处置工具、机械手和手术支持系统的制作方法
【专利摘要】一种处置工具，该处置工具的处置单元(40)利用从驱动源(21)生成的驱动力来进行操作，所述处置工具包括：驱动力传递构件(22,23)，该驱动力传递构件连接到所述驱动源(21)；连接部分(42)，该连接部分形成在所述处置单元(40)中，并且连接到驱动线(23)，该连接部分经由所述驱动力传递构件(22,23)供应有来自所述驱动源(21)的驱动力，并且将所述驱动力转换为所述处置单元(40)的移动；以及移动量检测构件(26)，所述移动量检测构件被所述连接部分(42)移动。
【专利说明】处置工具、机械手和手术支持系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及处置工具、机械手和手术支持系统。
[0002]要求2011年6月30日提交的日本专利申请N0.2011-146796,2011年6月30日提交的日本专利申请N0.2011-146797和2012年5月22日提交的日本专利申请N0.2012-116742的优先权，其内容以引用方式并入本文。
【背景技术】
[0003] 过去，作为支持外科手术的系统，已知具有机械手的手术支持系统，其中处置工具安装在可远程控制的臂上。
[0004]诸如关节的活动部分形成在机械手中，通过使活动部分移动来使机械手移位至期望的姿态。通过使用驱动源和将动力传递给活动部分的动力传递构件以及用于检测活动部分的移动量的检测手段来控制机械手的活动部分以使其具有期望的姿态。
[0005]例如，专利文献I公开了一种检测装置，该检测装置包括具有弯曲部分的内窥镜插入部、传递动力以使得弯曲部分以弯曲方式移动的线以及用于检测线的位移量的位移检测手段。
[0006]专利文献2公开了一种位移检测机构，该位移检测机构包括使得关节移动的动力传递线、连接到动力传递线以检测关节的位移量的位移感测线以及检测位移感测线的移动量的传感器。
[0007][现有技术文献]
[0008][专利文献]
[0009][专利文献I]日本未审查专利申请首次公布H04-263831
[0010][专利文献2]日本未审查专利申请首次公布2010-220684
【发明内容】
[0011][本发明要解决的问题]
[0012]在专利文献I描述的检测装置中，线由于使弯曲部分以弯曲方式移动的动力而被拉伸。结果，由位移检测手段检测到的位移量根据线的拉伸长度而变化。在专利文献2描述的位移检测机构中，动力传递线由于使关节移动的牵引力而被拉伸。结果，由传感器检测到的移动量根据动力传递线的拉伸长度而变化。
[0013]这样，在专利文献I和专利文献2描述的构造中，存在由于向弯曲部分或关节传递动力的线的拉伸而导致的检测位移量的精度降低的问题。
[0014]考虑上述情况而做出本发明，本发明的目的在于提供一种可以按照高精度检测位移量的处置工具、机械手和手术支持系统。
[0015][解决问题的手段]
[0016]根据本发明的第一方面，提供了一种处置工具，该处置工具的处置单元利用从驱动源生成的驱动力来进行操作，所述处置工具包括:驱动力传递构件，该驱动力传递构件连接到所述驱动源；连接部分，该连接部分形成在所述处置单元中，并且连接到所述驱动力传递构件，该连接部分经由所述驱动力传递构件供应有来自所述驱动源的驱动力，并且将所述驱动力转换为所述处置单元的移动；以及移动量检测构件，该移动量检测构件被所述连接部分移动。
[0017]根据本发明的第二方面，在根据第一方面的处置工具中，所述连接部分包括连接构件，所述移动量检测构件固定到所述连接构件。
[0018]根据本发明的第三方面，在根据第二方面的处置工具中，所述连接构件包括绕预定支点转动的转动部分，其中，所述驱动力传递构件固定到所述连接构件上的与所述预定支点分离开第一距离的位置，并且所述移动量检测构件固定到所述连接构件上的与所述预定支点分离开第二距离的位置，所述第二距离大于所述第一距离。
[0019]根据本发明的第四方面，在根据第三方面的处置工具中，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件是线状构件，其中，所述转动部分包括:第一滑轮，该第一滑轮的旋转中心是所述预定支点，并且其中，所述驱动力传递构件卷绕在所述第一滑轮的外周上；以及第二滑轮，该第二滑轮的旋转中心与所述第一滑轮的旋转中心同轴，所述第二滑轮的直径大于所述第一滑轮的直径，并且其中，所述移动量检测构件卷绕在所述第二滑轮的外周上，并且其中，所述移动量检测构件固定到所述第二滑轮。
[0020]根据本发明的第五方面，根据第二方面至第四方面中的任一方面的处置工具还包括:驱动引导构件，该驱动引导构件引导所述驱动力传递构件；检测引导构件，该检测引导构件引导所述移动量检测构件；以及支撑构件，该支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件。
[0021]根据本发明的第六方面，在根据第五方面的处置工具中，所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件，使得从所述驱动引导构件延伸到所述连接构件的所述驱动力传递构件具有从所述驱动引导构件的远端延伸到所述驱动力传递构件与所述连接构件之间的接触点的线状，并且所述支撑 构件固定并支撑所述检测引导构件，使得从所述检测引导构件延伸到所述连接构件的所述移动量检测构件具有从所述检测引导构件的远端延伸到所述移动量检测构件与所述连接构件之间的接触点的线状。
[0022]根据本发明的第七方面，在根据第五方面或第六方面的处置工具中，所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件，使得在所述驱动引导构件与所述连接构件之间以及在所述检测引导构件与所述连接构件之间，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件彼此平行。
[0023]根据本发明的第八方面，在根据第一方面的处置工具中，所述连接部分包括:第一连接构件，该第一连接构件形成在所述处置单元中，并且连接到所述驱动力传递构件，该第一连接构件经由所述驱动力传递构件供应有来自所述驱动源的驱动力，并且将所述驱动力转换为所述处置单元的移动；以及第二连接构件，该第二连接构件形成在所述处置单元中，并且连接到所述第一连接构件，该第二连接构件被由于所述驱动力而移动的所述处置单元移动，并且其中，所述移动量检测构件固定到所述第二连接构件。
[0024]根据本发明的第九方面，在根据第八方面的处置工具中，通过所述第二连接构件使所述移动量检测构件在所述驱动力传递构件为传递所述驱动力而移动的方向上移动，并且其中，所述处置工具还包括放大机构，该放大机构相对于所述驱动力传递构件的移动量按照预定比率放大所述移动量检测构件的移动量。
[0025]根据本发明的第十方面，在根据第九方面的处置工具中，所述第一连接构件绕预定的第一支点转动，其中，所述第二连接构件绕预定的第二支点旋转移动，其中，所述驱动力传递构件固定到所述第一连接构件上的与所述第一支点分离开第一距离的位置，并且其中，所述移动量检测构件固定到所述第二连接构件上的与所述第二支点分离开第二距离的位置，所述第二距离大于所述第一距离。
[0026]根据本发明的第十一方面，在根据第十方面的处置工具中，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件是线状构件，所述第一连接构件是第一滑轮，该第一滑轮的旋转中心是所述第一支点，并且其中，所述驱动力传递构件卷绕在所述第一滑轮的外周上，所述第二连接构件是第二滑轮，该第二滑轮的旋转中心是所述第二支点，并且其中，所述移动量检测构件卷绕在所述第二滑轮的外周上，并且所述移动量检测构件固定到所述第二滑轮。
[0027]根据本发明的第十二方面，根据第八方面至第十一方面中的任一方面的处置工具还包括:驱动引导构件，该驱动引导构件引导所述驱动力传递构件；检测引导构件，该检测引导构件引导所述移动量检测构件；以及支撑构件，该支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件。
[0028]根据本发明的第十三方面，在根据第十二方面的处置工具中，所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件，使得从所述驱动引导构件延伸到所述第一连接构件的所述驱动力传递构件具有从所述驱动引导构件的远端延伸到所述驱动力传递构件与所述第一连接构件之间的接触点的线状，并且所述支撑构件固定并支撑所述检测引导构件，使得从所述检测引导构件延伸到所 述第二连接构件的所述移动量检测构件具有从所述检测引导构件的远端延伸到所述移动量检测构件与所述第二连接构件之间的接触点的线状。
[0029]根据本发明的第十四方面，在根据第十二方面或第十三方面的处置工具中，所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件，使得在所述驱动引导构件与所述第一连接构件之间以及在所述检测引导构件与所述第二连接构件之间，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件彼此平行。
[0030]根据本发明的第十五方面，在根据第一方面至第十四方面中的任一方面的处置工具中，在所述处置单元与所述驱动源之间形成有屈曲部分，在所述屈曲部分中，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件这二者是屈曲的，所述屈曲部分相对于所述驱动源一侧在所述处置单元一侧绕预定屈曲轴旋转移动，并且所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件被布置为在所述屈曲轴附近距所述屈曲轴的距离基本上彼此相等。
[0031]根据本发明的第十六方面，在根据第一方面至第十五方面中的任一方面的处置工具中，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件可以是线。
[0032]根据本发明的第十七方面，一种机械手包括:上述处置工具；以及安装有所述处
置工具的臂。
[0033]根据本发明的第十八方面，提供了一种手术支持系统，该手术支持系统包括上述
处置工具。
[0034][本发明的有益效果]
[0035]根据所述处置工具、机械手和手术支持系统，可以按照高精度检测位移量。【专利附图】
【附图说明】
[0036][图1]示意性地示出根据本发明的第一实施方式的手术支持系统的构造的示图。
[0037][图2]示出设置到手术支持系统的处置工具的侧视图。
[0038][图3]图2所示的处置工具的截面图。
[0039][图4]图2所示的处置工具中的处置单元的远端的放大截面图。
[0040][图5]示意性地示出图2所示的处置工具中的驱动线与感测线之间的位置关系的示图。
[0041][图6]示意性地示出根据本发明的第二实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统中的处置工具的局部构造的示图。
[0042][图7]示意性地示出第二实施方式的修改示例的构造的示图。
[0043][图8]示出根据本发明的第三实施方式的设置到手术支持系统的处置工具的侧视图。
[0044][图9]图8所示的处置工具的截面图。
[0045][图10A]图8所示的处置工具的处置单元的放大侧视图。
[0046][图10B]图8所示的 处置工具的处置单元的放大底视图。
[0047][图11]示出图8所示的处置单元中设置的感测连杆的构造的侧视图。
[0048][图12]示意性地示出根据本发明的第四实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统中的处置工具的局部构造的示图。
[0049][图13]示意性地示出根据本发明的第五实施方式的处置工具的局部构造构造示例的示图。
[0050][图14]示意性地示出第五实施方式的修改示例的示图。
[0051][图15]示意性地示出第五实施方式的修改示例的另一构造的示图。
[0052][图16]示意性地示出第五实施方式的另一修改示例的示图。
[0053][图17]示意性地示出根据本发明的第六实施方式的处置工具的局部构造的示图。
[0054][图18]示意性地示出本发明的第一实施方式的另一构造示例的示图。
[0055][图19]示意性地示出本发明的第三实施方式的另一构造示例的示图。
【具体实施方式】
[0056]第一实施方式
[0057]下面将描述根据本发明的第一实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统。图1是示出根据本发明的第一实施方式的手术支持系统的总体构造的示图。
[0058]下面将描述根据此实施方式的手术支持系统I的构造。
[0059]如图1所示，根据此实施方式的手术支持系统I是主从型系统，其包括由主臂2和从臂10组成的两种类型的臂，并且远程控制从臂10跟随主臂2的操作。手术支持系统I设置有处置患者P的处置工具20 (参见图2)。
[0060]手术支持系统I包括主臂2、输入处理电路6、开关7、手术台9、从臂10 (机械手)、从控制电路13、图像处理电路16和显示器19。
[0061]主臂2包括多个连杆机构3。各个连杆机构3具有多个连杆构件4彼此连接的结构。诸如增量编码器的位置检测器5设置在构成各个连杆机构3的各个连杆构件4中。
[0062]设置在主臂2中的位置检测器5被构造为检测各个连杆构件4的移动并将检测信号输出给输入处理电路6。从位置检测器5输出的检测信号输入到输入处理电路6,由输入处理电路6基于检测信号检测主臂2的操纵量。
[0063]主臂2和开关7电连接到输入处理电路6。开关7用于选择与主臂2的操作对应地操作的从臂10。输入处理电路6检测主臂2的操纵量，基于所检测到的操纵量生成用于操纵从臂10的信号，并将所生成的信号输出给从控制电路13。
[0064]例如，开关7包括与从臂10对应的多个按钮8，并将与被按压的按钮8对应的选择信号输出给输入处理电路6。
[0065]诸如用于改变主臂2与从臂10之间的移动比率的比例改变开关或者用于紧急停止系统的脚踏开关的操纵构件可连接到输入处理电路6。
[0066]手术台9是待观察或处置的患者P所在的台子。从臂10安装在手术台9附近。在此实施方式中，针对单个手术台9设置多个从臂10。
[0067]各个从臂10包括多个多自由度关节11。通过使多自由度关节11弯曲，附接到各个从臂10的远端侧(面向患者P的体腔的一端)的处置工具20等相对于手术台9上的患者P定位。
[0068]各个多自由度关节11由动力源(未示出)独立地驱动。例如，可采用具有伺服机构(包括增量编码器或减速器)的马达(伺服马达)作为动力源。多自由度关节11通过动力源的移动由从控制电路13控制。
[0069]由连接到动力源的从臂位置检测器12检测从臂10的姿态或位置。从臂位置检测器12检测动力源的驱动量并将检测信号输出给从控制电路13。从从臂位置检测器12输出的检测信号输入至从控制电路13，由从控制电路13基于检测信号检测从臂10的驱动量。
[0070]各个从臂10设置有多个驱动源21 (参见图2)，所述驱动源21独立于驱动多自由度关节11的动力源来驱动附接到对应的从臂10的处置工具20。
[0071]将从臂10连接到处置工具20的手术动力传递适配器14形成在从臂10的远端处。手术动力传递适配器14是介于从臂10与处置工具20之间的构件，其具有通过平移运动将动力从从臂10传递至处置工具20的机构。
[0072]从控制电路13被构造为包括(例如)CPU和存储器。从控制电路13存储用于控制从臂10的预定程序，并根据来自输入处理电路6的控制信号控制从臂10或处置工具20的移动。
[0073]具体地讲，从控制电路13基于来自输入处理电路6的控制信号指定要通过使用由操作者Op操纵的主臂2来操纵的从臂10或处置工具20(以下称作“从臂10等”)。从控制电路13生成用于使得从臂10等移动的驱动信号。从控制电路13向从臂10的动力源输出驱动信号。并且从控制电路13与从臂10的移动对应地基于从动力源的位置检测器5输出的检测信号控制驱动信号的大小或极性，使得从臂10达到移动目标。
[0074]因此，从控制电路13可控制被指定为要`通过主臂2操纵的目标的从臂10等的移动。
[0075]在根据此实施方式的手术支持系统I中，指定与主臂2的操纵对应地操作的从臂10，然后使所指定的从臂10移动。因此，可切换并操纵比主臂2的数量更多的从臂10。例如，在此实施方式中，可利用两个主臂2操纵四个从臂10。主臂2的数量与从臂10的数量可彼此相等。
[0076]在此实施方式中，获取处置目标的图像的观察机构15附接到多个从臂10中的至少一个。可适当地采用诸如医疗用内窥镜的已知观察机构15作为观察机构15。在此实施方式中，由观察机构15获取的图像作为图像信号经由从控制电路13输出给图像处理电路16。
[0077]图像处理电路16对从从控制电路13输出的图像信号执行图形处理，并生成要显示在显示器19上的图像数据(操作者显示器17或助手显示器18)。
[0078]操作者显示器17和助手显示器18由(例如)液晶显示器构成并基于由图像处理电路16生成的图像数据显示图像。
[0079]图2是示出安装在手术支持系统I中的处置工具20的侧视图。图3是处置工具20的截面图。图4是处置工具20中的处置单元的远端的放大截面图。
[0080]如图2和图3所示，处置工具20是所谓的外科器械，并且包括驱动源21、主体部24、具有屈曲部分28的处置单元40以及位移检测机构52。
[0081]驱动源21包括(例如)伺服马达。驱动源21由从控制电路13控制，并生成用于操作处置单元40的驱动力。杆22的一端固定到驱动源21。驱动源21使得杆22在杆22的中心轴线的方向上前后移动。杆22的另一端被设置为与屈曲部分28相比更靠近驱动源21一侧。挠性驱动线23的一端固定到杆22的所述另一端。驱动线23的另一端连接到连接构件42 (将稍后描述)。驱动线23和连接构件42 (例如)通过焊接彼此固定。此实施方式的驱动力传递构件由杆22和驱动线23组成，并连接到驱动源21。从驱动源21生成的驱动力经由驱动力传递构件传递给处置单元40。
[0082]主体部24具有两端开口的圆柱状。主体部24的一端固定到驱动源21，另一端固定到屈曲部分28。上述杆22和驱动线23、驱动线23穿过其插入的驱动引导构件25、感测线26 (移动量检测构件)以及感测线26穿过其插入的检测引导构件27形成在主体部24中。
[0083]驱动引导构件25是在主体部24中限定驱动线23的路径并引导驱动线23的圆柱状构件。驱动引导构件25由(例如)盘管形成。
[0084]感测线26是一端固定到固定部分46 (将稍后描述)，另一端布置在驱动源21中的线。在此实施方式中，感测线26由金属线形成。
[0085]检测引导构件27是在主体部24中限定感测线26的路径并引导感测线26的圆柱状构件。检测引导构件27由(例如)盘管或金属管形成。检测引导构件27的内表面和感测线26的外表面可经受表面处理以减小相互摩擦。
[0086]驱动引导构件25和检测引导构件27彼此分离地布置以不彼此干扰，并且在屈曲部分28中彼此平行。
[0087]屈曲部分28包括基本上以圆柱状形成的中间支撑构件29以及布置在中间支撑构件29的两端的两个轴30 (第一屈曲轴30a和第二屈曲轴30b)。屈曲轴30按照第一屈曲轴30a和第二屈曲轴30b形成90度角度的状态布置。在此实施方式中，布置在靠近处置单元40的远端一侧的屈曲轴30 (第一屈曲轴30a)平行于使得处置单元40执行开闭操作的开闭轴41c (将稍后描述)。[0088]图5是示意性地示出处置工具20中的驱动线23与感测线26之间的位置关系的示图。
[0089]如图2、图3和图5所示，驱动线23和感测线26在第一屈曲轴30a和第二屈曲轴30b附近彼此平行地布置。彼此平行的驱动线23与感测线26之间的中间线M与第一屈曲轴30a的中心轴线01相交并与第二屈曲轴30b的中心轴线02相交。通过采用此位置关系，在靠近固定部分46的第一屈曲轴30a附近，可防止驱动线和感测线的弯曲的屈曲半径根据屈曲方向而不同。因此，可防止屈曲部分28的屈曲对线的影响根据屈曲方向而不同。在说明书中，为了容易理解驱动线23和感测线26，实际上应该彼此重叠的驱动线23和感测线26被示出为在纸面的垂直方向上分离。
[0090]如图2和图3所示，屈曲部分28通过布置在主体部24中的屈曲线(未示出)以及独立于驱动源21设置的驱动源(未示出)屈曲，使得相对于驱动源21 —侧，处置单元40的远端绕两个屈曲轴30旋转地移动。
[0091 ] 处置单元40包括绕开闭轴41 c相互旋转地移动的一对钳爪41、连接到这一对钳爪41的连接构件(连接部分)42以及支撑构件48，所述支撑构件48通过开闭轴41c支撑这一对钳爪41并附接到第一屈曲轴30a以能够绕第一屈曲轴30a的中心轴线旋转。
[0092]为了(例如)夹住患者P (参见图1)的组织或者夹住缝合线或针的目的而设置这一对钳爪41。这一对钳爪41中的每一个在开闭轴41c部分中具有屈曲形状，这一对钳爪41均被布置为彼此面对。
[0093]如图4所示，连接构件42包括一对连杆44和固定部分46。这一对连杆44通过使用销43可旋转地连接到一 对钳爪41的靠近屈曲部分28 —侧的各个端部41b (—对钳爪41的近端部)。固定部分46通过销45可旋转地连接到一对连杆44中的每一个。销43和销46是中心轴线平行于开闭轴41c延伸的大致圆柱状构件。销43分别将一对钳爪41耦合到一对连杆44。销45分别将一对连杆44耦合到固定部分46。
[0094]构成驱动力传递构件的驱动线23的一端和感测线26的一端固定到固定部分46。固定部分46和驱动线23的固定位置Pl以及固定部分46和感测线26的固定位置P2布置在屈曲部分28的第二屈曲轴30b延伸的方向(参见图2)上。
[0095]在此实施方式中，与将一对连杆44连接到固定部分46的销45相比，固定一对钳爪41和一对连杆44的销43布置在更靠近屈曲部分28的位置(近端一侧)。因此，当固定部分46向屈曲部分28 —侧(近端一侧)移动时，一对钳爪41的近端移动，使得销43彼此之间的距离变长。在一对钳爪41闭合的状态下销43之间的距离Xl被设置为小于销43与销45之间的距离X2的两倍。因此，即使当固定部分46移动得更靠近屈曲部分28时，销45也不会移动得比销43更靠近屈曲部分28 (近端)。此时，通过钳爪41的远端41a的面对表面施加夹住目标的力。
[0096]通过销43和销45彼此连接的一对连杆44构成肘节机构(杠杆机构)。因此，当牵引驱动线23以使钳爪41的远端41a闭合时，经由驱动线23传递的驱动力通过肘节机构减速并输出给一对钳爪41。结果，可利用比从驱动源21生成的驱动力更大的力使钳爪41闭
八
口 ο
[0097]例如，一对连杆44和固定部分46是具有大致与一对钳爪41相同的刚性的构件，并且不会由于经由驱动线23传递的驱动力而变形。[0098]这样，耦合构件42用作将从驱动源21经由杆22和驱动线23传递的驱动力转换为处置单元40的移动的连杆。
[0099]支撑构件48包括轴支撑部分49、长孔部分50和引导固定部分51。轴支撑部分49支撑开闭轴41c的两端。长孔部分50可移动地支撑设置在固定部分46中的销45。引导固定部分51固定并支撑驱动引导构件25和检测引导构件27。在此实施方式中，成为屈曲部分28的第一屈曲轴30a的一对圆柱状突起48a形成在支撑构件48的外表面上。形成在支撑构件48中的突起48a穿过其插入的孔29a (参见图2)形成在屈曲部分28的中间支撑构件29中。
[0100]引导固定部分51固定并支撑驱动引导构件25，使得从驱动引导构件25延伸到固定部分46的驱动线23具有从驱动引导构件25的末端延伸到固定位置Pl的线状。引导固定部分51固定并支撑检测引导构件27，使得从检测引导构件27延伸到固定部分46的感测线26具有从检测引导构件27的末端延伸到固定位置P2的线状。
[0101]引导固定部分51固定并支撑驱动引导构件25和检测引导构件27，使得在驱动引导构件25与固定部分46之间以及在检测引导构件27与固定部分46之间，驱动线23和感测线26彼此平行。
[0102]如图3所示，位移检测机构52包括检测感测线26的基端(未固定到固定部分46的末端)的位移量的传感器53以及输出由传感器53检测到的位移量的输出单元(未示出)。位移检测机构52的传感器53是检测由于由金属线形成的感测线26相对于传感器53的位置变化引起的磁性变化的磁性传感器。由传感器53检测到的感测线26的位移量与一对钳爪41的开闭对应地变化。因此，传感器53可通过检测感测线26的位移量来检测一对钳爪41的打开或闭合状态。
[0103]位移检测机构52的输出单元将传感器53所检测到的位移量输出给从控制电路
13。从控制电路13基于从位移检测机构52的输出单元输出的位移量控制驱动源21的驱动状态。
[0104]下面将描述根据此实施方式的处置工具20、从臂10 (机械手)和手术支持系统I的操作。
[0105]手术支持系统I在处置工具20安装在从臂10上的状态下使用。
[0106]手术支持系统I的操作者Op操纵主臂2以远程操纵从臂10和处置工具20。当使用处置工具20时，驱动源21由从控制电路13驱动，连接到驱动源21的杆22前进和缩回。然后，固定到杆22的驱动线23也随着杆22 —起以前进和缩回方式移动，固定到驱动线23的固定部分46也前进和缩回。通过使得固定部分46以前进和缩回方式移动，一对钳爪41打开和闭合。
[0107]当进行操作以闭合一对钳爪41时，由驱动源21牵引驱动线23，因此将牵引力施加于驱动线23。施加有牵引力的驱动线23可能由于牵引力而略微拉伸。因此，根据驱动线23的拉伸量，存在导致由驱动源21实际牵引的驱动线23的牵引量与驱动线23牵引固定部分46的牵引量之间的差异的可能性。具体地讲，在待处置组织被一对钳爪41的远端夹住的状态下，通过对驱动线23施加用于夹住组织的强牵引力，由于驱动线23的拉伸引起的所述差异变得更显著。
[0108]当通过驱动线23牵引固定部分46时，固定到固定部分46的感测线26被推向驱动源21。感测线26仅通过固定部分46而移动，并且仅固定到固定部分46。因此，导致感测线26拉伸的力未施加于感测线26。因此，感测线26与固定部分46的位移量对应地移动，而不受驱动线23的拉伸的影响。
[0109]位移检测机构52的传感器53检测感测线26的位移量，接收传感器53的输出的从控制电路13检测一对钳爪41的打开和闭合状态。此时，从控制电路13所检测到的一对钳爪41的打开和闭合状态不受由驱动线23的拉伸引起的驱动线23的牵引量与固定部分46的移动量之间的差异的影响。即，以高精度检测一对钳爪41的打开和闭合状态。
[0110]当使用处置工具20时，在屈曲部分28屈曲的状态下一对钳爪41可打开和闭合。在这种情况下，驱动线23和感测线26均在屈曲轴30处弯曲。在此实施方式中，在屈曲部分28弯曲的状态和屈曲部分28线状延伸的状态下，在屈曲部分28处驱动线23的路径长度和感测线26的路径长度均未改变。因此，通过独立于屈曲部分28的屈曲状态检测感测线26的位移量，可以按照高精度检测一对钳爪41的打开和闭合状态。
[0111]如上所述，在根据此实施方式的处置工具20、从臂10 (机械手)和手术支持系统I中，驱动线23和感测线26独立地固定到打开和闭合一对钳爪41的耦合构件42的固定部分46。因此，一对钳爪41的操作精确地反映在感测线26的位移中，而不受驱动线23的拉伸的影响。结果，可以按照高精度检测设置在处置单元40中的一对钳爪41的位移量。
[0112]第二实施方式
[0113]下面将描述根据本发明的第二实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统。在下面描述的实施方式中，与根据第一实施方式的处置工具20、机械手(从臂10)和手术支持系统I相同的元件将用相同的符号指代，其描述将省略。图6是示意性地示出根据此实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统的处置工具的局部构造。
[0114]在此实施方式中，将详细描述使屈曲部分28屈曲的机构。
[0115]如图6所示，第一屈曲轴3`0a由多段滑轮60形成，所述多段滑轮60具有这样的形状，其中具有不同直径的两个滑轮(第一滑轮61和第二滑轮62)同轴地叠加。第一屈曲轴30a由中间支撑构件29 (参见图2)支撑以能够绕多段滑轮60的旋转轴旋转，并固定到支撑构件48。
[0116]用于使多段滑轮60旋转的屈曲线63卷绕在多段滑轮60中的小直径滑轮(第一滑轮61)上。屈曲线63的一部分固定到第一滑轮61的外周表面的一部分，使得第一滑轮61和屈曲线63不相对于彼此滑动。一端固定到多段滑轮60的屈曲检测线64卷绕在多段滑轮60的大直径滑轮(第二滑轮62)的外周上。
[0117]屈曲线63连接到独立于第一实施方式中描述的驱动源21设置的驱动源21A。在此实施方式中，可采用具有旋转输出轴(屈曲线63卷绕在其上)的伺服马达等作为驱动源21A。
[0118]屈曲检测线64是位移量通过与第一实施方式中描述的位移检测机构52相同的位移检测机构52A来检测的线。在此实施方式中，由从控制电路13基于位移检测机构52A所检测到的位移量来检测多段滑轮60的旋转量。
[0119]屈曲线63插入与驱动引导构件25相同的屈曲引导构件25A中。屈曲检测线64插入与检测引导构件相同的屈曲检测引导构件27A中。屈曲引导构件25A和屈曲检测引导构件27A均固定到支撑构件48。[0120]从屈曲引导构件25A延伸到多段滑轮60的屈曲线63以及从屈曲检测引导构件27A延伸到多段滑轮60的屈曲检测线64均沿着滑轮的切线大致直线延伸到与多段滑轮60的接触点。
[0121]将专注于屈曲部分28的操作来描述根据此实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统的操作。
[0122]在此实施方式中，卷绕有屈曲检测线64的第二滑轮62的直径大于卷绕有屈曲线63的第一滑轮61的直径。因此，当通过屈曲线63使多段滑轮60旋转时，屈曲检测线64的位移量大于屈曲线63的位移量。类似于第一实施方式，屈曲检测线64的位移量反映在多段滑轮60的旋转程度中，而不受牵引力施加到屈曲线63时屈曲线63的拉伸的影响。
[0123]多段滑轮60的旋转程度表示固定多段滑轮60的支撑构件48相对于中间支撑构件29的屈曲角度。即，在此实施方式中，可通过使用屈曲检测线64以高精度检测支撑构件48相对于中间支撑构件29的屈曲角度，而不受牵引力施加到屈曲线63时屈曲线63的拉伸的影响。
[0124]在此实施方式中，屈曲线63以多段滑轮60的旋转轴作为支点通过摩擦力固定到具有小直径的第一滑轮61的外周表面。屈曲检测线64固定到具有大直径的第二滑轮62的外周表面。因此，屈曲检测线64的位移量可被设置为大于屈曲线63的位移量，因此可提高位移检测机构52A中的检测分辨率。通过优化构成多段滑轮60的滑轮的直径的比，位移检测机构52A的可检测范围(动态范围)较宽的区域可用于检测，因此可提高检测精度而很少受噪声等的影响。
[0125]类似于此实 施方式，采用多段滑轮60的构造可应用于第二屈曲轴30b。
[0126]类似于此实施方式，采用多段滑轮60的构造可应用于开闭轴41c。
[0127]修改示例
[0128]下面将描述第二实施方式的修改示例。图7是示意性地示出修改示例的构造的示图。
[0129]此修改示例与第二实施方式的不同之处在于，第一屈曲轴30a (参见图2)采用如图7所示在垂直于第一屈曲轴30a的中心轴线的方向上延伸的杠杆部分70，而非第二实施方式中描述的多段滑轮60。杠杆部分70使用第一屈曲轴30a的中心轴线01作为支点，并在杠杆部分70的长度方向上与支点分离开相同的距离(第一距离LI)的两个点处固定到屈曲线63。第一距离LI是屈曲线63固定到杠杆部分70的固定点与支点之间的距离。屈曲检测线64在与支点(中心轴线01)分离开第二距离L2的位置处固定到杠杆部分70，所述第二距离L2大于第一距离LI。
[0130]在此修改示例中，可实现与第二实施方式中相同的效果。
[0131]在此修改示例中，由于杠杆部分70具有杆状，所以与第二实施方式中描述的盘状多段滑轮60相比，可使构造更紧凑。
[0132]在此修改示例中，由于屈曲线63固定到杠杆部分70，所以第一滑轮61与屈曲线63接触的接触面积小于第二实施方式中的第一滑轮61与屈曲线63之间的接触面积。因此，由于摩擦引起的驱动力损失更小。
[0133]第三实施方式
[0134]下面将描述根据本发明的第三实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统。此实施方式与上述实施方式的不同之处在于，处置工具120具有与上述实施方式中描述的处置工具20不同的构造。
[0135]图8是示出设置在手术支持系统I中的处置工具120的侧视图。图9是处置工具120的截面图。图1OA和图1OB是处置单元40的放大图，其中图1OA是侧视图，图1OB是底视图。
[0136]如图8和图9所示，处置工具120是所谓的外科器械，并且包括驱动源21、主体部24、处置单元40和位移检测机构52。如图1OA和图1OB所示，处置单元40包括连接到一对钳爪41的连接部分142，代替第一实施方式中描述的连接部分42。在图9中，为了容易理解驱动线23和感测线26，实际上应该被示出为彼此重叠的驱动线23和感测线26被示出为在纸面的垂直方向上分离。
[0137]连接部分142包括连接构件42A (第一连接构件)和感测连杆47 (第二连接构件，参见图10A)。
[0138]连接构件42A包括第一实施方式中描述的一对连杆44以及通过销45可旋转地连接到这一对连杆44的固定部分46A。
[0139]驱动线23的末端固定到固定部分46A。此实施方式与第一实施方式的不同之处在于，感测线26未固定到固定部分46A。
[0140]图11是示出感测连杆47的构造的侧视图。
[0141]如图1OB和图11所示，感测连杆47是具有通孔的刚体，销45插入该通孔中，从驱动源21经由销45向感测连杆 47供应驱动力。例如，当一对钳爪41的远端由于来自驱动源21的驱动力以外的外力而打开或闭合时，所述外力按照顺序传递给一对钳爪41、销43、一对连杆44、销45和感测连杆47，并且感测连杆47移动。
[0142]如图1OB所示，由于感测连杆47和固定部分46A通过销45连接，所以尽管存在微小的空隙所引起的差异，感测连杆47和固定部分46A联合移动。即，当一对钳爪41打开或闭合时，感测连杆47的位移量基本上等于固定部分46A的位移量。
[0143]引导固定部分51固定并支撑驱动引导构件25，使得从驱动引导构件25延伸到固定部分46A的驱动线23具有从驱动引导构件25的远端延伸到固定部分46A上的固定位置Pl的线状。引导固定部分51固定并支撑检测引导构件27，使得从检测引导构件27延伸到感测连杆47的感测线26具有从检测引导构件27的远端延伸到感测连杆47上的固定位置P2的线状。
[0144]引导固定部分51固定并支撑驱动引导构件25和检测引导构件27，使得在驱动引导构件25和固定部分46A之间以及在检测引导构件27和感测连杆47之间，驱动线23和感测线26彼此平行。
[0145]下面将专注于与第一实施方式的不同之处来描述处置工具120、从臂10 (机械手)和手术支持系统I的操作。
[0146]当通过驱动线23牵引固定部分46A时,经由销45连接到固定部分46A的感测连杆47随着固定部分46A —起移动。由于固定部分46A和感测连杆47通过销45连接，所以固定部分46A与感测连杆47之间存在微小的空隙(间隙)，但是该空隙远小于由于施加到驱动线23的牵引力而引起的驱动线23的拉伸量。
[0147]固定到感测连杆47的感测线26被推向驱动源21 —侧。感测线26仅被感测连杆47移动，并且仅固定到感测连杆47。因此，导致感测线26拉伸的力未施加于感测线26。感测线26与感测连杆47的位移量对应地移动，而不受驱动线23的拉伸的影响。由于感测连杆47的位移量基本上等于固定部分46A的位移量，所以在此实施方式中，可以称感测线26与固定部分46A的位移量对应地移动。
[0148] 位移检测机构52的传感器53检测感测线26的位移量，接收来自传感器53的输出的从控制电路13检测一对钳爪41的打开和闭合状态。此时，从控制电路13所检测到的一对钳爪41的打开和闭合状态不受由驱动线23的拉伸引起的驱动线23的牵引程度与固定部分46A的移动量之间的差异的影响。即，以高精度检测一对钳爪41的打开和闭合状态。
[0149]当使用处置工具120时，在屈曲部分28屈曲的状态下一对钳爪41可打开和闭合。在这种情况下，驱动线23和感测线26均在屈曲轴30处弯曲。在此实施方式中，在屈曲部分28屈曲的状态和屈曲部分28直线延伸的状态下，在屈曲部分28中，驱动线23的路径长度和感测线26的路径长度均未改变。因此，通过独立于屈曲部分28的屈曲状态检测感测线26的位移量，可以按照高精度检测一对钳爪41的打开和闭合状态。
[0150]如上所述，根据此实施方式的处置工具120、从臂10 (机械手)和手术支持系统1，驱动线23固定到打开和闭合一对钳爪41的连接构件42A的固定部分46A，感测线26固定到感测连杆47，该感测连杆47连接到固定部分46A以随着固定部分46A —起移动。因此，一对钳爪41的操作精确地反映在感测线26的位移中，而不受驱动线23的拉伸的影响。结果，可以按照高精度检测设置在处置单元40中的一对钳爪41的位移量。
[0151]第四实施方式
[0152]下面将描述据本发明的第四实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统。图12是示意性地示出根据此实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统中的处置工具的局部构造的示图。
[0153]在此实施方式中，将详细描述使屈曲部分28屈曲的机构。
[0154]如图12所示，第一屈曲轴30a是由彼此连接的具有不同直径的两个滑轮(第一滑轮161和第二滑轮162)组成的滑轮组160。第一屈曲轴30a的中心轴线01等于第一滑轮161的旋转中心。
[0155]第一滑轮161由中间支撑构件29支撑以能够绕第一滑轮161的旋转中心旋转，并且固定到支撑构件48。使滑轮组160旋转的屈曲线63卷绕在第一滑轮161上。
[0156]滑轮组160的大直径滑轮(第二滑轮162)包括与第一滑轮161的外周表面摩擦地接合的圆柱状接合部分162a以及与接合部分162a同轴的盘状主体162b。一端固定到主体162b的屈曲检测线64卷绕在主体162b的外周上。
[0157]第二滑轮162可旋转地连接到支撑构件48。因此，第二滑轮162还随第一滑轮161的旋转而旋转。
[0158]在此实施方式中，从第二滑轮162的旋转中心(支点)到屈曲检测线64的固定位置(主体162b的外周表面)的距离(第二距离L12)大于从第一滑轮161的旋转中心(支点)到屈曲线63的固定位置(第一滑轮161的外周表面)的距离(第一距离L11)。
[0159]第一滑轮161的直径大于第二滑轮162的接合部分162a的直径。因此，当第一滑轮161旋转时，第二滑轮162的旋转角度大于第一滑轮161的旋转角度。
[0160]因此，在此实施方式中，屈曲检测线64的位移量大于屈曲线63的位移量。[0161]屈曲线63连接到独立于第一实施方式中描述的驱动源21设置的驱动源21A。在此实施方式中，可采用具有旋转输出轴(屈曲线63卷绕在其上)的伺服马达等作为驱动源21A。
[0162]屈曲检测线64是位移量通过第二实施方式中描述的位移检测机构52A来检测的线。在此实施方式中，由从控制电路13基于位移检测机构52A所检测到的位移量来检测滑轮组160的旋转量。
[0163]屈曲线63穿过与驱动引导构件25相同的屈曲引导构件25A插入。屈曲检测线64穿过与检测引导构件相同的屈曲检测引导构件27A插入。屈曲引导构件25A和屈曲检测引导构件27A均固定到支撑构件48。
[0164]从屈曲引导构件25A延伸到第一滑轮161的屈曲线63以及从屈曲检测引导构件27A延伸到第二滑轮162的主体162b的屈曲检测线64均沿着滑轮的切线大致直线延伸到与滑轮的接触点。
[0165]将专注于屈曲部分28的操作来描述根据此实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统的操作。
[0166]在此实施方式中，卷绕有屈曲检测线64的第二滑轮162的直径大于卷绕有屈曲线63的第一滑轮161的直径。第一滑轮161和第二滑轮162与接合部分62a彼此接合，使得第二滑轮162的旋转角度大于第一滑轮161的旋转角度。因此，当通过屈曲线63使第一滑轮161旋转时，屈曲检测线64的位移量大于屈曲线63的位移量。即，滑轮组160用作相对于屈曲线63的移动量，放大屈曲检测线64的移动量的放大机构。类似于第一实施方式,屈曲检测线64的位移量反映在 第二滑轮162的旋转程度中，而不受牵引力施加到屈曲线63时屈曲线63的拉伸的影响。
[0167]第一滑轮161的 旋转程度表示固定第一滑轮161的支撑构件48相对于中间支撑构件29的屈曲角度。第一滑轮161和第二滑轮162彼此摩擦地接合。第二滑轮162旋转的旋转程度反映支撑构件48相对于中间支撑构件29的屈曲角度。即，在此实施方式中，可通过使用屈曲检测线64以高精度检测支撑构件48相对于中间支撑构件29的屈曲角度，而不受牵引力施加到屈曲线63时屈曲线63的拉伸的影响。
[0168]在此实施方式中，屈曲检测线64的位移量可大于屈曲线63的位移量，因此可提高位移检测机构52A中的检测分辨率。通过优化构成滑轮组160的滑轮的直径的比或者从第一滑轮161向第二滑轮162传递驱动力时的减速比，位移检测机构52A的可检测范围(动态范围)较宽的区域可用于检测。结果，其很难受噪声等的影响，因此可提高检测精度。
[0169]类似于此实施方式，采用滑轮组160的构造可应用于第二屈曲轴30b。
[0170]类似于此实施方式，采用滑轮组160的构造可应用于开闭轴41c。
[0171]第五实施方式
[0172]下面将描述根据本发明的第五实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统。图13是示意性地示出根据此实施方式的处置工具的局部构造的示图。
[0173]如图13所示，在此实施方式中，处置工具220具有与第三实施方式中描述的处置工具120不同的构造。
[0174]在处置工具220中，连接部分42A包括固定部分146和感测连杆147。固定部分146具有永磁体146A，代替固定部分46A和感测连杆47。感测连杆147具有永磁体147A。形成在固定部分146中的永磁体146A和形成在感测连杆147中的永磁体147A的磁极被布置为彼此吸引。类似于第三实施方式，感测线26固定到感测连杆147。
[0175]在此实施方式中，当固定部分146通过使用驱动线23而以前进和缩回方式移动时，形成在感测连杆147中的永磁体147A被形成在固定部分146中的永磁体146A的磁力吸引。因此，感测连杆147与固定部分146的移动结合地移动。即，在此实施方式中，固定部分146和感测连杆147通过磁力在非接触状态下彼此连接，通过使用磁力将来自驱动源21的驱动力从固定部分146传递至感测连杆147。结果，类似于第三实施方式，固定到感测连杆147的感测线26随感测连杆147 —起移动，并且由位移检测机构52检测移动量。
[0176]通过采用此构造，可以实现与第三实施方式中相同的效果。在此实施方式中，固定部分146和感测连杆147可在非接触状态下传递驱动力。因此，在对处置工具220灭菌时，穿过其引入药水或灭菌气体的间隙较大，从而方便灭菌。
[0177]修改示例5-1
[0178]下面将描述根据此实施方式的处置工具220的修改示例。图14是示意性地示出根据此实施方式的处置工具的修改示例的构造的示图。
[0179]在此修改示例中，如图14所示，处置单元40包括第一滑轮261和第二滑轮262，以代替固定部分146和感测连杆147。第一滑轮261具有盘状，并具有永磁体146A。第二滑轮262具有盘状，并具有永磁体147A。类似于第二实施方式中描述的第一滑轮61和第二滑轮62，第一滑轮261和第二滑轮262被布置为其旋转中心同轴。第一滑轮261和第二滑轮262具有相同的直径。
[0180]在此修改示例中，第一滑轮261和第二滑轮262未彼此固定。第一滑轮261和第二滑轮262通过永磁体146A和147A之间相吸引的磁力来彼此连接，以将从驱动源21生成并经由驱动线23传递的驱动力从第一滑轮261传递至第二滑轮262。
`[0181]在此修改示例中，第一滑轮261和第二滑轮262通过磁力在非接触状态下彼此连接。通过采用此构造，可实现与第二实施方式中相同的效果。
[0182]第一滑轮261中的永磁体146A的布置方式和第二滑轮262中的永磁体147A的布置方式不限于上述构造。例如，如图15所示，磁体片146Aa可布置在第一滑轮261的周边，磁体片147Aa可布置在第二滑轮262的周边。在这种情况下，第一滑轮261上的相邻磁体片146Aa可布置为使得其磁极彼此相反，第二滑轮262上的相邻磁体片147Aa可布置为使得磁极彼此相反。在图15中，磁极的示例由“N”和“S”指示。通过采用此构造，可通过使用磁体片146Aa和磁体片147Aa之间的引力和斥力来传递驱动力。
[0183]可采用电磁体来代替永磁体146A和147A。
[0184]代替使用永磁体146A和147A的磁力传递驱动力，可采用利用静电力彼此吸引的静电吸盘。在这种情况下，当传递驱动力时第一滑轮和第二滑轮可相吸引以彼此接触，或者当传递驱动力时第一滑轮和第二滑轮可处于非接触状态。
[0185]修改示例5_2
[0186]下面将描述此实施方式的另一修改示例。图16是示意性地示出此修改示例的构造的示图。
[0187]在此修改示例中，针对一对钳爪41中的每一个形成一组第一滑轮261和第二滑轮262。通过采用此构造，可使一对钳爪41中的钳爪独立地移动。[0188]第六实施方式
[0189]下面将描述根据本发明的第六实施方式的处置工具、机械手和手术支持系统。图17是示意性地示出根据此实施方式的处置工具的局部构造的示图。
[0190]在此实施方式中，代替第二实施方式的设置有第一滑轮61和第二滑轮62的构造，提供设置有滑轮360的构造，其中驱动线23和感测线26均固定到该滑轮360。
[0191]驱动线23和感测线26不必为不同的线，而是单个线可用作驱动线23和感测线26，只要该单个线的中间部分固定到滑轮360的周边即可。在此实施方式中，单个线W通过使用钎焊或焊接在线卷绕在销361上的状态下固定到销361，通过将销361插入滑轮360中来将线W固定到滑轮360。固定线W和滑轮360的方法不限于使用销361的方法。例如，线W的外周表面可通过使用焊接、钎焊或铜焊固定到滑轮360的外表面。
[0192]在此实施方式中，通过推拉驱动线23来使滑轮260旋转，一对钳爪41类似于第二实施方式或第四实施方式地打开和闭合。此时，由于感测线26固定到滑轮360，所以感测线26随滑轮360 —起移动。由于感测线26固定到滑轮360，所以即使当牵引驱动线23时，只要感测线26固定到滑轮360，牵引力就不会传递到感测线26。在此实施方式中，可实现与上述实施方式中相同的效果。
[0193]尽管参照附图详细描述了本发明的实施方式，但是具体构造不限于所述实施方式，而是可在不脱离本发明的范围的情况下包括设计方面的改变。
[0194]例如，第一实施方式公开了驱动线23和感测线26被绘制为垂直于第一屈曲轴30a的中心轴线和第二屈曲轴30b的中心轴线这二者的示例。然而，当第一屈曲轴30a或第二屈曲轴30b是在垂 直于中间支撑构件29的长度方向(轴向)的方向上延伸的圆柱状构件时，驱动线23和感测线26可被绘制为沿着圆柱状构件(第一屈曲轴30a)的外周在绕圆柱状构件(第一屈曲轴30a)的中心轴线01扭曲的位置基本上彼此相等地相邻(参见图18)。在这种情况下，在靠近固定部分46的第一屈曲轴30a附近，可防止驱动线23和感测线26的屈曲半径根据弯曲方向而不同，可防止由屈曲部分28的屈曲带来的对线23和26的影响根据屈曲方向而不同。当线23和26被布置为线23和26在圆柱状构件上的投影平面彼此垂直时，其尤其有效，这是优选的。
[0195]第三实施方式公开了驱动线23和感测线26被绘制为垂直于第一屈曲轴30a的中心轴线和第二屈曲轴30b的中心轴线二者的示例。然而，当第一屈曲轴30a或第二屈曲轴30b是在垂直于中间支撑构件29的长度方向(轴向)的方向上延伸的圆柱状构件时，驱动线23和感测线26可被绘制为沿着圆柱状构件(第一屈曲轴30a)的外周在绕圆柱状构件(第一屈曲轴30a)的中心轴线01扭曲的位置基本上彼此相等地相邻(参见图19)。在这种情况下，在靠近固定部分46A的第一屈曲轴30a附近，可防止驱动线23和感测线26的屈曲半径根据屈曲方向而不同，可防止由屈曲部分28的屈曲带来的对线23和26的影响根据屈曲方向而不同。当线23和26被布置为线23和26在圆柱状构件上的投影平面彼此垂直时，其尤其有效，这是优选的。
[0196]第一实施方式公开了驱动线23直接固定到固定部分46的示例，但是驱动线23可间接固定到固定部分46。例如，可提供中间构件，固定部分46和驱动线23均固定到该中间构件。例如，驱动线23穿过其插入的通孔可形成在固定部分46中，驱动线23的一端可在驱动线23穿过该通孔插入的状态下固定到固定部分46。[0197]在第一实施方式中使用肘节机构作为开闭机构的示例，但是可使用所谓的受电弓(pantograph)机构。
[0198]上述实施方式公开了对于处置单元的一对钳爪41形成连杆44和固定部分46作为处置单元的连接构件的示例，但是处置单元和连接构件可成一体。在这种情况下，例如，当一对钳爪41中的一个固定，另一个可打开和闭合时，所述另一钳爪41的近端形成连接构件，驱动线23和感测线26固定到该连接构件，从而钳爪和连接构件成一体。
[0199]驱动线和感测线的材料不受特定限制。例如，可采用由诸如不锈钢或钨的金属形成的线或者由诸如多芳基化合物的树脂形成的线。当使用磁性传感器检测树脂线的位移量时，只要位于磁性传感器附近的线用金属小直径管覆盖，或者用金属涂覆，或者连接到金属线即可。
[0200]上述实施方式公开了采用磁性传感器作为检测感测线的位移的传感器的示例，但是检测感测线的位移的传感器不限于磁性类型。例如，可采用光传感器，、静电电容传感器、电位计等作为检测感测线的位移的传感器。
[0201]在上述实施方式及其修改示例中描述了检测形成在处置单元中的一对钳爪或屈曲部分的移动的示例，但是本发明的构造可应用于检测从臂的关节的位移。
[0202]上述实施方式及其修改示例中描述的元件可适当地进行组合。
[0203]工业实用性
[0204]根据所述处置工具、机械手和手术支持系统，可以按照高精度检测位移量。
[0205]参考标号列表
[0206]1:手术支持系统
[0207]2:主臂
[0208]3:连杆机构
[0209]4:连杆构件
[0210]5:位置检测器
[0211]6:输入处理电路
[0212]7:开关
[0213]8:按钮
[0214]9:手术台
[0215]10:从臂
[0216]11:多自由度关节
[0217]12:从臂位置检测器
[0218]13:从控制电路
[0219]14:手术动力传递适配器
[0220]15:观察机构
[0221]16:图像处理电路
[0222]19:显示器
[0223]20，120:处置工具
[0224]21，2IA:驱动源
[0225]22:杆(驱动力传递构件)[0226]23:驱动线(驱动力传递构件)
[0227]24:主体部
[0228]25:驱动引导构件
[0229]26:感测线(移动量检测构件)
[0230]27:检测引导构件
[0231]28:屈曲部分
[0232]29:中间支撑构件
[0233]30:屈曲轴
[0234]30a:第一屈曲轴
[0235]30b:第二屈曲轴
[0236]40:处置单元
[0237]41:钳爪
[0238]41c:开闭轴
[0239]42:连接部分(连 接构件)
[0240]42A:连接构件(第一连接构件)
[0241]43:销
[0242]44:连杆
[0243]45:销
[0244]46，46A:固定部分
[0245]48:支撑构件
[0246]47:感测连杆(第二连接构件)
[0247]49:轴支撑部分
[0248]50:长孔部分
[0249]51:引导固定部分
[0250]52，52A:位移检测机构
[0251]53:传感器
[0252]60:多段滑轮
[0253]61:第一滑轮
[0254]62:第二滑轮
[0255]63:屈曲线(驱动力传递构件)
[0256]64:屈曲检测线(移动量检测构件)
[0257]70:杠杆部分
[0258]142:耦合部分
[0259]146:固定部分
[0260]146A:永磁体
[0261]146Aa:磁体片
[0262]147:感测连杆
[0263]147A:永磁体
[0264]147Aa:磁体片[0265]160:滑轮组
[0266]161:第一滑轮
[0267]162:第二滑轮
[0268]261:第一滑轮
[0269]262:第二滑轮
[0270]360:滑轮
[0271]L1:第一距离
[0272]L2:第二距离
[0273]Lll:第一距离
[0274]L12:第二距离
[0275]01:中心轴线
[0276]02:中心轴线
[0277]Op:操作者
[0278]P:患者
[0279]Pl:固定位置
[0280]P2:固定位置
【权利要求】
1.一种处置工具，该处置工具的处置单元利用从驱动源生成的驱动力来进行操作，该处置工具包括: 驱动力传递构件，该驱动力传递构件连接到所述驱动源； 连接部分，该连接部分形成在所述处置单元中，并且连接到所述驱动力传递构件，该连接部分经由所述驱动力传递构件被供应有来自所述驱动源的驱动力，并且将所述驱动力转换为所述处置单元的移动；以及 移动量检测构件，其被所述连接部分移动。
2.根据权利要求1所述的处置工具，其中，所述连接部分包括连接构件，所述移动量检测构件固定到所述连接构件。
3.根据权利要求2所述的处置工具，其中， 所述连接构件包括绕预定支点转动的转动部分， 所述驱动力传递构件固定到所述连接构件上的与所述预定支点分离开第一距离的位置，并且 所述移动量检测构件固定到所述连接构件上的与所述预定支点分离开第二距离的位置，所述第二距离大于所述第一距离。
4.根据权利要求3所述的处置工具，其中，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件是线状构件， 其中，所述转动部分包括: 第一滑轮，该第一滑轮的旋转中心是所述预定支点，并且其中，所述驱动力传递构件卷绕在该第一滑轮的外周上；以及 第二滑轮，该第二滑轮的旋转中心与所述第一滑轮的旋转中心同轴，该第二滑轮的直径大于所述第一滑轮的直径，并且其中，所述移动量检测构件卷绕在该第二滑轮的外周上，并且 其中，所述移动量检测构件固定到所述第二滑轮。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的处置工具，该处置工具还包括: 驱动引导构件，该驱动引导构件引导所述驱动力传递构件； 检测引导构件，该检测引导构件引导所述移动量检测构件；以及 支撑构件，该支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件。
6.根据权利要求5所述的处置工具，其中， 所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件，使得从所述驱动引导构件延伸到所述连接构件的所述驱动力传递构件具有从所述驱动引导构件的远端延伸到所述驱动力传递构件与所述连接构件之间的接触点的线状，并且所述支撑构件固定并支撑所述检测引导构件，使得从所述检测引导构件延伸到所述连接构件的所述移动量检测构件具有从所述检测引导构件的远端延伸到所述移动量检测构件与所述连接构件之间的接触点的线状。
7.根据权利要求5或6所述的处置工具，其中， 所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件，使得在所述驱动引导构件与所述连接构件之间以及在所述检测引导构件与所述连接构件之间，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件彼此平行。
8.根据权利要求1所述的处置工具，其中，所述连接部分包括: 第一连接构件，该第一连接构件形成在所述处置单元中，并且连接到所述驱动力传递构件，该第一连接构件经由所述驱动力传递构件被供应有来自所述驱动源的驱动力，并且将所述驱动力转换为所述处置单元的移动；以及 第二连接构件，该第二连接构件形成在所述处置单元中，并且连接到所述第一连接构件，该第二连接构件被由于所述驱动力而移动的所述处置单元移动，并且其中，所述移动量检测构件固定到所述第二连接构件。
9.根据权利要求8所述的处置工具，其中， 通过所述第二连接构件使所述移动量检测构件在所述驱动力传递构件为传递所述驱动力而移动的方向上移动，并且 其中，所述处置工具还包括放大机构，该放大机构相对于所述驱动力传递构件的移动量按照预定比率放大所述移动量检测构件的移动量。
10.根据权利要求9所述的处置工具，其中， 所述第一连接构件绕预定的第一支点转动， 其中，所述第二连接构件绕预定的第二支点旋转移动， 其中，所述驱动力传递构件固定到所述第一连接构件上的与所述第一支点分离开第一距离的位置，并且 其中，所述移动量检测构件固定到所述第二连接构件上的与所述第二支点分离开第二距离的位置，所述第二距离大于所述第一距离。
11.根据权利要求10所述的`处置工具，其中， 所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件是线状构件， 其中，所述第一连接构件是第一滑轮，该第一滑轮的旋转中心是所述第一支点，并且其中，所述驱动力传递构件卷绕在该第一滑轮的外周上， 其中，所述第二连接构件是第二滑轮，该第二滑轮的旋转中心是所述第二支点，并且其中，所述移动量检测构件卷绕在该第二滑轮的外周上，并且其中，所述移动量检测构件固定到所述第二滑轮。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的处置工具，该处置工具还包括: 驱动引导构件，该驱动引导构件引导所述驱动力传递构件； 检测引导构件，该检测引导构件引导所述移动量检测构件；以及 支撑构件，该支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件。
13.根据权利要求12所述的处置工具，其中， 所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件，使得从所述驱动引导构件延伸到所述第一连接构件的所述驱动力传递构件具有从所述驱动引导构件的远端延伸到所述驱动力传递构件与所述第一连接构件之间的接触点的线状，并且所述支撑构件固定并支撑所述检测引导构件，使得从所述检测引导构件延伸到所述第二连接构件的所述移动量检测构件具有从所述检测引导构件的远端延伸到所述移动量检测构件与所述第二连接构件之间的接触点的线状。
14.根据权利要求12或13所述的处置工具，其中， 所述支撑构件固定并支撑所述驱动引导构件和所述检测引导构件，使得在所述驱动引导构件与所述第一连接构件之间以及在所述检测引导构件与所述第二连接构件之间，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件彼此平行。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的处置工具，其中， 在所述处置单元和所述驱动源之间形成有屈曲部分，在该屈曲部分中，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件均是屈曲的， 其中，所述屈曲部分在所述处置单元一侧相对于所述驱动源一侧绕预定屈曲轴旋转移动，并且 其中，所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件被布置为在所述屈曲轴附近距所述屈曲轴的距离基本上彼此相等。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的处置工具，其中， 所述驱动力传递构件和所述移动量检测构件是线。
17.—种机械手,该机械手包括: 根据权利要求1至16中的任一项所述的处置工具；以及 安装有所述处置工具的臂。
18.—种手术支持系统，该手术支持系统包括: 根据权利要求1至16中的任一项所述的处置工具。
【文档编号】B25J17/00GK103619279SQ201280030182
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】小室考广, 饭田雅敏, 并木启能 申请人:奥林巴斯株式会社