(57)【要約】  姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造は、可撓性連続体構造の本体（１０）と、姿勢フィードバック機構とを含み、可撓性連続体構造の本体（１０）は遠位端構造体（１１）、近位端構造体（１６）及び中部接続体（１５）を含み、遠位端構造体（１１）は遠位端スペーサーディスク（１１１）、遠位端固定ディスク（１１２）及び遠位端構造物（１１３）を含み、近位端構造体（１６）は近位端スペーサーディスク（１６１）、近位端固定ディスク（１６２）及び近位端構造物（１６３）を含み、中部接続体（１５）は近位端チャンネル固定板（１５２）、遠位端チャンネル固定板（１５３）及び構造物ガイドチャンネル（１５１）を含み、構造物は、一端が近位端固定ディスク（１６２）に締め付けて接続され、他端が順に近位端スペーサーディスク（１６２）、構造物ガイドチャンネル（１５１）、遠位端スペーサーディスク（１１１）を貫通してから遠位端固定ディスク（１１２）に締め付けて接続される。前記姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造は、ヒンジジョイント駆動鎖を介して、近位端構造体が任意の方向へ湾曲するように駆動することができ、それによって、遠位端構造体に反対方向への湾曲運動を発生させ、遠位端構造体、近位端構造体に対する姿勢フィードバックを実現することができる。
2019534167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造であって、
可撓性連続体構造の本体と、姿勢フィードバック機構とを含み、
前記可撓性連続体構造の本体は遠位端構造体、近位端構造体と中部接続体を含み、前記遠位端構造体は遠位端スペーサーディスク、遠位端固定ディスク及び遠位端構造物を含み、前記近位端構造体は近位端スペーサーディスク、近位端固定ディスク及び近位端構造物を含み、前記近位端構造物と前記遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、前記中部接続体は近位端チャンネル固定板、遠位端チャンネル固定板及び構造物ガイドチャンネルを含み、前記構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板の間に締め付けて接続され、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、構造物ガイドチャンネル、遠位端スペーサーディスクを貫通してから遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、
前記姿勢フィードバック機構は同姿勢フィードバック構造体、第１比例フィードバック構造体及び第２比例フィードバック構造体のうちの１つ又は複数を含み、
前記同姿勢フィードバック構造体は第２遠位端スペーサーディスク、第２遠位端固定ディスク、第２遠位端構造物、第２近位端構造物及び第２構造物ガイドチャンネルを含み、前記第２構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板の間に締め付けて接続され、前記第２近位端構造物と第２遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第２構造物であり、前記第２構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記第２構造物ガイドチャンネル、前記第２遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第２遠位端構造物と前記第２近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比に一致し、前記同姿勢フィードバック構造体と前記遠位端構造体とは、長さが一致し、
前記第１比例フィードバック構造体は第３遠位端スペーサーディスク、第３遠位端固定ディスク、第３遠位端構造物、第３近位端構造物及び第３構造物ガイドチャンネルを含み、前記第３構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板の間に締め付けて接続され、前記第３近位端構造物と第３遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第３構造物であり、前記第３構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記第３構造物ガイドチャンネル、前記第３遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第３遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第３遠位端構造物と前記第３近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比に異なり、
前記第２比例フィードバック構造体は第４遠位端スペーサーディスク、第４遠位端固定ディスク、第４遠位端構造物、第４近位端構造物及び第４構造物ガイドチャンネルを含み、前記第４構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板の間に締め付けて接続され、前記第４近位端構造物と第４遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第４構造物であり、前記第４構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記第４構造物ガイドチャンネル、前記第４遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第４遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、接続関係を有する各前記第４遠位端構造物と対応する前記第４近位端構造物との間には円周上において間隔角を成しており、各前記間隔角の角度が同じであることを特徴とする姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項２】
前記可撓性連続体構造の本体はヒンジジョイント駆動鎖を更に含み、前記ヒンジジョイント駆動鎖は回転ベースと駆動ハンドルを含み、前記回転ベースは前記近位端チャンネル固定板の中心に回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して垂直であり、前記駆動ハンドルはロッド構造であり且つ先端が前記回転ベースに回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して平行であり、前記駆動ハンドルは摺動且つ回転可能に前記近位端固定ディスクの中心を貫通することを特徴とする請求項１に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項３】
前記中部接続体は剛性チューブを更に含み、前記剛性チューブは前記遠位端チャンネル固定板の前記遠位端構造体に近い側に締め付けて接続され、前記剛性チューブには前記構造物ガイドチャンネルに連通するキャビティが設けられ、前記構造物は前記キャビティを貫通することを特徴とする請求項１に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項４】
前記姿勢フィードバック機構が同姿勢フィードバック構造体を含む場合、前記同姿勢フィードバック構造体は第２剛性チューブを更に含み、前記第２構造物は第２剛性チューブを貫通し、前記姿勢フィードバック機構が第１比例フィードバック構造体を含む場合、前記第１比例フィードバック構造体は更に、第３剛性チューブを含み、前記第３構造物は第３剛性チューブを貫通し、前記姿勢フィードバック機構が第２比例フィードバック構造体を含む場合、前記第２比例フィードバック構造体は更に、第４剛性チューブを含み、前記第４構造物は第４剛性チューブを貫通することを特徴とする請求項３に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項５】
前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは遠位端フィードバック構造物、フィードバック構造物ガイドチャンネル及び位置センサを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記遠位端フィードバック構造物は、一端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記遠位端スペーサーディスク、前記フィードバック構造物ガイドチャンネルを貫通してから前記位置センサに接続されることを特徴とする請求項１に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項６】
前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間には第３チャンネル固定板が設けられ、前記フィードバック構造物ガイドチャンネルは前記第３チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続されることを特徴とする請求項５に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項７】
前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは近位端フィードバック構造物と位置センサを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記近位端フィードバック構造物は、一端が前記近位端固定板に締め付けて接続され、他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通してから前記位置センサに接続されることを特徴とする請求項１に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項８】
前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは第１関節角度センサと第２関節角度センサとを含み、前記第１関節角度センサは前記回転ベースと前記近位端チャンネル固定板との間の相対回転角度を測定するためのものであり、前記第２関節角度センサは駆動ハンドルと前記回転ベースとの間の相対回転角度を測定するためのものであることを特徴とする請求項２に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項９】
前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは、前記近位端チャンネル固定板に取り付けられた、前記近位端固定ディスクにおける特定の点の距離を測定するための３つ以上の距離センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１０】
前記位置センサはスライダーリニア位置センサを用いることを特徴とする請求項５又は７に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１１】
姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造であって、
可撓性連続体構造の本体と、姿勢フィードバック機構とを含み、
前記可撓性連続体構造の本体は遠位端構造体、近位端構造体及び中部接続体を含み、前記遠位端構造体は遠位端スペーサーディスク、遠位端固定ディスク及び遠位端構造物を含み、前記近位端構造体は近位端スペーサーディスク、近位端固定ディスク及び近位端構造物を含み、前記近位端構造物と前記遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、前記中部接続体は近位端チャンネル固定板、遠位端チャンネル固定板及び構造物ガイドチャンネルを含み、前記構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板の間に締め付けて接続され、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記構造物ガイドチャンネル、前記遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、
前記姿勢フィードバック機構は同姿勢フィードバック構造体、第１比例フィードバック構造体及び第２比例フィードバック構造体のうちの１つ又は複数を含み、
前記同姿勢フィードバック構造体は第２遠位端固定ディスク、第２遠位端構造物、第２近位端構造物及び第２構造物ガイドチャンネルを含み、前記第２構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第２近位端構造物と第２遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第２構造物であり、前記第２構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記第２構造物ガイドチャンネルを貫通してから前記第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第２遠位端構造物と前記第２近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比に一致し、
前記第１比例フィードバック構造体は第３遠位端固定ディスク、第３遠位端構造物、第３近位端構造物及び第３構造物ガイドチャンネルを含み、前記第３構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第３近位端構造物と第３遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第３構造物であり、前記第３構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記第３構造物ガイドチャンネルを貫通してから前記第３遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第３遠位端構造物と前記第３近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比と異なり、
前記第２比例フィードバック構造体は第４遠位端固定ディスク、第４遠位端構造物、第４近位端構造物及び第４構造物ガイドチャンネルを含み、前記第４構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板の間に締め付けて接続され、前記第４近位端構造物と第４遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第４構造物であり、前記第４構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記第４構造物ガイドチャンネルを貫通してから前記第４遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、接続関係を有する各前記第４遠位端構造物と対応する前記第４近位端構造物との間には円周上において間隔角を成しており、各前記間隔角の角度が同じであることを特徴とする姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１２】
前記姿勢フィードバック機構が同姿勢フィードバック構造体を含む場合、前記同姿勢フィードバック構造体には更に、第２遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第２構造物の他端は前記第２構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第２遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記姿勢フィードバック機構が第１比例フィードバック構造体を含む場合、前記第１比例フィードバック構造体には更に、第３遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第３構造物の他端は前記第３構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第３遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第３遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記姿勢フィードバック機構が第２比例フィードバック構造体を含む場合、前記第２比例フィードバック構造体には更に、第４遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第４構造物の他端は前記第４構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第４遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第４遠位端固定ディスクに締め付けて接続されることを特徴とする請求項１１に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１３】
前記姿勢フィードバック機構が同姿勢フィードバック構造体を含む場合、前記同姿勢フィードバック構造体には更に、第２遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第２構造物の他端は前記第２構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第２遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記同姿勢フィードバック構造体と前記遠位端構造体とは、長さが一致することを特徴とする請求項１１に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１４】
前記可撓性連続体構造の本体はヒンジジョイント駆動鎖を更に含み、前記ヒンジジョイント駆動鎖は回転ベースと駆動ハンドルとを含み、前記回転ベースは前記近位端チャンネル固定板の中心に回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して垂直であり、前記駆動ハンドルは前記回転ベースに回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して平行であり、前記駆動ハンドルは摺動且つ回転可能に前記近位端固定ディスクの中心を貫通することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１５】
前記中部接続体は剛性チューブを更に含み、前記剛性チューブは前記遠位端チャンネル固定板の前記遠位端構造体に近い側に締め付けて接続され、前記剛性チューブには前記構造物ガイドチャンネルに連通するキャビティが設けられ、前記構造物は前記キャビティを貫通することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１６】
姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造であって、
前記可撓性連続体構造は可撓性連続体構造の本体と姿勢フィードバック機構を含み、
前記可撓性連続体構造の本体は遠位端構造体、近位端構造体及び中部接続体を含み、前記遠位端構造体は遠位端スペーサーディスク、遠位端固定ディスク及び遠位端構造物を含み、前記近位端構造体は近位端スペーサーディスク、近位端固定ディスク及び近位端構造物を含み、前記近位端構造物と前記遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、前記中部接続体は近位端チャンネル固定板、遠位端チャンネル固定板及び構造物ガイドチャンネルを含み、前記構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、前記構造物ガイドチャンネル、前記遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、
前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを含み、前記姿勢測定ユニットは前記遠位端構造体の湾曲角度の値と長さの値を検出することができるように構成されていることを特徴とする姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１７】
前記姿勢測定ユニットは遠位端フィードバック構造物、フィードバック構造物ガイドチャンネルと位置センサとを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記遠位端フィードバック構造物は、一端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記遠位端スペーサーディスク、前記フィードバック構造物ガイドチャンネルを貫通してから前記位置センサに接続されることを特徴とする請求項１６に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１８】
前記姿勢測定ユニットは近位端フィードバック構造物と位置センサとを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記近位端フィードバック構造物は、一端が前記近位端固定板に締め付けて接続され、他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通してから前記位置センサに接続されることを特徴とする請求項１６に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項１９】
前記可撓性連続体構造の本体はヒンジジョイント駆動鎖を更に含み、前記ヒンジジョイント駆動鎖は回転ベースと駆動ハンドルとを含み、前記回転ベースは前記近位端チャンネル固定板の中心に回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して垂直であり、前記駆動ハンドルは前記回転ベースに回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して平行であり、前記駆動ハンドルは摺動且つ回転可能に前記近位端固定ディスクの中心を貫通することを特徴とする請求項１６に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項２０】
前記姿勢測定ユニットは第１関節角度センサと第２関節角度センサとを含み、前記第１関節角度センサは前記回転ベースと前記近位端チャンネル固定板との間の相対回転角度を測定するためのものであり、前記第２関節角度センサは前記駆動ハンドルと前記回転ベースとの間の相対回転角度を測定するためのものであることを特徴とする請求項１９に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【請求項２１】
前記姿勢測定ユニットは、前記近位端チャンネル固定板に取り付けられた、前記近位端固定ディスクにおける特定の点の距離を測定する３つ以上の距離センサを含むことを特徴とする請求項１６に記載の姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[関連出願の相互参照]
本願は、２０１６年８月３１日に出願された出願番号が２０１６１０７９６０４６．８であり、発明名称が「姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造」である中国特許出願の優先権を主張し、上記出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、医療器具、工業自動化装置などに適用できる姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
関節で相互に回転することによって湾曲運動を実現する従来の剛性運動連鎖に比べて、可撓性連続体機構はその近位端構造の変形を通じて遠位端構造の湾曲変形を実現する。可撓性連続体機構において、その構造本体は駆動を伝達する構造ともなるため、寸法の小さい空間範囲内において極めて高い自由度の構成を達成することができる。可撓性連続体機構は、構造がコンパクトで、柔軟性が高く、可撓性をもって安全な接触を保証するなどの特徴を備えるため、可撓性操作アーム、内視鏡、制御可能なカテーテルなどの医療器具、及び工業用深腔検査内視鏡、可撓性マニピュレータなどの新たな特殊装備の研究開発に幅広く応用されている。
【０００４】
医療又は工業分野において、可撓性連続体機構の遠位端は主に複雑で、湾曲した深腔環境に突入するのに用いられ、その遠位端は主に不可視又は一部可視状態にあり、そのため、可撓性連続体機構の姿勢フィードバックはその使用上の確実性及び安全性を保証するために重要な保障を提供する。しかし、構造物を本体とする可撓性連続体機構において、その湾曲運動は構造物を押し引きすることで実現され、該湾曲運動は確実な湾曲関節を有していないために、可撓性連続体機構の湾曲姿勢のフィードバックは剛性運動連鎖における、関節箇所に設けられた角度センサを用いて直接実現することができず、また、現在では特に可撓性連続体機構に対する姿勢フィードバックセンサが特にない。
【発明の概要】
【０００５】
上記問題に対し、本発明の１つの目的は姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造を提供することである。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術案を採用する。姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造であって、可撓性連続体構造の本体と、姿勢フィードバック機構とを含み、前記可撓性連続体構造の本体は遠位端構造体、近位端構造体及び中部接続体を含み、前記遠位端構造体は遠位端スペーサーディスク、遠位端固定ディスク及び遠位端構造物を含み、前記近位端構造体は近位端スペーサーディスク、近位端固定ディスク及び近位端構造物を含み、前記近位端構造物と前記遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、前記中部接続体は近位端チャンネル固定板、遠位端チャンネル固定板及び構造物ガイドチャンネルを含み、前記構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、構造物ガイドチャンネル、遠位端スペーサーディスクを貫通してから遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記姿勢フィードバック機構は同姿勢フィードバック構造体、第１比例フィードバック構造体及び第２比例フィードバック構造体のうちの１つ又は複数を含み、前記同姿勢フィードバック構造体は第２遠位端スペーサーディスク、第２遠位端固定ディスク、第２遠位端構造物、第２近位端構造物及び第２構造物ガイドチャンネルを含み、前記第２構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第２近位端構造物と第２遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第２構造物であり、前記第２構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、第２構造物ガイドチャンネル、第２遠位端スペーサーディスクを貫通して第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第２遠位端構造物と前記第２近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比に一致し、前記同姿勢フィードバック構造体と前記遠位端構造体とは、長さが一致し、前記第１比例フィードバック構造体は第３遠位端スペーサーディスク、第３遠位端固定ディスク、第３遠位端構造物、第３近位端構造物及び第３構造物ガイドチャンネルを含み、前記第３構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第３近位端構造物と第３遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第３構造物であり、前記第３構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、第３構造物ガイドチャンネル、第３遠位端スペーサーディスクを貫通してから第３遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第３遠位端構造物と前記第３近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比に異なり、前記第２比例フィードバック構造体は第４遠位端スペーサーディスク、第４遠位端固定ディスク、第４遠位端構造物、第４近位端構造物及び第４構造物ガイドチャンネルを含み、前記第４構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第４近位端構造物と第４遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第４構造物であり、前記第４構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、第４構造物ガイドチャンネル、第４遠位端スペーサーディスクを貫通してから第４遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、接続関係を有する各前記第４遠位端構造物と対応する前記第４近位端構造物との間には円周において間隔角があり、各前記間隔角の角度が同じである。
【０００７】
一実施例において、前記可撓性連続体構造の本体はヒンジジョイント駆動鎖を更に含み、前記ヒンジジョイント駆動鎖は回転ベースと駆動ハンドルを含み、前記回転ベースは前記近位端チャンネル固定板の中心に回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して垂直であり、前記駆動ハンドルはロッド構造であり且つ先端が前記回転ベースに回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して平行であり、前記駆動ハンドルは摺動且つ回転可能に前記近位端固定ディスクの中心を貫通する。
【０００８】
一実施例において、前記中部接続体は剛性チューブを更に含み、前記剛性チューブは前記遠位端チャンネル固定板の前記遠位端構造体に近い側に締め付けて接続され、前記剛性チューブには前記構造物ガイドチャンネルに連通するキャビティが設けられ、前記構造物は前記キャビティを貫通する。
【０００９】
一実施例において、前記姿勢フィードバック機構が同姿勢フィードバック構造体を含む場合、前記同姿勢フィードバック構造体は第２剛性チューブを更に含み、前記第２構造物は第２剛性チューブを貫通し、前記姿勢フィードバック機構が第１比例フィードバック構造体を含む場合、前記第１比例フィードバック構造体は更に、第３剛性チューブを含み、前記第３構造物は第３剛性チューブを貫通し、前記姿勢フィードバック機構が第２比例フィードバック構造体を含む場合、前記第２比例フィードバック構造体は更に、第４剛性チューブを含み、前記第４構造物は第４剛性チューブを貫通する。
【００１０】
一実施例において、前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは遠位端フィードバック構造物、フィードバック構造物ガイドチャンネル及び位置センサを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記遠位端フィードバック構造物は、一端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記遠位端スペーサーディスク、フィードバック構造物ガイドチャンネルを貫通してから前記位置センサに接続される。
【００１１】
一実施例において、前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間には第３チャンネル固定板が設けられ、前記フィードバック構造物ガイドチャンネルは前記第３チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続される。
【００１２】
一実施例において、前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは近位端フィードバック構造物と位置センサとを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記近位端フィードバック構造物は、一端が前記近位端固定板に締め付けて接続され、他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通してから前記位置センサに接続される。
【００１３】
一実施例において、前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは第１関節角度センサと第２関節角度センサとを含み、前記第１関節角度センサは前記回転ベースと前記近位端チャンネル固定板との間の相対回転角度を測定するためのものであり、前記第２関節角度センサは前記駆動ハンドルと前記回転ベースとの間の相対回転角度を測定するためのものである。
【００１４】
一実施例において、前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを更に含み、前記姿勢測定ユニットは、前記近位端チャンネル固定板に取り付けられた、前記近位端固定ディスクにおける特定の点の距離を測定するための３つ以上の距離センサを含む。
【００１５】
一実施例において、前記位置センサはスライダーリニア位置センサを用いる。
【００１６】
本発明の別の態様に基づいて、更に姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造を提供し、それは、可撓性連続体構造の本体と、姿勢フィードバック機構とを含み、
前記可撓性連続体構造の本体は遠位端構造体、近位端構造体及び中部接続体を含み、前記遠位端構造体は遠位端スペーサーディスク、遠位端固定ディスク及び遠位端構造物を含み、前記近位端構造体は近位端スペーサーディスク、近位端固定ディスク及び近位端構造物を含み、前記近位端構造物と前記遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、前記中部接続体は近位端チャンネル固定板、遠位端チャンネル固定板及び構造物ガイドチャンネルを含み、前記構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、構造物ガイドチャンネル、遠位端スペーサーディスクを貫通してから遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、
前記姿勢フィードバック機構は、同姿勢フィードバック構造体、第１比例フィードバック構造体及び第２比例フィードバック構造体のうちの１つ又は複数を含み、
前記同姿勢フィードバック構造体は第２遠位端固定ディスク、第２遠位端構造物、第２近位端構造物及び第２構造物ガイドチャンネルを含み、前記第２構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第２近位端構造物と第２遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第２構造物であり、前記第２構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、第２構造物ガイドチャンネルを貫通してから第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第２遠位端構造物と前記第２近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比に一致し、
前記第１比例フィードバック構造体は第３遠位端固定ディスク、第３遠位端構造物、第３近位端構造物及び第３構造物ガイドチャンネルを含み、前記第３構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第３近位端構造物と第３遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第３構造物であり、前記第３構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、第３構造物ガイドチャンネルを貫通してから第３遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記第３遠位端構造物と前記第３近位端構造物との分布半径比は、前記遠位端構造物と前記近位端構造物との分布半径比に異なり、
前記第２比例フィードバック構造体は第４遠位端固定ディスク、第４遠位端構造物、第４近位端構造物及び第４構造物ガイドチャンネルを含み、前記第４構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記第４近位端構造物と第４遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の第４構造物であり、前記第４構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、第４構造物ガイドチャンネルを貫通してから第４遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、接続関係を有する各前記第４遠位端構造物と対応する前記第４近位端構造物との間には円周上において間隔角を成しており、各前記間隔角の角度が同じである。
【００１７】
一実施例において、前記姿勢フィードバック機構が同姿勢フィードバック構造体を含む場合、前記同姿勢フィードバック構造体には更に、第２遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第２構造物の他端は前記第２構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第２遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記姿勢フィードバック機構が第１比例フィードバック構造体を含む場合、前記第１比例フィードバック構造体には更に、第３遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第３構造物の他端は前記第３構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第３遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第３遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記姿勢フィードバック機構が第２比例フィードバック構造体を含む場合、前記第２比例フィードバック構造体には更に、第４遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第４構造物の他端は前記第４構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第４遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第４遠位端固定ディスクに締め付けて接続される。
【００１８】
別の実施例において、前記姿勢フィードバック機構が同姿勢フィードバック構造体を含む場合、前記同姿勢フィードバック構造体には更に、第２遠位端スペーサーディスクが設けられ、前記第２構造物の他端は前記第２構造物ガイドチャンネルを貫通した後に、更に前記第２遠位端スペーサーディスクを貫通してから前記第２遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、前記同姿勢フィードバック構造体と前記遠位端構造体とは、長さが一致する。
【００１９】
好ましくは、前記可撓性連続体構造の本体はヒンジジョイント駆動鎖を更に含み、前記ヒンジジョイント駆動鎖は回転ベースと駆動ハンドルとを含み、前記回転ベースは前記近位端チャンネル固定板の中心に回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して垂直であり、前記駆動ハンドルは前記回転ベースに回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して平行であり、前記駆動ハンドルは摺動且つ回転可能に前記近位端固定ディスクの中心を貫通する。
【００２０】
好ましくは、前記中部接続体は剛性チューブを更に含み、前記剛性チューブは前記遠位端チャンネル固定板の前記遠位端構造体に近い側に締め付けて接続され、前記剛性チューブには前記構造物ガイドチャンネルに連通するキャビティが設けられ、前記構造物は前記キャビティを貫通する。
【００２１】
本発明の別の態様に基づいて、更に姿勢フィードバックが実現可能である可撓性連続体構造を提供し、前記可撓性連続体構造は可撓性連続体構造の本体と姿勢フィードバック機構を含み、
前記可撓性連続体構造の本体は遠位端構造体、近位端構造体及び中部接続体を含み、前記遠位端構造体は遠位端スペーサーディスク、遠位端固定ディスク及び遠位端構造物を含み、前記近位端構造体は近位端スペーサーディスク、近位端固定ディスク及び近位端構造物を含み、前記近位端構造物と前記遠位端構造物とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、前記中部接続体は近位端チャンネル固定板、遠位端チャンネル固定板及び構造物ガイドチャンネルを含み、前記構造物ガイドチャンネルは前記近位端チャンネル固定板と前記遠位端チャンネル固定板との間に締め付けて接続され、前記構造物は、一端が前記近位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記近位端スペーサーディスク、構造物ガイドチャンネル、遠位端スペーサーディスクを貫通してから遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、
前記姿勢フィードバック機構は姿勢測定ユニットを含み、前記姿勢測定ユニットは前記遠位端構造体の湾曲角度の値と長さの値を検出することができるように構成されている。
【００２２】
一実施例において、前記姿勢測定ユニットは遠位端フィードバック構造物、フィードバック構造物ガイドチャンネル及び位置センサを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記遠位端フィードバック構造物は、一端が前記遠位端固定ディスクに締め付けて接続され、他端が順に前記遠位端スペーサーディスク、前記フィードバック構造物ガイドチャンネルを貫通してから前記位置センサに接続される。
【００２３】
別の実施例において、前記姿勢測定ユニットは近位端フィードバック構造物と位置センサとを含み、前記位置センサは前記近位端チャンネル固定板に締め付けて接続され、前記近位端フィードバック構造物は、一端が前記近位端固定板に締め付けて接続され、他端が前記近位端スペーサーディスクを貫通してから前記位置センサに接続される。
【００２４】
好ましくは、前記可撓性連続体構造の本体はヒンジジョイント駆動鎖を更に含み、前記ヒンジジョイント駆動鎖は回転ベースと駆動ハンドルとを含み、前記回転ベースは前記近位端チャンネル固定板の中心に回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して垂直であり、前記駆動ハンドルは前記回転ベースに回転接続され、その回転軸は前記近位端チャンネル固定板に対して平行であり、前記駆動ハンドルは摺動且つ回転可能に前記近位端固定ディスクの中心を貫通する。
【００２５】
別の実施例において、前記姿勢測定ユニットは第１関節角度センサと第２関節角度センサとを含み、前記第１関節角度センサは前記回転ベースと前記近位端チャンネル固定板との間の相対回転角度を測定するためのものであり、前記第２関節角度センサは前記駆動ハンドルと前記回転ベースとの間の相対回転角度を測定するためのものである。
【００２６】
別の実施例において、前記姿勢測定ユニットは、前記近位端チャンネル固定板に取り付けられた、前記近位端固定ディスクにおける特定の点の距離を測定するための３つ以上の距離センサを含む。
【００２７】
本発明は、以上の技術的解決手段を採用するため、以下の利点を有する。１、本発明は、手動で駆動される遠位端が任意の方向に湾曲可能な可撓性連続体構造を提供し、該可撓性連続体構造は遠位端構造体、中部接続体、近位端構造体及びヒンジジョイント駆動鎖を含み、遠位端構造体は中部接続体を介して近位端構造体に関連するため、ヒンジジョイント駆動鎖を介して近位端構造体が任意の方向に湾曲するように駆動することができ、それによって遠位端構造体が反対方向に湾曲運動することができる。２、本発明には１つ又は複数のフィードバック構造体を含む姿勢フィードバック機構が設けられるため、近位端構造体に関連し且つ遠位端構造体と湾曲角度、長さに関して一定の関係を有する可視のフィードバック構造体を介して、遠位端構造体、近位端構造体に対する姿勢フィードバックを実現することができる。３、本発明には遠位端フィードバック構造物と位置センサとを含む姿勢測定ユニットが設けられるため、遠位端構造体における遠位端フィードバック構造物の長さの変化を測定することで遠位端構造体、近位端構造体の姿勢に対する測定を実現することができる。４、本発明には近位端フィードバック構造物と位置センサとを含む姿勢測定ユニットが設けられるため、近位端構造体における近位端フィードバック構造物の長さの変化を測定することで遠位端構造体、近位端構造体の姿勢に対する測定を実現することができる。５、本発明には第１関節角度センサと第２関節角度センサとを含む姿勢測定ユニットが設けられるため、ヒンジジョイント駆動鎖における関節角度を測定することで遠位端構造体、近位端構造体の姿勢に対する測定を実現することができる。６、本発明には距離センサを含む姿勢測定ユニットが設けられるため、近位端固定ディスクにおける複数の特定の点の空間位置を測定することで遠位端構造体、近位端構造体の姿勢に対する測定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の全体構成の概略図である。
【図２】本発明に係るヒンジジョイント駆動鎖の構成の概略図である。
【図３】本発明に係る同姿勢フィードバック構造体の構成の概略図である。
【図４】本発明に係る第１比例フィードバック構造体の構成の概略図である。
【図５】本発明に係る第２比例フィードバック構造体の構成の概略図である。
【図６】本発明に係る近位端構造体の構成の概略図である。
【図７】本発明に用いられる第１姿勢測定ユニットの構成の概略図である。
【図８】本発明に用いられる第２姿勢測定ユニットの構成の概略図である。
【図９】本発明に用いられる第３姿勢測定ユニットの構成の概略図である。
【図１０】本発明に用いられる第４姿勢測定ユニットの構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面及び実施例に合わせて本発明を詳細に説明する。
【００３０】
図１、図２に示すように、本発明は、可撓性連続体構造の本体１０と姿勢フィードバック機構を含む。
【００３１】
本発明に係る可撓性連続体構造本体１０は遠位端構造体１１と、中部接続体１５と、近位端構造体１６と、ヒンジジョイント駆動鎖１８とを含む。遠位端構造体１１は遠位端スペーサーディスク１１１と、遠位端固定ディスク１１２と、遠位端構造物１１３とを含み、遠位端構造物１１３が押された時に不安定になることを防止するために、遠位端スペーサーディスク１１１は遠位端構造体１１に間隔をおいて分布される。近位端構造体１６は近位端スペーサーディスク１６１と、近位端固定ディスク１６２と、近位端構造物１６３とを含み、近位端構造物１６３が押された時に不安定になることを防止するために、近位端スペーサーディスク１６１は近位端構造体１６に間隔をおいて分布される。近位端構造体１６に位置する近位端構造物１６３と遠位端構造体１１に位置する遠位端構造物１１３とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物である。近位端構造体１６と遠位端構造体１１における構造物の数はいずれも３本以上である。中部接続体１５は近位端チャンネル固定板１５２と、遠位端チャンネル固定板１５３と、構造物ガイドチャンネル１５１と、剛性チューブ１５４とを含み、構造物ガイドチャンネル１５１は近位端チャンネル固定板１５２と遠位端チャンネル固定板１５３との間に締め付けて接続され、剛性チューブ１５４は遠位端チャンネル固定板１５３の遠位端構造体１１に近い側に締め付けて接続される。構造物は、一端が近位端固定ディスク１６２に締め付けて接続され、他端が順に近位端スペーサーディスク１６１、構造物ガイドチャンネル１５１、剛性チューブ１５４、遠位端スペーサーディスク１１１を貫通してから遠位端固定ディスク１１２に締め付けて接続される。構造物ガイドチャンネル１５１は、構造物が押し引き力を受ける時に形状を保持するという役割を果たす。
【００３２】
ヒンジジョイント駆動鎖１８は回転ベース１８１と駆動ハンドル１８２とを含み、回転ベース１８１は近位端チャンネル固定板１５２の中心に回転接続され、その回転軸は近位端チャンネル固定板１５２が存在する平面に対して垂直であり、駆動ハンドル１８２はロッド構造であり且つ先端が回転ベース１８１に回転接続され、その回転軸は近位端チャンネル固定板１５２が存在する平面に対して平行であり、駆動ハンドル１８２は摺動且つ回転可能に近位端固定ディスク１６２の中心を貫通し、駆動ハンドル１８２の軸線は近位端固定ディスク１６２に対して垂直であり、駆動ハンドル１８２の後端には持ちやすい取っ手が設けられる。駆動ハンドル１８２を持って空間内において任意の方向に湾曲する場合、近位端固定ディスク１６２が同じ方向に湾曲するように駆動し、近位端構造体１６の湾曲平面内における断面輪郭形状を略円弧状に保持し、更に近位端構造体１６における近位端構造物１６３を押し引きして近位端構造体１６における該近位端構造物１６３の長さを変化させ、それによって遠位端構造体１１が一定の比例（該比例は遠位端構造物１１３と近位端構造物１６３の分布半径により共同で決定される）で逆方向に湾曲する。
【００３３】
本発明に係る姿勢フィードバック機構は１つ又は複数のフィードバック構造体を含み、フィードバック構造体は同姿勢フィードバック構造体７１、第１比例フィードバック構造体７２又は第２比例フィードバック構造体７３であってもよい。
【００３４】
図１、図３及び図６に示すように、同姿勢フィードバック構造体７１は第２遠位端スペーサーディスク７１１、第２遠位端固定ディスク７１２、第２遠位端構造物７１３、第２近位端構造物７１４、第２構造物ガイドチャンネル７１５及び第２剛性チューブ７１６を含み、第２構造物ガイドチャンネル７１５は近位端チャンネル固定板１５２と遠位端チャンネル固定板１５３との間に締め付けて接続され、第２近位端構造物７１４と第２遠位端構造物７１３とは１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、構造物は、一端が近位端固定ディスク１６２に締め付けて接続され、他端が順に近位端スペーサーディスク１６１、第２構造物ガイドチャンネル７１５、第２剛性チューブ７１６、第２遠位端スペーサーディスク７１１を貫通してから第２遠位端固定ディスク７１２に締め付けて接続される。第２遠位端構造物７１３と第２近位端構造物７１４との分布半径比は、遠位端構造物１１３と近位端構造物１６３との分布半径比に一致し、同姿勢フィードバック構造体７１と遠位端構造体１１とは、長さが一致する。これにより、近位端構造体１６が湾曲するように駆動する場合、同姿勢フィードバック構造体７１が湾曲し、湾曲角度（湾曲平面の向き角度と該湾曲平面内における湾曲角度を含む）及び長さはいずれも遠位端構造体１１の湾曲角度及び長さに一致する。注意すべきことは、同姿勢フィードバック構造体７１における第２遠位端構造物７１３、第２近位端構造物７１４の太さ、本数及び対応するスペーサーディスク、固定ディスクにおける周方向での分布角度は、いずれも対応する遠位端構造物１１３、近位端構造物１６３と異なってもよいことである。同姿勢フィードバック構造体７１における第２遠位端スペーサーディスク７１１の外形は同様に遠位端構造体１１における遠位端スペーサーディスク１１１と異なってもよい。
【００３５】
図１、図４及び図６に示すように、第１比例フィードバック構造体７２は第３遠位端スペーサーディスク７２１、第３遠位端固定ディスク７２２、第３遠位端構造物７２３、第３近位端構造物７２４、第３構造物ガイドチャンネル７２５及び第３剛性チューブ７２６を含み、第３構造物ガイドチャンネル７２５は近位端チャンネル固定板１５２と遠位端チャンネル固定板１５３との間に締め付けて接続され、第３近位端構造物７２４と第３遠位端構造物７２３とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、構造物は、一端が近位端固定ディスク１６２に締め付けて接続され、他端が順に近位端スペーサーディスク１６１、第３構造物ガイドチャンネル７２５、第３剛性チューブ７２６、第３遠位端スペーサーディスク７２１を貫通してから第３遠位端固定ディスク７２２に締め付けて接続される。第１比例フィードバック構造体７２における第３遠位端構造物７２３、第３近位端構造物７２４の数、太さ、分布半径及び対応するスペーサーディスク、固定ディスクにおける周方向での分布角度はいずれも対応する遠位端構造物１１３、近位端構造物１６３と異なってもよい。そのため、近位端構造体１６が湾曲するように駆動する場合、遠位端構造体１１は反対方向に湾曲し、第１比例フィードバック構造体７２の湾曲運動は遠位端構造体１１と同様な湾曲平面の向きを有するが、該湾曲平面において異なる湾曲角度を有し、この湾曲角度と遠位端構造体１１の湾曲平面内における湾曲角度とは、所定の比例係数となり、該比例係数は遠位端構造物１１３、近位端構造物１６３、第３遠位端構造物７２３及び第３近位端構造物７２４の分布半径により共同で決定される。
【００３６】
図１、図５及び図６に示すように、第２比例フィードバック構造体７３は第４遠位端スペーサーディスク７３１、第４遠位端固定ディスク７３２、第４遠位端構造物７３３、第４近位端構造物７３４、第４構造物ガイドチャンネル７３５及び第４剛性チューブ７３６を含み、第４構造物ガイドチャンネル７３５は近位端チャンネル固定板１５２と遠位端チャンネル固定板１５３との間に締め付けて接続され、第４近位端構造物７３４と第４遠位端構造物７３３とは、１対１に締め付けて接続されるか、又は同一の構造物であり、構造物は、一端が近位端固定ディスク１６２に締め付けて接続され、他端が順に近位端スペーサーディスク１６１、第４構造物ガイドチャンネル７３５、第４剛性チューブ７３６、第４遠位端スペーサーディスク７３１を貫通してから第４遠位端固定ディスク７３２に締め付けて接続される。第２比例フィードバック構造体７３における第４遠位端構造物７３３、第４近位端構造物７３４の数、太さ及び対応するスペーサーディスク、固定ディスクにおける周方向での分布角度はいずれも対応する遠位端構造物１１３、近位端構造物１６３と異なってもよい。更に、接続関係を有する各第４遠位端構造物７３３と対応する第４近位端構造物７３４との間には円周上において間隔角を成しており、各間隔角の角度が同じである。これにより、近位端構造体１６が湾曲するように駆動する場合、遠位端構造体１１は反対方向に湾曲し、第２比例フィードバック構造体７３の湾曲平面の向き角度は上記間隔角の角度により決定され、好ましくは、該間隔角が１８０°である場合、第２比例フィードバック構造体７３の湾曲平面の向きと遠位端構造体１１の湾曲平面の向きとが反対で、第２比例フィードバック構造体７３の湾曲と遠位端構造体１６の湾曲とはミラーリング関係を有する。
【００３７】
実際のプロセスにおいて、実際のニーズに基づいて上記同姿勢フィードバック構造体７１、第１比例フィードバック構造体７２及び第２比例フィードバック構造体７３のうちの１つ又は複数を設置することができ、観察者は可視位置に位置するフィードバック構造体によって遠位端構造体１１及び近位端構造体１６の実際姿勢を推定することができる。更に、上記同姿勢フィードバック構造体、第１比例フィードバック構造体及び第２比例フィードバック構造体においては、遠位端スペーサーディスクが設けられなくてもよく、上記効果を同様に実現することができる。
【００３８】
更に、剛性チューブ１５４には、構造物ガイドチャンネル１５１に連通する、構造物をガイドするためのキャビティが設けられ、当業者であれば、構造物をガイドするためのキャビティは同様に剛性チューブ１５４に間隔をおいて分布される遠位端スペーサーディスク１１１における構造物通過穴により形成することができることを理解すべきである。
【００３９】
更に、近位端チャンネル固定板１５２は複数本の支柱１５６を介して遠位端チャンネル固定板１５３に直接的に接続される。
【００４０】
上記実施例において、姿勢フィードバック機構は更に、姿勢測定ユニットを含み、姿勢測定ユニットは遠位端構造体１１と近位端構造体１６との湾曲角度の値及び長さの値を測定し、それにより可撓性連続体構造の本体１０の姿勢パラメータを精確に取得する。本発明は、複数種の姿勢測定ユニットを提供し、以下、それぞれ説明する。
【実施例１】
【００４１】
図７に示すように、本実施例の姿勢測定ユニットは遠位端フィードバック構造物１９１、フィードバック構造物ガイドチャンネル１９２と位置センサ１９３を含む。位置センサ１９３は近位端チャンネル固定板１５２に固定接続され、遠位端フィードバック構造物１９１は、一端が遠位端固定ディスク１１２に締め付けて接続され、他端が順に遠位端スペーサーディスク１１１、剛性チューブ１５４、フィードバック構造物ガイドチャンネル１９２を貫通してから位置センサ１９３に接続される。本実施例において、遠位端構造体１１が湾曲する場合、遠位端フィードバック構造物１９１の遠位端構造体１１においての長さを変え、それによって遠位端フィードバック構造物１９１と位置センサ１９３との接続端が変位し、位置センサ１９３により検出される。遠位端構造体１１に分布する面一ではない３本以上の遠位端フィードバック構造物１９１の長さを測定することで、遠位端構造体１１の湾曲角度の値及び長さの値を算出することができ、湾曲角度の値は、遠位端構造体１１の湾曲平面の向き角度の値と、該湾曲平面内における湾曲角度の値とを含み、更に遠位端構造物１１３と近位端構造物１６３との分布半径及び長さに基づいて近位端構造体１６の湾曲角度の値と長さの値を取得することができる。
【００４２】
更に、位置センサ１９３にはスライダーリニア位置センサが用いられ、位置センサ１９３におけるスライダー１９４は遠位端フィードバック構造物１９１に締め付けて接続される。
【００４３】
更に、近位端チャンネル固定板１５２と遠位端チャンネル固定板１５３との間には第３チャンネル固定板１９９が設けられ、フィードバック構造物ガイドチャンネル１９２は、一端が遠位端チャンネル固定板１５３に締め付けて接続され、他端が第３チャンネル固定板１９９に締め付けて接続される。
【実施例２】
【００４４】
図８に示すように、本実施例における姿勢測定ユニットは近位端フィードバック構造物１９５と位置センサ１９３とを含む。位置センサ１９３は近位端チャンネル固定板１５２に固定接続され、近位端フィードバック構造物１９５は、一端が近位端固定ディスク１６２に締め付けて接続され、他端が近位端スペーサーディスク１６１、近位端チャンネル固定板１５２を貫通して位置センサ１９３に接続される。本実施例において、近位端構造体１６の湾曲運動は近位端フィードバック構造物１９５の近位端構造体１６においての長さを変え、それによって近位端フィードバック構造物１９５と位置センサ１９３との接続端が変位し、位置センサ１９３により検出される。近位端構造体１６に分布する面一ではない３本以上の近位端フィードバック構造物１９５の長さを測定することで、近位端構造体１６の湾曲角度の値及び長さの値を算出することができ、湾曲角度の値は近位端構造体１６の湾曲平面の向き角度の値と、該湾曲平面内における湾曲角度の値とを含み、更に遠位端構造物１１３と近位端構造物１６３の分布半径と長さに基づいて遠位端構造体１１の湾曲角度の値と長さの値を取得することができる。
【００４５】
更に、位置センサ１９３にはスライダーリニア位置センサが用いられ、位置センサ１９３におけるスライダー１９４は近位端フィードバック構造物１９５に締め付けて接続される。
【実施例３】
【００４６】
図９に示すように、本実施例における姿勢測定ユニットは第１関節角度センサ５０１と第２関節角度センサ５０２とを含む。第１関節角度センサ５０１は回転ベース１８１と近位端チャンネル固定板１５２との間の相対回転角度を測定するためのものであり、それにより更に近位端構造体１６の湾曲平面の向き角度を取得することができ、第２関節角度センサ５０２は駆動ハンドル１８２と回転ベース１８１との間の相対回転角度を測定するためのものであり、それにより更に近位端構造体１６の上記湾曲平面内における湾曲角度を取得することができる。上記測定した角度に基づいて近位端構造体１６の湾曲角度を取得することができ、更に遠位端構造物１１３と近位端構造物１６３の分布半径に基づいて遠位端構造体１１の湾曲角度の値を取得することができる。
【実施例４】
【００４７】
図１０に示すように、本実施例における姿勢測定ユニットは、近位端チャンネル固定板１５２に取り付けられた、近位端固定ディスク１６２における特定の点の距離を測定するための３つ以上の距離センサ６０１を含む。距離センサ６０１は赤外線、レーザーなどの光学距離センサを選択することができ、近位端固定ディスク１６２における少なくとも３つの特定の点から近位端チャンネル固定板１５２までの距離を測定することにより、近位端チャンネル固定板１５２に対する近位端固定ディスク１６２の向き及び位置を取得することができ、それによって近位端構造体１６の湾曲角度の値と長さの値を取得し、更に遠位端構造物１１３と近位端構造物１６３との分布半径及び長さに基づいて遠位端構造体１１の湾曲角度の値及び長さの値を取得することができる。
【００４８】
本発明は、単に上記実施例を例として説明したが、各部品の構造、設置位置及びその接続はいずれも変化可能である。本発明の技術案を基にして、本発明の原理に基づいて個別の部品に対して行われた改良又は同等の置換は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【図１】
2019534167.tif 000003
【図２】
2019534167.tif 000004
【図３】
2019534167.tif 000005
【図４】
2019534167.tif 000006
【図５】
2019534167.tif 000007
【図６】
2019534167.tif 000008
【図７】
2019534167.tif 000009
【図８】
2019534167.tif 000010
【図９】
2019534167.tif 000011
【図１０】
2019534167.tif 000012
【国際調査報告】
2019534167.tif 000013
2019534167.tif 000014
2019534167.tif 000015
2019534167.tif 000016