 在所述关节角度设定过程与所述驱动部连结过程之间或所述关节角度设定过程的中途，执行通过检测所述屈曲用关节和所述轴状部相对于所述形状规定部的插入状态来判定是否通过所述形状规定部成功设定了所述关节角度的插入状态判定过程， 在未判定为成功设定了所述关节角度的情况下，反复进行所述关节角度设定过程。9.根据权利要求1?8中的任意一项所述的机械手系统的初始化方法，其中， 设置多个所述屈曲用关节， 设置多个所述驱动部， 关于多个所述屈曲用关节中的能够插入到所述形状规定部中的所述屈曲用关节，更换插入到所述形状规定部中的所述屈曲用关节来反复执行至少所述关节角度设定过程、所述驱动部连结过程和所述原点设定过程，由此，对全部多个所述屈曲用关节和多个所述驱动部进行初始化。
【文档编号】A61B34/30GK105980113SQ201580007508
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月20日
【发明人】长谷川满彰, 吉井利博
【申请人】奥林巴斯株式会社