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JP2008093271A - manipulator - Google Patents

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JP2008093271A
JP2008093271A JP2006280361A JP2006280361A JP2008093271A JP 2008093271 A JP2008093271 A JP 2008093271A JP 2006280361 A JP2006280361 A JP 2006280361A JP 2006280361 A JP2006280361 A JP 2006280361A JP 2008093271 A JP2008093271 A JP 2008093271A
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JP
Japan
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unit
pressure sensor
detection unit
detection
input unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006280361A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Omori
繁 大森
Makoto Jinno
誠 神野
Takamitsu Sunaoshi
貴光 砂押
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terumo Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Terumo Corp
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Terumo Corp, Toshiba Corp filed Critical Terumo Corp
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Priority to AT10160890T priority patent/ATE534338T1/en
Priority to AT07118293T priority patent/ATE470399T1/en
Priority to US11/870,849 priority patent/US20080091072A1/en
Priority to EP07118293A priority patent/EP1911408B1/en
Priority to EP10160890A priority patent/EP2204126B1/en
Priority to DE602007007031T priority patent/DE602007007031D1/en
Priority to CN2007101524451A priority patent/CN101161192B/en
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Abstract

【課題】術者の感覚に合い、しかも高い操作性を有するマニピュレータを提供する。
【解決手段】マニピュレータは、人手で把持される操作指令部14と、該操作指令部14に設けられ、指で操作される複合入力部34と、操作部から延在する連結シャフト48と、該連結シャフト48の先端に設けられた作業部12とを有する。複合入力部34は、ロール回転機構を駆動するシャトルリング100と、ヨー回動機構を駆動するパッド132とを有する。シャトルリング100の時計方向及び反時計方向の回動操作は、回動検出用第1感圧センサ及び回動検出用第2感圧センサにて検出される。回動検出用第1感圧センサ及び回動検出用第2感圧センサは、シャトルリング100の操作に対して中立位置を基準とした所定の不感帯の範囲で回動操作量を検出しない位置に配置されている。
【選択図】図2
Provided is a manipulator that matches an operator's sense and has high operability.
A manipulator includes an operation command unit that is manually gripped, a composite input unit that is provided in the operation command unit and is operated by a finger, a connecting shaft extending from the operation unit, And a working portion 12 provided at the tip of the connecting shaft 48. The composite input unit 34 includes a shuttle ring 100 that drives a roll rotation mechanism and a pad 132 that drives a yaw rotation mechanism. The clockwise and counterclockwise rotation operations of the shuttle ring 100 are detected by a first rotation detection pressure sensor and a second rotation detection pressure sensor. The first pressure sensor for rotation detection and the second pressure sensor for rotation detection are in positions where the amount of rotation operation is not detected within a predetermined dead zone with respect to the operation of the shuttle ring 100 based on the neutral position. Has been placed.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、人手によって把持される操作部と、該操作部から延在する連結部と、該連結部の先端に設けられ、操作部の操作に基づいて回動する作業部とを有するマニピュレータに関する。   The present invention relates to a manipulator having an operation unit that is gripped by a hand, a connecting unit that extends from the operating unit, and a working unit that is provided at the distal end of the connecting unit and rotates based on the operation of the operating unit. .

内視鏡下外科手術(又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。)においては、体表面に複数の孔を開け、器具の通過ポートとしてトラカール(筒状の器具)を挿入した後、シャフトを有する鉗子器具の先端部をトラカールを通じて体腔内に挿入して患部の手術を行っている。鉗子器具の先端部には、作業部として、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。   In endoscopic surgery (also called laparoscopic surgery), a forceps device that has a shaft after opening a plurality of holes in the body surface and inserting a trocar (tubular device) as a passing port of the device The distal part of this is inserted into a body cavity through a trocar and the affected part is operated. A gripper, a scissors, an electric scalpel blade, and the like are attached to the distal end portion of the forceps device as a working portion.

鉗子器具による内視鏡下外科手術は、作業空間である体腔内が狭くしかもトラカールを支点として鉗子器具を操作するため、一定のトレーニングが必要となる。また、従来使用されている鉗子では先端の作業部に関節が無いため、自由度が小さく、先端作業部はシャフトの延長線上での動作しか行うことができない。したがって、通常のトレーニングで実施可能な症例には限度があり、他の様々な症例に対して適用するためには相当に高度なトレーニング及び習熟が必要になる。   Endoscopic surgery using a forceps device requires a certain amount of training since the inside of a body cavity, which is a work space, is narrow and the forceps device is operated using a trocar as a fulcrum. In addition, since the forceps that have been used in the past do not have a joint at the tip working portion, the degree of freedom is small, and the tip working portion can only operate on an extension line of the shaft. Therefore, there are limits to the cases that can be carried out by normal training, and a considerably high level of training and proficiency is required to apply to various other cases.

このような観点から、従来の鉗子器具を改良し、作業部に複数の関節を有する鉗子の開発が行われている(例えば、引用文献1参照)。このような鉗子(又はマニピュレータ)では、従来の鉗子器具のような制約や不自由がなく、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなる。   From such a viewpoint, a forceps having a plurality of joints in a working unit has been developed by improving a conventional forceps device (see, for example, cited document 1). With such forceps (or manipulator), there are no restrictions or inconveniences as in conventional forceps devices, the procedure is easy, and the number of applicable cases increases.

また、複数の関節を有する作業部に対してロボット技術を導入した内視鏡下外科手術システムが開発されている。つまり、産業用ロボット分野で開発されたマスター・スレーブ方式の遠隔操作システムが応用され、術者(医師)は患者が横たえられた手術ベッドから離れた所に設置された作業ステーション(マスターコンソール)に座り、モニターを見ながら操作ハンドルを操ることにより手術が行われる。手術ベッドには、鉗子器具が取り付けられたロボットアーム(スレーブマニピュレー夕)がセットされ、錨子器具のシャフトはトラカールから体腔内へ挿入される。術者が操作ハンドルを動かすことによって、その動きが電気信号に変換され、コンピュータを介して患部に到達させた鉗子器具の先端作業部が動かされる。   In addition, an endoscopic surgical system in which robot technology is introduced to a working unit having a plurality of joints has been developed. In other words, the master / slave remote control system developed in the industrial robot field is applied, and the operator (doctor) is placed in a work station (master console) installed away from the surgical bed where the patient is laid. Surgery is performed by sitting and watching the monitor and manipulating the operating handle. A robot arm (slave manipulator) to which a forceps device is attached is set on the surgical bed, and the shaft of the lever device is inserted into the body cavity from the trocar. When the operator moves the operation handle, the movement is converted into an electrical signal, and the distal end working portion of the forceps instrument that has reached the affected area via the computer is moved.

鉛子器具は、先端作業部は複数の関節が設けられているため、術者の手首の動きを反映した自由度の高い動きが可能となる。また、ロボットアームの動作により、体腔内における鉗子器具先端部の位置決めも操作ハンドルで可能となるため、トラカールを支点とすることによる自由度の制約も低減する。   Since the tip working unit is provided with a plurality of joints, the lead child instrument can move with a high degree of freedom reflecting the movement of the wrist of the operator. Further, since the operation of the robot arm enables positioning of the distal end portion of the forceps device in the body cavity with the operation handle, the restriction on the degree of freedom by using the trocar as a fulcrum is reduced.

特開2002−102248号公報JP 2002-102248 A

マスター・スレーブ式のロボットを用いた手術では以下のような問題があることが指摘されている。すなわち、1.ロボットアームで構成されたスレーブマニピュレー夕の位置決め固定が事前に必要であるため、手術前の準備に時間が掛かる。2.同様の理由において、症例ごとにロボットアームの位置を術前に決めておく必要があり、手術プロトコル作成の上で作業負担が増えるとともに、一部の症例には適用できない。3.手術中に不測の事態が生じ、関胸、開腹手術に移行する必要が生じた場合、ロボットアームを撤去するのに時間がかかり、結果として手術時間が長くなって患者に対する侵襲が大きくなる懸念がある。4.装置が複雑且つ大掛かりであり、コスト高である。   It has been pointed out that there are the following problems in surgery using a master / slave robot. That is: Since the positioning and fixing of the slave manipulator composed of robot arms is necessary in advance, it takes time to prepare for the operation. 2. For the same reason, it is necessary to determine the position of the robot arm for each case before the operation, which increases the work load in creating the surgical protocol and is not applicable to some cases. 3. If an unexpected situation occurs during surgery and it is necessary to move to an arthroplasty or laparotomy, it may take time to remove the robot arm, resulting in longer surgical time and greater patient invasion. is there. 4). The apparatus is complicated and large, and the cost is high.

このような観点から、マスター・スレーブ式に頼らず、鉗子自体をさらに改良し、先端作業部をコンパクトに構成するとともに自由度を増して種々の症例に適用可能で且つ容易に操作可能なマニピュレータの開発がなされている。   From this point of view, a manipulator that can be applied to various cases and can be easily operated without further relying on the master / slave system, further improving the forceps itself, making the tip working part compact and increasing the degree of freedom. Development is in progress.

マニピュレータの開発では、先端作業部の開発はもとより、対応する操作手段の開発が重要であり、操作性の向上が望まれている。このような観点から、操作手段は、先端作業部の正逆方向の動作に対応して、中立位置から正逆方向に操作される構成とするとよい。これにより、術者は入力手段と操作部との対応を感覚的に理解することができ、習熟が早くなるとともに、操作性が向上する。   In the development of manipulators, it is important not only to develop advanced working parts but also to develop corresponding operating means, and improvement in operability is desired. From such a viewpoint, the operation means may be configured to be operated in the forward / reverse direction from the neutral position corresponding to the forward / reverse operation of the distal end working unit. Thereby, the surgeon can sensuously understand the correspondence between the input means and the operation unit, and the proficiency is improved and the operability is improved.

ところで、操作部を動作させずに停止させておくときには、入力部から手を離し中立位置に保持させておくが、このような入力部の中立保持の状態が僅かにずれていると、操作部は正逆のいずれか一方に低速で動作し続けることになってしまう。また、中立状態が完全に保持されている場合であっても、入力部に僅かに触れるだけで操作部が反応をしてしまうと、術者にとっては応答感度が高すぎて、操作性が悪いと感じることがある。   By the way, when the operation unit is stopped without being operated, it is released from the input unit and is held in the neutral position. If the neutral holding state of the input unit is slightly shifted, the operation unit Will continue to operate at low speed in either the forward or reverse direction. Even when the neutral state is completely maintained, if the operation unit reacts with a slight touch on the input unit, the response sensitivity is too high for the operator and the operability is poor. You may feel that.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、術者の感覚に合い、しかも高い操作性を有するマニピュレータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a manipulator that matches the operator's feeling and has high operability.

本発明に係るマニピュレータは、人手によって把持されるグリップハンドルを含む操作部と、前記操作部に設けられ、中立位置から正逆方向に操作される入力部と、前記入力部の正方向への操作量を検出する第1検出部と、前記入力部の逆方向への操作量を検出する第2検出部と、前記操作部から延在する連結部と、前記連結部の先端に設けられ、前記第1検出部及び前記第2検出部の検出信号に基づいて正逆方向に動作可能な作業部と、を有し、前記第1検出部及び前記第2検出部は、前記入力部の操作に対して中立位置を基準とした所定の不感帯の範囲で操作量を検出しない位置に配置されていることを特徴とする。   A manipulator according to the present invention includes an operation unit including a grip handle gripped by a hand, an input unit provided in the operation unit and operated in a forward / reverse direction from a neutral position, and an operation of the input unit in a forward direction. A first detection unit for detecting an amount; a second detection unit for detecting an operation amount in the reverse direction of the input unit; a connection unit extending from the operation unit; and a tip of the connection unit, A working unit operable in forward and reverse directions based on detection signals of the first detection unit and the second detection unit, wherein the first detection unit and the second detection unit are configured to operate the input unit. On the other hand, it is arranged at a position where an operation amount is not detected within a predetermined dead zone with respect to the neutral position.

このように、第1検出部と第2検出部とを、入力部の操作に対して、中立位置を基準として不感帯が得られるように配置することにより、遊びが存在することになり、操作部が無駄に動いたり、入力部に僅かに触れるだけで操作部が過度に反応することが防止され、高い操作性が得られる。また、中立位置を基準として入力部が正逆方向に操作されることによって、操作部も対応するように正逆方向に動作することから、術者の感覚に合った操作性が得られる。   In this way, by arranging the first detection unit and the second detection unit so that the dead zone is obtained with respect to the operation of the input unit with reference to the neutral position, there is play, and the operation unit Can be prevented from moving unnecessarily, or the operating unit can be prevented from reacting excessively by touching the input unit slightly, and high operability can be obtained. In addition, when the input unit is operated in the forward / reverse direction with the neutral position as a reference, the operation unit operates in the forward / reverse direction so as to correspond, so that operability suitable for the operator's sense can be obtained.

ここで、操作量とは、入力部の変位量に限らず押圧量等も含む広義の意味である。   Here, the operation amount has a broad meaning including not only the displacement amount of the input unit but also the pressing amount.

この場合、前記作業部は、前記入力部の操作に基づいて、先端部の延在方向の軸線を中心として回動可能な回転機構を備え、前記入力部は、前記回転機構に対して駆動指令を与えるための回転部材であって、前記第1検出部及び前記第2検出部は、中立位置を基準として前記回転部材が±1°〜±8°のいずれかの範囲を不感帯として検出しない位置に配置されていると、一層高い操作性が得られる。   In this case, the working unit includes a rotation mechanism that can rotate around an axis in the extending direction of the distal end portion based on an operation of the input unit, and the input unit drives the rotation mechanism with a drive command. The first detection unit and the second detection unit are positions where the rotation member does not detect any range of ± 1 ° to ± 8 ° as a dead zone based on a neutral position. If it is arrange | positioned, higher operativity will be acquired.

また、前記作業部は、記連結部の基端側から先端側に延在する軸線と非平行に回動可能なピボット軸を備え、前記入力部は、前記ピボット軸に対して駆動指令を与えるために、左右押し込み方向に傾動する部材であって、前記第1検出部及び前記第2検出部は、前記傾動する部材の端面の左部及び右部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられ、前記第1検出部と前記第2検出部との距離は、2〜8mmのいずれかに設定されていると、さらに高い操作性が得られる。また、第1検出部と第2検出部との間が離間していることにより、入力部を傾動させずに押し下げた場合に、不用意に操作部が動作することがない。   The working unit includes a pivot shaft that can rotate in a non-parallel manner with an axis extending from the proximal end side to the distal end side of the connecting portion, and the input unit gives a drive command to the pivot shaft. Therefore, the first and second detection units are tilted in the left and right push-in direction, and the first detection unit and the second detection unit are opposed to the left and right portions of the end surface of the tilting member with a gap therebetween. When the distance between the first detection unit and the second detection unit is set to any of 2 to 8 mm, higher operability can be obtained. In addition, since the first detection unit and the second detection unit are separated from each other, the operation unit is not inadvertently operated when the input unit is pushed down without being tilted.

さらに、前記作業部は、第1回動軸及び第2回動軸を備え、前記入力部は、前記第1回動軸に対して駆動指令を与えるために、左右押し込み方向に傾動するとともに、前記第2回動軸に対して駆動指令を与えるために、上下の押し込み方向に傾動する部材であって、前記第1検出部と前記第2検出部とからなる組は、前記入力部の左右方向の傾動と、上下方向の傾動とを検出するために二組設けられ、前記傾動する部材の端面の左部及び右部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられる第1組と、上部及び下部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられる第2組とからなるように構成してもよい。   Furthermore, the working unit includes a first rotating shaft and a second rotating shaft, and the input unit tilts in a left-right pushing direction in order to give a drive command to the first rotating shaft, In order to give a drive command to the second rotation shaft, the member is tilted in the vertical push-in direction, and the set of the first detection unit and the second detection unit is arranged on the left and right sides of the input unit. Two sets for detecting a tilt in the direction and a tilt in the vertical direction, and a first set provided at a position facing the left and right parts of the end face of the tilting member across a gap, You may comprise so that it may consist of a 2nd set provided in the position which opposes on both sides of a clearance gap between the upper part and the lower part.

本発明に係るマニピュレータによれば、第1検出部と第2検出部とを、入力部の操作に対して、中立位置を基準として不感帯が得られるように配置することにより、遊びが存在することになり、操作部が無駄に動いたり、入力部に僅かに触れるだけで操作部が過度に反応することが防止され、高い操作性が得られる。また、中立位置を基準として入力部が正逆方向に操作されることによって、操作部も対応するように正逆方向に動作することから、術者の感覚に合った操作性が得られる。   According to the manipulator according to the present invention, there is play by arranging the first detection unit and the second detection unit so that a dead zone is obtained with respect to the operation of the input unit with reference to the neutral position. Thus, it is possible to prevent the operation unit from moving unnecessarily, or the operation unit from excessively reacting only by slightly touching the input unit, thereby obtaining high operability. In addition, when the input unit is operated in the forward / reverse direction with the neutral position as a reference, the operation unit operates in the forward / reverse direction so as to correspond, so that operability suitable for the operator's sense can be obtained.

以下、本発明に係るマニピュレータについて実施の形態を挙げ、添付の図1〜図19を参照しながら説明する。本形態に係るマニピュレータ10(図1参照、医療用であって内視鏡下外科手術等に用いられるものである。   Hereinafter, an embodiment of the manipulator according to the present invention will be described with reference to FIGS. The manipulator 10 according to this embodiment (see FIG. 1, for medical use, used for endoscopic surgery, etc.).

マニピュレータ10は、先端の作業部12に生体の一部又は湾曲針等等を把持して所定の処置を行うためのものであり、通常、把持鉗子やニードルドライバ(持針器)などとも呼ばれる。   The manipulator 10 is for holding a part of a living body or a curved needle or the like on the working unit 12 at the tip to perform a predetermined treatment, and is usually also called a grasping forceps or a needle driver (needle holder).

図1及び図2に示すように、マニピュレータ10は、人手によって把持及び操作される基端部の操作指令部(操作部)14と、先端部で作業を行う作業部12と、これらの作業部12と操作指令部14とを接続する長尺な連結部16とを有する。作業部12及び連結部16は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール20から体腔22内に挿入可能であり、操作指令部14の操作により体腔22内において患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the manipulator 10 includes an operation command unit (operation unit) 14 at a proximal end that is gripped and operated by a human hand, a working unit 12 that performs work at a distal end, and these working units. 12 and a long connecting part 16 that connects the operation command part 14. The working unit 12 and the connecting unit 16 are configured to have a small diameter, and can be inserted into a body cavity 22 from a cylindrical trocar 20 provided in a patient's abdomen or the like. Various procedures such as excision of the affected area, grasping, suturing and ligation can be performed.

なお、以下の説明では、図1及び図2における幅方向をX方向、高さ方向をY方向及び、連結部16の延在方向をZ方向と規定する。また、右方をX1方向、左方をX2方向、上方向をY1方向、下方向をY2方向、前方をZ1方向、後方をZ2方向と規定する。さらに、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ10が中立姿勢である場合を基準として表すものとする。これらの方向の定義は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ10は任意の向きで(例えば、上下を反転させて)使用可能であることはもちろんである。   In the following description, the width direction in FIGS. 1 and 2 is defined as the X direction, the height direction is defined as the Y direction, and the extending direction of the connecting portion 16 is defined as the Z direction. Further, the right side is defined as the X1 direction, the left side as the X2 direction, the upward direction as the Y1 direction, the downward direction as the Y2 direction, the forward direction as the Z1 direction, and the backward direction as the Z2 direction. Further, unless otherwise specified, the description of these directions is based on the case where the manipulator 10 is in a neutral posture. The definition of these directions is for convenience of explanation, and it is needless to say that the manipulator 10 can be used in an arbitrary direction (for example, upside down).

操作指令部14は、人手によって把持されるグリップハンドル26と、該グリップハンドル26の上部から延在するブリッジ28と、該ブリッジ28の先端に接続されたアクチュエータブロック30とを有する。グリップハンドル26の下端部はアクチュエータブロック30の下端部と接続されていてもよい。   The operation command unit 14 includes a grip handle 26 that is gripped by a hand, a bridge 28 that extends from an upper portion of the grip handle 26, and an actuator block 30 that is connected to the tip of the bridge 28. The lower end portion of the grip handle 26 may be connected to the lower end portion of the actuator block 30.

グリップハンドル26は、ブリッジ28の端部からY2方向に向かって延在しており、人手によって把持されるのに適した長さであり、入力手段としてのトリガーレバー32と、複合入力部34とを有する。トリガーレバー32は、ブリッジ28のやや下方でZ1方向にやや突出したレバーであり、人差し指による引き寄せ動作が容易な位置に設けられている。   The grip handle 26 extends from the end of the bridge 28 in the Y2 direction, has a length suitable for being gripped by a hand, a trigger lever 32 as an input means, a composite input unit 34, Have The trigger lever 32 is a lever that slightly protrudes in the Z1 direction slightly below the bridge 28, and is provided at a position where it can be easily pulled by the index finger.

複合入力部34は、作業部12に対してロール方向(軸回転方向)及びヨー方向(左右方向)の回転指令を与える複合的な入力手段である。複合入力部34は、正面視(図13参照)で円形で、グリップハンドル26の上端部とブリッジ28との接続部の平面部39に設けられており、図2から明らかなように、親指による操作が容易な位置に配置されている。   The composite input unit 34 is a composite input unit that gives rotation commands in the roll direction (axial rotation direction) and yaw direction (left-right direction) to the working unit 12. The composite input section 34 is circular in a front view (see FIG. 13), and is provided on the flat portion 39 of the connection portion between the upper end of the grip handle 26 and the bridge 28. As is apparent from FIG. It is placed in a position where it can be easily operated.

平面部39は、複合入力部34の径よりもやや大きい径の略円環形であり、複合入力部34の操作をしないときには親指を当てておき、複合入力部34に触れることなくグリップハンドル26を確実に保持することができる。平面部39及び複合入力部34の表面部は、その法線がZ2方向とY1方向の略中間の方向を指向しており、親指の腹部Tを自然に当てることができる。ここで、腹部Tとは、親指の第1関節(最も先端の関節)より先の部分で手のひら側の部分をいうものとする。複合入力部34の詳細な構成については後述する。   The flat surface portion 39 has a substantially annular shape with a diameter slightly larger than the diameter of the composite input portion 34. When the composite input portion 34 is not operated, a thumb is put on the grip handle 26 without touching the composite input portion 34. It can be held securely. The normal portions of the flat surface portion 39 and the surface portion of the composite input portion 34 are oriented in a substantially intermediate direction between the Z2 direction and the Y1 direction, and the abdomen T of the thumb can be naturally applied. Here, the abdominal part T refers to a part on the palm side of the part ahead of the first joint (the most distal joint) of the thumb. The detailed configuration of the composite input unit 34 will be described later.

アクチュエータブロック30には作業部12が有する3自由度の機構に対応してモータ40、モータ42及びモータ44が連結部16の延在方向に沿って並列して設けられている。これらのモータ40、42及び44は小型、細径であって、アクチュエータブロック30はコンパクトな扁平形状に構成されている。アクチュエータブロック30は、操作指令部14のZ1方向端部の下方に設けられている。また、モータ40、42及び44は、操作指令部14の操作に基づき、コントローラ45の作用下に回転をする。   In the actuator block 30, a motor 40, a motor 42, and a motor 44 are provided in parallel along the extending direction of the connecting portion 16 corresponding to the mechanism of three degrees of freedom that the working unit 12 has. These motors 40, 42 and 44 are small and have a small diameter, and the actuator block 30 is configured in a compact flat shape. The actuator block 30 is provided below the end of the operation command unit 14 in the Z1 direction. The motors 40, 42 and 44 rotate under the action of the controller 45 based on the operation of the operation command unit 14.

コントローラ45は、マニピュレータ10の電気的な制御をするものであり、グリップハンドル26の下端部のコネクタとケーブル45aで接続されている。   The controller 45 electrically controls the manipulator 10 and is connected to the connector at the lower end of the grip handle 26 by a cable 45a.

連結部16は、アクチュエータブロック30に対して接続される接続部46と、該接続部46からZ1方向に向かって延在する中空の連結シャフト48とを有する。接続部46には、モータ40、42及び44の駆動軸に接続される駆動プーリ50a、駆動プーリ50b及び駆動プーリ50cが回転自在に設けられている。駆動プーリ50a、駆動プーリ50b及び駆動プーリ50cには、ワイヤ53、52、ワイヤ53及びワイヤ54が巻き掛けられており、連結シャフト48の中空部分48a(図3参照)を通って作業部12まで延在している。ワイヤ52、ワイヤ54及びワイヤ56はそれぞれ同種、同径のものを用いることができる。   The connecting portion 16 includes a connecting portion 46 connected to the actuator block 30 and a hollow connecting shaft 48 extending from the connecting portion 46 in the Z1 direction. The connecting portion 46 is rotatably provided with a driving pulley 50a, a driving pulley 50b, and a driving pulley 50c that are connected to driving shafts of the motors 40, 42, and 44. Wires 53 and 52, a wire 53 and a wire 54 are wound around the drive pulley 50a, the drive pulley 50b, and the drive pulley 50c, and pass through the hollow portion 48a (see FIG. 3) of the connecting shaft 48 to the working unit 12. It is extended. The wire 52, the wire 54, and the wire 56 may be of the same type and the same diameter.

連結部16は、接続部46における所定の操作によって操作指令部14から離脱可能であって、洗浄、滅菌及びメンテナンス等を行うことができる。また、接続部46から先の部分は交換可能であって、手技に応じて連結部16の長さの異なるもの、又は作業部12の機構が異なるものを装着することができる。   The connecting portion 16 can be detached from the operation commanding portion 14 by a predetermined operation at the connecting portion 46, and can perform cleaning, sterilization, maintenance, and the like. Moreover, the part ahead from the connection part 46 is exchangeable, and the thing from which the length of the connection part 16 differs or the mechanism of the working part 12 differs according to a procedure can be mounted | worn.

図3に示すように、作業部12はY方向の第1回転軸Oyを中心にして、それよりも先の部分がヨー方向に回動する第1自由度の機構(傾動機構、ピボット軸)と、第2回転軸Orを中心にしてロール方向に回動する第2自由度の機構(ロール回転機構)と、第3回転軸Ogを中心として先端のグリッパ(開閉機構)59を開閉させる第3自由度とを有する合計3自由度の機構となっている。   As shown in FIG. 3, the working unit 12 has a first degree of freedom mechanism (tilting mechanism, pivot shaft) in which a portion beyond the first rotating shaft Oy in the Y direction rotates in the yaw direction. A second degree-of-freedom mechanism (roll rotation mechanism) that rotates in the roll direction around the second rotation axis Or, and a first gripper (opening / closing mechanism) 59 that opens and closes the third rotation axis Og as the center. The mechanism has a total of three degrees of freedom having three degrees of freedom.

第1自由度の機構である第1回転軸Oyは、連結部16の基端側から先端側に延在する軸線Cと非平行に回動可能に設定するとよい。第2自由度の機構である第2回転軸Orは作業部12における先端部(つまりグリッパ59)の延在方向の軸線を中心として回動可能な回転機構とし、先端部をロール回転可能に設定するとよい。   The first rotation axis Oy, which is a mechanism having the first degree of freedom, may be set so as to be rotatable in a non-parallel manner with the axis C extending from the proximal end side to the distal end side of the connecting portion 16. The second rotation axis Or, which is a mechanism of the second degree of freedom, is a rotation mechanism that can rotate around the axis of the working portion 12 in the extending direction of the tip end portion (that is, the gripper 59), and the tip end portion is set to be rotatable. Good.

作業部12は、ワイヤ52、ワイヤ53及びワイヤ54によって駆動され、各ワイヤ52、53及び54は、それぞれ対応する筒体60c、60b、60aに巻き掛けられている。   The working unit 12 is driven by the wire 52, the wire 53, and the wire 54, and the wires 52, 53, and 54 are respectively wound around the corresponding cylinders 60c, 60b, and 60a.

作業部12では、ワイヤ52及び54の作用下に歯車55が回転し、図示しないフェイスギアを回転させることによって先端部をロール方向に回転させることができる。また、ワイヤ54の作用下に歯車51が回転し、ファイスギア57及び歯車58を介してグリッパ59を開閉させることができる。さらに、ワイヤ52、53、54の作用下に主軸部材62を介して先端部をヨー方向に回転させることができる。   In the working unit 12, the gear 55 rotates under the action of the wires 52 and 54, and the tip portion can be rotated in the roll direction by rotating a face gear (not shown). Further, the gear 51 rotates under the action of the wire 54, and the gripper 59 can be opened and closed via the face gear 57 and the gear 58. Furthermore, the tip can be rotated in the yaw direction via the main shaft member 62 under the action of the wires 52, 53, and 54.

このような作業部12では、ピッチ方向(上下方向)の自由度の機構は設けられていないが、図4に示すように、グリップハンドル26を水平方向に向けてマニピュレータ10全体を90°傾斜させることにより、ヨー方向の動作がピッチ方向の動作になるため実用上の不都合はない。   Such a working unit 12 is not provided with a mechanism having a degree of freedom in the pitch direction (vertical direction). However, as shown in FIG. 4, the entire manipulator 10 is inclined by 90 ° with the grip handle 26 in the horizontal direction. As a result, since the operation in the yaw direction becomes the operation in the pitch direction, there is no practical inconvenience.

図5に示すように、複合入力部34は、シャトルリング(第1入力部)100と、略円筒形状のベース体102と、ゴムパッド104と、基板106と、Oリング108とを有する。以下、複合入力部34の中心軸をJとし、手前方向をJ1方向、奥の方向をJ2方向とする。シャトルリング100はベース体102に対してJ1方向から内腔部に挿入され、ゴムパッド104はJ2方向から挿入される。   As shown in FIG. 5, the composite input unit 34 includes a shuttle ring (first input unit) 100, a substantially cylindrical base body 102, a rubber pad 104, a substrate 106, and an O-ring 108. Hereinafter, the central axis of the composite input unit 34 is J, the front direction is the J1 direction, and the back direction is the J2 direction. The shuttle ring 100 is inserted into the inner cavity from the J1 direction with respect to the base body 102, and the rubber pad 104 is inserted from the J2 direction.

シャトルリング100は、作業部12に対してロール方向の回転指令を与える入力手段であり、シャトルリング100の操作量が大きいほど、作業部12の回転速度が速まるように設定されている。また、シャトルリング100の非操作時には、作業部12はロール方向に関して停止している。   The shuttle ring 100 is an input unit that gives a rotation command in the roll direction to the working unit 12, and is set so that the rotational speed of the working unit 12 increases as the operation amount of the shuttle ring 100 increases. When the shuttle ring 100 is not operated, the working unit 12 is stopped in the roll direction.

シャトルリング100は、J1方向側面の左右対称位置に設けられたノブ110a及び110bと、内面の上下に設けられた係合片112a、112bと、J2方向側面の左右対称位置でやや上方寄りに設けられた突起114a、114bと、J2方向側面の左右対称位置でやや下方に設けられた細いストッパ116a、116bとを有する。   The shuttle ring 100 is provided slightly upwards at the left and right symmetrical positions of the knobs 110a and 110b provided at the left and right symmetrical positions on the side surface in the J1 direction, the engaging pieces 112a and 112b provided at the upper and lower sides of the inner surface, Projections 114a and 114b, and thin stoppers 116a and 116b provided slightly below the left and right symmetrical positions on the side surface in the J2 direction.

シャトルリング100の内径D1(つまり2つのノブ110aとノブ110bとの間隔。図14参照)は25mm(ノブ110a又はノブ110bから回転中心までの距離D2(図14参照)が12.5mm)に設定されている。該内径D1は、後述するパッド132を配置可能な幅を確保するとともに、無理なく操作可能なように親指の動作範囲に収めることが好ましい。このような観点から、内径D1は20mm〜40mm(距離D2が10mm〜20mm)のいずれかに設定されているとよく、より好ましくは、25mm〜30mm(距離D2が12.5mm〜15mm)のいずれかに設定されているとよい。   The inner diameter D1 of the shuttle ring 100 (that is, the distance between the two knobs 110a and 110b, see FIG. 14) is set to 25 mm (the distance D2 from the knob 110a or the knob 110b to the center of rotation (see FIG. 14) is 12.5 mm). Has been. It is preferable that the inner diameter D1 is within a range of movement of the thumb so that it can be operated without difficulty while ensuring a width in which a later-described pad 132 can be disposed. From such a viewpoint, the inner diameter D1 may be set to any of 20 mm to 40 mm (distance D2 is 10 mm to 20 mm), and more preferably any of 25 mm to 30 mm (distance D2 is 12.5 mm to 15 mm). It is good to have it set.

シャトルリング100は、幅D3(図14参照)が親指を当てるのに適した5mmに設定され、外径が35mm(=D1+D3×2=25+5×2)である。幅D3は親指を当てるのに適した5mm〜10mmに設定するとよい。   The shuttle ring 100 has a width D3 (see FIG. 14) set to 5 mm suitable for hitting the thumb and an outer diameter of 35 mm (= D1 + D3 × 2 = 25 + 5 × 2). The width D3 may be set to 5 mm to 10 mm suitable for hitting the thumb.

ノブ110a及び110bは、親指の腹部Tを当てるのに適するようにJ1方向にやや膨出した形状であって、例えば、高さを1mm〜5mm、周方向長さD5(図14参照)を3mm〜10mmに設定するとよい。ノブ110a及びノブ110bは、軸Jを中心として左右対称の位置に設けられている。   The knobs 110a and 110b have a shape that slightly bulges in the J1 direction so as to be suitable for applying the abdomen T of the thumb. For example, the height is 1 mm to 5 mm, and the circumferential length D5 (see FIG. 14) is 3 mm. It is good to set to -10 mm. The knob 110a and the knob 110b are provided at symmetrical positions about the axis J.

突起114a及び114bは、傾斜面118を有する形状となっている。   The protrusions 114 a and 114 b have a shape having an inclined surface 118.

ベース体102のJ1方向の内腔部には内筒120と、2つのガイド孔122と、突起114a及び114bが挿通する孔123と、係合片112a及び112bが周方向に移動自在に係合する係合部(図示せず)が設けられている。内筒120と外筒126との間隔は幅D3に略等しく、シャトルリング100を回動自在に保持することができる。ガイド孔122にはストッパ116a及び116bが挿入され、シャトルリング100はストッパ116a及び116bがガイド孔122の各端部に当接するまでの範囲内で回動可能である。   An inner cylinder 120, two guide holes 122, a hole 123 through which the protrusions 114a and 114b are inserted, and engagement pieces 112a and 112b are movably engaged in the circumferential direction in the inner cavity portion of the base body 102 in the J1 direction. An engaging portion (not shown) is provided. The distance between the inner cylinder 120 and the outer cylinder 126 is substantially equal to the width D3, and the shuttle ring 100 can be held rotatably. Stoppers 116 a and 116 b are inserted into the guide hole 122, and the shuttle ring 100 can be rotated within a range until the stoppers 116 a and 116 b come into contact with the end portions of the guide hole 122.

シャトルリングの動作範囲は、中立位置を基準として±10°に設定されている。シャトルリング100の動作範囲は、操作性を考慮して(例えば、微妙な操作が可能なように)ある程度の移動距離を確保するとともに、無理なく操作可能なように腹部Tの動作範囲に収めることが好ましい。このような観点から、シャトルリング100の動作範囲は±5°〜±20°のいずれかに設定されているとよく、より好ましくは、±5°〜±10°のいずれかに設定されているとよい。   The operating range of the shuttle ring is set to ± 10 ° with respect to the neutral position. The operating range of the shuttle ring 100 should be within a range of movement of the abdomen T so that it can be operated without difficulty while ensuring a certain moving distance in consideration of operability (for example, to enable delicate operations). Is preferred. From such a viewpoint, the operating range of the shuttle ring 100 may be set to any of ± 5 ° to ± 20 °, and more preferably set to any of ± 5 ° to ± 10 °. Good.

また、図6に示すように、ベース体102は、J2方向の面に2つのばね124a、124bが設けられている。シャトルリング100が正面視で時計方向(図6の反時計方向)に回動することにより、ストッパ116aはばね124aを圧縮し、反時計方向に復帰させる力が作用し、逆に正面視で反時計方向(図6の時計方向)に回動することにより、ストッパ116bはばね124bを圧縮し、時計方向に復帰させる力が作用する。これにより、シャトルリング100の非操作時にはばね124aとばね124bにより押し戻され(又は弾性力が平衡し)、シャトルリング100は中立状態(図13に示す状態)に維持される。   As shown in FIG. 6, the base body 102 is provided with two springs 124a and 124b on the surface in the J2 direction. When the shuttle ring 100 is rotated in the clockwise direction in the front view (counterclockwise in FIG. 6), the stopper 116a compresses the spring 124a and acts to return it in the counterclockwise direction. By rotating in the clockwise direction (clockwise in FIG. 6), the stopper 116b compresses the spring 124b and acts to return it in the clockwise direction. As a result, when the shuttle ring 100 is not operated, it is pushed back by the springs 124a and 124b (or the elastic forces are balanced), and the shuttle ring 100 is maintained in the neutral state (the state shown in FIG. 13).

ベース体102のJ2方向端部にはOリング108が当接して配置されるフランジ128が設けられている。   A flange 128 is provided at the end of the base body 102 in the J2 direction so that the O-ring 108 is in contact therewith.

図5、図7及び図8に示すように、ゴムパッド104は、薄い円形シート130と、該円形シート130からJ1方向に突出したパッド(第2入力部)132と、円形シート130において左右対称に設けられ、J1方向に突出した受け突起134a及び134bと、上部に設けられた逃げ部136とを有する。円形シート130には、複数のビス孔138が設けられている。   As shown in FIGS. 5, 7, and 8, the rubber pad 104 includes a thin circular sheet 130, a pad (second input unit) 132 protruding from the circular sheet 130 in the J1 direction, and a symmetrical shape in the circular sheet 130. Receiving protrusions 134a and 134b that are provided and protrude in the J1 direction, and an escape portion 136 that is provided at the top. The circular sheet 130 is provided with a plurality of screw holes 138.

パッド132は、作業部12に対してヨー方向の傾動指令を与える入力手段であり、パッド132の操作量が大きいほど、作業部12の傾動速度が速まるように設定されている。また、パッド132の非操作時には、作業部12はヨー方向に関して停止している。   The pad 132 is an input means for giving a tilt command in the yaw direction to the work unit 12, and is set so that the tilt speed of the work unit 12 increases as the operation amount of the pad 132 increases. When the pad 132 is not operated, the working unit 12 is stopped in the yaw direction.

パッド132は、正面視で上面及び下面が平行で左右両端が円弧形状の突起である。左右の円弧形状は、内筒120及びシャトルリング100の内面に対応した径に設定されている(図13参照)。   The pad 132 is a protrusion having an upper surface and a lower surface that are parallel to each other in front view and arc-shaped protrusions on the left and right ends. The left and right arc shapes are set to diameters corresponding to the inner surfaces of the inner cylinder 120 and the shuttle ring 100 (see FIG. 13).

パッド132のJ1方向の端面133は、中央部がやや窪み、左右に向かって緩やかに傾斜した湾曲面となっている。端面133の中央部には低い膨出部135が設けられており、左部分133aの部分と右部分133bの部分とを触覚により容易に区別して認識することができる。左部分133a及び右部分133bの幅D4は親指を当てるのに適した5mmに設定されている。該幅D4(図13参照)は幅D3と同様に5mm〜10mmに設定するとよい。   The end surface 133 of the pad 132 in the J1 direction is a curved surface that is slightly recessed at the center and is gently inclined toward the left and right. A low bulge portion 135 is provided at the center of the end surface 133, and the left portion 133a and the right portion 133b can be easily distinguished and recognized by touch. The width D4 of the left part 133a and the right part 133b is set to 5 mm suitable for hitting the thumb. The width D4 (see FIG. 13) is preferably set to 5 mm to 10 mm, similarly to the width D3.

また、パッド132の幅D6(つまり傾動する方向に直交する方向の幅)は、17mmに設定されている。この幅D6は、親指の自然な配置と動作範囲とに適し、操作が容易となるように12mm〜22mmのいずれかに設定されているとよい。   The width D6 of the pad 132 (that is, the width in the direction orthogonal to the tilting direction) is set to 17 mm. The width D6 is suitable for the natural arrangement and operation range of the thumb, and is preferably set to any of 12 mm to 22 mm so that the operation is easy.

図8に示すように、パッド132は、J1方向側の略半分が中実であり、残余のJ2方向側の略半分は、J2方向に向かう突起137が形成されており、該突起137の周囲には外壁との間に隙間が設けられている。突起137のJ2方向の端面139は、円形シート130よりも僅かにJ1寄りとなるように形成されており、基板106との間には狭い隙間140が設けられている。   As shown in FIG. 8, the pad 132 has a solid half on the J1 direction side, and the remaining half on the J2 direction side has a protrusion 137 formed in the J2 direction. There is a gap between the outer wall and the outer wall. An end surface 139 of the protrusion 137 in the J2 direction is formed so as to be slightly closer to J1 than the circular sheet 130, and a narrow gap 140 is provided between the end surface 139 and the substrate 106.

隙間140(及び後述する隙間145、隙間160、隙間187、隙間188)は、例えば1mm程度に設定するとよい。   The gap 140 (and the gap 145, the gap 160, the gap 187, and the gap 188, which will be described later) may be set to about 1 mm, for example.

パッド132と円形シート130との接続部には、折り返し部142が設けられており、パッド132は端面133を指で操作することにより、左右押し込み方向に容易に傾動可能である。また、パッド132は、非操作時には、折り返し部142の弾性力により中立位置に自動的に復帰可能である。   The connection portion between the pad 132 and the circular sheet 130 is provided with a folded portion 142, and the pad 132 can be easily tilted in the left and right pushing direction by operating the end surface 133 with a finger. Further, the pad 132 can be automatically returned to the neutral position by the elastic force of the folded portion 142 when not operated.

受け突起134a及び134bは、下方よりも上方が高い傾斜面141(図11参照)を有する形状となっている。受け突起134a及び134bは、突起114a及び114bよりも僅かに上方に配置されており、中立状態で、各傾斜面118と各傾斜面141が対向している。   The receiving protrusions 134a and 134b have a shape having an inclined surface 141 (see FIG. 11) whose upper part is higher than the lower part. The receiving protrusions 134a and 134b are disposed slightly above the protrusions 114a and 114b, and the inclined surfaces 118 and the inclined surfaces 141 face each other in a neutral state.

受け突起134a及び134bの裏面側には浅い凹部143a及び143bが設けられており、基板106との間には狭い隙間145が設けられている。凹部143a及び143bには、狭い隙間145を確保するために、基板106に対して点状に接触する小突起147が設けられている。   Shallow recesses 143 a and 143 b are provided on the back side of the receiving protrusions 134 a and 134 b, and a narrow gap 145 is provided between the substrate 106. The concave portions 143a and 143b are provided with small protrusions 147 that make point contact with the substrate 106 in order to secure a narrow gap 145.

基板106は六角形状であって、J1方向の面には、回動検出用第1感圧センサ144aと、回動検出用第2感圧センサ144bと、傾動検出用第1感圧センサ146aと、傾動検出用第2感圧センサ146bとが設けられている。これらの各センサ144a、144b、146a、146bは、微細なプリントパターンにより形成されており、直接露呈されないように薄い樹脂シート148で覆われている。   The substrate 106 has a hexagonal shape, and a rotation detection first pressure sensor 144a, a rotation detection second pressure sensor 144b, and a tilt detection first pressure sensor 146a are arranged on the surface in the J1 direction. The second pressure sensor 146b for tilt detection is provided. Each of these sensors 144a, 144b, 146a, 146b is formed by a fine print pattern and is covered with a thin resin sheet 148 so as not to be directly exposed.

各センサ144a、144b、146a、146bは、シャトルリング100の回動量及びパッド132の傾動量を検出可能なものであればよく、例えば抵抗式(コンダクティブプラスチック等)、半導体式、光学式等であってもよい。各センサ144a、144b、146a、146bは必ずしも回動量及び傾動量を連続的に検出可能なものに限らず、オン・オフ式スイッチを用い、中立位置か又は回動(傾動)の方向のみ検出するようにしてもよい。   Each of the sensors 144a, 144b, 146a, and 146b may be any sensor that can detect the amount of rotation of the shuttle ring 100 and the amount of tilt of the pad 132. May be. Each sensor 144a, 144b, 146a, 146b is not necessarily capable of continuously detecting the amount of rotation and the amount of tilt, and uses an on / off switch to detect only the neutral position or the direction of rotation (tilt). You may do it.

回動検出用第1感圧センサ144a及び回動検出用第2感圧センサ144bは、受け突起134a及び134bの裏面側(つまり、凹部143a、143b)に対向する位置に設けられている。傾動検出用第1感圧センサ146a及び傾動検出用第2感圧センサ146bは、パッド132の端面139における左部分139a及び右部分139bに対向する位置に設けられている。   The first pressure sensor for rotation detection 144a and the second pressure sensor for rotation detection 144b are provided at positions facing the back surfaces (that is, the recesses 143a and 143b) of the receiving protrusions 134a and 134b. The tilt detection first pressure sensor 146a and the tilt detection second pressure sensor 146b are provided on the end surface 139 of the pad 132 at positions facing the left portion 139a and the right portion 139b.

基板106のJ2方向の面には、各センサ144a、144b、146a及び146bの検出信号を調整してコントローラ45に供給するための複数の電子部品が表面実装されている(図11参照)。基板106には、コントローラ45に接続するためのコネクタ150と、グリップハンドル26にビス止めするための複数のビス孔152とが設けられている。コネクタ150のJ1方向にやや突出したターミナル端は、逃げ部136内に収まり、円形シート130を損傷することがない。各ビス孔138と各ビス孔152とは対応する位置に設けられており、ビス154が挿通して円形シート130と基板106とを一体的に固定することができる(図11参照)。   A plurality of electronic components for adjusting the detection signals of the sensors 144a, 144b, 146a, and 146b and supplying them to the controller 45 are mounted on the surface of the substrate 106 in the J2 direction (see FIG. 11). The board 106 is provided with a connector 150 for connecting to the controller 45 and a plurality of screw holes 152 for screwing to the grip handle 26. The terminal end slightly protruding in the J1 direction of the connector 150 is accommodated in the escape portion 136, and the circular sheet 130 is not damaged. Each screw hole 138 and each screw hole 152 are provided at corresponding positions, and the screw 154 can be inserted to fix the circular sheet 130 and the substrate 106 integrally (see FIG. 11).

図8に示すように、指をパッド132から離しているときには、該パッド132は前記の折り返し部142の弾性力により中立位置に復帰している。   As shown in FIG. 8, when the finger is separated from the pad 132, the pad 132 is returned to the neutral position by the elastic force of the folded portion 142.

図9に示すように、親指の腹部Tを左部分133aに当てて押し下げてパッド132を左方向に傾動させる場合、突起137の端面139の左部分139aが基板106に当接し、傾動検出用第1感圧センサ146aを押圧する。突起137は、左部分133aが押し下げられるほど傾動検出用第1感圧センサ146aを強く押圧することから、該傾動検出用第1感圧センサ146aの信号によりパッド132の傾動量及び(又は)押圧力を検出することができる。   As shown in FIG. 9, when the pad 132 is tilted in the left direction by placing the thumb abdomen T against the left portion 133a and pushing down, the left portion 139a of the end surface 139 of the protrusion 137 contacts the substrate 106, and the tilt detection second 1 Pressure sensor 146a is pressed. Since the protrusion 137 presses the tilt detection first pressure sensor 146a as the left portion 133a is pushed down, the protrusion 137 pushes and / or pushes the tilt amount of the pad 132 according to the signal from the tilt detection first pressure sensor 146a. The pressure can be detected.

また、右部分133bを押し下げパッド132を右方向に傾動させる場合には、右部分139bが傾動検出用第2感圧センサ146bを押圧することから、左方向の傾動と同様に傾動量及び(又は)押圧力の検出が可能である。   Further, when the right portion 133b is pushed down and the pad 132 is tilted in the right direction, the right portion 139b presses the second pressure sensing sensor 146b for tilt detection. ) Pressure force can be detected.

なお、図8から理解可能なように、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bとは適度な距離Rだけ離間しており、しかも、パッド132が中立位置にあるときには端面139と基板106との間には狭い隙間140が設けられている。   As can be understood from FIG. 8, the first pressure sensor for tilt detection 146a and the second pressure sensor for tilt detection 146b are separated by an appropriate distance R, and the pad 132 is in the neutral position. In some cases, a narrow gap 140 is provided between the end face 139 and the substrate 106.

したがって、パッド132が微小量傾動しても傾動検出用第1感圧センサ146a及び傾動検出用第2感圧センサ146bには押圧力が加わらず、中立位置を示す信号を出力し続けることになり、不感帯が存在することになる。これにより、端面133の中央部の膨出部135を意図せずに押し下げるような場合であっても、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bとの離間配置により、傾動検出用第1感圧センサ146a及び傾動検出用第2感圧センサ146bは中立信号を出力し続ける。   Therefore, even if the pad 132 is tilted by a minute amount, no pressure is applied to the tilt detection first pressure sensor 146a and the tilt detection second pressure sensor 146b, and a signal indicating the neutral position is continuously output. There will be a dead zone. Accordingly, even when the bulging portion 135 at the center of the end surface 133 is pushed down unintentionally, the first pressure sensor 146a for tilt detection and the second pressure sensor 146b for tilt detection are spaced apart. Thus, the first pressure sensor for tilt detection 146a and the second pressure sensor for tilt detection 146b continue to output neutral signals.

つまり、図10に示すように、パッド132の左部分133aを押す押圧力を−α、右部分133bを押す押圧力を+αとしたとき、傾動検出用第1感圧センサ146aの出力O1を縦軸プラス方向に示し、傾動検出用第2感圧センサ146bの出力O2を縦軸マイナス方向に示すと、中立位置の原点を基準として±α0の範囲が出力O1及びO2の双方が0であって、不感帯が得られる。この不感帯は、いわゆる遊びとして作用し、操作部の反応感度を適度に抑制し、操作性を向上させることができる。このような適度な不感帯を得るためには、距離Rを2〜8mmに設定するとよい。 That is, as shown in FIG. 10, when the pressing force for pressing the left portion 133a of the pad 132 is -α and the pressing force for pressing the right portion 133b is + α, the output O1 of the first pressure sensor for tilt detection 146a is vertically shown in axial positive direction, indicating the output O2 of the second pressure sensor 146b for tilting detected vertical axis negative direction, met both 0 ranges outputs O1 and O2 of ± alpha 0 relative to the origin of the neutral position A dead zone is obtained. This dead zone acts as so-called play, can moderately suppress the reaction sensitivity of the operation unit, and improve operability. In order to obtain such an appropriate dead zone, the distance R is preferably set to 2 to 8 mm.

傾動方向の不感帯の存在により、指をパッド132から離しているときには、傾動検出用第1感圧センサ146a及び傾動検出用第2感圧センサ146bは確実に中立位置を示す信号を出力し、作業部12がヨー方向に無駄に傾動することが防止できる。   When the finger is separated from the pad 132 due to the presence of the dead band in the tilt direction, the first pressure sensor for tilt detection 146a and the second pressure sensor for tilt detection 146b reliably output signals indicating the neutral position. It is possible to prevent the portion 12 from being tilted in the yaw direction.

さらに、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bとが適度に離間していることにより、パッド132を傾動させずに押し下げても、端面139が緩やかに下に凸の形状であることから、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bには圧力が加わらず、作業部12が不用意にヨー方向に動作することがない。   Further, since the first pressure sensor for tilt detection 146a and the second pressure sensor for tilt detection 146b are appropriately separated, the end surface 139 is gently lowered even if the pad 132 is pushed down without being tilted. Because of the convex shape, no pressure is applied to the first pressure sensor 146a for tilt detection and the second pressure sensor 146b for tilt detection, and the working unit 12 does not inadvertently move in the yaw direction.

このようなパッド132を一端押し下げる操作を準備操作して認識することも可能であって、この準備操作の後にパッド132を傾動させることにより、作業部12がヨー動作をすると判断して操作をしてもよい。つまり、傾動動作の前に押し込み操作を介入させることによって、見かけ上、二段階の操作になり、ゆっくりと確実な動作をさせたい場合に有効である。   It is also possible to recognize such an operation of depressing the pad 132 by performing a preparatory operation. By tilting the pad 132 after the preparatory operation, it is determined that the working unit 12 performs a yaw operation. May be. In other words, by interposing a push-in operation before the tilting operation, it is apparently a two-stage operation, which is effective when a slow and reliable operation is desired.

図11に示すように、指をシャトルリング100から離しているときには、該シャトルリング100は前記のばね124a、124bの弾性力により中立位置に復帰している。また、突起114a、114bが、受け突起134a及び134bに当接すると、ゴムの弾性力により戻り方向に力を受けることになり、この作用によってもシャトルリング100は中立位置に復帰可能となっている。   As shown in FIG. 11, when the finger is separated from the shuttle ring 100, the shuttle ring 100 returns to the neutral position by the elastic force of the springs 124a and 124b. Further, when the protrusions 114a and 114b come into contact with the receiving protrusions 134a and 134b, the elastic force of the rubber receives a force in the return direction, and the shuttle ring 100 can be returned to the neutral position by this action. .

図12に示すように、親指の腹部Tをノブ110aに当てて押し出してシャトルリング100を時計方向に回転させる場合、突起114aの傾斜面118が傾斜面141に乗り上げながら受け突起134aを押し倒すように変形させ、該受け突起134aの裏面部が基板106に当接し、回動検出用第1感圧センサ144aを押圧する。受け突起134aは、突起114aが押し出されるほど回動検出用第1感圧センサ144aを強く押圧することから、該回動検出用第1感圧センサ144aの信号によりシャトルリング100の回動量を検出することができる。   As shown in FIG. 12, when pushing the abdomen T of the thumb against the knob 110a to rotate the shuttle ring 100 in the clockwise direction, the inclined surface 118 of the protrusion 114a pushes the receiving protrusion 134a while riding on the inclined surface 141. The back surface of the receiving projection 134a is brought into contact with the substrate 106 and presses the first pressure sensor 144a for rotation detection. Since the receiving protrusion 134a pushes the first pressure sensor for rotation detection 144a as the protrusion 114a is pushed out, the amount of rotation of the shuttle ring 100 is detected by the signal from the first pressure sensor for rotation detection 144a. can do.

なお、指をノブ110bに当てて引き込むように操作することによってもシャトルリング100は時計方向に回転し、同様の検出が可能である。   The shuttle ring 100 can also be rotated in the clockwise direction by operating the finger 110 so as to pull it in with the knob 110b, and the same detection is possible.

また、ノブ110bを押しだし、又はノブ110aを引き込み、シャトルリング100を反時計方向に回転させる場合には、突起114bが受け突起134bを押し下げて、回動検出用第2感圧センサ144bを押圧することから、時計方向の回動と同様に回動量の検出が可能である。   Further, when the knob 110b is pushed out or the knob 110a is pulled in and the shuttle ring 100 is rotated counterclockwise, the projection 114b pushes down the receiving projection 134b and presses the second pressure sensor 144b for detecting rotation. Therefore, the amount of rotation can be detected in the same manner as clockwise rotation.

図11から理解可能なように、シャトルリング100が中立位置にあるときには、傾斜面118と傾斜面141との間には狭い隙間160が設けられるとともに、円形シート130と基板106との間には狭い隙間145が設けられている。したがって、シャトルリング100が微小量回動しても回動検出用第1感圧センサ144a及び回動検出用第2感圧センサ144bには押圧力が加わらず、中立位置を示す信号を出力し続けることになり、不感帯が存在することになる。つまり、回動検出用第1感圧センサ144a及び回動検出用第2感圧センサ144bは、図10と同様に基準位置を中心とした所定範囲内で出力が0となり、不感帯が得られる。   As can be understood from FIG. 11, when the shuttle ring 100 is in the neutral position, a narrow gap 160 is provided between the inclined surface 118 and the inclined surface 141, and between the circular sheet 130 and the substrate 106. A narrow gap 145 is provided. Therefore, even if the shuttle ring 100 is rotated by a small amount, no pressure is applied to the first pressure sensor for rotation detection 144a and the second pressure sensor for rotation detection 144b, and a signal indicating the neutral position is output. There will be a dead zone. That is, the first pressure sensor 144a for rotation detection and the second pressure sensor 144b for rotation detection have an output of 0 within a predetermined range centered on the reference position as in FIG. 10, and a dead zone is obtained.

このような回動方向の不感帯の存在により、指をシャトルリング100から離しているときには、シャトルリング100の中立保持の状態が多少ずれている場合(例えば、2つのばね124a及び124bがバランスしない場合)でも、回動検出用第1感圧センサ144a及び回動検出用第2感圧センサ144bは確実に中立位置を示す信号を出力し、作業部12がロール方向に無駄に回動することが防止できる。また、微小角度の範囲内ではシャトルリング100を回動させても作業部12がロール方向に回動することがなく、いわゆる遊びが存在することになり、操作性が向上する。   Due to the presence of such a dead band in the rotating direction, when the finger is separated from the shuttle ring 100, the neutral holding state of the shuttle ring 100 is slightly shifted (for example, the two springs 124a and 124b are not balanced). However, the first pressure sensor 144a for rotation detection and the second pressure sensor 144b for rotation detection surely output a signal indicating the neutral position, and the working unit 12 may rotate unnecessarily in the roll direction. Can be prevented. In addition, even if the shuttle ring 100 is rotated within a small angle range, the working unit 12 does not rotate in the roll direction, so-called play exists and operability is improved.

このような不感帯の量としては、シャトルリング100の回動量で、±1°〜±8°のいずれかの範囲に設定するとよい。   The amount of such a dead zone may be set in a range of ± 1 ° to ± 8 ° by the amount of rotation of the shuttle ring 100.

なお、図10の±α0で示すような不感帯は、コントローラ45におけるソフトウェア処理によっても実現可能であるが隙間160、隙間145及び距離Rの存在に基づく機械的構成によって一層確実な不感帯が得られる。例えば、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bとの間に隙間がない場合には、前記のパッド132を下方に押し下げると傾動検出用第1感圧センサ146a及び傾動検出用第2感圧センサ146bの双方が押圧力に基づく信号を出力することになり、ソフトウェア側では適切な不感帯形成処理が困難であり、処理手順の複雑化、プログラムサイズの増大及びデバック時間の長期化を招くことになる。これに対して、マニピュレータ10においては、上記のような機械的構成により不感帯を設けていることから、このような不都合が発生しない。 Although the dead zone as shown by ± α 0 in FIG. 10 can be realized by software processing in the controller 45, a more reliable dead zone can be obtained by the mechanical configuration based on the existence of the gap 160, the gap 145, and the distance R. . For example, when there is no gap between the first pressure sensor for tilt detection 146a and the second pressure sensor for tilt detection 146b, the first pressure sensor for tilt detection 146a is pushed down when the pad 132 is pushed down. And the second pressure sensing sensor 146b for tilt detection output a signal based on the pressing force, and it is difficult for the software side to perform an appropriate dead band forming process. This will lead to prolonged time. On the other hand, in the manipulator 10, since the dead zone is provided by the mechanical configuration as described above, such inconvenience does not occur.

図13に示すように、複合入力部34では、軸Jを中心としてパッド132とシャトルリング100が同軸上に集中的且つコンパクトに配置されている。   As shown in FIG. 13, in the composite input unit 34, the pad 132 and the shuttle ring 100 are arranged on the same axis in a concentrated and compact manner around the axis J.

また、シャトルリング100によれば、左右のいずれかのノブ110a及び110bに対して、例えば親指を当てて、押し上げるようして回転動作をさせることにより、作業部12を同方向にロール回転させることができる。つまり、作業部12のロール回転機構の動作とシャトルリング100の動作が、同方向の回転動作同士で対応しており、直感的で容易な操作が可能になる。さらに、シャトルリング100は1つでロール回転機構の正逆両方向の回転に対応しており、入力手段が不必要に多くなることがなく、操作部を簡便に構成することができ、操作も容易となる。   Further, according to the shuttle ring 100, the working unit 12 is rotated in the same direction by rotating the left and right knobs 110 a and 110 b, for example, by placing the thumbs on the thumbs and pushing them up. Can do. That is, the operation of the roll rotating mechanism of the working unit 12 and the operation of the shuttle ring 100 correspond to each other in the same direction, and an intuitive and easy operation is possible. Furthermore, the single shuttle ring 100 corresponds to both forward and reverse rotations of the roll rotation mechanism, so that the number of input means is not increased unnecessarily, the operation unit can be simply configured, and the operation is easy. It becomes.

シャトルリング100はリング形状であることから、ロール回転に対応した入力手段であることが視覚的に容易に認識され、操作方法を容易に習得可能であり、しかも忘れにくい。設計条件によってはロール回転の入力手段はリング形状に限らず、軸Jを中心とした円弧回転手段であればよく、例えばノブ110a及び110bのみが表面に露呈している構成や、一部が開いたC字形状の構成としてもよい。   Since the shuttle ring 100 has a ring shape, it is easily recognized visually that it is an input means corresponding to roll rotation, and the operation method can be easily learned, and it is difficult to forget. Depending on the design conditions, the roll rotation input means is not limited to the ring shape, but may be an arc rotation means centered on the axis J. For example, only the knobs 110a and 110b are exposed on the surface, or a part of them is open. A C-shaped configuration may be used.

複合入力部34では、シャトルリング100とパッド132が集中的に配置されているが、機構的には独立的に設けられていることから、シャトルリング100とパッド132に対応する操作を混同することなく行うことができ、操作が容易となる。   In the composite input unit 34, the shuttle ring 100 and the pad 132 are intensively arranged. However, since they are provided mechanically independently, the operations corresponding to the shuttle ring 100 and the pad 132 are confused. Operation can be performed without any problem.

また、パッド132は、シャトルリング100の内側に設けられ、コンパクトにまとめられており、指の移動量が少なくて済む。パッド132は、1つでヨー方向の左右両方向の回転に対応しており、入力手段が不必要に多くなることがなく、操作部を簡便に構成することができ、操作も容易となる。   Further, the pad 132 is provided inside the shuttle ring 100 and is compactly packed, and the movement amount of the finger can be reduced. One pad 132 corresponds to the rotation in both the left and right directions in the yaw direction, the input means is not unnecessarily increased, the operation unit can be configured simply, and the operation is facilitated.

また、ノブ110a、110b及びパッド132はX方向に並んで設けられており、しかも適度な径(D1+D3×2=35mm)であるシャトルリング100に設けられていることから、親指の腹部Tの動作範囲内であり操作性が高い。   Further, since the knobs 110a and 110b and the pad 132 are provided side by side in the X direction and are provided on the shuttle ring 100 having an appropriate diameter (D1 + D3 × 2 = 35 mm), the operation of the abdomen T of the thumb is performed. It is within the range and operability is high.

具体的には、グリップハンドル26を把持したときに、親指の腹部Tはパッド132の中央の膨出部135の付近に自然と配置される。また、親指の第2関節(中央の関節)及び第3関節(根元側の関節)を動かすことによる概略の動作範囲を角度θ2としたときに、腹部Tの移動する円弧状の範囲162の中にノブ110a、110b及びパッド132が配置されている。したがって、親指の無理のない動作によりノブ110a、110b及びパッド132を集中的に操作することができる。   Specifically, when gripping the grip handle 26, the abdomen T of the thumb is naturally arranged near the bulging part 135 at the center of the pad 132. Further, when the approximate operating range by moving the second joint (center joint) and the third joint (base joint) of the thumb is the angle θ2, the inside of the arc-shaped range 162 in which the abdomen T moves. The knobs 110a and 110b and the pad 132 are disposed on the front side. Therefore, the knobs 110a and 110b and the pad 132 can be operated intensively by a reasonable operation of the thumb.

さらに、シャトルリング100は、前記のストッパ116a、116bにより動作範囲が適度に広い±10°に設定されていることから、微妙な操作が可能であるとともに、腹部Tで無理なく操作可能である。   Further, since the shuttle ring 100 is set to ± 10 ° having a reasonably wide operation range by the stoppers 116a and 116b, it is possible to perform a delicate operation and to operate the abdomen T without difficulty.

複合入力部34の表面部は、ノブ110a、110b及び膨出部135のみが僅かに膨出しているだけで、平面部39とほぼ同一面上に形成されている。したがって、腹部TをX方向に移動させる場合、略同一面上に沿わせればよく、操作が容易である。   The surface portion of the composite input portion 34 is formed on substantially the same plane as the flat portion 39, with only the knobs 110a, 110b and the bulging portion 135 slightly bulging. Therefore, when the abdomen T is moved in the X direction, it is only necessary that the abdomen T be along the same plane, and the operation is easy.

手技を行う際には、例えば以下のように複合入力部34の操作をするとよい。すなわち、まず基本姿勢として親指の腹部Tを膨出部135に軽く当てておく。   When performing the procedure, for example, the composite input unit 34 may be operated as follows. That is, first, the abdomen T of the thumb is lightly applied to the bulging portion 135 as a basic posture.

作業部12を左ヨー方向に動作させる場合には、腹部Tを膨出部135から左部分133aに移動させ、該左部分133aを押し下げる。このとき、左部分133aは膨出部135のない場所であり、且つノブ110aよりも右側の部分であることから、手元を見なくとも触覚により位置の確認が容易である。右ヨー方向に動作される場合には、逆に右部分133bを押し下げればよく、この場合も左部分133aと同様に位置の確認が容易である。   When operating the working unit 12 in the left yaw direction, the abdomen T is moved from the bulging portion 135 to the left portion 133a, and the left portion 133a is pushed down. At this time, since the left portion 133a is a place where the bulging portion 135 is not present and is a portion on the right side of the knob 110a, the position can be easily confirmed by tactile sense without looking at the hand. When operated in the right yaw direction, the right portion 133b may be pushed down, and in this case as well, the position can be easily confirmed in the same manner as the left portion 133a.

左右いずれの方向に動作させる場合にも、パッド132の中立位置を基準とした微小範囲の傾動は、不感帯の存在により傾動検出用第1感圧センサ146a及び傾動検出用第2感圧センサ146bのいずれでも検出されないことから、ヨー方向動作はなされず、術者にとって不必要に高感度な操作感がなく、操作がしやすい。   When operating in either the left or right direction, the tilt of the minute range with respect to the neutral position of the pad 132 is caused by the presence of the dead zone of the first pressure sensor 146a for tilt detection and the second pressure sensor 146b for tilt detection. Since neither of them is detected, the yaw direction operation is not performed, and there is no unnecessarily high operation feeling for the operator, and the operation is easy.

作業部12をロール動作させる場合には、腹部Tをやや膨出部135から左側に移動させるとノブ110aに当たることから、該ノブ110aを上方向に押し上げ、又は下に引き下げればよい。この場合、親指を複合入力部34の面に沿って左側に移動させれば自然とノブ110aに触れるので、位置の確認が容易である。作業部12のロール動作は、ノブ110bによって行うことも可能であり、該ノブ110bはノブ110aと同様に、腹部Tの移動により容易に位置確認がなされる。また、ノブ110a及び110bは、適度に膨出した形状であり、押し上げ、及び下に引き下げが容易であり、軽い力で操作可能である。   When the working unit 12 is rolled, if the abdomen T is moved slightly from the bulging part 135 to the left side, it hits the knob 110a. Therefore, the knob 110a may be pushed up or pulled down. In this case, if the thumb is moved to the left along the surface of the composite input unit 34, the knob 110a is naturally touched, so that the position can be easily confirmed. The roll operation of the working unit 12 can also be performed by the knob 110b, and the position of the knob 110b can be easily confirmed by the movement of the abdomen T, similarly to the knob 110a. Further, the knobs 110a and 110b have a moderately bulging shape, and can be easily pushed up and pulled down, and can be operated with a light force.

時計方向及び反時計方向いずれの方向に動作させる場合にも、シャトルリング100の中立位置を基準とした微小範囲の回動は、不感帯の存在により回動検出用第1感圧センサ144a及び回動検出用第2感圧センサ144bのいずれでも検出されないことから、ロール方向動作はなされず、術者にとって不必要に高感度な操作感がなく、操作がしやすい。   When operating in either the clockwise direction or the counterclockwise direction, the rotation of the minute range based on the neutral position of the shuttle ring 100 is caused by the first pressure sensor 144a for rotation detection and the rotation due to the presence of the dead zone. Since it is not detected by any of the second detection pressure sensors 144b for detection, the roll direction operation is not performed, and there is no unnecessarily high operational feeling for the operator, and the operation is easy.

複合入力部34の操作をしないときには、親指を平面部39に当てておいてもよい。例えば、平面部39の左端部に親指を当てておいた場合で、作業部12をロール動作又はヨー動作させようとするときには、平面部39及び複合入力部34の面に沿わせて右に移動させれば、自然とノブ110a、左部分133a、右部分133b及びノブ110bに触れて、手元を見ずに位置確認が可能である。   When the composite input unit 34 is not operated, a thumb may be placed on the flat surface 39. For example, when a thumb is placed on the left end portion of the flat surface portion 39 and the work portion 12 is to be rolled or yawed, it moves to the right along the surfaces of the flat surface portion 39 and the composite input portion 34. Then, the position can be confirmed without touching the hand by touching the knob 110a, the left portion 133a, the right portion 133b, and the knob 110b.

また、ノブ110a、ノブ110bとパッド132は隣接配置されていることから、1本の親指で作業部12のロール動作とヨー動作の複合的な動作を行うこともできる。例えば、作業部12を左ヨー方向に動作させるとともに時計方向にロール動作させる場合には、親指を左部分133aとノブ110aとに跨ぐように置き、左部分133aを押し下げるとともにノブ110aを上へ押し上げればよい。また、作業部12を右ヨー方向に動作させるとともに時計方向にロール動作させる場合には、親指を右部分133bとノブ110bとに跨ぐように置き、右部分133bを押し下げるとともにノブ110bを下へ引き下げればよい。   Further, since the knob 110a, the knob 110b and the pad 132 are disposed adjacent to each other, it is possible to perform a combined operation of the roll operation and the yaw operation of the working unit 12 with one thumb. For example, when the working unit 12 is moved in the left yaw direction and rolled in the clockwise direction, the thumb is placed across the left portion 133a and the knob 110a, and the left portion 133a is pushed down and the knob 110a is pushed up. Just do it. When the working unit 12 is moved in the right yaw direction and rolled in the clockwise direction, the thumb is placed across the right part 133b and the knob 110b, the right part 133b is pushed down, and the knob 110b is lowered. Just do it.

このような複合的な操作を行う場合にも、各動作に不感帯が存在することより、操作をしやすい。   Even when such a complex operation is performed, the operation is easy because there is a dead zone in each operation.

上述したマニピュレータ10は、患部に対する位置決め固定が容易であり、手術前の準備に時間が短く、しかも症例ごとに柔軟な位置決めが可能であり手術プロトコル作成の上で作業負担が少なく、多くの症例に適用可能である。また、手術中に不測の事態が生じ、関胸、開腹手術に移行する必要が生じた場合にも、マニピュレータ10を撤去するのにはほとんど時間が係らず、結果として手術時間が不用意に長くなることがなく、患者にとって低侵襲である。さらに、遠隔操作装置等と比較して、装置が簡便であり、低コストである。   The above-described manipulator 10 is easy to position and fix to the affected area, has a short preparation time before surgery, can be positioned flexibly for each case, has a low work burden in creating a surgical protocol, and can be used in many cases. Applicable. Further, even if an unexpected situation occurs during the operation, and it becomes necessary to shift to a thoracic or laparotomy operation, it takes almost no time to remove the manipulator 10, resulting in an inadvertently long operation time. Is less invasive to the patient. Furthermore, the device is simpler and less expensive than a remote control device or the like.

また、上述したように、マニピュレータ10によれば、回動検出用第1感圧センサ144aと回動検出用第2感圧センサ144bとが、シャトルリング100の操作に対して、中立位置を基準として不感帯が得られるように配置されている。さらに、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bとがパッド132の操作に対して、中立位置を基準として不感帯が得られるように配置されている。これらの構成により、各操作に対して遊びが存在することになり、作業部12が無駄に動いたり、入力部に僅かに触れるだけで操作部が過度に反応することが防止され、高い操作性が得られる。   Further, as described above, according to the manipulator 10, the rotation detection first pressure sensor 144a and the rotation detection second pressure sensor 144b are based on the neutral position with respect to the operation of the shuttle ring 100. As a dead zone. Further, the first pressure sensor for tilt detection 146a and the second pressure sensor for tilt detection 146b are arranged so that a dead zone can be obtained with respect to the operation of the pad 132 with reference to the neutral position. With these configurations, there is play for each operation, and the operation unit 12 is prevented from moving unnecessarily, or the operation unit reacts excessively with a slight touch on the input unit. Is obtained.

また、中立位置を基準として入力部が正逆方向に操作されることによって、作業部12も対応するように正逆方向に動作することから、術者の感覚に合った操作性が得られる。   Further, when the input unit is operated in the forward / reverse direction with the neutral position as a reference, the working unit 12 also operates in the forward / reverse direction so as to correspond, so that operability suited to the operator's sense is obtained.

次に、マニピュレータ10及びその各部分の変形例について図14A〜図19を参照しながら説明する。以下、マニピュレータ10と同様の箇所については同符号を付して詳細な説明を省略する。   Next, modified examples of the manipulator 10 and each part thereof will be described with reference to FIGS. 14A to 19. Hereinafter, parts similar to those of the manipulator 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図14A〜図15に示すシャトルリング100a〜100cは、シャトルリング100の変形に係る入力手段であり、シャトルリング100と同様の中立位置を基準とした不感帯が得られる。   Shuttle rings 100a to 100c shown in FIGS. 14A to 15 are input means related to the deformation of shuttle ring 100, and a dead zone based on a neutral position similar to shuttle ring 100 is obtained.

図14Aに示すシャトルリング100aは、前記の2つのノブ110a及び110bに換えて凹部190a及び190bが設けられている。凹部190a及び190bは、親指の腹部Tを当てるのに適するようにJ2方向にやや窪んだ形状であって、例えば、深さを1mm〜5mm、周方向長さを3mm〜10mmに設定するとよい。凹部190a及び凹部190bは、軸Jを中心として左右対称の位置に設けられている。   A shuttle ring 100a shown in FIG. 14A is provided with recesses 190a and 190b in place of the two knobs 110a and 110b. The recesses 190a and 190b have a shape slightly depressed in the J2 direction so as to be suitable for hitting the abdomen T of the thumb. For example, the depth may be set to 1 mm to 5 mm and the circumferential length may be set to 3 mm to 10 mm. The concave portion 190a and the concave portion 190b are provided at symmetrical positions about the axis J.

図14Bに示すシャトルリング100bは、前記のノブ110aに代えて上下一対の小ノブ192a及び193aが設けられ、前記のノブ110bに代えて上下一対の小ノブ192b及び193bが設けられている。小ノブ192aと小ノブ193aは上下対称位置に設けられており、その間の部分は凹部194aを形成している。同様に、小ノブ192bと小ノブ193bは上下対称位置に設けられており、その間の部分は凹部194bを形成している。   The shuttle ring 100b shown in FIG. 14B is provided with a pair of upper and lower small knobs 192a and 193a instead of the knob 110a, and a pair of upper and lower small knobs 192b and 193b instead of the knob 110b. The small knob 192a and the small knob 193a are provided in a vertically symmetrical position, and a portion between them forms a recess 194a. Similarly, the small knob 192b and the small knob 193b are provided in a vertically symmetrical position, and a portion between them forms a recess 194b.

凹部194a及び194bは、親指の腹部Tを当てるのに適するようにJ2方向にやや窪んだ形状であって、例えば、前記の凹部190a及び190bと同様の位置及び形状にするとよい。   The recesses 194a and 194b have a slightly depressed shape in the J2 direction so as to be suitable for applying the abdomen T of the thumb. For example, the recesses 194a and 194b may have the same position and shape as the recesses 190a and 190b.

図15に示すシャトルリング100cは、前記の2つの突起114a及び114bに換えて1本の細い突起180が設けられている。突起180の左右にはゴム体182a及び182bが折り返し部184を介してグリップハンドル26のベース部186に取り付けられている。各ゴム体182a及び182bは、折り返し部184の屈曲作用により周方向に弾性的に変位可能である。   A shuttle ring 100c shown in FIG. 15 is provided with one thin protrusion 180 instead of the two protrusions 114a and 114b. Rubber bodies 182 a and 182 b are attached to the base portion 186 of the grip handle 26 via folded portions 184 on the left and right sides of the protrusion 180. The rubber bodies 182a and 182b can be elastically displaced in the circumferential direction by the bending action of the folded portion 184.

各ゴム体182a及び182bから見て突起180と反対側には、回動検出用第1感圧センサ144a及び回動検出用第2感圧センサ144bが設けられている。中立状態では、突起180とゴム体182a及び182bとの間にはそれぞれ狭い隙間187が設けられ、ゴム体182a及び182bと回動検出用第1感圧センサ144a及び回動検出用第2感圧センサ144bとの間には狭い隙間188が設けられている。   A rotation detection first pressure sensor 144a and a rotation detection second pressure sensor 144b are provided on the opposite side of the protrusion 180 when viewed from the rubber bodies 182a and 182b. In the neutral state, narrow gaps 187 are provided between the protrusion 180 and the rubber bodies 182a and 182b, respectively. The rubber bodies 182a and 182b, the first pressure sensor for rotation detection 144a, and the second pressure sensor for rotation detection. A narrow gap 188 is provided between the sensor 144b and the sensor 144b.

シャトルリング100cを時計方向に回転させると、突起180は図15の左方向に変位し、ゴム体182aを介して回動検出用第1感圧センサ144aを押圧することになり、シャトルリング100cの時計方向の回動量が検出可能である。また、シャトルリング100cを反時計方向に回転させると、突起180は図15の右方向に変位し、ゴム体182bを介して回動検出用第2感圧センサ144bを押圧することになり、シャトルリング100cの反時計方向の回動量が検出可能である。この場合、隙間187及び188が存在することにより、不感帯が設けられ、作業部12が無駄に動作することがない。また、不感帯がいわゆる遊びとして作用し、操作性がよい。   When the shuttle ring 100c is rotated in the clockwise direction, the protrusion 180 is displaced in the left direction in FIG. 15 and presses the first pressure sensing sensor 144a for rotation detection via the rubber body 182a. The amount of clockwise rotation can be detected. Further, when the shuttle ring 100c is rotated counterclockwise, the protrusion 180 is displaced in the right direction in FIG. 15 and presses the second pressure sensing sensor 144b for rotation detection via the rubber body 182b. The amount of rotation of the ring 100c in the counterclockwise direction can be detected. In this case, due to the presence of the gaps 187 and 188, a dead zone is provided, and the working unit 12 does not operate wastefully. In addition, the dead zone acts as so-called play, and operability is good.

図16A〜図16Cに示すパッド200a〜200cは、前記のパッド132の変形例に係る入力手段であり、パッド132と同様に中立位置を基準とした不感帯が得られる。   Pads 200a to 200c shown in FIGS. 16A to 16C are input means according to modifications of the pad 132, and a dead zone based on the neutral position is obtained in the same manner as the pad 132.

図16Aに示すように、パッド200aは、前記の膨出部135がなく、代わりに、左部分133a及び右部分133bに、外方向を指し示す低い三角形状の突起202a及び202bが設けられている。このような突起202a及び202bによれば、膨出部135がなくとも、左部分133a及び右部分133bの位置を触覚により認識可能である。また、三角形状の指し示す向きを視覚又は触覚により確認して、対応する作業部12のヨー方向傾動方向が認識可能である。   As shown in FIG. 16A, the pad 200a does not have the bulged portion 135, and instead, the left portion 133a and the right portion 133b are provided with low triangular protrusions 202a and 202b that point outward. According to such protrusions 202a and 202b, the positions of the left portion 133a and the right portion 133b can be recognized by touch even without the bulging portion 135. In addition, the pointing direction of the triangle can be confirmed visually or tactilely, and the yaw direction tilting direction of the corresponding working unit 12 can be recognized.

図16Bに示すように、パッド200bは、膨出部135が屋根型であって、左部分133aの左端半円の板状部204a及び右部分133bの右端半円の板状部204bと滑らかに接続されている。板状部204a及び204bには浅く緩やかな形状の凹部206が設けられている。このようなパッド200bでは、膨出部135により左部分133aと右部分133bの区別が可能であるとともに、板状部204a及び204bによっても左部分133aと右部分133bの位置が認識可能である。また、凹部206により指が当てやすくなっており、操作性が向上する。   As shown in FIG. 16B, the pad 200b has a bulging portion 135 that has a roof shape, and is smooth with the left-end semicircle plate-like portion 204a of the left portion 133a and the right-end semicircle plate-like portion 204b of the right portion 133b. It is connected. The plate-like portions 204a and 204b are provided with a shallow and gentle concave portion 206. In such a pad 200b, the left portion 133a and the right portion 133b can be distinguished by the bulging portion 135, and the positions of the left portion 133a and the right portion 133b can also be recognized by the plate-like portions 204a and 204b. In addition, the concave portion 206 makes it easier to apply a finger, and operability is improved.

図16Cに示すように、パッド200cは、前記のパッド200aに対して、縦方向のスイッチ部208を付加した入力手段である。スイッチ部208は、横方向のスイッチ部と交差して十字形状を形成している。スイッチ部208には、上側及び下側に、外方向を指し示す低い三角形状の突起202c及び202dが設けられている。   As shown in FIG. 16C, the pad 200c is an input means in which a vertical switch unit 208 is added to the pad 200a. The switch portion 208 intersects with the horizontal switch portion to form a cross shape. The switch unit 208 is provided with low triangular protrusions 202c and 202d pointing in the outward direction on the upper side and the lower side.

このようなパッド200cによれば、ヨー方向以外の動作機構(例えば、グリッパ59の開閉動作機構)に対しても複合入力部34において集中的な操作が可能となる。   According to such a pad 200c, it is possible to perform intensive operations in the composite input unit 34 even for operation mechanisms other than the yaw direction (for example, the opening / closing operation mechanism of the gripper 59).

また、この場合、図17Aに示すように、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bを左右に配列するとともに、傾動検出用第3感圧センサ146cと傾動検出用第4感圧センサ146dを上下に配列する。パッド200cは、これに対応させてJ2方向の端面139を十字形状にして、上下方向(正逆方向)に傾動する際に、傾動量及び(又は)押圧力を傾動検出用第3感圧センサ146cと傾動検出用第4感圧センサ146dで検出する。   In this case, as shown in FIG. 17A, the tilt detection first pressure sensor 146a and the tilt detection second pressure sensor 146b are arranged on the left and right, and the tilt detection third pressure sensor 146c and the tilt detection are arranged. The fourth pressure sensitive sensor 146d is arranged vertically. Correspondingly, the pad 200c has a cross-shaped end surface 139 in the J2 direction, and when tilting in the vertical direction (forward / reverse direction), the tilt amount and / or the pressing force is a third pressure sensor for tilt detection. 146c and a fourth pressure sensor 146d for tilt detection.

傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bとの間で左右方向の隙間は前記と同様に距離Rとし、傾動検出用第3感圧センサ146cと傾動検出用第4感圧センサ146dとの間で上下方向の隙間も距離Rとするとよい。これにより、上下方向の傾動動作についても適切な不感帯が得られる。   The gap in the left-right direction between the first pressure sensor 146a for tilt detection and the second pressure sensor 146b for tilt detection is the distance R as described above, and the third pressure sensor for tilt detection 146c and the first tilt detection sensor 146c. The clearance in the vertical direction between the four pressure sensors 146d may be the distance R. Thereby, an appropriate dead zone can be obtained even in the tilting operation in the vertical direction.

また、図17Bに示すように、傾動検出用第1感圧センサ146a、傾動検出用第2感圧センサ146b、傾動検出用第3感圧センサ146c及び傾動検出用第4感圧センサ146dをそれぞれ略90°の円弧形状として、左右と上下とに配列して円環形状を構成するようにしてもよい。この場合、J2方向の端面139は円形にしておくとよい。 傾動検出用第1感圧センサ146a、傾動検出用第2感圧センサ146b、傾動検出用第3感圧センサ146c及び傾動検出用第4感圧センサ146dによって形成される円環形状の内径は距離Rとするとよい。これにより、上下左右の方向の傾動動作について適切な不感帯が得られる。   Further, as shown in FIG. 17B, a tilt detection first pressure sensor 146a, a tilt detection second pressure sensor 146b, a tilt detection third pressure sensor 146c, and a tilt detection fourth pressure sensor 146d are provided. An arc shape of approximately 90 ° may be arranged in the left and right and top and bottom to form an annular shape. In this case, the end surface 139 in the J2 direction is preferably circular. The inner diameter of the annular shape formed by the first pressure sensor for tilt detection 146a, the second pressure sensor for tilt detection 146b, the third pressure sensor for tilt detection 146c, and the fourth pressure sensor for tilt detection 146d is a distance. R is good. Thereby, an appropriate dead zone can be obtained for the tilting motion in the vertical and horizontal directions.

このような図16C、図17A及び図17Bに示すような操作手段によれば、パッド200cは、第1回動軸(例えば、ピボット軸)に対して駆動指令を与えるために、左右押し込み方向に傾動するとともに、第2回動軸(例えば、グリッパ59)に対して駆動指令を与えるために、上下の押し込み方向に傾動する部材となる。   According to the operation means as shown in FIGS. 16C, 17A, and 17B, the pad 200c is moved in the left and right pushing direction in order to give a drive command to the first rotation shaft (for example, the pivot shaft). In addition to tilting, in order to give a drive command to the second rotation shaft (for example, gripper 59), the member is tilted in the up and down pushing direction.

また、傾動検出用第1感圧センサ146aと傾動検出用第2感圧センサ146bは左右方向の傾動を検出する組であり、端面139の左部及び右部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられる第1組として規定される。さらに、傾動検出用第3感圧センサ146cと傾動検出用第4感圧センサ146dは上下方向の傾動を検出する組であり、端面139の上部及び下部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられる第2組として規定される。   Further, the first pressure sensor for tilt detection 146a and the second pressure sensor for tilt detection 146b are a set for detecting tilt in the left-right direction, and face the left and right portions of the end surface 139 with a gap therebetween. It is defined as the first set provided at the position. Further, the third pressure sensor for tilt detection 146c and the fourth pressure sensor for tilt detection 146d are a pair for detecting tilt in the vertical direction, and are located at positions facing the upper and lower portions of the end surface 139 with a gap therebetween. It is defined as the second set provided.

また、図18に示すように、複合入力部34の正面視で、第1入力部としてのシャトルリング100は、スイッチ部208及びスイッチ部209を囲うように配置され、且つ中心軸をJに対して同軸状にバランスよく配置されている。したがって、操作性が高く、操作方法を容易に習得可能である。特に、スイッチ部208をグリッパ59の開閉動作に対応させると、該グリッパ59は中立姿勢で上下方向に開閉する機構であることから、スイッチ部208の上下方向の傾動と対応がよく、直感的で容易な操作が可能になる。   As shown in FIG. 18, in the front view of the composite input unit 34, the shuttle ring 100 as the first input unit is disposed so as to surround the switch unit 208 and the switch unit 209 and has a central axis with respect to J. And are arranged coaxially in a well-balanced manner. Therefore, the operability is high and the operation method can be easily learned. In particular, when the switch unit 208 corresponds to the opening / closing operation of the gripper 59, the gripper 59 is a mechanism that opens and closes in a vertical position in a neutral posture. Easy operation becomes possible.

さらに、図17A及び図17Bで示すような、傾動検出用第1感圧センサ146a、傾動検出用第2感圧センサ146b、傾動検出用第3感圧センサ146c及び傾動検出用第4感圧センサ146dの配置によれば、左右方向及び上下方向に限らず、任意の斜めの方向の傾動動作も検出可能である。例えば、図17A及び図17Bにおける左斜め上方に傾動が発生した場合、傾動検出用第1感圧センサ146a及び傾動検出用第3感圧センサ146cによる2つの検出信号のベクトル和により傾動量及び(又は)押圧力が検出可能であるとともに、該ベクトルの向きにより傾動方向を検出することができる。   Furthermore, as shown in FIGS. 17A and 17B, the first pressure sensor 146a for tilt detection, the second pressure sensor 146b for tilt detection, the third pressure sensor 146c for tilt detection, and the fourth pressure sensor for tilt detection. According to the arrangement of 146d, it is possible to detect a tilting motion in an arbitrary oblique direction, not limited to the horizontal direction and the vertical direction. For example, when tilting occurs in the upper left direction in FIGS. 17A and 17B, the tilt amount and (() are determined by the vector sum of two detection signals by the tilt detection first pressure sensor 146a and the tilt detection third pressure sensor 146c. Alternatively, the pressing force can be detected, and the tilt direction can be detected by the direction of the vector.

図19に示すように、作業部220は、前記の作業部12に相当する作業手段であり、生体に対して高周波通電して所定の箇所を凝固・切開処置するための、いわゆる電気メスである。作業部220は、前記のグリッパ59に代えて、Z1方向に突出し、先端がY1方向にやや屈曲した電極部材222が設けられている。また、グリッパ59の動作機構に代えて、軸Opを基準としたピッチ動作機構が設けられている。作業部220を用いる場合、生体とマニピュレータ10との間に電圧を印加する電源224(図1参照)を用いる。   As shown in FIG. 19, the working unit 220 is a working unit corresponding to the working unit 12, and is a so-called electric knife for coagulating and incising a predetermined portion by applying high-frequency current to a living body. . Instead of the gripper 59, the working unit 220 is provided with an electrode member 222 that protrudes in the Z1 direction and has a tip slightly bent in the Y1 direction. Further, instead of the operation mechanism of the gripper 59, a pitch operation mechanism based on the axis Op is provided. When the working unit 220 is used, a power source 224 (see FIG. 1) that applies a voltage between the living body and the manipulator 10 is used.

このような作業部220に対しても複合入力部34が適用可能である。すなわち、電極部材222のロール回転に対してはシャトルリング100の回動動作を対応させ、ヨー方向及びピッチ方向動作に対しては図18のパッド200cの傾動動作を対応させるとよい。   The composite input unit 34 can also be applied to such a working unit 220. That is, the rotation of the shuttle ring 100 may correspond to the roll rotation of the electrode member 222, and the tilting operation of the pad 200c in FIG. 18 may correspond to the yaw direction and pitch direction operations.

もちろん、複合入力部34に対応可能な作業部はこれに限らず、ロール動作機構を有する作業部に対して好適に適用可能である。   Of course, the working unit that can handle the composite input unit 34 is not limited to this, and can be suitably applied to a working unit having a roll operation mechanism.

なお、マニピュレータ10及び作業部12及び220は、医療用のものとして説明したが、使用用途はこれに限らず、例えば、エネルギー機器等の狭隘部補修の用途に適用可能であることはもちろんである。   In addition, although the manipulator 10 and the working units 12 and 220 have been described as those for medical use, the usage is not limited to this, and it is needless to say that the manipulator 10 and the working units 12 and 220 can be applied to, for example, narrow part repairs such as energy devices. .

本発明に係るマニピュレータは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   The manipulator according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

本実施の形態に係るマニピュレータを斜め前方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the manipulator concerning this embodiment from diagonally forward. 本実施の形態に係るマニピュレータを斜め後方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the manipulator concerning this embodiment from the slanting back. 作業部の一部分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of a working part. 90°傾けた状態のマニピュレータの斜視図である。It is a perspective view of the manipulator in the state inclined 90 degrees. 複合入力部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a composite input part. ベース体及びシャトルリングの裏面を示す図である。It is a figure which shows the back surface of a base body and a shuttle ring. ゴムパッドを斜め後方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the rubber pad from diagonally backward. 中立状態のゴムパッド及びその周辺部の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the rubber pad in a neutral state and its peripheral part. パッドを操作した状態のゴムパッド及びその周辺部の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the rubber pad in the state where the pad is operated and its peripheral part. 傾動検出用感圧センサによって検出されるパッドの押圧量のグラフである。It is a graph of the pressing amount of the pad detected by the pressure sensor for tilt detection. 中立状態のシャトルリング及びその周辺部の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the neutral state shuttle ring and its peripheral part. ノブを操作した状態のシャトルリング及びその周辺部の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the shuttle ring in a state where the knob is operated and its peripheral part. 複合入力部の表面部を示す図である。It is a figure which shows the surface part of a composite input part. 図14Aは、第1の変形例に係るシャトルリングの斜視図であり、図14Bは、第2の変形例に係るシャトルリングの斜視図である。FIG. 14A is a perspective view of a shuttle ring according to a first modification, and FIG. 14B is a perspective view of a shuttle ring according to a second modification. 第3の変形例に係るシャトルリング及びその周辺を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the shuttle ring which concerns on a 3rd modification, and its periphery. 図16Aは、第1の変形例に係るパッドを備えるゴムパッドの斜視図であり、図16Bは、第2の変形例に係るパッドを備えるゴムパッドの斜視図であり、図16Cは、第3の変形例に係るパッドを備えるゴムパッドの斜視図である。FIG. 16A is a perspective view of a rubber pad including a pad according to a first modification, FIG. 16B is a perspective view of a rubber pad including a pad according to a second modification, and FIG. 16C is a third modification. It is a perspective view of a rubber pad provided with a pad concerning an example. 図17Aは、4つの傾動検出用感圧センサが十字形状に設けられた状態を示す平面図であり、図17Bは、4つの傾動検出用感圧センサが円環状に設けられた状態を示す平面図である。FIG. 17A is a plan view showing a state in which four tilt detection pressure-sensitive sensors are provided in a cross shape, and FIG. 17B is a plan view showing a state in which four tilt detection pressure-sensitive sensors are provided in an annular shape. FIG. 図16Cの第3の変形例に係るパッドを備えるゴムパッドを備える複合入力部の表面部を示す図である。It is a figure which shows the surface part of a composite input part provided with the rubber pad provided with the pad which concerns on the 3rd modification of FIG. 16C. 変形例に係る作業部の斜視図である。It is a perspective view of the operation part concerning a modification.

符号の説明Explanation of symbols

10…マニピュレータ 12、220…作業部
14…操作指令部(操作部) 16…連結部
26…グリップハンドル 32…トリガーレバー
34…複合入力部 48…連結シャフト
59…グリッパ
100、100a〜100c…シャトルリング(第1入力部)
102…ベース体 104…ゴムパッド
106…基板 110a、110b…ノブ
132、200a〜200c…パッド(第2入力部)
134a、134b…受け突起
144a…回動検出用第1感圧センサ(第1検出部)
144b…回動検出用第2感圧センサ(第2検出部)
146a…傾動検出用第1感圧センサ(第1検出部)
146b…傾動検出用第2感圧センサ(第2検出部)
146c…傾動検出用第3感圧センサ(第1検出部)
146d…傾動検出用第4感圧センサ(第2検出部)
208…スイッチ部(第3入力部) 209…スイッチ部(第2入力部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Manipulator 12, 220 ... Working part 14 ... Operation command part (operation part) 16 ... Connection part 26 ... Grip handle 32 ... Trigger lever 34 ... Composite input part 48 ... Connection shaft 59 ... Gripper 100, 100a-100c ... Shuttle ring (First input part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Base body 104 ... Rubber pad 106 ... Board | substrate 110a, 110b ... Knob 132, 200a-200c ... Pad (2nd input part)
134a, 134b ... receiving projection 144a ... first pressure sensor for detecting rotation (first detector)
144b ... Second pressure sensor for detecting rotation (second detection unit)
146a... First pressure sensor for tilt detection (first detection unit)
146b ... Tilt detection second pressure sensor (second detection unit)
146c ... Tilt detection third pressure sensor (first detection unit)
146d ... Tilt detection fourth pressure sensor (second detection unit)
208: Switch unit (third input unit) 209 ... Switch unit (second input unit)

Claims (4)

人手によって把持されるグリップハンドルを含む操作部と、
前記操作部に設けられ、中立位置から正逆方向に操作される入力部と、
前記入力部の正方向への操作量を検出する第1検出部と、
前記入力部の逆方向への操作量を検出する第2検出部と、
前記操作部から延在する連結部と、
前記連結部の先端に設けられ、前記第1検出部及び前記第2検出部の検出信号に基づいて正逆方向に動作可能な作業部と、
を有し、
前記第1検出部及び前記第2検出部は、前記入力部の操作に対して中立位置を基準とした所定の不感帯の範囲で操作量を検出しない位置に配置されていることを特徴とするマニピュレータ。
An operation unit including a grip handle to be gripped by human hands;
An input unit provided in the operation unit and operated in a forward and reverse direction from a neutral position;
A first detection unit that detects an operation amount of the input unit in a positive direction;
A second detection unit that detects an operation amount of the input unit in the reverse direction;
A connecting portion extending from the operating portion;
A working unit provided at a distal end of the coupling unit and operable in forward and reverse directions based on detection signals of the first detection unit and the second detection unit;
Have
The first detection unit and the second detection unit are arranged at a position where an operation amount is not detected within a predetermined dead band range with respect to an operation of the input unit based on a neutral position. .
請求項1記載のマニピュレータにおいて、
前記作業部は、前記入力部の操作に基づいて、先端部の延在方向の軸線を中心として回動可能な回転機構を備え、
前記入力部は、前記回転機構に対して駆動指令を与えるための回転部材であって、
前記第1検出部及び前記第2検出部は、中立位置を基準として前記回転部材が±1°〜±8°のいずれかの範囲を不感帯として検出しない位置に配置されていることを特徴とするマニピュレータ。
The manipulator according to claim 1, wherein
The working unit includes a rotation mechanism that can rotate around an axis in the extending direction of the tip based on an operation of the input unit,
The input unit is a rotating member for giving a drive command to the rotating mechanism,
The first detection unit and the second detection unit are arranged at positions where the rotating member does not detect any range of ± 1 ° to ± 8 ° as a dead zone with reference to a neutral position. manipulator.
請求項1記載のマニピュレータにおいて、
前記作業部は、記連結部の基端側から先端側に延在する軸線と非平行に回動可能なピボット軸を備え、
前記入力部は、前記ピボット軸に対して駆動指令を与えるために、左右押し込み方向に傾動する部材であって、
前記第1検出部及び前記第2検出部は、前記傾動する部材の端面の左部及び右部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられ、
前記第1検出部と前記第2検出部との距離は、2〜8mmのいずれかに設定されていることを特徴とするマニピュレータ。
The manipulator according to claim 1, wherein
The working portion includes a pivot shaft that can rotate non-parallel to an axis extending from the proximal end side to the distal end side of the connecting portion,
The input unit is a member that tilts in the left-right pushing direction to give a drive command to the pivot shaft,
The first detection unit and the second detection unit are provided at positions facing a left part and a right part of an end surface of the tilting member with a gap therebetween,
The manipulator characterized in that a distance between the first detection unit and the second detection unit is set to any of 2 to 8 mm.
請求項1記載のマニピュレータにおいて、
前記作業部は、第1回動軸及び第2回動軸を備え、
前記入力部は、前記第1回動軸に対して駆動指令を与えるために、左右押し込み方向に傾動するとともに、前記第2回動軸に対して駆動指令を与えるために、上下の押し込み方向に傾動する部材であって、
前記第1検出部と前記第2検出部とからなる組は、前記入力部の左右方向の傾動と、上下方向の傾動とを検出するために二組設けられ、
前記傾動する部材の端面の左部及び右部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられる第1組と、上部及び下部に対して隙間を挟んで対向する位置に設けられる第2組とからなることを特徴とするマニピュレータ。
The manipulator according to claim 1, wherein
The working unit includes a first rotation shaft and a second rotation shaft,
The input unit tilts in the left and right pushing direction in order to give a drive command to the first rotating shaft, and in the up and down pushing direction to give a driving command to the second turning shaft. A tilting member,
Two sets of the first detection unit and the second detection unit are provided to detect the horizontal tilt and the vertical tilt of the input unit,
A first set provided at a position facing the left and right portions of the end face of the tilting member with a gap therebetween, and a second set provided at a position facing the upper portion and the lower portion with a gap therebetween. A manipulator characterized by comprising:
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