JP2019005864A - Arm system, medical arm system and rotating mechanism - Google Patents
Arm system, medical arm system and rotating mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019005864A JP2019005864A JP2017124380A JP2017124380A JP2019005864A JP 2019005864 A JP2019005864 A JP 2019005864A JP 2017124380 A JP2017124380 A JP 2017124380A JP 2017124380 A JP2017124380 A JP 2017124380A JP 2019005864 A JP2019005864 A JP 2019005864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation
- intermediate body
- movable
- arm system
- contact portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
- F16H21/46—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
【課題】関節の回動可能な角度範囲がより広く、ユーザにとってより利便性が高いアームシステムを提供する。【解決手段】複数の関節と、前記複数の関節にて連結された複数のリンクと、を備え、前記複数の関節の少なくともいずれかは、周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、を備える回動機構である、アームシステム。【選択図】図1An arm system having a wider angle range in which a joint can be rotated and being more convenient for a user is provided. A plurality of joints and a plurality of links connected by the plurality of joints, wherein at least one of the plurality of joints has a first contact portion in a part in a circumferential direction. , A rotatable movable part, a second abutting part that abuts on the first abutting part as the movable part is pivoted, and another surface facing the one surface provided with the second abutting part An intermediate body having a third abutting portion provided in a part of the circumferential direction of the movable body and being rotatable coaxially with the movable portion, and the third abutting portion according to the rotation of the intermediate body. An arm system which is a rotation mechanism including a fourth abutting portion that abuts and a fixing portion fixed in the circumferential direction. [Selection] Figure 1
Description
本開示は、アームシステム、医療用アームシステム及び回動機構に関する。 The present disclosure relates to an arm system, a medical arm system, and a rotation mechanism.
近年、医療分野では、より正確に、より素早く作業を行うためにアームシステムを用いることが一般的になっている。アームシステムは、複数の関節によって複数のリンクを連結した多リンク構造を備え、各関節の回動駆動を制御することで、正確かつ素早い動作を行うことができる。 In recent years, it has become common in the medical field to use an arm system to perform work more accurately and quickly. The arm system includes a multi-link structure in which a plurality of links are connected by a plurality of joints, and can perform an accurate and quick operation by controlling the rotational driving of each joint.
また、アームシステムでは、各種の施術(例えば、手術又は検査など)を行うためにアームの先端に様々な医療用のユニット(機能ユニットとも称する)が設けられる。例えば、顕微鏡、内視鏡又は撮像装置等の撮像機能を有する機能ユニットをアームの先端に設けることで、ユーザ(施術者)は、該機能ユニットによって撮像された患部の画像を観察しながら各種施術を行うことができる。 In the arm system, various medical units (also referred to as functional units) are provided at the tip of the arm in order to perform various kinds of treatment (for example, surgery or examination). For example, by providing a functional unit having an imaging function such as a microscope, an endoscope, or an imaging device at the tip of the arm, the user (practitioner) can perform various treatments while observing an image of the affected area captured by the functional unit. It can be performed.
例えば、下記の特許文献1には、6自由度以上の自由度を実現する複数の関節によって複数のリンクを連結したアーム装置が開示されている。下記特許文献1には、該アーム装置の駆動制御において、一般化逆動力学を用いた全身協調制御及び理想関節制御を適用することが開示されている。 For example, Patent Document 1 below discloses an arm device in which a plurality of links are connected by a plurality of joints that realize a degree of freedom of 6 degrees or more. Patent Document 1 below discloses that whole body cooperative control and ideal joint control using generalized inverse dynamics are applied in drive control of the arm device.
ここで、アームシステムに用いられる関節では、エンコーダによって検出可能な角度範囲である0度〜360度を超えないように、回動可能な角度範囲が制御されていた。 Here, in the joint used in the arm system, the angle range in which the rotation is possible is controlled so as not to exceed the angle range of 0 to 360 degrees that can be detected by the encoder.
しかし、ストッパーなどの機械的構造を用いて、関節の回動可能な角度範囲を制御する場合、ストッパーが設けられた角度範囲には回動することができないため、関節の回動可能な角度範囲が大きく制限されてしまう。一方、サーボ制御などの電気的制御を用いて、関節の回動可能な角度範囲を制御する場合、電力が供給されなくなると関節の回動範囲を制御できなくなってしまう。 However, when the angular range in which the joint can be rotated is controlled using a mechanical structure such as a stopper, the angular range in which the joint can be rotated is not possible because the angular range in which the stopper is provided cannot be rotated. Will be greatly limited. On the other hand, when the angle range in which the joint can be rotated is controlled using electrical control such as servo control, the rotation range of the joint cannot be controlled if power is not supplied.
そのため、関節の回動可能な角度範囲がより広く、ユーザ(施術者)にとってより利便性が高いアームシステムが求められていた。本開示では、ユーザ(施術者)にとってより利便性が高い、新規かつ改良されたアームシステム、医療用アームシステム及び回動機構を提案する。 Therefore, there has been a demand for an arm system that has a wider angle range in which the joint can be rotated and is more convenient for the user (practitioner). The present disclosure proposes a new and improved arm system, medical arm system, and rotation mechanism that are more convenient for the user (operator).
本開示によれば、複数の関節と、前記複数の関節にて連結された複数のリンクと、を備え、前記複数の関節の少なくともいずれかは、周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、を備える回動機構である、アームシステムが提供される。 According to the present disclosure, it includes a plurality of joints and a plurality of links connected by the plurality of joints, and at least one of the plurality of joints includes a first contact portion in a part in a circumferential direction. And a movable portion that can be rotated, a second abutting portion that abuts on the first abutting portion as the movable portion rotates, and a surface on which the second abutting portion is provided. An intermediate body having a third contact portion provided in a part of the other surface in the circumferential direction and coaxially rotatable with the movable portion, and the third contact with the rotation of the intermediate body An arm system is provided that is a rotation mechanism that includes a fixing portion that has a fourth contact portion that contacts the portion and is fixed in the circumferential direction.
また、本開示によれば、複数の関節と、前記複数の関節にて連結された複数のリンクと、を備え、前記複数の関節の少なくともいずれかは、周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、を備える回動機構である、医療用アームシステムが開示される。 In addition, according to the present disclosure, a plurality of joints and a plurality of links connected by the plurality of joints are provided, and at least one of the plurality of joints has a first contact with a part in a circumferential direction. And a movable part that can be rotated, a second contact part that contacts the first contact part as the movable part rotates, and a surface on which the second contact part is provided. An intermediate body having a third abutting portion provided on a part of the opposite other surface in the circumferential direction and rotatable coaxially with the movable portion, and the third body as the intermediate body rotates. A medical arm system is disclosed that is a rotation mechanism that includes a fourth abutting portion that abuts on the abutting portion and a fixing portion that is fixed in the circumferential direction.
また、本開示によれば、周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、を備える回動機構が提供される。 Further, according to the present disclosure, the first abutting portion is provided in a part of the circumferential direction, the movable portion that can be rotated, and the first abutting portion that abuts on the first abutting portion as the movable portion rotates. 2 abutting portions and a third abutting portion provided on a part of the circumferential surface of the other surface facing the one surface on which the second abutting portion is provided, and can be rotated coaxially with the movable portion. Provided with a rotation mechanism, and a fixed portion fixed in the circumferential direction having a fourth contact portion that contacts the third contact portion as the intermediate member rotates. Is done.
本開示によれば、関節が回動可能な角度範囲を機械的構造によって制御しつつ、関節が回動可能な角度範囲を360度以上に広げることが可能である。 According to the present disclosure, the angular range in which the joint can rotate can be expanded to 360 degrees or more while the angular range in which the joint can rotate is controlled by the mechanical structure.
以上説明したように本開示によれば、ユーザにとってより利便性が高いアームシステムを提供することができる。 As described above, according to the present disclosure, an arm system that is more convenient for the user can be provided.
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。 Note that the above effects are not necessarily limited, and any of the effects shown in the present specification, or other effects that can be grasped from the present specification, together with or in place of the above effects. May be played.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.第1の実施形態
1.1.回動機構の概要
1.2.回動機構の構成
1.3.回動機構の回動角度の検出
2.第2の実施形態
3.まとめ
The description will be made in the following order.
1. 1. First embodiment 1.1. Outline of rotating mechanism 1.2. Configuration of rotating mechanism 1.3. 1. Detection of the rotation angle of the rotation mechanism Second embodiment 3. Summary
<1.第1の実施形態>
(1.1.回動機構の概要)
まず、本開示に係る技術が適用される回動機構の概要について説明する。回動機構は、例えば、アームシステム及び産業用アーム装置などが備える多リンク構造体において、リンク同士を連結する関節として用いられ得る。例えば、回動機構は、連結したリンク同士が互いに回動可能となるように、リンク同士を連結する。
<1. First Embodiment>
(1.1. Outline of rotating mechanism)
First, an outline of a rotation mechanism to which the technology according to the present disclosure is applied will be described. The rotating mechanism can be used as a joint for connecting links in a multi-link structure provided in an arm system, an industrial arm device, or the like. For example, the rotation mechanism connects the links so that the connected links can rotate with each other.
ここで、多リンク構造体に備えられる回動機構では、回動可能な角度範囲が制御されていた。 Here, in the turning mechanism provided in the multi-link structure, the turnable angular range is controlled.
例えば、自由に回動可能な回動機構において、回動角度を検出し、電気的にサーボ制御することで、回動機構の回動可能な角度範囲を信号処理にて制御することができる。しかし、このような制御では、360度を超える回動角度を検出するためには、回動による回転数も検出する必要が生じるため、制御が複雑になってしまう。また、サーボ制御を行う制御装置への電力の供給が無くなった場合、回動機構の回動可能な角度範囲が制御されなくなるため、リンク同士の接触及び干渉が生じる可能性があった。 For example, in a freely rotatable turning mechanism, the turning angle of the turning mechanism can be controlled by signal processing by detecting the turning angle and electrically servo-controlling it. However, in such a control, in order to detect a rotation angle exceeding 360 degrees, it is necessary to detect the number of rotations due to the rotation, so that the control becomes complicated. In addition, when power is not supplied to the control device that performs servo control, the angle range in which the rotation mechanism can be rotated is not controlled, and there is a possibility that contact and interference between the links may occur.
一方、電気的なサーボ制御を使用しない他の方法としては、ストッパーなどの機械的構造によって、回動機構の回動可能な角度範囲を物理的に制御することが考えられる。しかし、このような制御では、回動機構は、ストッパーが存在する角度範囲に回動できなくなるため、360度を超える回動をすることが困難になってしまう。また、回動機構が回動可能な角度範囲を広げるにはストッパーの厚みを薄くする必要があるため、回動機構の強度を維持しつつ、回動範囲を広げることが困難であった。 On the other hand, as another method that does not use electrical servo control, it is conceivable to physically control the angle range in which the rotation mechanism can be rotated by a mechanical structure such as a stopper. However, in such control, the rotation mechanism cannot be rotated in the angle range where the stopper exists, and thus it is difficult to rotate more than 360 degrees. Further, since it is necessary to reduce the thickness of the stopper in order to widen the angle range in which the turning mechanism can turn, it is difficult to widen the turning range while maintaining the strength of the turning mechanism.
特に、医療用アームシステムでは、定型的な動きが求められる産業用アーム装置よりも、自由かつ複雑な動きが求められるため、回動機構の回動可能な角度範囲を拡大したいという要望が強かった。また、医療用アームシステムでは、ユーザ(施術者)の利き腕、又は施術対象となる術野によっては、医療用アームシステムを構成する多リンク構造体の向き又は配置を反転させることがあり得る。このような場合に対応するために回動可能な角度範囲がより広い(具体的には、360度以上)回動機構が求められていた。 In particular, medical arm systems require more free and complex motion than industrial arm devices that require routine movement, so there was a strong demand to expand the range of rotation of the rotation mechanism. . In the medical arm system, depending on the dominant arm of the user (operator) or the surgical field to be treated, the orientation or arrangement of the multi-link structure constituting the medical arm system may be reversed. In order to cope with such a case, there has been a demand for a rotation mechanism having a wider angle range (specifically, 360 degrees or more).
本開示に係る技術は、上記事情に鑑みて想到されたものである。以下で詳細を説明する本開示に係る技術は、機械的構造によって回動可能な角度範囲を制御しつつ、より広い(具体的には、360度以上)角度範囲での回動を可能とする回動機構、並びに該回動機構を備えるアームシステム及び医療用アームシステムを提供する。 The technology according to the present disclosure has been conceived in view of the above circumstances. The technology according to the present disclosure, which will be described in detail below, enables rotation in a wider (specifically, 360 degrees or more) angular range while controlling the angular range that can be rotated by a mechanical structure. Provided are a rotation mechanism, and an arm system and a medical arm system including the rotation mechanism.
(1.2.回動機構の構成)
まず、図1および図2を参照して、本開示の第1の実施形態に係る回動機構の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る回動機構10の組み立て状態を示した斜視図である。図2は、図1に示す回動機構10の組み立て前の状態を示した斜視図である。
(1.2. Configuration of rotating mechanism)
First, the configuration of the rotation mechanism according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view showing an assembled state of the
図1及び図2に示すように、回動機構10は、回動可能な可動部100と、可動部100と同じ回動軸で回動可能な中間体110と、回動しないように周方向に固定された固定部120と、を積み重ねることで構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、本明細書において、周方向とは、回動機構10(より具体的には、可動部100)の回動軸を中心とする円の周方向を表し、径方向とは、該円の径方向を表す。 In the present specification, the circumferential direction represents the circumferential direction of a circle around the rotation axis of the rotation mechanism 10 (more specifically, the movable unit 100), and the radial direction refers to the circle. Represents the radial direction.
可動部100は、可動部本体101と、第1当接部103と、を有する。可動部100は、周方向の一部に第1当接部103を有し、回動可能な部材である。
The
第1当接部103は、周方向の角度領域の一部にて可動部本体101から径方向に突出する凸部として、中間体110が有する第2当接部113と側面で当接するように設けられる。可動部本体101は、リング状形状に形成された中間体110及び固定部120の開口を貫通してモータなどの駆動装置と接続し、可動部100の回動軸として機能する。可動部本体101は、回動のための動力を可動部100に供給する。
The
中間体110は、中間体本体111と、第2当接部113と、第3当接部115と、を有する。中間体110は、周方向の一部に第2当接部113及び第3当接部115を有し、可動部100と同じ回動軸にて回動可能な部材である。
The
中間体本体111は、中心部に開口を有するリング状形状にて設けられる。第2当接部113は、中間体本体111の一主面から突出して設けられる。具体的には、第2当接部113は、第1当接部103が設けられた側の中間体本体111の一主面上にて、周方向の一部に凸部として設けられ、可動部100の回動に伴って第1当接部103の側面と当接する。一方、第3当接部115は、中間体本体111の他主面から突出して設けられる。具体的には、第3当接部115は、第4当接部123が設けられた側の中間体本体111の他主面にて、周方向の一部に凸部として設けられ、中間体110の回動に伴って第4当接部123の側面と当接する。なお、中間体本体111の一主面は、中間体110の他主面と互いに対向する面である。第2当接部113及び第3当接部115は、例えば、中間体110の回動軸に対して、互いに点対称の位置に設けられてもよい。
The
固定部120は、固定部本体121と、第4当接部123と、を有する。固定部120は、周方向の一部に第4当接部123を有し、回動しないように周方向に固定された部材である。
The fixing
固定部本体121は、中心部に開口を有するリング状形状にて設けられる。ただし、固定部本体121は、中間体本体111よりも小さく、第3当接部115と当接しない外径のリング状形状で設けられる。第4当接部123は、固定部本体121の周方向の側面から突出して設けられる。具体的には、第4当接部123は、固定部本体121の周方向の側面の一部にて凸部として設けられ、回動する中間体110の第3当接部115の側面と当接するように設けられる。これにより、固定部120側に突出するように設けられた第3当接部115は、固定部本体121と接触せず、中間体110の回動によって第4当接部123にのみ当接するようになる。
The fixing portion
続いて、図3及び図4を参照して、上記の構造を有する回動機構10の回動動作について説明する。具体的には、図1で示す状態から、回動機構10が時計回りに回動する場合について説明する。図3は、回動機構10の時計回りでの回動動作を説明するフローチャート図である。図4は、可動部100、中間体110及び固定部120の各々の当接部の回動機構10の回動に伴う位置関係の変化を示した説明図である。なお、反時計回りでの回動については、回動方向が異なる以外は、時計回りでの回動と実質的に同様であるため、説明を省略する。
Next, the rotation operation of the
図3及び図4に示すように、まず、可動部100が可動部本体101を回動軸として時計回りに回動する(S101)。第1当接部103が第2当接部113と当接するまでは、中間体110は回動しない。なお、固定部120は、周方向に固定されているため、回動しない。その後、可動部100の回動によって、可動部100の第1当接部103が中間体110の第2当接部113に当接する(S103)。中間体110は、可動部100と同じ回動軸で回動可能であるため、第2当接部113が第1当接部103に当接した後、中間体110は、可動部100の回動に伴って可動部100と共に時計回りに回動する(S105)。その後、中間体110の回動によって、中間体110の第3当接部115が固定部120の第4当接部123に当接する(S107)。このとき、時計回り方向に、第1当接部103と第2当接部113とが当接し、第3当接部115と第4当接部123とが当接する。固定部120は、回動しないように周方向に固定されているため、これにより、回動機構10は時計回りでの回動を停止する。
As shown in FIGS. 3 and 4, first, the
したがって、本実施形態に係る回動機構10の全体での回動可能な角度範囲は、可動部100が回動可能な角度範囲と、中間体110が回動可能な角度範囲との合計となる。これによれば、本実施形態に係る回動機構10は、回動可能な角度範囲を360度以上とすることが可能である。
Therefore, the angle range in which the
具体的には、回動機構10が回動可能な角度範囲は、720度から、第1当接部103、第2当接部113、第3当接部115及び第4当接部123が占める周方向の厚み分の角度を減算したものとなる。よって、回動機構10は、360度以上の回動可能範囲を実現した場合でも、回動可能範囲を制御する機械構造(第1当接部103、第2当接部113、第3当接部115及び第4当接部123)に十分な強度を確保可能な厚みを持たせることが可能である。
Specifically, the angle range in which the
本実施形態に係る回動機構10によれば、アームシステムにおいて、ユーザがアームシステムの多リンク構造体をより自由に動かすことが可能となるため、ユーザの作業効率を向上させることができる。また、本実施形態に係る回動機構10によれば、アームシステムにおいて、ユーザの左右の各々の利き腕に対応するために回動機構10の回動可能範囲を対称に配置した場合であっても、それぞれの回動可能範囲を180度以上にすることができる。このようなアームシステムによれば、多リンク構造体の向き又は配置を反転させた場合でも同様の作業性を維持することができる。
According to the
(1.3.回動機構の回動角度の検出)
続いて、図5〜図7を参照して、本実施形態に係る回動機構10の回動角度を検出する構成について説明する。本実施形態に係る回動機構10は、以下で説明する検出部を備えることによって、回動機構10全体での絶対的な回動角度を算出することが可能である。
(1.3. Detection of rotation angle of rotation mechanism)
Next, a configuration for detecting the rotation angle of the
図5は、回動角度を検出可能な回動機構10Aの一例を示す模式的な断面図であり、図6は、回動角度を検出可能な回動機構10Bの他の例を示す模式的な断面図である。なお、図5及び図6では、見やすさのために、可動部100、中間体110及び固定部120の間に間隔を設けて示した。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a
図5に示すように、回動角度を検出可能な回動機構10Aは、固定部120に、可動部100及び中間体110の各々の回動状況を検出する検出部140をさらに備える。
As shown in FIG. 5, the
具体的には、検出部140は、可動部100及び中間体110の各々の回動角度を検出する角度センサである。例えば、検出部140は、回動しないように周方向に固定された固定部120に設けられる。ただし、検出部140は、可動部100及び中間体110の各々の回動角度の検出方法に応じて、固定部120のいずれかの適切な位置に設けられていればよい。なお、検出部140は、1つの角度センサが可動部100及び中間体110の各々の回動角度を検出してもよく、複数の角度センサがそれぞれ可動部100及び中間体110の回動角度を検出してもよい。
Specifically, the
検出部140は、公知の角度センサであればいかなるものでも用いることができるが、例えば、導電性エンコーダ(conductive encoder)、光学式エンコーダ(optical encoder)、磁気式エンコーダ(magnetic encoder)及び静電容量式エンコーダ(capacitive encoder)などの対象の回動角度又は回動変位量を測定可能な角度センサを用いることができる。
The
または、図6に示すように、回動角度を検出可能な回動機構10Bは、固定部120に、可動部100及び中間体110の各々の回動状況を検出する第1検出部141及び第2検出部143をさらに備える。
Alternatively, as illustrated in FIG. 6, the
具体的には、第1検出部141は、可動部100の回動角度を検出する角度センサであり、第2検出部143は、中間体110の回動角度がどの角度範囲に含まれているかを出力するスイッチである。例えば、第1検出部141及び第2検出部143は、回動しないように周方向に固定された固定部120にそれぞれ設けられる。第1検出部141及び第2検出部143は、同じ位置に設けられていてもよく、異なる位置に設けられていてもよい。すなわち、第1検出部141及び第2検出部143は、それぞれの検出方法に応じて、固定部120のいずれかの適切な位置に設けられていればよい。
Specifically, the
第1検出部141は、対象の回動角度又は回動変位量を測定可能な公知の角度センサであればいかなるものも用いることができるが、例えば、導電型(conductive)エンコーダ、光学型(optical)エンコーダ、磁気型(magnetic)エンコーダ及び静電容量型(capacitive)エンコーダなどの角度センサを用いることができる。
The
第2検出部143は、物体の有無又は位置変位等によってオンオフが制御されるスイッチであればいかなるものも用いることができるが、例えば、導電型(conductive)スイッチ、光学型(optical)スイッチ、磁気型(magnetic)スイッチ、静電容量型(capacitive)スイッチ及び機械型(mechanical)スイッチなどのスイッチを用いることができる。また、中間体110の回動角度がどの角度範囲に含まれるのかを検出可能なセンサ(ただし、中間体110の回動角度を具体的な数値で出力可能なセンサを除く)も第2検出部143として用いることができる。
As the
次に、図7を参照して、検出部140(または第1検出部141及び第2検出部143)が検出した情報に基づいて、回動機構10A全体での回動角度を算出する演算動作について説明する。図7は、回動機構10A全体での回動角度を算出する演算動作の一例を説明するフローチャート図である。
Next, with reference to FIG. 7, based on the information detected by the detection unit 140 (or the
検出部140等が検出した情報に基づいて回動機構10A全体での回動角度を算出する演算動作は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びMPU(Micro Processing Unit)などの演算処理装置を含む演算部(図示せず)にて実行することができる。演算部は、さらにROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などの各種メモリ装置を含んでもよい。
The calculation operation for calculating the rotation angle of the
図7に示すように、まず、検出部140によって可動部100の回動角度及び中間体110の回動角度が検出される(S201)。続いて、可動部100の回動角度及び中間体110の回動角度に基づいて、回動機構10A全体での回動角度を含む角度範囲が判断される(S203)。その後、判断された角度範囲に基づいて、可動部100の回動角度を演算することで、回動機構10A全体での回動角度が算出される(S205)。
As shown in FIG. 7, first, the
なお、図6に示す回動機構10Bでは、第2検出部143にて中間体110の回動角度がどの角度範囲に含まれているかが検出されるため、S203及びS205の動作を行うことで、回動機構10B全体での回動角度を算出することができる。
In the
さらに、具体例を挙げて、検出部140(または第1検出部141及び第2検出部143)が検出した情報に基づいて、回動機構10A全体での回動角度を算出する方法について説明する。ただし、以下の角度は、いずれも所定の基準方位に対する絶対的な角度を示すものであるとする。
Furthermore, with a specific example, a method for calculating the rotation angle of the
具体的には、検出部140にて検出された可動部100の回動角度がX度であり、検出部140にて検出された中間体110の回動角度がZ度であるとする。また、可動部100が中間体110と当接する回動角度がY度であり、中間体110が固定部120と当接する回動角度がU度であるとする。このとき、上記の各パラメータの関係式が以下の式1又は式2を満たす場合、回動機構10A全体での回動角度は、回動機構10A全体で回動可能な角度範囲の前半部に含まれると判断することができる。
Specifically, the rotation angle of the
X+n×360−Z=Y ・・・式1
Z=U ・・・式2
X + n × 360−Z = Y Formula 1
Z = U ... Formula 2
一方、上記の各パラメータの関係式が以下の式3又は式4を満たす場合、回動機構10A全体での回動角度は、回動機構10A全体で回動可能な角度範囲の後半部に含まれると判断することができる。
On the other hand, when the relational expression of each parameter satisfies the following expression 3 or 4, the rotation angle of the
Z−X=U−Y ・・・式3
Z=0 ・・・式4
Z−X = U−Y Equation 3
Z = 0 Formula 4
具体的数値を挙げると、例えば、回動機構10A全体で回動可能な角度範囲が0度〜500度であり、Y及びUが250度であり、Xが50度であり、Zが160度であるとする。この場合、上記の各パラメータは上記式1を満たすため、回動機構10A全体での回動角度は、回動可能な角度範囲のうち後半部の250度〜500度の範囲内に含まれると判断され得る。したがって、回動機構10Aは、回動機構10A全体での回動角度がX度に360度(1周分)を加算した410度であると算出することができる。
Specifically, for example, the angle range in which the
例えば、回動機構10A全体で回動可能な角度範囲が0度〜450度であり、Yが200度であり、Uが250度であり、Xが50度であり、Zが210度であるとする。この場合、上記の各パラメータは上記式1を満たすため、回動機構10A全体での回動角度は、回動可能な角度範囲のうち後半部の225度〜450度の範囲内に含まれると判断され得る。したがって、回動機構10Aは、回動機構10A全体での回動角度がX度に360度(1周分)を加算した410度であると算出することができる。
For example, the angle range in which the
例えば、回動機構10A全体で回動可能な角度範囲が0度〜450度であり、Yが200度であり、Uが250度であり、Xが50度であり、Zが250度であるとする。この場合、上記の各パラメータは上記式2を満たすため、回動機構10A全体での回動角度は、回動可能な角度範囲のうち後半部の225度〜450度の範囲内に含まれると判断され得る。したがって、回動機構10Aは、回動機構10A全体での回動角度がX度に360度(1周分)を加算した410度であると算出することができる。
For example, the angle range in which the
例えば、回動機構10A全体で回動可能な角度範囲が0度〜450度であり、Yが200度であり、Uが250度であり、Xが50度であり、Zが100度であるとする。この場合、上記の各パラメータは上記式3を満たすため、回動機構10A全体での回動角度は、回動可能な角度範囲のうち前半部の0度〜225度の範囲内に含まれると判断され得る。したがって、回動機構10Aは、回動機構10A全体での回動角度がX度と同じ50度であると算出することができる。
For example, the angle range in which the
例えば、回動機構10A全体で回動可能な角度範囲が0度〜450度であり、Yが200度であり、Uが250度であり、Xが50度であり、Zが0度であるとする。この場合、上記の各パラメータは上記式4を満たすため、回動機構10A全体での回動角度は、回動可能な角度範囲のうち前半部の0度〜225度の範囲内に含まれると判断され得る。したがって、回動機構10Aは、回動機構10A全体での回動角度がX度と同じ50度であると算出することができる。
For example, the angle range in which the
<2.第2の実施形態>
続いて、図8〜図11を参照して、本開示の第2の実施形態に係るアームシステムの構成について説明する。図8は、本実施形態に係るアームシステム1の構成を示す斜視図である。
<2. Second Embodiment>
Subsequently, the configuration of the arm system according to the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 8 to 11. FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of the arm system 1 according to the present embodiment.
図8に示すように、アームシステム1は、ベース部200と、多リンク構造体210と、機能ユニット230と、を備える。
As shown in FIG. 8, the arm system 1 includes a
ベース部200は、アームシステム1全体を支える基台である。
The
多リンク構造体210は、複数のリンクと、該複数のリンクを互いに連結する複数の関節と、から構成され、一方の端部に機能ユニット
The
具体的には、リンク211、212、213、214、215、216は、一方向に延伸した棒状の部材である。リンク211の一端は関節220によってベース部200と連結され、リンク211の他端は関節221によってリンク212の一端と連結される。リンク212の他端は関節222によってリンク213の一端と連結され、リンク213の他端は関節223によってリンク214の一端と連結される。リンク214の他端は回動機構30によってリンク215の一端と連結され、リンク215の他端は関節225によってリンク216の一端と連結される。このように、多リンク構造体210は、複数のリンク端を複数の関節にて互いに連結することで、ベース部200から延伸するアーム形状として形成される。
Specifically, the
機能ユニット230は、多リンク構造体210の先端のリンク216に連結される。機能ユニット230は、多リンク構造体210の駆動が制御されることによって、位置及び姿勢等が制御される。機能ユニット230は、例えば、各種医療用器具であってもよく、患者の施術部位である術野を撮像する撮像装置であってもよい。本実施形態に係るアームシステム1によれば、施術等の医療処置を支援することが可能である。
The
例えば、各種医療用器具としては、メス、鑷子及び鉗子等の手術用の器具、内視鏡、並びに顕微鏡などを例示することができる。より詳細には、各種医療用器具としては、例えば、内視鏡手術で用いられるトロッカと呼ばれる筒状の開孔器具、内視鏡の鏡筒、気腹チューブ、エネルギー処置具、鉗子、攝子及びレトラクタ等などを例示することができる。なお、エネルギー処置具とは、高周波電流又は超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。 For example, as various medical instruments, surgical instruments such as scalpels, scissors and forceps, endoscopes, and microscopes can be exemplified. More specifically, as various medical instruments, for example, a cylindrical opening instrument called a trocar used in endoscopic surgery, an endoscope barrel, an insufflation tube, an energy treatment instrument, forceps, an insulator, and A retractor etc. can be illustrated. The energy treatment tool is a treatment tool that performs tissue incision and peeling, blood vessel sealing, or the like by high-frequency current or ultrasonic vibration.
ここで、回動機構30は、本開示の第1の実施形態に係る回動機構10であり得る。アームシステム1は、少なくともいずれかの関節に本開示の第1の実施形態に係る回動機構10を適用することによって、より自由な駆動を行うことができる。
Here, the
次に、図9〜図11を参照して、回動機構30の構成について説明する。図9は、図8に示すアームシステムから回動機構30を抽出して示した斜視図である。図10は、図9に示す回動機構30のうち可動部300及び中間体310のみを示す斜視図であり、図11は、図9に示す回動機構30のうち中間体310及び固定部320のみを示す斜視図である。
Next, the configuration of the
図9に示すように、回動機構30は、可動部300と、中間体310と、固定部320と、積み重ねることで構成される。第1の実施形態と同様に、可動部300は、中間体310及び固定部320の積み重ね方向に延伸した回動軸を中心に回動可能に設けられる。また、中間体310は、可動部300と同じ回動軸を中心に回動可能に設けられ、固定部320は、回動しないように周方向に固定されて設けられる。
As shown in FIG. 9, the
具体的には、図10に示すように、可動部300は、可動部本体301と、第1当接部303と、を備える。可動部本体301は、リング状形状に形成された中間体310及び固定部320の各々の開口を貫通して設けられ、可動部300の回動軸として機能する。第1当接部303は、中間体310と接する可動部本体301の面上に凸部として設けられる。なお、図10に示すように、第1当接部303は、複数設けられていてもよいが、少なくとも1つ設けられていればよい。
Specifically, as shown in FIG. 10, the
図10及び図11に示すように、中間体310は、中間体本体311と、第2当接部313と、第3当接部315と、を備える。中間体本体311は、中心部に開口を有するリング状形状にて設けられ、中心部の開口を介して可動部本体301が貫通する。第2当接部313は、可動部300の回動に伴って第1当接部303が移動する軌跡に沿った形状の開口として中間体本体311に設けられる。第3当接部315は、固定部320と接する中間体本体311の主面上に凸部として設けられる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
第1当接部303及び第2当接部313は、中間体310に対して可動部300が回動することによって、互いの径方向の側面が当接する。これにより、中間体310は、第1当接部303と、第2当接部313との当接後、可動部300の回動に伴って共に回動することが可能となる。
The
図11に示すように、固定部320は、固定部本体321と、第4当接部323と、を備える。固定部本体321は、中心部に開口を有するリング状形状にて設けられ、中心部の開口を介して可動部本体301が貫通する。第4当接部323は、固定部本体321の開口内の周方向の側面から突出する凸部として、第3当接部315と同一円周上に設けられる。
As shown in FIG. 11, the fixing
第3当接部315及び第4当接部323は、同一円周上に設けられるため、中間体310の回動によって、第3当接部315及び第4当接部323は、互いの径方向の側面が当接する。これにより、第3当接部315と、第4当接部323とが当接することで、中間体310は回動を停止する。
Since the third
以上のような構成の第2の実施形態に係る回動機構30は、第1の実施形態に係る回動機構10と同様の回動動作を行うことができる。
The
具体的には、まず、可動部300が可動部本体301を回動軸として回動することで、第1当接部303が第2当接部313の開口の内側面と当接する。中間体310は、可動部300と同じ回動軸で回動可能であるため、第1当接部303が第2当接部313の開口の内側面と当接した後、中間体310は、可動部300の回動に伴って可動部300と共に回動する。その後、中間体310の回動によって、中間体310の第3当接部315が固定部320の第4当接部323の側面と当接する。固定部320は、回動しないように周方向に固定されているため、これにより、回動機構30は回動を停止する。
Specifically, first, the
よって、第2の実施形態に係るアームシステム1及び回動機構30であっても、第1の実施形態に係る回動機構10と同様に、回動可能な角度範囲を360度以上とすることが可能である。したがって、第2の実施形態に係るアームシステム1及び回動機構30は、回動可能な角度範囲をより広くすることができるため、ユーザ(施術者)の作業効率を向上させることで、利便性を向上させることができる。
Therefore, even in the arm system 1 and the
<3.まとめ>
以上にて説明したように、本開示の一実施形態に係る回動機構は、機械的構造によって回動可能な角度範囲を制御しつつ、より広い(具体的には、360度以上)角度範囲での回動を可能とすることができる。したがって、本開示の一実施形態に係る回動機構によれば、アームシステム1をより自由に駆動させることができるため、ユーザ(施術者)の作業効率及び利便性を向上させることができる。
<3. Summary>
As described above, the rotation mechanism according to an embodiment of the present disclosure controls a wider angle range (specifically, 360 degrees or more) while controlling a range of angles that can be rotated by a mechanical structure. Can be rotated. Therefore, according to the rotation mechanism according to an embodiment of the present disclosure, the arm system 1 can be driven more freely, so that the work efficiency and convenience of the user (practitioner) can be improved.
また、本開示の一実施形態に係る回動機構によれば、回動可能な角度範囲を制御する機械的構造の強度を維持しつつ、より広い角度範囲での回動が可能となる。さらに、本開示の一実施形態に係る回動機構によれば、より広い(具体的には、360度以上)角度範囲での回動を可能とし、かつ360度以上の角度範囲でも絶対的な回動角度を検出することが可能である。 Moreover, according to the rotation mechanism which concerns on one Embodiment of this indication, the rotation in a wider angle range is attained, maintaining the intensity | strength of the mechanical structure which controls the angle range which can be rotated. Furthermore, according to the rotation mechanism according to an embodiment of the present disclosure, it is possible to rotate in a wider (specifically, 360 degrees or more) angular range, and absolute even in an angular range of 360 degrees or more. It is possible to detect the rotation angle.
本開示の一実施形態に係る回動機構は、例えば、医療用アームシステムに適用することができる。ただし、本開示に係る技術は、これに限定されず、垂直多関節アーム又は水平多関節アームなどの産業用アーム装置に適用することも可能である。例えば、本開示の各実施形態に係る回動機構は、ばらばらに配置された任意の形状の部材を取り出した後、規則的に並べるピックアンドプレイス用途のアーム装置などに適用することも可能である。 The rotation mechanism according to an embodiment of the present disclosure can be applied to, for example, a medical arm system. However, the technology according to the present disclosure is not limited to this, and can be applied to an industrial arm device such as a vertical articulated arm or a horizontal articulated arm. For example, the rotation mechanism according to each embodiment of the present disclosure can also be applied to an arm device for pick-and-place use in which members having arbitrary shapes arranged separately are taken out and then arranged regularly. .
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the technical scope of the present disclosure is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present disclosure can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that it belongs to the technical scope of the present disclosure.
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。 Further, the effects described in the present specification are merely illustrative or exemplary and are not limited. That is, the technology according to the present disclosure can exhibit other effects that are apparent to those skilled in the art from the description of the present specification in addition to or instead of the above effects.
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
複数の関節と、
前記複数の関節にて連結された複数のリンクと、
を備え、
前記複数の関節の少なくともいずれかは、
周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、
前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、
前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、
を備える回動機構である、アームシステム。
(2)
前記回動機構は、前記可動部及び前記中間体の各々の回動状況を検出する検出部をさらに備える、前記(1)に記載のアームシステム。
(3)
検出された前記可動部及び前記中間体の各々の回動状況に基づいて、前記回動機構全体での回動角度を算出する演算部をさらに備える、前記(2)に記載のアームシステム。
(4)
前記回動機構全体での回動角度は、360度以上である、前記(3)に記載のアームシステム。
(5)
前記検出部は、前記可動部及び前記中間体の各々の回動角度を検出する角度センサを含む、前記(2)〜(4)のいずれか一項に記載のアームシステム。
(6)
前記検出部は、前記可動部の回動角度を検出する角度センサ及び前記中間体の回動角度に基づいて出力が切り替わるスイッチを含む、前記(2)〜(4)のいずれか一項に記載のアームシステム。
(7)
前記回動機構は、前記固定部、前記中間体及び前記可動部を互いに積み重ねることで構成される、前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載のアームシステム。
(8)
前記中間体及び前記固定部は、リング状形状であり、
前記可動部は、前記リング状形状の開口を貫通する回動軸、及び径方向に突出した前記第1当接部を有する、前記(7)に記載のアームシステム。
(9)
前記第2当接部及び前記第3当接部は、前記回動軸の軸方向に突出した凸部である、前記(8)に記載のアームシステム。
(10)
前記第4当接部は、径方向に突出した凸部である、前記(9)に記載のアームシステム。
(11)
前記複数の関節、及び前記複数のリンクは、多リンク構造体を構成し、
前記多リンク構造体の先端は、機能ユニットを保持可能に設けられる、前記(1)〜(10)のいずれか一項に記載のアームシステム。
(12)
前記機能ユニットをさらに備える、前記(11)に記載のアームシステム。
(13)
複数の関節と、
前記複数の関節にて連結された複数のリンクと、
を備え、
前記複数の関節の少なくともいずれかは、
周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、
前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、
前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、
を備える回動機構である、医療用アームシステム。
(14)
周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、
前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、
前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、
を備える回動機構。
The following configurations also belong to the technical scope of the present disclosure.
(1)
Multiple joints,
A plurality of links connected by the plurality of joints;
With
At least one of the plurality of joints is
A movable part having a first abutting part in a part of the circumferential direction and rotatable;
The second abutting portion that abuts on the first abutting portion with the rotation of the movable portion, and the other surface facing the one surface on which the second abutting portion is provided are provided in a part in the circumferential direction. An intermediate body that has a third contact portion and is rotatable coaxially with the movable portion;
A fixed portion fixed in the circumferential direction having a fourth contact portion that contacts the third contact portion as the intermediate body rotates;
An arm system that is a rotation mechanism comprising:
(2)
The said rotation mechanism is an arm system as described in said (1) further provided with the detection part which detects the rotation condition of each of the said movable part and the said intermediate body.
(3)
The arm system according to (2), further including a calculation unit that calculates a rotation angle of the entire rotation mechanism based on the detected rotation states of the movable unit and the intermediate body.
(4)
The arm system according to (3), wherein a rotation angle of the entire rotation mechanism is 360 degrees or more.
(5)
The said detection part is an arm system as described in any one of said (2)-(4) containing the angle sensor which detects each rotation angle of the said movable part and the said intermediate body.
(6)
The detection unit according to any one of (2) to (4), including an angle sensor that detects a rotation angle of the movable unit and a switch that switches an output based on the rotation angle of the intermediate body. Arm system.
(7)
The arm system according to any one of (1) to (6), wherein the rotation mechanism is configured by stacking the fixed portion, the intermediate body, and the movable portion.
(8)
The intermediate body and the fixing portion have a ring shape,
The said movable part is an arm system as described in said (7) which has the rotating shaft which penetrates the said ring-shaped opening, and the said 1st contact part which protruded to radial direction.
(9)
The arm system according to (8), wherein the second contact portion and the third contact portion are convex portions protruding in the axial direction of the rotation shaft.
(10)
The arm system according to (9), wherein the fourth contact portion is a convex portion protruding in a radial direction.
(11)
The plurality of joints and the plurality of links constitute a multi-link structure,
The arm system according to any one of (1) to (10), wherein a tip of the multi-link structure is provided so as to hold a functional unit.
(12)
The arm system according to (11), further including the functional unit.
(13)
Multiple joints,
A plurality of links connected by the plurality of joints;
With
At least one of the plurality of joints is
A movable part having a first abutting part in a part of the circumferential direction and rotatable;
The second abutting portion that abuts on the first abutting portion with the rotation of the movable portion, and the other surface facing the one surface on which the second abutting portion is provided are provided in a part in the circumferential direction. An intermediate body that has a third contact portion and is rotatable coaxially with the movable portion;
A fixed portion fixed in the circumferential direction having a fourth contact portion that contacts the third contact portion as the intermediate body rotates;
A medical arm system, which is a rotation mechanism comprising:
(14)
A movable part having a first abutting part in a part of the circumferential direction and rotatable;
The second abutting portion that abuts on the first abutting portion with the rotation of the movable portion, and the other surface facing the one surface on which the second abutting portion is provided are provided in a part in the circumferential direction. An intermediate body that has a third contact portion and is rotatable coaxially with the movable portion;
A fixed portion fixed in the circumferential direction having a fourth contact portion that contacts the third contact portion as the intermediate body rotates;
A rotation mechanism comprising:
1 アームシステム
10、10A、10B、30 回動機構
100 可動部
101 可動部本体
103 第1当接部
110 中間体
111 中間体本体
113 第2当接部
115 第3当接部
120 固定部
121 固定部本体
123 第4当接部
140 検出部
141 第1検出部
143 第2検出部
200 ベース部
210 多リンク構造体
230 機能ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記複数の関節にて連結された複数のリンクと、
を備え、
前記複数の関節の少なくともいずれかは、
周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、
前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、
前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、
を備える回動機構である、アームシステム。 Multiple joints,
A plurality of links connected by the plurality of joints;
With
At least one of the plurality of joints is
A movable part having a first abutting part in a part of the circumferential direction and rotatable;
The second abutting portion that abuts on the first abutting portion with the rotation of the movable portion, and the other surface facing the one surface on which the second abutting portion is provided are provided in a part in the circumferential direction. An intermediate body that has a third contact portion and is rotatable coaxially with the movable portion;
A fixed portion fixed in the circumferential direction having a fourth contact portion that contacts the third contact portion as the intermediate body rotates;
An arm system that is a rotation mechanism comprising:
前記可動部は、前記リング状形状の開口を貫通する回動軸、及び径方向に突出した前記第1当接部を有する、請求項7に記載のアームシステム。 The intermediate body and the fixing portion have a ring shape,
The arm system according to claim 7, wherein the movable portion includes a rotation shaft that penetrates the ring-shaped opening and the first contact portion that protrudes in a radial direction.
前記多リンク構造体の先端は、機能ユニットを保持可能に設けられる、請求項1に記載のアームシステム。 The plurality of joints and the plurality of links constitute a multi-link structure,
The arm system according to claim 1, wherein a tip of the multi-link structure is provided so as to hold a functional unit.
前記複数の関節にて連結された複数のリンクと、
を備え、
前記複数の関節の少なくともいずれかは、
周方向の一部に第1当接部を有し、回動可能な可動部と、
前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、
前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、
を備える回動機構である、医療用アームシステム。 Multiple joints,
A plurality of links connected by the plurality of joints;
With
At least one of the plurality of joints is
A movable part having a first abutting part in a part of the circumferential direction and rotatable;
The second abutting portion that abuts on the first abutting portion with the rotation of the movable portion, and the other surface facing the one surface on which the second abutting portion is provided are provided in a part in the circumferential direction. An intermediate body that has a third contact portion and is rotatable coaxially with the movable portion;
A fixed portion fixed in the circumferential direction having a fourth contact portion that contacts the third contact portion as the intermediate body rotates;
A medical arm system, which is a rotation mechanism comprising:
前記可動部の回動に伴って前記第1当接部と当接する第2当接部、及び前記第2当接部が設けられた一面と対向する他面の周方向の一部に設けられた第3当接部を有し、前記可動部と同軸で回動可能である中間体と、
前記中間体の回動に伴って前記第3当接部と当接する第4当接部を有し、周方向に固定された固定部と、
を備える回動機構。
A movable part having a first abutting part in a part of the circumferential direction and rotatable;
The second abutting portion that abuts on the first abutting portion with the rotation of the movable portion, and the other surface facing the one surface on which the second abutting portion is provided are provided in a part in the circumferential direction. An intermediate body that has a third contact portion and is rotatable coaxially with the movable portion;
A fixed portion fixed in the circumferential direction having a fourth contact portion that contacts the third contact portion as the intermediate body rotates;
A rotation mechanism comprising:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017124380A JP2019005864A (en) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | Arm system, medical arm system and rotating mechanism |
| PCT/JP2018/019528 WO2019003717A1 (en) | 2017-06-26 | 2018-05-21 | Arm system, medical arm system, and turning mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017124380A JP2019005864A (en) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | Arm system, medical arm system and rotating mechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019005864A true JP2019005864A (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=64740506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017124380A Pending JP2019005864A (en) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | Arm system, medical arm system and rotating mechanism |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019005864A (en) |
| WO (1) | WO2019003717A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102549560B1 (en) * | 2021-12-29 | 2023-06-30 | (주)미래컴퍼니 | Joint device |
| JP2024502276A (en) * | 2020-12-22 | 2024-01-18 | ヴィカリアス・サージカル・インコーポレイテッド | System and method for implementing multi-turn rotation concepts in actuator mechanisms of surgical robotic arms |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114474142B (en) * | 2022-03-10 | 2023-09-22 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | A kind of passive joint and passive joint arm for medical equipment |
| EP4574352A1 (en) * | 2023-12-22 | 2025-06-25 | MacDonald, Dettwiler and Associates Inc. | System and method for fault-tolerant end of travel detection for greater than 360 degree motion |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59171087U (en) * | 1983-05-02 | 1984-11-15 | オムロン株式会社 | Robot origin position detection mechanism |
| JPS61297092A (en) * | 1985-06-24 | 1986-12-27 | 株式会社東芝 | Rotary mechanism of robot |
| JPH0768485A (en) * | 1993-09-03 | 1995-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | Revolute joint device |
| JPH10235593A (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-08 | Toshiba Corp | Pivot stopper |
| JP2006181675A (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Toshiba Corp | Rotation limit device |
| CN105555222B (en) * | 2013-09-24 | 2018-08-17 | 索尼奥林巴斯医疗解决方案公司 | Medical robotic arm device, medical robotic arm control system, medical robotic arm control method, and program |
| JP6391252B2 (en) * | 2014-02-24 | 2018-09-19 | キヤノン株式会社 | Robot equipment |
-
2017
- 2017-06-26 JP JP2017124380A patent/JP2019005864A/en active Pending
-
2018
- 2018-05-21 WO PCT/JP2018/019528 patent/WO2019003717A1/en not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024502276A (en) * | 2020-12-22 | 2024-01-18 | ヴィカリアス・サージカル・インコーポレイテッド | System and method for implementing multi-turn rotation concepts in actuator mechanisms of surgical robotic arms |
| KR102549560B1 (en) * | 2021-12-29 | 2023-06-30 | (주)미래컴퍼니 | Joint device |
| WO2023128655A1 (en) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | (주)미래컴퍼니 | Joint apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019003717A1 (en) | 2019-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5028219B2 (en) | Manipulator device and medical device system | |
| JP6120715B2 (en) | Medical system | |
| JP6091370B2 (en) | Medical system and medical instrument control method | |
| CN108697481B (en) | Inverse kinematics control system for robotic surgical system | |
| JP6010225B2 (en) | Medical manipulator | |
| JP2019005864A (en) | Arm system, medical arm system and rotating mechanism | |
| JP7756927B2 (en) | Dual control of a mechanical surgical arm | |
| EP3321045B1 (en) | Joint for robot arm, and surgical instrument | |
| JP6109001B2 (en) | Medical system and operating method thereof | |
| US9585720B2 (en) | Medical manipulator and treatment tool replacement method | |
| JP6117922B2 (en) | Medical manipulator and method of operating the same | |
| US10376276B2 (en) | Calibration of a robotic surgical tool | |
| JP2017513720A (en) | Mechanical wrist joint with improved range of motion, associated apparatus and method | |
| JP2012187311A (en) | Medical treatment tool and manipulator | |
| CN115916096B (en) | Medical operation device | |
| JP6097390B2 (en) | Medical manipulator | |
| Arata et al. | Outer shell type 2 DOF bending manipulator using spring-link mechanism for medical applications | |
| Kim et al. | A needlescopic wrist mechanism with articulated motion and kinematic tractability for micro laparoscopic surgery | |
| US12376935B2 (en) | Surgery-assisting device | |
| CN119632680B (en) | Surgical cannula, surgical arm, and method for detecting surgical cannula | |
| CN223068587U (en) | Control input device, doctor console and surgical robot | |
| JP2026016409A (en) | Dual control of a mechanical surgical arm | |
| Shi et al. | Optimization-based Concurrent Control of a High Dexterity Robot for Vitreoretinal Surgery | |
| WO2017208395A1 (en) | Manipulator system | |
| CN117796921A (en) | Multi-key mechanical arm joint structure, mechanical arm, medical system and control method |