【手続補正書】
【提出日】平成28年1月21日(2016.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する細長い軟性部および該軟性部の先端側に設けられた湾曲部を有する挿入部と、前記湾曲部を湾曲動作させる湾曲部駆動部とを有するマニピュレータと、
前記湾曲部に対する操作指示が操作者によって入力される操作入力部と、
前記軟性部の湾曲形状を検出する軟性部形状検出部と、
前記湾曲部の湾曲形状を検出する湾曲部形状検出部と、
前記操作入力部に入力された前記操作指示に従って、前記湾曲部駆動部を駆動させるための湾曲制御信号を生成する制御部と、
前記軟性部形状検出部によって検出された前記軟性部の湾曲形状および前記湾曲部形状検出部によって検出された前記湾曲部の湾曲形状に基づいて、前記湾曲制御信号に対する補償値を設定する補償値設定部とを備え、
前記制御部が、前記湾曲制御信号を、前記補償値設定部によって設定された前記補償値を用いて補正し、補正された前記湾曲制御信号を前記湾曲部駆動部に送信するマニピュレータシステム。
【請求項２】
前記マニピュレータが、前記挿入部内に長手方向に挿入される処置具を備え、
前記挿入部内の前記処置具の有無と、前記挿入部内に前記処置具が存在する場合にはその処置具とを識別する処置具識別部を備え、
前記補償値設定部は、前記処置具識別部によって識別された処置具の有無と、前記挿入部内に前記処置具が存在する場合には前記処置具識別部によって識別された処置具の力学的特性とにさらに基づいて、前記補償値を設定する請求項１に記載のマニピュレータシステム。
【請求項３】
前記マニピュレータは、前記軟性部を介して前記湾曲部と前記湾曲部駆動部とを接続し、前記湾曲部駆動部が発生する駆動力を前記湾曲部に伝達する線材を備え、
前記挿入部に、該挿入部内における前記線材の経路を規定する通路が設けられている請求項１または請求項２に記載のマニピュレータシステム。
【請求項４】
前記マニピュレータは、前記軟性部を介して前記湾曲部と前記湾曲部駆動部とを接続し、前記湾曲部駆動部が発生する駆動力を前記湾曲部に伝達する線材を備え、
該線材の、前記挿入部から外部に引き出された基端部分の湾曲形状を検出する体外部分形状検出部を備え、
前記補償値設定部が、前記体外部分形状検出部によって検出された前記線材の基端部分の湾曲形状にさらに基づいて、前記補償値を設定する請求項１から請求項３のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【請求項５】
前記制御部が、前記湾曲部駆動部をフィードフォワード制御し、
前記補償値設定部は、前記制御部が前記フィードフォワード制御に用いるゲインを前記補償値として設定する請求項１から請求項４のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【請求項６】
前記制御部が、前記湾曲部駆動部をフィードバック制御し、
前記補償値設定部は、前記制御部がフィードバック制御に用いるゲインを前記補償値として設定する請求項１から請求項４のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【請求項７】
前記制御部が、オフセット信号を重畳した前記湾曲制御信号を前記湾曲部駆動部に送信し、
前記補償値設定部が、前記湾曲部の湾曲動作の方向が逆方向に切り替わるときに符号が反転する前記オフセット信号を前記補償値として設定する請求項１から請求項４のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【請求項８】
可撓性を有する細長い軟性部および該軟性部の先端側に設けられた湾曲部を有する挿入部と、該挿入部内に長手方向に挿入される処置具と、前記挿入部内において前記処置具を進退動作および回転動作させる処置具駆動部とを有するマニピュレータと、
前記処置具に対する操作指示が操作者によって入力される操作入力部と、
前記軟性部の湾曲形状を検出する軟性部形状検出部と、
前記湾曲部の湾曲形状を検出する湾曲部形状検出部と、
前記操作入力部に入力された前記操作指示に従って、前記処置具駆動部を駆動させるための進退制御信号および回転制御信号を生成する制御部と、
前記軟性部形状検出部によって検出された前記軟性部の湾曲形状および前記湾曲部形状検出部によって検出された前記湾曲部の湾曲形状に基づいて、前記進退制御信号および前記回転制御信号の各々に対する補償値を設定する補償値設定部とを備え、
前記制御部が、前記進退制御信号および前記回転制御信号を前記補償値設定部によって設定された各々に対する前記補償値を用いて補正し、補正された前記進退制御信号および前記回転制御信号を前記処置具駆動部に送信するマニピュレータシステム。
【請求項９】
前記挿入部内の前記処置具を識別する処置具識別部を備え、
前記補償値設定部が、前記処置具識別部によって識別された処置具の力学的特性にさらに基づいて、各前記補償値を設定する請求項８に記載のマニピュレータシステム。
【請求項１０】
前記処置具の、前記挿入部から外部に引き出された基端部分の湾曲形状を検出する体外部分形状検出部を備え、
前記補償値設定部が、前記体外部分形状検出部によって検出された前記処置具の基端部分の湾曲形状にさらに基づいて、各前記補償値を設定する請求項８または請求項９に記載のマニピュレータシステム。
【請求項１１】
前記挿入部に、長手方向に貫通形成され前記処置具が挿入される複数のチャネルが設けられ、
前記複数のチャネルのうち、前記処置具が挿入されているチャネルを検出する使用チャネル検出部を備え、
前記補償値設定部が、前記使用チャネル検出部によって検出された前記チャネルにさらに基づいて、各前記補償値を設定する請求項８から請求項１０のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【請求項１２】
前記制御部が、前記処置具駆動部をフィードフォワード制御し、
前記補償値設定部は、前記制御部が前記フィードフォワード制御に用いるゲインを前記補償値として設定する請求項８から請求項１１のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【請求項１３】
前記制御部が、前記処置具駆動部をフィードバック制御し、
前記補償値設定部は、前記制御部がフィードバック制御に用いるゲインを前記補償値として設定する請求項８から請求項１１のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【請求項１４】
前記制御部が、オフセット信号を重畳した前記進退制御信号および前記回転制御信号を前記処置具駆動部に送信し、
前記補償値設定部は、前記処置具の進退動作または回転動作の方向が逆方向に切り替わるときに符号が反転する前記オフセット信号を各前記補償値として設定する請求項８から請求項１１のいずれかに記載のマニピュレータシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明は、可撓性を有する細長い軟性部および該軟性部の先端側に設けられた湾曲部を有する挿入部と、該挿入部内に長手方向に挿入される処置具と、前記挿入部内において前記処置具を進退動作および回転動作させる処置具駆動部とを有するマニピュレータと、前記処置具に対する操作指示が操作者によって入力される操作入力部と、前記軟性部の湾曲形状を検出する軟性部形状検出部と、前記湾曲部の湾曲形状を検出する湾曲部形状検出部と、前記操作入力部に入力された前記操作指示に従って、前記処置具駆動部を駆動させるための進退制御信号および回転制御信号を生成する制御部と、前記軟性部形状検出部によって検出された前記軟性部の湾曲形状および前記湾曲部形状検出部によって検出された前記湾曲部の湾曲形状に基づいて、前記進退制御信号および前記回転制御信号に対する補償値を設定する補償値設定部とを備え、前記制御部が、前記進退制御信号および前記回転制御信号を前記補償値設定部によって設定された各々に対する前記補償値を用いて補正し、補正された前記進退制御信号および前記回転制御信号を前記処置具駆動部に送信するマニピュレータシステムを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
具体的には、各ワイヤ１５ａ，１５ｂの基端部分は、図５に示されるように、軟性部１４の基端から引き出され、取付ユニット１６内に設けられたプーリ１６ａに巻き付けられている。取付ユニット１６は、挿入部取付部１０に取り付けられたときに、各プーリ１６ａと、湾曲部駆動部１２が有する各モータ１２ａとが同軸に連結するように構成されている。制御部３からの回転制御信号に従ってモータ１２ａが回転することによってプーリ１６ａが正転または反転し、これによりワイヤ１５ａ，１５ｂが押し引きされて湾曲部１５の湾曲角度が変更されるようになっている。なお、図５においては、図面を簡略にするために、モータ１２ａは１つだけ、また、ワイヤ１５ａ，１５ｂは、軟性部１４側の２つのプーリ１６ａに巻き付けられている２つだけ、図示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
さらに、本実施形態に係るマニピュレータシステム１００は、軟性部１４の湾曲形状を検出する軟性部形状検出部２２と、湾曲部１５の湾曲形状を検出する湾曲部形状検出部２３と、補償値設定部２４，２５とを備えている。補償値設定部２４，２５は、各形状検出部２２，２３によって検出された軟性部１４および湾曲部１５の湾曲形状に応じた補償値を設定する。制御部３は、補償値設定部２４，２５によって設定された補償値を用いて、操作信号に対して湾曲部１５の湾曲動作が正確に追従するように、湾曲部駆動部１２をフィードフォワード（ＦＦ）制御する。次に、この制御部３による湾曲部１５の制御方法について具体的に説明する。