(57)【要約】【課題】精度の高い外力推定を可能にすることができる医療用マニピュレータシステムを提供する。【解決手段】術具５０に動力を伝達する動力伝達部２２を有するアダプタ２０と、動力伝達部２２から伝達される動力によって駆動される術具５０と、が設けられ、アダプタ２０には、アダプタ２０に対する術具５０の相対位置であって、術具５０がアダプタ２０に着脱可能に配置される第１位置と、第１位置とは異なる相対位置であって、動力伝達部２２から術具５０へ駆動力が伝達可能となる第２位置との間で、術具５０を移動可能に保持するアダプタ側保持部３１が設けられ、術具５０には、アダプタ側保持部３１と係合するとともに、術具５０を第１位置から第２位置へ移動させる術具側保持部６１が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図２
2020005784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を伝達する動力伝達部を有するアダプタと、
前記動力伝達部から伝達される動力によって駆動される術具と、
が設けられている医療用マニピュレータシステムであって、
前記アダプタには、
前記アダプタに対する前記術具の相対位置であって、前記術具が前記アダプタに着脱可能に配置される第１位置と、前記第１位置とは異なる相対位置であって、前記動力伝達部から前記術具へ駆動力が伝達可能となる第２位置との間で、前記術具を移動可能に保持するアダプタ側保持部が設けられ、
前記術具には、前記アダプタ側保持部と係合するとともに、前記術具を前記第１位置から前記第２位置へ移動させる術具側保持部が設けられていることを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項２】
前記術具側保持部には、前記アダプタ側保持部と係合する術具側誘導部と、前記術具側誘導部を前記術具に対して相対的に移動させる操作部と、が設けられ、
前記アダプタ側保持部には、前記術具側誘導部と係合するアダプタ側誘導部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項３】
前記術具には、前記術具側保持部が設けられた術具本体から延びて、伝達された動力によって駆動される処置部が端部に配置される棒状部が設けられ、
前記術具側誘導部は、前記術具本体に対して前記棒状部が延びる方向へ相対移動可能に配置され、
前記術具における前記第１位置から前記第２位置への移動方向は、前記棒状部が延びる方向に対して交差する方向であって、
前記術具側誘導部および前記アダプタ側誘導部の少なくとも一方には、前記術具が前記第１位置に配置された際における前記術具側誘導部の相対移動を、前記術具における前記第１位置から前記第２位置への移動に変換する変換部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項４】
前記術具における前記アダプタと対向する面、および、前記アダプタにおける前記術具と対向する面のそれぞれには、前記術具が前記第１位置から前記第２位置へ移動した際に互いに係合するものであって、前記術具における前記アダプタに対する前記棒状部が延びる方向への相対移動を抑制する第１係合部および第２係合部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の医療用マニピュレータシステム。
【請求項５】
前記術具における前記アダプタと対向する面、および、前記アダプタにおける前記術具と対向する面の少なくとも一方には、前記術具が前記第２位置から前記第１位置へ移動する方向へ付勢する付勢部が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用マニピュレータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マスタースレーブ型の手術ロボットにおいて、安全性向上や医師の操作習得時間の短縮のために、ロボット鉗子（術具）に働く外力を高精度に推定し隔離された場所でロボットを操作する術者に伝える技術が要望されている。高精度な外力推定（外力の推定）を行う上では手術ロボットにおける機構的なガタ（以降「隙間」とも表記する。）を可能な限り小さくすることが求められる。特に患者の体内で操作される術具と術具に動力を供給する動力部との間の隙間は小さくすることが強く求められる。
【０００３】
一方、手術ロボットで手術を行う際には、手術中にロボット鉗子（術具）を取り外し、別のロボット鉗子に取り換える作業が頻繁に発生する。その際のロボット鉗子の清潔性を確保するためにアダプタを介してロボット鉗子を装着する構成がある。上述のアダプタを介してロボット鉗子に動力を伝達する手術の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１においては、手術マニピュレータにおいて術具（外科手術器具）を装着する際に、術具先端に有る機構に動力を伝達する機構部の係合をバネ装填入力のバネ反力により行う構成とされている。なお、上述の係合は、ディスクと器具ディスクとの係合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８０７９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に記載の構成では、バネ反力を利用した係合が行われる。バネ反力を利用した係合では意図的に隙間を設ける必要があり、隙間の発生を抑えることが難しい。そのため精度の高い外力推定を行うことが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、精度の高い外力推定を可能にすることができる医療用マニピュレータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の医療用マニピュレータシステムは、前記術具に動力を伝達する動力伝達部を有するアダプタと、前記動力伝達部から伝達される動力によって駆動される術具と、が設けられている医療用マニピュレータシステムであって、前記アダプタには、前記アダプタに対する前記術具の相対位置であって、前記術具が前記アダプタに着脱可能に配置される第１位置と、前記第１位置とは異なる相対位置であって、動力伝達部から術具へ駆動力が伝達可能となる第２位置との間で、前記術具を移動可能に保持するアダプタ側保持部が設けられ、前記術具には、前記アダプタ側保持部と係合するとともに、前記術具を前記第１位置から前記第２位置へ移動させる術具側保持部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の医療用マニピュレータシステムによれば、第１位置に配置された術具の術具側誘導部を相対的に移動させることにより、術具が第１位置から第２位置に移動し、術具は動力伝達部と動力の伝達が可能に係合される。そのため、バネ反力を利用する特許文献１に記載の係合方法と比較して、係合に関連する構成間の隙間が小さくすることができる。言い換えると、術具と動力伝達部との係合を行う際の抵抗のバラツキの影響を小さくする。
【０００９】
その結果、係合に関連する構成間の隙間が小さくなることにより、高精度な外力の推定が可能となる。例えば、係合よりも動力伝達部側の所定の場所に、外力の推定を行うセンサが配置されている場合、術具からセンサに伝達される外力は、上述の隙間に吸収される。この隙間が小さくなるに伴い、小さな外力がセンサに伝達されやすくなる。
【００１０】
上記発明において前記術具側保持部には、前記アダプタ側保持部と係合する術具側誘導部と、前記術具側誘導部を前記術具に対して相対的に移動させる操作部と、が設けられ、前記アダプタ側保持部には、前記術具側誘導部と係合するアダプタ側誘導部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
このように術具側保持部の術具側誘導部と、アダプタ側保持部のアダプタ側誘導部とを係合させ、操作部により術具側保持部を術具に対して相対移動させることにより、術具と動力伝達部との簡易な係合を行いやすくなる。
【００１２】
上記発明において前記術具には、前記術具側保持部が設けられた術具本体から延びて、伝達された動力によって駆動される処置部が端部に配置される棒状部が設けられ、前記術具側誘導部は、前記術具本体に対して前記棒状部が延びる方向へ相対移動可能に配置され、前記術具における前記第１位置から前記第２位置への移動方向は、前記棒状部が延びる方向に対して交差する方向であって、前記術具側誘導部および前記アダプタ側誘導部の少なくとも一方には、前記術具が前記第１位置に配置された際における前記術具側誘導部の相対移動を、前記術具における前記第１位置から前記第２位置への移動に変換する変換部が設けられていることが好ましい。
【００１３】
このように術具側誘導部は棒状部が延びる方向へ相対移動可能とされ、この相対移動が変換部により第１位置から第２位置への移動に変換されることにより、バネ反力を利用した係合方法と比較して、確実な係合が可能となる。
【００１４】
上記発明において前記術具における前記アダプタと対向する面、および、前記アダプタにおける前記術具と対向する面のそれぞれには、前記術具が前記第１位置から前記第２位置へ移動した際に互いに係合するものであって、前記術具における前記アダプタに対する前記棒状部が延びる方向への相対移動を抑制する第１係合部および第２係合部が設けられていることが好ましい。
【００１５】
このように術具が第１位置から第２位置へ移動することにより係合される第１係合部および第２係合部が設けられることにより、第１係合部および第２係合部が設けられていない場合と比較して、第２位置へ移動された術具をアダプタに固定しやすくなる。
【００１６】
また、術具と動力伝達部との係合を行う動きと、アダプタに術具を固定させる動きとが同一の操作によって連動して行われる。そのため例えば、術具を交換する作業に要する時間を短縮しやすくなる。また、術具を交換する作業の困難性を改善しやすくなる。
【００１７】
さらに、術具と動力伝達部との係合と、アダプタへの術具の固定とを、機構的に同時に行われる。そのため、機構的に行わない場合と比較して、係合不良や固定不良を操作者が検知しやすい。言い換えると、センサやスイッチなどの電気的な検出システムを設ける必要性を低下させることができる。
【００１８】
上記発明において前記術具における前記アダプタと対向する面、および、前記アダプタにおける前記術具と対向する面の少なくとも一方には、前記術具が前記第２位置から前記第１位置へ移動する方向へ付勢する付勢部が設けられていることが好ましい。
【００１９】
このように付勢部を設けることにより、付勢部が設けられていない場合と比較して、アダプタから術具を取り外しやすくなる。このように術具の取り外しがスムーズになることにより、例えば、術具を交換する作業に要する時間を短縮しやすくなる。また、術具を交換する作業の困難性を改善しやすくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の医療用マニピュレータシステムによれば、第１位置に配置された術具の術具側誘導部を相対的に移動させることにより、術具が第１位置から第２位置に移動し、術具と動力伝達部とが動力の伝達が可能に係合されるため、高精度な外力の推定が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの構成を説明する模式図である。
【図２】図１の術具およびアダプタの構成を説明する部分拡大図である。
【図３】術具が第１位置に配置されている状態を説明する部分拡大図である。
【図４】図１の術具の構成を説明する部分拡大図である。
【図５】術具を第２位置に配置する際の操作部の相対位置を説明する部分拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの構成を説明する模式図である。
【図７】術具が第１位置に配置されている状態を説明する部分拡大図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの構成を説明する模式図である。
【図９】図８の付勢部が圧縮されている状態を説明する模式図である。
【図１０】図８の付勢部が術具をアダプタから押し上げている状態を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態にかかる医療用マニピュレータシステム１について図１から図５を参照ながら説明する。本実施形態では、医療用マニピュレータシステム１がマスタースレーブ型の手術ロボットに用いられる例に適用して説明する。医療用マニピュレータシステム１には、図１に示すように、動力部１０と、アダプタ２０と、術具５０と、が主に設けられている。
【００２３】
本実施形態では、術具５０の鉗子５３が設けられている方向を前方向、術具５０の術具本体５１が設けられている方向を後方向、術具５０が配置されている方向を上方向、動力部１０が配置されている方向を下方向として説明する。なお、これらの方向は便宜的に用いるものであり、前後が逆、上下が逆であってもよいし、前後方向と、上下方向とが入れ替わっていてもよいし、これらの方向の名称が別の名称であってもよい。
【００２４】
動力部１０は、術具５０を駆動する動力（駆動力）を供給するものである。動力部１０には、図１および図２に示すように、動力部本体１１と、アクチュエータ１２と、アクチュエータ伝達部１３と、から主に構成されている。
【００２５】
動力部本体１１は、内部にアクチュエータ１２およびアクチュエータ伝達部１３を収納する筺体であり、アダプタ２０が着脱可能に取り付けられるものである。また、動力部本体１１は、医療用マニピュレータシステム１のマニピュレータアーム（図示せず。）の外形を構成するものでもある。
【００２６】
アクチュエータ１２は、術具５０を駆動させる動力を発生させるものである。本実施形態においてアクチュエータ１２は、前後方向に伸縮することにより駆動力を発生するものである例に適用して説明する。また、アクチュエータ１２としては作動流体の供給を受けて駆動されるものを用いることができ、その構成などについては公知の構成などを用いることができる。
【００２７】
アクチュエータ伝達部１３は、動力部１０およびアダプタ２０が上下方向に接近離間して着脱される際に、後述するアダプタ２０の動力伝達部２２と係合離間するものである。アクチュエータ伝達部１３は、アクチュエータ１２における前方向の端部に配置されるものであり、動力部１０から術具５０に向かって（上方向に向かって）延びる柱状の形状を有しているものである。
【００２８】
アクチュエータ伝達部１３における上方向の端部には、上方向に向かって突出する柱状の突起（図示せず）が設けられている。当該突起は、後述する動力伝達部２２と係合離間するものであり、アクチュエータ１２で発生させた駆動力を動力伝達部２２に伝達するものである。
【００２９】
アダプタ２０は、動力部１０に対して着脱可能であるとともに、術具５０を着脱可能に保持するものである。アダプタ２０には、図１および図２に示すように、アダプタ本体２１と、動力伝達部２２と、アダプタ側保持部３１と、が主に設けられている。
【００３０】
アダプタ本体２１は、動力部本体１１に対して着脱されるものであり、動力伝達部２２や術具５０を着脱可能に保持するアダプタ側保持部３１が設けられているものである。
【００３１】
動力伝達部２２は、動力部１０から伝達された駆動力を、術具５０に伝達するものであり、図２に示すように、アダプタ本体２１の内部に配置されるものである。本実施形態では、動力伝達部２２は、アダプタ本体２１に対して前後方向（アクチュエータ１２が伸縮する方向と同じ方向）へ相対移動可能に配置されている。動力伝達部２２における下方向の端部（言い換えると、動力部１０と対向する端部）には、上述したアクチュエータ伝達部１３の突起が上下方向へ係合離間可能な挿入孔（図示せず）が設けられている。
【００３２】
アダプタ側保持部３１は、術具５０を第１位置と、第２位置との間で、移動可能に保持するものである。ここで第１位置は、アダプタ２０に対する術具５０の相対位置であって、術具５０がアダプタ２０に着脱可能に配置される位置である。第２位置は、動力部１０から伝達された駆動力を術具５０へ伝達可能となる位置である。
【００３３】
アダプタ側保持部３１は、アダプタ本体２１における術具５０と対向する面（図２の上側の面）から術具５０に向かって延びる一対の板状の部材である。一対のアダプタ側保持部３１は、左右から（図２の紙面における奥側および手前側から）術具５０を挟む位置に設けられている。
【００３４】
アダプタ側保持部３１には、第１誘導部３３、変換部３４、および、第２誘導部３５を有するアダプタ側誘導部３２と、が設けられている。アダプタ側誘導部３２は、アダプタ側保持部３１に形成され長孔状の貫通孔であり、後述する術具側保持部６１と係合するものである。また、第１誘導部３３、変換部３４および第２誘導部３５は、一体に形成された長孔状の貫通孔である。
【００３５】
第１誘導部３３は、アダプタ側保持部３１における後方向の部分を構成するものであり、上述の第１位置に対応するものである。第１誘導部３３は、前後方向に直線状に形成された長孔であり、第２誘導部３５と比較してアダプタ本体２１から離れた位置（上方向の位置）に形成されたものである。
【００３６】
変換部３４は、第１誘導部３３および第２誘導部３５の間の部分を構成するものであり、術具側保持部６１の相対移動を術具５０における上述の第１位置および第２位置の間の移動に変換するものである。変換部３４の後方向の端部は第１誘導部３３と連通し、変換部３４の前方向の端部は第２誘導部３５と連通している。変換部３４における上方向の辺は、後方向から前方向に向かって、上方向から下方向へ傾斜する形状を有している。
【００３７】
第２誘導部３５は、アダプタ側保持部３１における前方向の部分を構成するものであり、上述の第２位置に対応するものである。第２誘導部３５は、前後方向に直線状に形成された長孔であり、第１誘導部３３と比較してアダプタ本体２１に近い位置（下方向の位置）形成されたものである。
【００３８】
術具５０は、動力伝達部２２から伝達される動力によって駆動される鉗子（処置部）５３が設けられたものである。なお、術具５０に設けられる処置部としては、本実施形態の鉗子に限定されるものではなく、マスタースレーブ型の手術ロボットに用いられる種々のものを用いることができる。
【００３９】
術具５０には、図１および図４に示すように、術具本体５１と、棒状部５２と、術具側伝達部５５と、術具側保持部６１と、操作部６５と、が主に設けられている。
【００４０】
術具本体５１は、アダプタ２０に着脱される部分であって、棒状部５２、術具側伝達部５５、術具側保持部６１および操作部６５が設けられるものである。本実施形態では術具本体５１が四角柱状に形成されている例に適用して説明する。
【００４１】
棒状部５２は、術具本体５１から前方向へ棒状に延びる部材であって、伝達された動力によって駆動される鉗子５３が端部に配置されたものである。棒状部５２の内部には、鉗子５３の開閉に用いられる駆動力の伝達に用いられるワイヤなどの部材が配置されている。当該ワイヤなどの部材は、鉗子５３および術具側伝達部５５の間にわたって配置されている。
【００４２】
術具側伝達部５５は、動力伝達部２２から鉗子５３を駆動する駆動力の伝達を受けるものであり、受けた駆動力を鉗子５３に伝達するものである。術具側伝達部５５は、術具本体５１におけるアダプタ２０と対向する面から、アダプタ２０に向かって（下方向に向かって）突出して配置され、前後方向への移動が可能に配置されたものである。
【００４３】
また、術具側伝達部５５は、上述の動力伝達部２２と上下方向に接近離間することにより係合および離間し、前後方向への移動を伝達可能な構成を有している。本実施形態では、動力伝達部２２における上方向の端部（言い換えると、術具５０と対向する端部）が、術具側伝達部５５へ駆動力を伝達する凹形状に形成され、当該凹形状に術具側伝達部５５が係合および離間する例に適用して説明する。
【００４４】
なお、本実施形態では、術具側伝達部５５が凸状の形状に形成され、動力伝達部２２が凹状の形状に形成されている例に適用して説明する。なお、動力伝達部２２および術具側伝達部５５は、上述以外の形状に形成されていてもよく、具体的な形状を限定するものではない。
【００４５】
術具側保持部６１および操作部６５は、一体に形成、または、組み合わせて形成されたものであって、術具５０を第１位置から第２位置へ移動させるものである。術具側保持部６１は、術具本体５１に対して棒状部５２が延びる方向へ相対移動可能に配置されるものである。術具側保持部６１は、術具本体５１の左右の側面（図４における紙面に対して手前側の面および奥側の面）に配置されたものである。
【００４６】
術具側保持部６１には、板状に形成された誘導板部６２と、誘導板部６２における前方向および後方向の端部から突出して設けられた円柱状の誘導突起部（術具側誘導部）６３と、が主に設けられている。誘導突起部６３は、アダプタ側保持部３１のアダプタ側誘導部３２と係合するものであり、長孔状に形成されたアダプタ側誘導部３２に沿って相対移動するものである。
【００４７】
操作部６５は、術具側保持部６１を術具本体５１に対して相対的に前後方向へ移動させる際に用いられるレバーである。本実施形態では、操作部６５が術具本体５１の上側、言い換えると、アダプタ２０とは反対側に配置されている例に適用して説明する。また、操作部６５がＬ字形状に形成されている例に適用して説明するが、操作部６５の形状を限定するものではない。
【００４８】
次に、上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム１におけるアダプタ２０への術具５０の着脱動作について説明する。まず、アダプタ２０に術具５０を取りつける際の動作について説明する。
【００４９】
まず、術具５０は、図４に示すように、術具本体５１に対して術具側保持部６１および操作部６５が後方向に移動させられた状態とされる。この状態で、術具５０がアダプタ２０のアダプタ側保持部３１が設けられた面に配置される（図３参照。）。
【００５０】
例えば、アダプタ２０に対して、術具５０を後上方向から前下方向に向かって移動させつつ、アダプタ側保持部３１が設けられた面に配置させる。このとき、術具本体５１の前方向の端部は、アダプタ２０の前方向の端部に設けられたストッパ部２５と当接する。このように術具本体５１がストッパ部２５と当接することにより、アダプタ２０と術具本体５１との前後方向における相対的な位置が定められる。
【００５１】
さらに、凹形状に形成された動力伝達部２２は、前方向の部分が、後方向の部分よりも術具５０側へ突出して形成されている。そのため、術具５０の術具側伝達部５５が、当該後方向の部分を通りすぎて当該前側の部分に当接する。また、術具本体５１の相対的な移動にともない、術具側伝達部５５が、動力伝達部２２を前方向へ押し付ける。
【００５２】
また、術具側保持部６１の誘導突起部６３は、術具５０をアダプタ２０に接近させつつ前方向に移動させる際に、アダプタ側誘導部３２の第１誘導部３３と係合される。誘導突起部６３と第１誘導部３３との係合により、術具５０およびアダプタ２０との上下方向の相対的な位置が定められる。この際のアダプタ２０に対する術具５０の相対的な位置が第１位置となる。術具本体５１がストッパ部２５と当接した段階で、誘導突起部６３は、アダプタ側誘導部３２の変換部３４まで移動する。
【００５３】
その後、図５に示すように、術具本体５１に対して操作部６５を相対的に前方向へ移動させる操作が行われる。この操作により、術具側保持部６１は、術具本体５１に対して相対的に前方向へ移動する。このとき、術具本体５１はストッパ部２５に当接しているため、アダプタ２０に対する術具本体５１の前後方向の相対位置は変化しない。
【００５４】
上述の操作部６５の操作により、誘導突起部６３は、変換部３４から第２誘導部３５へと移動する。この移動の際に、誘導突起部６３は、変換部３４から下向き（アダプタ２０に接近する向き）の力を受け、この力により術具本体５１は、アダプタ２０に接近する。
【００５５】
術具本体５１およびアダプタ２０との上下方向の相対位置は、誘導突起部６３および第２誘導部３５との係合により定められる。術具本体５１およびアダプタ２０の相対位置が、図２に示される位置にまで移動すると、術具側伝達部５５および動力伝達部２２が係合する。この時のアダプタ２０に対する術具５０の相対的な位置が第２位置となる。これにより、動力伝達部２２において発生された駆動力が、術具側伝達部５５へ伝達可能となる。以上により、アダプタ２０への術具５０の取付けが完了する。
【００５６】
次いで、アダプタ２０から術具５０を取り外す際の動作について説明する。アダプタ２０から術具５０を取り外す場合には、操作部６５を術具本体５１に対して後方向へ相対移動させる操作が行われる。
【００５７】
この操作により、誘導突起部６３は、第２誘導部３５から変換部３４へ移動する。その後、術具本体５１をアダプタ２０に対して後方向かつ上方向へ相対移動させることにより、アダプタ２０から術具５０を取り外す動作が完了する。
【００５８】
上記の構成の医療用マニピュレータシステム１によれば、第１位置に配置された術具５０の術具側保持部６１を相対的に移動させることにより、術具５０が第１位置から第２位置に移動し、術具５０は動力伝達部２２と動力の伝達が可能に係合される。そのため、バネ反力を利用する特許文献１に記載の係合方法と比較して、係合に関連する構成間の隙間が小さくすることができる。言い換えると、術具５０と動力伝達部２２との係合を行う際の抵抗のバラツキの影響を小さくすることができ、係合が不完全になることを抑制しやすくなる。
【００５９】
係合に関連する構成間の隙間が小さくなることにより、高精度な外力の推定が可能となる。例えば、係合よりも動力伝達部２２側の所定の場所に、外力の推定を行うセンサが配置されている場合、術具５０からセンサに伝達される外力は、上述の隙間に吸収される。この隙間が小さくなるに伴い、小さな外力がセンサに伝達されやすくなる。
【００６０】
術具側保持部６１の誘導突起部６３と、アダプタ側保持部３１のアダプタ側誘導部３２とを係合させ、操作部６５により術具側保持部６１を術具に対して相対移動させることにより、術具５０と動力伝達部２２との簡易な係合を行いやすくなる。
【００６１】
術具側保持部６１は棒状部５２が延びる方向へ相対移動可能とされ、この相対移動が変換部３４により第１位置から第２位置への移動に変換されることにより、バネ反力を利用した係合方法と比較して、確実な係合が可能となる。
【００６２】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムついて図６および図７を参照して説明する。本実施形態の医療用マニピュレータシステムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、アダプタおよび術具の相対位置を保持する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図６および図７を用いてアダプタおよび術具の相対位置を保持する構成について説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【００６３】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム１０１には、図６に示すように、動力部１０と、アダプタ１２０と、術具１５０と、が主に設けられている。アダプタ１２０には、図６および図７に示すように、アダプタ本体２１と、動力伝達部２２と、アダプタ側保持部３１と、第２係合部１４１と、が主に設けられている。
【００６４】
第２係合部１４１は、第１係合部１７１と係合するものであって、上方向に向かって開口を有する凹形状に形成されたものである。また、第２係合部１４１は、アダプタ本体２１における術具本体５１と対向する面であって、動力伝達部２２がスライド移動する領域よりも後方向の領域に設けられるものである。
【００６５】
術具１５０には、図６および図７に示すように、術具本体５１と、棒状部５２と、術具側伝達部５５と、術具側保持部６１と、操作部６５と、第１係合部１７１と、が主に設けられている。
【００６６】
第１係合部１７１は、第２係合部１４１と係合するものであって、下方向に向かって突出する凸形状に形成されたものである。また、第１係合部１７１は、術具本体５１におけるアダプタ本体２１と対向する面であって、術具側伝達部５５がスライド移動する領域よりも後方向の領域に設けられるものである。
【００６７】
上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム１０１におけるアダプタ１２０への術具１５０の着脱動作について説明する。まず、アダプタ１２０に術具１５０を取りつける際の動作について説明する。
【００６８】
アダプタ１２０に対して、術具１５０が相対的な第１位置（図７参照。）に配置されるまでの動作は、第１の実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。術具１５０が第１位置に配置されると、アダプタ１２０の第２係合部１４１と、術具１５０の第１係合部１７１と、は上下方向に対向するとともに離間した位置に配置される。
【００６９】
その後、図６に示すように、術具本体５１に対して操作部６５を相対的に前方向へ移動させる操作が行われると、第１係合部１７１は第２係合部１４１に接近して、両者は係合する。第１係合部１７１および第２係合部１４１の係合により、アダプタ１２０および術具１５０は前後方向への相対移動が抑制される。
【００７０】
次いで、アダプタ１２０から術具１５０を取り外す際の動作について説明する。アダプタ１２０から術具１５０を取り外す場合には、操作部６５を術具本体５１に対して後方向へ相対移動させる操作が行われる。
【００７１】
この操作により、第１係合部１７１は第２係合部１４１から離間し、両者の係合は解かれる。その後、術具本体５１をアダプタ１２０に対して後方向かつ上方向へ相対移動させることにより、アダプタ１２０から術具１５０を取り外す動作が完了する。
【００７２】
上記の構成によれば、術具１５０が第１位置から第２位置へ移動することにより係合される第１係合部１７１および第２係合部１４１が設けられることにより、第１係合部１７１および第２係合部１４１が設けられていない場合と比較して、第２位置へ移動された術具１５０をアダプタ１２０に固定しやすくなる。
【００７３】
また、術具１５０と動力伝達部２２との係合を行う動きと、アダプタ１２０に術具１５０を固定させる動きとが同一の操作によって連動して行われる。そのため例えば、術具１５０を交換する作業に要する時間を短縮しやすくなる。また、術具１５０を交換する作業の困難性を改善しやすくなる。
【００７４】
さらに、術具１５０と動力伝達部２２との係合と、アダプタ１２０への術具１５０の固定とを、機構的に同時に行われる。そのため、機構的に行わない場合と比較して、係合不良や固定不良を操作者が検知しやすい。言い換えると、センサやスイッチなどの電気的な検出システムを設ける必要性を低下させることができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、第１係合部１７１が凸形状を有し、第２係合部１４１が凹形状を有する例に適用して説明したが、第１係合部１７１および第２係合部１４１の形状は、第２位置にあるアダプタ１２０および術具１５０が、前後方向に相対移動を抑制する爪嵌合などの公知の形状であればよく、具体的な形状を限定するものではない。
【００７６】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図８から図１０を参照しながら説明する。
本実施形態の医療用マニピュレータシステムの基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、アダプタおよび術具の相対位置を離間させる構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図８から図１０を用いてアダプタおよび術具の相対位置を離間させる構成について説明し、その他の構成等の説明を省略する。
【００７７】
本実施形態の医療用マニピュレータシステム２０１には、図８から図１０に示すように、動力部１０と、アダプタ２２０と、術具１５０と、が主に設けられている。アダプタ２２０には、図８から図１０に示すように、アダプタ本体２１と、動力伝達部２２と、アダプタ側保持部３１と、付勢部２４１と、が主に設けられている。
【００７８】
付勢部２４１は、アダプタ本体２１における術具本体５１と対向する面であって、動力伝達部２２がスライド移動する領域よりも前方向および後方向の領域に設けられるものである。付勢部２４１には、コイルばね２４２と、当接部２４３と、が主に設けられている。
【００７９】
コイルばね２４２は、術具１５０が第２位置から第１位置へ移動する方向（言い換えると、術具本体５１がアダプタ本体２１から離れる方向）へ付勢する弾性力を有するものである。本実施形態では、付勢部２４１にコイルばね２４２が設けられている例に適用して説明するが、術具本体５１がアダプタ本体２１から離れる方向へ付勢する弾性力を有するものであればよく、コイルばね２４２に限定するものではない。
【００８０】
当接部２４３は、コイルばね２４２における術具１５０側の端部（上方向の端部）に配置されるものであり、術具本体５１と当接可能に配置された部材である。コイルばね２４２の付勢力は、当接部２４３を介して術具本体５１に伝達される。
【００８１】
上記の構成からなる医療用マニピュレータシステム２０１におけるアダプタ２２０への術具１５０の着脱動作について説明する。まず、アダプタ２２０に術具１５０を取りつける際の動作について説明する。
【００８２】
アダプタ２２０に対して、術具１５０が相対的な第１位置（図１０参照。）に配置されるまでの動作は、第１の実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。術具１５０が第１位置に配置されると、術具本体５１と付勢部２４１の当接部２４３とが当接する。このとき、付勢部２４１のコイルばね２４２は、伸張した状態になっている。
【００８３】
その後、図８および図９に示すように、術具本体５１に対して操作部６５を相対的に前方向へ移動させる操作が行われると、誘導突起部６３は、変換部３４から第２誘導部３５へと移動する。術具１５０は、第２位置から第１位置へ移動する。誘導突起部６３が第２誘導部３５に位置することにより、付勢部２４１のコイルばね２４２は圧縮された状態になる。
【００８４】
次いで、アダプタ２２０から術具１５０を取り外す際の動作について説明する。アダプタ２２０から術具１５０を取り外す場合には、操作部６５を術具本体５１に対して後方向へ相対移動させる操作が行われる。誘導突起部６３は、第２誘導部３５から変換部３４へと移動する。
【００８５】
すると、術具本体５１は、付勢部２４１におけるコイルばね２４２の付勢力により、アダプタ本体２１から離間する方向（上方向）へ移動する。その後、術具本体５１をアダプタ２２０に対して後方向かつ上方向へ相対移動させることにより、アダプタ２２０から術具１５０を取り外す動作が完了する。
【００８６】
上記の構成によれば、付勢部２４１を設けることにより、付勢部２４１が設けられていない場合と比較して、アダプタ２２０から術具５０を取り外しやすくなる。このように術具５０の取り外しがスムーズになることにより、例えば、術具５０を交換する作業に要する時間を短縮しやすくなる。また、術具５０を交換する作業の困難性を改善しやすくなる。
【００８７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。
【符号の説明】
【００８８】
１，１０１，２０１…医療用マニピュレータシステム、２０，１２０，２２０…アダプタ、２２…動力伝達部、３１…アダプタ側保持部、３２…アダプタ側誘導部、３４…変換部、５０，１５０…術具、５１…術具本体、５２…棒状部、５３…鉗子（処置部）、６１…術具側保持部、６３…誘導突起部（術具側誘導部）、６５…操作部、１７１…第１係合部、１４１…第２係合部、２４１…付勢部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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