(57)【要約】  把持力覚提示装置を小型化し、かつ、軽量かつ滑らかな操作感を得る。  把持力覚提示装置は、第１の仮想円錐面の一部により形成された外周面を有し、第１の円錐軸を中心に回動する第１の回転部材と、第２の仮想円錐面の一部により形成され、第１の回転部材の外周面に対向する対向面を有し、第２の円錐軸を中心に回動する第２の回転部材と、両端部が第２の回転部材に連結され、かつ、中央部が第１の回転部材に巻き付けられたワイヤと、第１の回転部材を回転させることにより第２の回転部材を回動させて、第２の回転部材に接触するユーザの指に対して力覚を提示する駆動部と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の仮想円錐面の一部により形成された外周面を有し、第１の円錐軸を中心に回動する第１の回転部材と、  第２の仮想円錐面の一部により形成され、前記第１の回転部材の前記外周面に対向する対向面を有し、第２の円錐軸を中心に回動する第２の回転部材と、  両端部が前記第２の回転部材に連結され、かつ、中央部が前記第１の回転部材に巻き付けられたワイヤと、  前記第１の回転部材を回転させることにより前記第２の回転部材を回動させて、前記第２の回転部材に接触するユーザの指に対して力覚を提示する駆動部と、  を備える、把持力覚提示装置。
【請求項２】
前記第１の円錐軸と前記第２の円錐軸とが直交する、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項３】
前記第１の回転部材又は前記第２の回転部材が回動することにより、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤのうちの一端側が前記第２の回転部材に送出され、かつ、他端側が前記第２の回転部材から巻き取られる、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項４】
前記第１の回転部材は、前記外周面上を旋回する螺旋状のワイヤ溝を有する、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項５】
前記第２の回転部材は、前記対向面に、前記ワイヤの配設位置を規定するガイド部を有する、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項６】
前記第２の回転部材の前記ガイド部と前記第１の回転部材の外周面との距離が、前記ワイヤの直径よりも小さい、請求項５に記載の把持力覚提示装置。
【請求項７】
前記ガイド部は、それぞれ前記第２の仮想円錐面の周方向に沿って設けられた第１のガイド部及び第２のガイド部を含む、請求項５に記載の把持力覚提示装置。
【請求項８】
前記第１のガイド部は、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤのうちの一端側が延出する前記ワイヤの配設位置を規定し、前記第２のガイド部は、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤのうちの他端側から延出する前記ワイヤの配設位置を規定する、請求項７に記載の把持力覚提示装置。
【請求項９】
前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の平面形状は弧状を成し、前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の曲率半径が前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の配設方向に沿って徐々に変化する、請求項７に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１０】
前記第１のガイド部の平面形状は弧状を成し、前記第２の回転部材の回動によって前記第２の回転部材の位置が変化する場合であっても、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤの前記一端側の導出位置に一致する、請求項７に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１１】
前記第２のガイド部の平面形状は弧状を成し、前記第２の回転部材の回動によって前記第２の回転部材の位置が変化する場合であっても、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤの前記他端側の導出位置に一致する、請求項７に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１２】
前記第２の回転部材は、前記ユーザの指により押される指接触部を備える、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１３】
前記第１の回転部材の外周面と前記第２の回転部材の対向面との距離を調節するための調節部を備える、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１４】
前記ワイヤに張力を付与する張力発生部を備える、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１５】
前記第２の回転部材の基準位置を規定する原点センサを備える、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１６】
前記把持力覚提示装置は、医療用の術具の遠隔操作を行う入力装置である、請求項１に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１７】
前記医療用の術具が、鉗子、攝子又は切断器具である、請求項１６に記載の把持力覚提示装置。
【請求項１８】
ユーザによる把持動作に伴って回動する回転部材と、  前記回転部材に対して、前記ユーザの把持動作による回転方向とは逆向きの回転トルクを付与し、前記ユーザに対して力覚を提示する駆動部と、  を備える、スタイラス型力覚提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、把持力覚提示装置及びスタイラス型力覚提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、内視鏡外科手術を施す際に、患者の体を大きく切開することなく患部へのアプローチを可能とする医療装置が用いられている。かかる医療装置では、医師等の術者（ユーザ）が入力インタフェースを備えた操作機器を遠隔操作し、当該術者の操作にしたがって術具を備えたロボット装置が動作して、手術が施される。かかる医療装置において、入力インタフェースは、ユーザが直接操作を行うための器具として重要な構造体である。【０００３】  ここで、内視鏡外科手術で用いられる術具として、鉗子、攝子又は切断器具等に代表されるように、複数の構成部分で患部を挟持する形式の術具（以下、「把持型術具」ともいう。）がある。把持型術具を遠隔操作するための入力インタフェースとしては、小型化又は軽量化を実現するために、カム構造を用いた把持インタフェースが用いられている。しかしながら、カム構造を用いた把持インタフェースでは、カム角度等の構成部分の成す角度によって減速比が徐々に変化したり、カム同士の摩擦の影響により円滑性や耐久性を向上させることが困難であったりする。そこで、ワイヤを用いて平行軸に対して動力を伝達する構成の把持インタフェースも存在するが、かかる把持インタフェースでは、機構部が大きくなり、把持インタフェースが大型化する場合がある。【０００４】  これに対して、特許文献１には、ベルトを用いて非平行軸に対して動力を伝達する構成の動力伝達機構が開示されている。具体的には、複数の円錐プーリと、複数の円錐プーリのうちのいずれかに入力された動力を、回転軸が平行でない他のプーリに伝える動力伝達媒体として、平面に展開した形状が扇形である扇ベルトを用いた非平行軸伝動機構が提案されている。また、特許文献２には、手術にも用い得るインタフェースとして、３つの自由度とユーザインタフェースとを含む、反力提示型力覚インタフェースが開示されている。具体的には、ユーザ接続部を、ユーザが握るように構成されたスタイラス型の機器により構成した反力提示型力覚インタフェースが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０４９０１３号
【特許文献２】特表２００７−５１０２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかし、動力伝達媒体としてベルトを用いた動力伝達機構は、ベルト自体の硬さが硬いために、微小な力を伝達する際に大きなノイズを発生するおそれがある。また、動力伝達媒体としてベルトを用いた場合、減速比を大きくするためには、円錐プーリを大きくする必要があり、機器が大型化するおそれがあった。ユーザによって操作され、把持力の力覚を提示する把持インタフェースとして、軽量かつ滑らかな操作感が得られる小型の把持インタフェースが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本開示によれば、第１の仮想円錐面の一部により形成された外周面を有し、第１の円錐軸を中心に回動する第１の回転部材と、第２の仮想円錐面の一部により形成され、第１の回転部材の外周面に対向する対向面を有し、第２の円錐軸を中心に回動する第２の回転部材と、両端部が第２の回転部材に連結され、かつ、中央部が第１の回転部材に巻き付けられたワイヤと、第１の回転部材を回転させることにより第２の回転部材を回動させて、第２の回転部材に接触するユーザの指に対して力覚を提示する駆動部と、を備える、把持力覚提示装置が提供される。【０００８】  また、本開示によれば、ユーザによる把持動作に伴って回動する回転部材と、回転部材に対して、ユーザの把持動作による回転方向とは逆向きの回転トルクを付与し、ユーザに対して力覚を提示する駆動部と、を備える、スタイラス型力覚提示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】  以上説明したように本開示によれば、ユーザによって操作される把持力覚提示装置を小型化し、かつ、軽量かつ滑らかな操作感を得ることができる。【００１０】  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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施形態にかかる医療用装置を示す斜視図である。
【図２】同実施形態にかかる把持力覚提示装置を示す斜視図である。
【図３】同実施形態にかかる把持力覚提示装置の側面図である。
【図４】同実施形態にかかる把持力覚提示装置の底面図である。
【図５】同実施形態にかかる把持力覚提示装置の上面図である。
【図６】同実施形態にかかる把持力覚提示装置の内部構造を示す説明図である。
【図７】動力伝達部を拡大して示す説明図である。
【図８】図７に示す動力伝達部を矢印Ａの方向に見た図である。
【図９】動力伝達部の斜視図である。
【図１０】プーリの外周面及びレール部の対向面について示す説明図である。
【図１１】動力伝達部の構成を示す説明図である。
【図１２】動力伝達部の構成を示す説明図である。
【図１３】把持力覚提示装置の使用状態を示す説明図である。
【図１４】動力伝達部の動作を示す説明図である。
【図１５】動力伝達部の動作を示す説明図である。
【図１６】同実施形態にかかる医療用装置の使用例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  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。
【００１３】  なお、説明は以下の順序で行うものとする。  １．医療用装置の全体構成  ２．把持力覚提示装置（スタイラス型力覚提示装置）の全体構成  ３．動力伝達機構  ４．使用方法の例    ４−１．把持型術具の遠隔操作    ４−２．力覚提示    ４−３．原点復帰動作  ５．まとめ
【００１４】  ＜１．医療用装置の全体構成＞  まず、図１を参照して、本開示の実施の形態にかかる把持力覚提示装置１００を備えた医療用装置１０の概略構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる医療用装置１０の斜視図を示す。図１に示す医療用装置１０は、図示しないスレイブ側ロボット装置とともに、マスタ−スレイブ方式の医療用ロボット装置を構成する。かかる医療用装置１０は、スレイブ側ロボット装置に対して、有線又は無線の通信手段により操作指令を送信して、スレイブ側ロボット装置を遠隔操作するマスタ側操作入力装置として構成され得る。医療用装置１０により操作されるスレイブ側ロボット装置は、鉗子、攝子又は切断器具等の把持型術具を先端に保持し、例えば６自由度を有するアームを備えたロボット装置であってもよい。スレイブ側ロボット装置は、医療用装置１０からの操作指令に基づいて把持型術具の位置や向きを変化させ、また、把持型術具による把持動作を行う。
【００１５】  医療用装置１０は、支持アーム部２０と、本体部３０と、ベース部４０と、把持力覚提示装置１００とを備える。ベース部４０は、医療用装置１０の基台部分であり、例えばアルミニウム製のフレーム材を組み合わせて構成されてもよい。ただし、ベース部４０の構成はかかる例に限定されない。ベース部４０には、医師等のユーザの肘が載せられる支持台５０が取り付けられている。ユーザは、支持台５０に肘又は腕を載せた状態で把持力覚提示装置１００の操作を行うことで、操作の安定性を得ることができる。なお、支持台５０は、ベース部４０に取り付けられていなくてもよく、医療用装置１０の構成要素に含まれていなくてもよい。
【００１６】  支持アーム部２０は、後端側で本体部３０に支持され、先端側で把持力覚提示装置１００を支持する。支持アーム部２０は、第１のアーム部２０ａと、第２のアーム部２０ｂと、第３のアーム部２０ｃと、第４のアーム部２０ｄとを有する。第１のアーム部２０ａ、第２のアーム部２０ｂ、及び、第３のアーム部２０ｃは、それぞれ先端側で第４のアーム部２０ｄに連結され、後端側で本体部３０に連結される。第１のアーム部２０ａ、第２のアーム部２０ｂ、及び、第３のアーム部２０ｃは、それぞれ複数（図示した例では２つ）のリンクが互いに回動可能に連結されて構成される。また、第１のアーム部２０ａ、第２のアーム部２０ｂ、及び、第３のアーム部２０ｃと、第４のアーム部２０ｄとの連結部分も互いに回動可能に連結されて構成される。さらに、第１のアーム部２０ａ、第２のアーム部２０ｂ、及び、第３のアーム部２０ｃと、本体部３０との連結部分も回動可能に連結されて構成される。
【００１７】  これらの複数のリンクの連結部分が関節部となり、当該関節部を中心に、それぞれのリンクの角度が自由に変化し得る。これにより、支持アーム部２０の先端側に支持された把持力覚提示装置１００の空間上の位置が自由に変化し得る。また、第４のアーム部２０ｄは、先端側で把持力覚提示装置１００を支持し、後端側で第１のアーム部２０ａ、第２のアーム部２０ｂ、及び、第３のアーム部２０ｃに連結される。第４のアーム部２０ｄは、複数（図示した例では２つ）のアームが連結されて構成され、それぞれのアームは、軸回転可能に連結されている。これにより、支持アーム部２０の先端側に支持された把持力覚提示装置１００の向きが自由に変化し得る。
【００１８】  支持アーム部２０の第１のアーム部２０ａ、第２のアーム部２０ｂ、及び、第３のアーム部２０ｃのそれぞれの連結部分である関節部には、各リンクの回転角度を検出するセンサが設けられている。また、第４のアーム部２０ｄには、各アームの軸回転角度を検出するセンサが設けられている。これらの回転角度を検出するセンサとしては、例えばエンコーダを用いることができる。これらのセンサのセンサ信号は、本体部３０に備えられた図示しない制御部に送信される。
【００１９】  また、本体部３０には、第１のアーム部２０ａ、第２のアーム部２０ｂ、及び、第３のアーム部２０ｃと本体部３０との連結部分におけるリンクの回転を制御するモータ３５（１つは不図示）が備えられる。３つのモータ３５は、ユーザによって操作される把持力覚提示装置１００の移動に対して反力を付与し、把持力覚提示装置１００の移動動作に対する力覚を提示する。
【００２０】  把持力覚提示装置１００は、図示しないスレイブ側ロボット装置に支持された術具を動作させるための把持インタフェースとして機能する。ユーザが、把持力覚提示装置１００の位置や向きを変化させることにより、支持アーム部２０の姿勢が変化し、各関節部の回転角度や各アームの軸回転角度が変化する。制御部は、センサにより検出される回転角度の情報に基づき、術具を支持するスレイブ側ロボット装置のアームの姿勢を制御して、スレイブ側ロボット装置に支持された術具の位置や向きを変化させることができる。このとき、制御部は、スレイブ側ロボット装置のアームに付与される外力を検出し、当該外力に基づいて３つのモータ３５の駆動力を制御することによって、把持力覚提示装置１００の移動動作に対する力覚を提示してもよい。
【００２１】  また、ユーザが、把持力覚提示装置１００により把持動作を行うことにより、制御部は、把持力覚提示装置１００から所定の操作信号を取得し、当該操作信号に基づいて、スレイブ側ロボット装置に支持された把持型術具に把持動作を行わせることができる。このとき、制御部は、スレイブ側ロボット装置に支持された把持型術具に付与される外力を検出し、当該外力に基づいて把持力覚提示装置１００に備えられたモータ１８７の駆動力を制御することによって、把持力覚提示装置１００の把持動作に対する力覚を提示してもよい。
【００２２】  なお、各関節部の回転角度及び各アームの軸回転角度を検出するセンサを含む支持アーム部２０は、従来公知の支持アーム装置を用いて構成し得るものであり、支持アーム部２０の構成についての詳細な説明は省略する。また、支持アーム部２０の姿勢に基づき、スレイブ側ロボット装置のアームの姿勢を制御する具体的な方法についても、従来公知の制御技術を採用し得るものであり、制御部についての詳細な説明は省略する。
【００２３】  ＜２．把持力覚提示装置の全体構成＞  次に、図２〜図６を参照して、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００の構成について説明する。図２は、把持力覚提示装置１００の斜視図であり、図３は、図２の把持力覚提示装置１００を手前側から見た側面図である。また、図４は、図２の把持力覚提示装置１００を下方側から見た底面図であり、図５は、図２の把持力覚提示装置１００を上方側から見た上面図である。さらに、図６は、把持力覚提示装置１００の内部構造を示す説明図であって、図２の把持力覚提示装置１００を奥側から見た内部透視図である。
【００２４】  把持力覚提示装置１００は、内部にモータ１８７及びエンコーダ１８５が収容された筐体１０１を備える。筐体１０１の構成材料は特に限定されない。把持力覚提示装置１００を軽量化するためには、例えば樹脂材料やアルミニウム等によって成形された筐体１０１であってもよい。筐体１０１は、ユーザが把持しやすいように、全体として長尺の棒状の外形を有する。すなわち、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００は、いわゆるスタイラス型の力覚提示装置となっている。
【００２５】  エンコーダ１８５は、モータ１８７の回転角度を検出する位置検出センサに相当する。モータ１８７の回転角度を検出する手段は、エンコーダ１８５に限られない。モータ１８７の出力軸は、把持力覚提示装置１００の長手方向に沿って配置されており、把持力覚提示装置１００の前方側に配置されたプーリ１７０に接続される。これにより、モータ１８７の駆動トルクによってプーリ１７０が軸回転可能になっている。プーリ１７０は、本開示の技術にかかる第１の回転部材に相当し、モータ１８７は、本開示の技術にかかる駆動部に相当する。プーリ１７０は、筐体１０１の外部に露出しており、把持力覚提示装置１００の一側面側において、プーリ１７０の外周面１７１にレール部１２０が対向する。プーリ１７０の外周面１７１は、モータ１８７の出力軸の軸線に一致する円錐軸（第１の円錐軸）を有する仮想円錐面（第１の仮想円錐面）の一部により形成される。
【００２６】  筐体１０１の後端側には回転軸部材１５１が設けられている。回転軸部材１５１には、リンク１１０が回転軸部材１５１を中心に回動自在に連結され、回転軸部材１５１の両端は、軸受部１５５及び筐体１０１により支持されている。リンク１１０は、把持力覚提示装置１００の一側面側に、長手方向に沿って配置された長尺の部材であり、回転軸部材１５１の軸方向に対して交差する方向に沿って延在する。リンク１１０の先端側の適宜の位置には、リンク１１０の回転方向に対して交差し、かつ、把持力覚提示装置１００の長手方向に沿って延在する面を有する指接触部１０５が設けられている。指接触部１０５は、例えばユーザの人差し指が載置される載置部１０７を有する。載置部１０７は、ユーザの指の形に適合しやすいように、アーチ状に凹んだ形状を有する。
【００２７】  筐体１０１の側面のうち、リンク１１０が配置されている側の側面の一部には、ユーザの親指が配置される親指接触部１０３が設けられている。また、筐体１０１の側面のうち、リンク１１０が配置されている側とは反対側の側面の一部には、ユーザの中指が配置される中指接触部が設けられている。図６においては、筐体１０１の一部が透過して示されており、中指接触部は図示されていない。本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００は、ユーザの右手の親指が筐体１０１の親指接触部１０３に配置され、中指が筐体１０１の中指接触部に配置され、さらに、人差し指が指接触部１０５の載置部１０７に配置され、筆記用のペンを握るように把持され得る。すなわち、把持力覚提示装置１００は、人が持ち慣れた形状を有している。
【００２８】  なお、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００では、指接触部１０５は、リンク１１０に対して３本の固定ネジ１５７によって固定されている。かかる固定ネジ１５７が挿貫されるネジ穴１０９は、リンク１１０の前後方向に沿って長手方向を有する長穴とされており、ユーザの指の長さに応じて、指接触部１０５の位置が長手方向に調節可能になっている。
【００２９】  また、筐体１０１の内部において、回転軸部材１５１には、リンク１１０の原点位置（基準位置）を設定するための原点センサが備えられている。本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００において、原点センサは、リンク１１０に連結され、リンク１１０とともに回動する原点位置設定治具１８１と、原点位置設定治具１８１の位置（回転角度）を検出する原点センサ基板１８３とを備える。これらの原点位置設定治具１８１及び原点センサ基板１８３は、筐体１０１の内部に収容されてもよい。かかる原点センサは、リンク１１０の回動に伴って回動する原点位置設定治具１８１のエッジの有無、すなわち、原点センサ基板１８３による原点位置設定治具１８１の検出のオンオフの境界を原点（基準角度）として設定してもよい。
【００３０】  また、リンク１１０の後端面には、回転軸部材１５１が挿入された孔部１１３につながるネジ穴１１５が設けられ、当該ネジ穴１１５の内部には、止めネジ１５９が配置されている（図４を参照。）。かかる止めネジ１５９の先端が、回転軸部材１５１に突き当てられることで、リンク１１０が回転軸部材１５１に対して押え付けられて固定される。したがって、止めネジ１５９を緩めてリンク１１０を適宜の位置に移動させた後、再び止めネジ１５９を締め付けることにより、リンク１１０の位置を、回転軸部材１５１の軸線方向に沿って調節することができる。これにより、リンク１１０に取り付けられた指接触部１０５やレール部１２０の位置を調節することができる。本実施形態においては、かかる止めネジ１５９が、本開示にかかるプーリ１７０の外周面１７１とレール部１２０の対向面１２８との距離を調節するための調節部に相当する。
【００３１】  リンク１１０の先端側には、リンク１１０の回転方向に向かって延在するレール部１２０が設けられている。レール部１２０は、本開示の技術にかかる第２の回転部材に相当する。レール部１２０は、略円弧状の外形を有し、リンク１１０の回動に伴って、レール部１２０の延在方向に沿って回動する。すなわち、レール部１２０は、回転軸部材１５１を中心に回転する。レール部１２０は、プーリ１７０の外周面１７１に対向する対向面１２８を有する。対向面１２８は、回転軸部材１５１を円錐軸（第２の円錐軸）とする仮想円錐面（第２の仮想円錐面）の一部により形成される。
【００３２】  プーリ１７０のワイヤ溝１７３には、ワイヤ１３５が巻き付けられている。かかるワイヤ１３５の両端部は、レール部１２０上に配設され、ワイヤ１３５の中央部がプーリ１７０に巻き付けられている。ワイヤ１３５は、動力を伝達する部材として機能し、モータ１８７により生成される駆動トルクが、プーリ１７０及びワイヤ１３５を介して、レール部１２０に伝達される。一方、レール部１２０の回動に伴って、レール部１２０の回転トルクが、ワイヤ１３５及びプーリ１７０を介して、モータ１８７にも伝達され得る。ワイヤ１３５の直径は、例えば、０．２〜０．５ｍｍとすることができる。動力伝達機構の詳細については後述する。
【００３３】  また、かかる把持力覚提示装置１００と支持アーム部２０の第４のアーム部２０ｄとの間に、力センサが備えられてもよい。力センサは、例えば、把持力覚提示装置１００に対して付与される３方向６軸成分の力及び捻じれを検出する６軸力センサとして構成されてもよい。力センサは、把持力覚提示装置１００に対して並進力あるいは捻じり方向の力が付与されたときに、当該モーメントに対応する出力を生成する。制御部は、当該モーメントを検出し、当該モーメントに基づいてスレイブ側ロボット装置のアームの動作を制御する。これにより、スレイブ側ロボット装置に支持された把持型術具の移動をスムーズにすることができる。
【００３４】  かかる把持力覚提示装置１００において、原点センサ基板１８３、モータ１８７、エンコーダ１８５、及び、力センサは、それぞれ図示しないケーブルにより、本体部３０の制御部に電気的に接続される。これにより、原点センサ基板１８３、エンコーダ１８５、及び、力センサの検出信号が制御部に出力されるとともに、制御部からモータ１８７に対して制御信号が入力される。なお、本実施形態にかかる医療用装置１０では、把持力覚提示装置１００を制御する制御部が、本体部３０に備えられているが、制御部は、筐体１０１内に搭載されていてもよい。
【００３５】  ＜３．動力伝達機構＞  ここまで、把持力覚提示装置１００の全体構成について説明した。次に、かかる把持力覚提示装置１００における動力伝達機構の構成について具体的に説明する。上述のとおり、把持力覚提示装置１００において、モータ１８７の駆動トルクは、プーリ１７０及びワイヤ１３５を介してレール部１２０に伝達され得る。また、把持力覚提示装置１００において、ユーザによってレール部１２０が回動させられるときの回転トルクが、ワイヤ１３５及びプーリ１７０を介してモータ１８７にも伝達され得る。
【００３６】  図７〜図９は、動力伝達機構の構成を示す説明図である。図７は、プーリ１７０及びレール部１２０の周辺を拡大して示す説明図である。図８は、図７のＡ矢視図である。図９は、プーリ１７０及びレール部１２０の周辺を拡大して示す斜視図である。
【００３７】  モータ１８７の駆動力によって回転されるプーリ１７０は、モータ１８７の出力軸の軸線に一致する第１の円錐軸を有する第１の仮想円錐面の一部により形成された外周面１７１を有する。すなわち、かかる外周面１７１は、テーパ形状を成している。プーリ１７０の外周面１７１には、外周面１７１上を旋回する螺旋状のワイヤ溝１７３が設けられている。把持力覚提示装置１００がユーザによって把持されて使用される装置であるため、プーリ１７０の軸方向長さは、例えば８〜１５ｍｍであり、大径部分の直径は、例えばΦ５〜Φ８ｍｍであってもよい。これにより、把持力覚提示装置１００が大型化することを抑制することができる。
【００３８】  レール部１２０は、プーリ１７０の外周面に対向する対向面１２８を有する。かかる対向面１２８は、回転軸部材１５１の軸線を第２の円錐軸とする第２の仮想円錐面の一部により形成される。レール部１２０の対向面１２８には、ワイヤ１３５をガイドするための第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３が、第２の仮想円錐面の周方向に沿って設けられている。第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３は、例えば、それぞれ対向面１２８から突出する所定長さの壁部とすることができる。
【００３９】  図１０は、プーリ１７０の外周面１７１と、レール部１２０の対向面１２８との関係を示す説明図である。プーリ１７０の外周面１７１は、第１の円錐軸Ａ１を有する第１の仮想円錐面Ｃ１の一部により形成される。また、レール部１２０の対向面１２８は、第２の円錐軸Ａ２を有する第２の仮想円錐面Ｃ２の一部により形成される。第１の円錐軸Ａ１は、モータ１８７の出力軸の軸線に一致し、第１の仮想円錐面Ｃ１の頂点Ｐ１は、第１の円錐軸Ａ１と回転軸部材１５１の軸線との交点に位置する。また、第２の円錐軸Ａ２は、回転軸部材１５１の軸線に一致し、第１の円錐軸Ａ１に直交する。第２の仮想円錐面Ｃ２の頂点Ｐ２は、第２の円錐軸Ａ２上に位置し、第１の仮想円錐面Ｃ１の頂点Ｐ１に略一致する。
【００４０】  レール部１２０の対向面１２８となる部分における第２の仮想円錐面Ｃ２の直径は、プーリ１７０の外周面１７１となる部分における第１の仮想円錐面Ｃ１の直径よりも大きくなっている。したがって、モータ１８７により駆動されるプーリ１７０の回転速度は、減速されてレール部１２０に伝達される。これにより、レール部１２０に伝達されるべき回転トルクが小さい場合であっても、モータ１８７によってスムーズに動作させることができる。
【００４１】  本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００において、第２の仮想円錐面Ｃ２の底面の半径、すなわち、回転軸部材１５１からレール部１２０の前方側端部までの距離は、人差し指の根元の関節から先端までの距離に近似する値に設定され得る。これにより、人差し指の動きに対応するように、リンク１１０が回転軸部材１５１を中心に回動可能になり、ユーザによる把持力覚提示装置１００の取り扱いが容易になる。
【００４２】  図７〜図９に戻って説明する。プーリ１７０には、プーリ１７０の回転トルクをレール部１２０に伝達するための手段であるワイヤ１３５が巻き付けられている。ワイヤ１３５は、プーリ１７０の外周面１７１に形成された螺旋状のワイヤ溝１７３に沿って捲回されている。プーリ１７０に巻き付けられたワイヤ１３５の両端部のうち、直径が大きい前方側から導出されるワイヤ１３５は、第１のガイド部１２１によってガイドされて配設される。また、プーリ１７０に巻き付けられたワイヤ１３５の両端部のうち、直径が小さい後方側から導出されるワイヤ１３５は、第２のガイド部１２３によってガイドされて配設される。
【００４３】  第１のガイド部１２１に沿って配設されるワイヤ１３５の端部は、レール部１２０に設けられた孔１２５を介して、対向面１２８の背面側に導かれ、ネジ等の固定手段に固定される。また、ワイヤ１３５の両端部のうち、第２のガイド部１２３に沿って配設されるワイヤ１３５の端部は、レール部１２０に設けられた孔１２７を介して、対向面１２８の背面側に導かれ、レール部１２０の背面側に固定されたスプリング１３０の一端に固定される。これにより、スプリング１３０の弾性力を利用してワイヤ１３５に張力が付与され、プーリ１７０及びレール部１２０上でのワイヤ１３５の弛みを抑制することができる。本実施形態においては、スプリング１３０が、ワイヤ１３５に張力を付与する張力発生部に相当する。
【００４４】  このとき、プーリ１７０及びレール部１２０は、ともに、円錐形状の一部により形成される面でワイヤ１３５を巻付けている。レール部１２０の対向面１２８が、プーリ１７０側に向けて突となる円錐面の一部により形成されていることから、ワイヤ１３５の張力と相俟って、レール部１２０上の第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３に沿って配設されるワイヤ１３５が対向面１２８から浮くことがない。
【００４５】  ただし、レール部１２０の対向面が円錐面の一部により形成されているために、ワイヤ１３５の張力によって、ワイヤ１３５がレール部１２０の対向面１２８上を滑り、プーリ１７０への送出し位置あるいは巻き取り位置からずれるおそれがある。このため、レール部１２０の対向面１２８には第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３が設けられ、レール部１２０上のワイヤ１３５は、張力によって第１のガイド部１２１又は第２のガイド部１２３に押し付けられる。これにより、ワイヤ１３５の位置ずれが防止されている。このとき、第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３に沿って配設されるワイヤ１３５は、プーリ１７０の回転角度及びレール部１２０の位置にかかわらず、プーリ１７０の巻き取り位置あるいはプーリ１７０からの送出し位置に位置するようになっている。したがって、プーリ１７０に巻き付けられるワイヤ１３５が、ワイヤ溝１７３に沿って適切に配設され、動力伝達機構をスムーズに動作させることができる。
【００４６】  プーリ１７０の外周面１７１に設けられたワイヤ溝１７３の深さは、例えば、ワイヤ１３５の半径以下とすることができる。また、レール部１２０の対向面１２８に設けられた第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３の高さ（突出幅）は、ワイヤ１３５の半径以上、かつ、直径以下とすることができる。ワイヤ溝１７３の深さ、並びに、第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３の高さがこのような大きさであれば、プーリ１７０及びレール部１２０上でのワイヤ１３５の位置ずれを防ぐことができ、かつ、プーリ１７０とレール部１２０とを近接させて、プーリ１７０に巻き取られ又はレール部１２０へと送出されるワイヤ１３５のガタつきを生じにくくすることができる。
【００４７】  図１１は、ワイヤ溝１７３の深さＤ、第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３の高さＷ２、並びに、プーリ１７０とレール部１２０との距離Ｗ１について説明するための説明図である。プーリ１７０に形成されたワイヤ溝１７３の深さＤは、ワイヤ１３５の半径（Φ／２）以下であり、第１のガイド部１２１の幅Ｗ２は、ワイヤ１３５の半径（Φ／２）以上、かつ、ワイヤ１３５の直径（Φ）以下である。また、ワイヤ溝１７３の底部分と第１のガイド部１２１との距離Ｗ１は、ワイヤ１３５の直径Φ以下である。上述のとおり、ワイヤ１３５の両端部は、対向面１２８の背面側に固定され、ワイヤ１３５には、張力がかけられている。したがって、ワイヤ１３５は、第１のガイド部１２１に押し付けられるとともに、対向して位置するワイヤ溝１７３によって保持される。これにより、ワイヤ１３５のガタつきが生じにくく、ワイヤ１３５がずれないようになっている。
【００４８】  また、かかる図１１に示したように、プーリ１７０のワイヤ溝１７３は、円弧状に形成され、所定の張力をかけて巻き付けられるワイヤ１３５の位置がずれにくくなっている。同様に、レール部１２０の第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３における、ワイヤ１３５が配設される面は、円弧状に形成され、所定の張力をかけて配設されるワイヤ１３５の位置がずれにくくなっている。
【００４９】  また、上述のとおり、リンク１１０の後端部に設けられた止めネジ１５９を緩めてリンク１１０の位置を適宜の位置にずらした後に、再び止めネジ１５９を締め付けることで、リンク１１０の位置を回転軸部材１５１の軸線方向に沿って調節することができる。これにより、レール部１２０の対向面１２８とプーリ１７０の外周面１７１との距離Ｗ１が調節可能であり、ワイヤ１３５がずれないように、ワイヤ１３５に対して適切な予圧を付与することができる。
【００５０】  また、第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３は、それぞれ、平面形状が弧状に形成される。かかる第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３の曲率半径は、第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３の配設方向に沿って徐々に変化する。例えば、図７を例に採って説明すると、プーリ１７０から第１のガイド部１２１へワイヤ１３５を送出し、また、第１のガイド部１２１からプーリ１７０へワイヤ１３５を巻き取る部位は、プーリ１７０、あるいは、レール部１２０の回転角度によって、第２の円錐軸Ａ２からの距離が変化する。そのため、プーリ１７０の回転角度が同じであっても、レール部１２０からプーリ１７０に巻き取られるワイヤ１３５の長さ、又は、プーリ１７０からレール部１２０に送出されるワイヤ１３５の長さは異なり得る。
【００５１】  本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００では、プーリ１７０の外周面１７１及びレール部１２０の対向面１２８をともに円錐形状にしつつ、それぞれの円錐面の角度を適切に調整することによって、プーリ１７０から第１のガイド部１２１又は第２のガイド部１２３へのワイヤ１３５の送出量と、第１のガイド部１２１又は第２のガイド部１２３によるワイヤ１３５の巻取り量とが一致させられている。同様に、第１のガイド部１２１又は第２のガイド部１２３からプーリ１７０への送出量と、プーリ１７０によるワイヤ１３５の巻取り量とが一致させられている。
【００５２】  図１２は、プーリ１７０の外周面１７１の傾斜角度と、レール部１２０の対向面１２８の傾斜角度とについて説明するための説明図である。図１２は、プーリ１７０の外周面１７１とレール部１２０の対向面１２８とが最も近接する位置におけるプーリ１７０の外周面１７１が成す稜線Ｌ１及びレール部１２０の対向面１２８が成す稜線Ｌ２を示している。かかる図１２に示すように、プーリ１７０の外周面１７１とレール部１２０の対向面１２８とが最も近接する位置において、プーリ１７０の外周面１７１の稜線Ｌ１が第１の円錐軸（プーリ１７０の軸線）Ａ１に対して成す角度と、レール部１２０の対向面１２８の稜線Ｌ２が、第１の円錐軸Ａ１に対して成す角度とは一致している。これらの角度は、プーリ１７０からレール部１２０へのワイヤ１３５の送出量と、レール部１２０からプーリ１７０へのワイヤ１３５の巻取り量とが一致するように設定される。したがって、プーリ１７０及びレール部１２０の回動によるワイヤ１３５の弛みや緊張がなくなり、動力伝達機構をスムーズに動作させることができる。
【００５３】  また、レール部１２０には、ストッパ１２６が設けられている。ストッパ１２６は、レール部１２０が可動域の限界に到達したときに、衝撃でワイヤ１３５が切断されることを防ぐ機能を有する。したがって、ユーザの操作によりレール部１２０が押し込まれたときに、ワイヤ１３５の配設領域によるレール部１２０の可動域限界に到達する前に、ストッパ１２６が筐体１０１に当接して、レール部１２０の回動範囲が規制される。また、レール部１２０が逆方向へと回動する場合には、回転軸部材１５１に支持されたリンク１１０の後端部分が軸受部１５５に当接することによって、レール部１２０の回動範囲が規制される。
【００５４】  図１３は、ユーザがリンク１１０及びレール部１２０を回動させる様子を示している。図１３の上段は、リンク１１０及びレール部１２０が原点位置に置かれた状態を示している。プーリ１７０は、レール部１２０の先端側で対向面１２８に対向している（図１４を参照）。このとき、リンク１１０の後端側が、軸受部１５５に当接して、リンク１１０及びレール部１２０の最大可動域が規制されている。また、図１３の中段は、リンク１１０及びレール部１２０が、可動域の半分程度まで押し込まれた状態を示している。プーリ１７０は、レール部１２０の中央部で対向面１２８に対向している（図７を参照）。さらに、図１３の下段は、リンク１１０及びレール部１２０が最も押し込まれた状態を示している。プーリ１７０は、レール部１２０の基部側で対向面１２８に対向している。このとき、筐体１０１がストッパ１２６に当接することにより、リンク１１０及びレール部１２０の最大可動域が規制されている（図１５を参照）。このようにリンク１１０及びレール部１２０の最大可動域が規制されることにより、ワイヤ１３５の切断が防止される。
【００５５】  ＜４．使用方法の例＞  ここまで、把持力覚提示装置１００の全体構成及び動力伝達機構の構成について説明した。以下、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００を備えた医療用装置１０の使用方法の例について簡単に説明する。
【００５６】  （４−１．把持型術具の遠隔操作）  まず、医療用装置１０の基本的な使用方法となる把持型術具の遠隔操作について説明する。医師等のユーザは、把持力覚提示装置１００を把持して所望の位置へと移動させるとともに、把持力覚提示装置１００の向きを適宜の向きに変化させる。医療用装置１０の制御部は、把持力覚提示装置１００を支持する支持アーム部２０の各関節部の角度及び軸回転角度の情報を検出する。このとき、制御部は、把持力覚提示装置１００と第４のアーム部２０ｄとの間に備えられた力センサのセンサ信号に基づき、把持力覚提示装置１００への並進動作あるいは捻じれ動作のモーメントを検出する。制御部は、検出された支持アーム部２０の姿勢及びモーメントに基づいて、スレイブ側ロボット装置のアームの制御指令を出力して、スレイブ側ロボット装置に支持された把持型術具の位置及び向きを制御する。
【００５７】  また、ユーザが把持力覚提示装置１００の指接触部１０５を人差し指等で押すことにより、リンク１１０が回転軸部材１５１を中心に回動する。リンク１１０の回動に伴ってレール部１２０が回動すると、ワイヤ１３５を介してプーリ１７０が回動され、これにより、モータ１８７に対して回転トルクが入力される。かかるモータ１８７の回転速度及び回転角度はエンコーダ１８５により検出され、制御部は、かかるエンコーダ１８５により検出された情報に基づいて、スレイブ側ロボット装置に支持された把持型術具の制御指令を出力して、把持型術具の把持動作を制御する。
【００５８】  図１６は、本実施形態にかかる医療用装置１０の使用状態の一例を示している。図１６においては、２台の医療用装置１０が併設されており、ユーザは、両腕又は両肘を支持台５０上に載せ、右手及び左手でそれぞれ把持力覚提示装置１００を把持する。この状態で、ユーザは、術野が表示されるモニタ２１０を見ながら医療用装置１０を操作する。ユーザは、それぞれの医療用装置１０を操作することにより、それぞれ図示しないスレイブ側ロボット装置に保持された把持型術具の位置又は向きを移動させ、あるいは、それぞれの把持型術具による把持動作を行う。
【００５９】  （４−２．力覚提示）  次に、医療用装置１０による力覚提示動作について説明する。図示しないスレイブ側ロボット装置は、把持型術具を支持するアームに負荷される反力あるいは外力を検出するためのセンサを備える。かかるセンサは、例えば、アームの関節部に備えられるエンコーダであってもよく、この場合、エンコーダにより、関節部に備えられるモータへのトルクが検出され得る。制御部は、スレイブ側ロボット装置の関節部に負荷されるトルクの情報を取得し、医療用装置１０の支持アーム部２０を制御するモータ３５の駆動トルクを制御する。これにより、スレイブ側ロボット装置に支持された把持型術具への外力に対応して、把持力覚提示装置１００を操作するユーザに対して力覚を提示することができる。
【００６０】  また、図示しないスレイブ側ロボット装置は、把持型術具の把持動作により受ける反力を検出するためのセンサを備える。かかるセンサは、例えば、把持型術具を動作するモータに接続されたエンコーダであってもよく、この場合、エンコーダにより、当該モータへのトルクが検出され得る。制御部は、把持型術具の把持動作により受ける反力の情報を取得し、把持力覚提示装置１００に備えられたモータ１８７の駆動トルクを制御する。このとき、ユーザが人差し指によって把持力覚提示装置１００の指接触部１０５を押し込む際のプーリ１７０の回転方向とは逆方向への駆動トルクを生成する。これにより、ユーザには、スレイブ側ロボット装置の把持型術具により対象物を把持する際の反力がフィードバックされ、ユーザは、力覚を感知することができる。
【００６１】  （４−３．原点復帰動作）  次に、把持力覚提示装置１００の原点復帰動作について説明する。ユーザが、人差し指等による指接触部１０５の押し込み動作を終了すると、プーリ１７０からモータ１８７へ入力されるトルクがゼロになる。この場合、制御部は、把持型術具による把持動作が行われないように、スレイブ側ロボット装置の把持型術具の制御を中止するとともに、把持力覚提示装置１００の動力伝達機構を原点位置に復帰させる。上述したように、把持力覚提示装置１００には、リンク１１０の原点位置を設定するための原点センサが設けられており、制御部は、リンク１１０が原点位置に復帰するまで、モータ１８７を駆動させる。これにより、ユーザによって把持動作が行われない場合には、動力伝達機構を原点位置に戻すことができ、把持型術具は開いた状態に戻される。
【００６２】  なお、把持力覚提示装置１００による把持動作が行われない場合に、動力伝達機構を原点位置に戻す構成としては、上記の原点復帰動作制御によらずに、例えばバネ等の弾性力を付与する部材を用いて、機械的にリンク１１０を原点位置に復帰させてもよい。あるいは、指接触部１０５に指固定部を設けて、人差し指等を指接触部１０５に固定することにより、リンク１１０が元の位置に戻されてもよい。
【００６３】  ＜５．まとめ＞  以上説明したように、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００は、動力伝達手段としてワイヤ１３５を用いて、それぞれ仮想円錐面の一部により形成されたプーリ１７０とレール部１２０との間で回転トルクを伝達する。かかる把持力覚提示装置１００は、内部に、モータ１８７、エンコーダ１８５、及び原点センサを収容し、ユーザが把持しやすいペン型のスタイラス構造の装置として構成され、小型化が図られている。
【００６４】  また、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００は、例えば、プーリ１７０の大径部の直径をΦ５〜Φ８ｍｍとし、レール部１２０の対向面１２８を含む円錐面の直径をΦ１５０〜Φ２００ｍｍとすることができる。したがって、プーリ１７０からレール部１２０に回転トルクを伝達する際の減速比が大きいにもかかわらず、装置の小型化が図られている。また、把持力覚提示装置１００は、把持する対象物の幅にかかわらず、把持力に対する力覚を提示することができる。
【００６５】  また、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００は、動力伝達手段としてワイヤ１３５が用いられているために、軽量化を図ることができる。また、把持力覚提示装置１００は、ワイヤ１３５を動力伝達手段として用いて、プーリ１７０とレール部１２０との間で動力を伝達するように構成されているために、動力伝達手段としてベルトを用いる場合に比べて、巻取り時の抵抗を低減することができる。さらに、把持力覚提示装置１００は、ワイヤ１３５を動力伝達手段として用いて、プーリ１７０とレール部１２０との間で動力を伝達するように構成されているために、ギヤ構造を含んでおらず、バックラッシが生じることがない。したがって、把持力覚提示装置１００は、微小な力を伝達する場合であっても、ノイズの発生を抑制することができる。
【００６６】  また、把持力覚提示装置１００は、ワイヤ１３５を動力伝達手段として用いて、プーリ１７０とレール部１２０との間で動力を伝達するように構成されているために、プーリ１７０及びレール部１２０の回転方向をスムーズに切り替えることができる。したがって、エンコーダ１８５が、外力によるモータ１８７の回転角度の変化を検出することができ、バイラテラル制御を容易に実行することができる。
【００６７】  また、レール部１２０には、プーリ１７０及びレール部１２０の回転角度にかかわらず、プーリ１７０によるワイヤ１３５の巻き取り位置及びプーリ１７０からのワイヤ１３５の送出し位置に対応するように、第１のガイド部１２１及び第２のガイド部１２３が配置されている。したがって、ワイヤ１３５のガタつきや捻じれが抑制されて、動力伝達機構をスムーズに動作させることができる。
【００６８】  また、本実施形態にかかる把持力覚提示装置１００は、プーリ１７０からレール部１２０へのワイヤ１３５の送出量と、レール部１２０からプーリ１７０へのワイヤ１３５の巻取り量とが一致するように、プーリ１７０の外周面１７１の傾斜角度及びレール部１２０の対向面１２８の傾斜角度が設定されている。したがって、ワイヤ１３５の弛みや緊張が抑制されて、動力伝達機構をスムーズに動作させることができる。
【００６９】  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。
【００７０】  例えば、上記実施形態では、筆記用のペン型の把持力覚提示装置としたが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、ハサミ型の把持力覚提示装置としてもよい。例えば、レール部が設けられるリンクの回転軸が前方側に配置され、ユーザが装置を把持することによりリンク及びレール部を回動させることができるように構成されてもよい。
【００７１】  また、上記実施形態で説明した、プーリ、レール部及びワイヤを備えた動力伝達機構は、把持力覚提示装置以外の装置であっても、滑らかで軽量な力の伝達等を要する適宜の装置に適用することができる。
【００７２】  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。
【００７３】  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）第１の仮想円錐面の一部により形成された外周面を有し、第１の円錐軸を中心に回動する第１の回転部材と、第２の仮想円錐面の一部により形成され、前記第１の回転部材の前記外周面に対向する対向面を有し、第２の円錐軸を中心に回動する第２の回転部材と、両端部が前記第２の回転部材に連結され、かつ、中央部が前記第１の回転部材に巻き付けられたワイヤと、前記第１の回転部材を回転させることにより前記第２の回転部材を回動させて、前記第２の回転部材に接触するユーザの指に対して力覚を提示する駆動部と、を備える、把持力覚提示装置。（２）前記第１の円錐軸と前記第２の円錐軸とが直交する、前記（１）に記載の把持力覚提示装置。（３）前記第１の回転部材又は前記第２の回転部材が回動することにより、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤのうちの一端側が前記第２の回転部材に送出され、かつ、他端側が前記第２の回転部材から巻き取られる、前記（１）又は（２）に記載の把持力覚提示装置。（４）前記第１の回転部材は、前記外周面上を旋回する螺旋状のワイヤ溝を有する、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（５）前記第２の回転部材は、前記対向面に、前記ワイヤの配設位置を規定するガイド部を有する、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（６）前記第２の回転部材の前記ガイド部と前記第１の回転部材の外周面との距離が、前記ワイヤの直径よりも小さい、前記（５）に記載の把持力覚提示装置。（７）前記ガイド部は、それぞれ前記第２の仮想円錐面の周方向に沿って設けられた第１のガイド部及び第２のガイド部を含む、前記（５）又は（６）に記載の把持力覚提示装置。（８）前記第１のガイド部は、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤのうちの一端側が延出する前記ワイヤの配設位置を規定し、前記第２のガイド部は、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤのうちの他端側から延出する前記ワイヤの配設位置を規定する、前記（７）に記載の把持力覚提示装置。（９）前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の平面形状は弧状を成し、前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の曲率半径が前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部の配設方向に沿って徐々に変化する、前記（７）又は（８）に記載の把持力覚提示装置。（１０）前記第１のガイド部の平面形状は弧状を成し、前記第２の回転部材の回動によって前記第２の回転部材の位置が変化する場合であっても、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤの前記一端側の導出位置に一致する、前記（７）〜（９）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（１１）前記第２のガイド部の平面形状は弧状を成し、前記第２の回転部材の回動によって前記第２の回転部材の位置が変化する場合であっても、前記第１の回転部材に巻き付けられた前記ワイヤの前記他端側の導出位置に一致する、前記（７）〜（１０）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（１２）前記第２の回転部材は、前記ユーザの指により押される指接触部を備える、前記（１）〜（１１）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（１３）前記第１の回転���材の外周面と前記第２の回転部材の対向面との距離を調節するための調節部を備える、前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（１４）前記ワイヤに張力を付与する張力発生部を備える、前記（１）〜（１３）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（１５）前記第２の回転部材の基準位置を規定する原点センサを備える、前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（１６）前記把持力覚提示装置は、医療用の術具の遠隔操作を行う入力装置である、前記（１）〜（１５）のいずれか１項に記載の把持力覚提示装置。（１７）前記医療用の術具が、鉗子、攝子又は切断器具である、前記（１６）に記載の把持力覚提示装置。（１８）ユーザによる把持動作に伴って回動する回転部材と、前記回転部材に対して、前記ユーザの把持動作による回転方向とは逆向きの回転トルクを付与し、前記ユーザに対して力覚を提示する駆動部と、を備える、スタイラス型力覚提示装置。
【符号の説明】
【００７４】  １００    把持力覚提示装置（スタイラス型力覚提示装置）  １０５    指接触部  １１０    リンク  １２０    レール部（第２の回転部材）  １２１    第１のガイド部  １２３    第２のガイド部  １３５    ワイヤ  １７０    プーリ（第１の回転部材）  １８５    エンコーダ  １８７    モータ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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