(57)【要約】【課題】マニピュレータシステムの初期化方法において、屈曲用関節の関節角度を正確に初期化することができるようにする。【解決手段】屈曲用関節と軸状部とを有する医療用器具と、駆動力伝達部と、駆動力を供給する駆動部と、駆動力中継状態と駆動力解除状態とが切り替え可能な駆動力中継部とを有するマニピュレータシステムの初期化方法であって、駆動力解除状態で屈曲用関節の関節角度を所定値にする形状規定部を有する形状規定部材に屈曲用関節とこの屈曲用関節で連結された軸状部の対とを挿入して、関節角度を所定値に設定する関節角度設定工程（ステップＳ２）と、駆動力中継部を駆動力中継状態に切り替える駆動部連結工程（ステップＳ３）と、ステップＳ３を実行してから、屈曲用関節の関節角度の状態を駆動部の駆動原点に対応付ける原点設定工程（ステップＳ４）と、備える方法とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲用関節で連結された複数の軸状部を有する医療用器具と、前記屈曲用関節に駆動力を伝達する駆動力伝達部と、該駆動力伝達部に前記駆動力を供給する駆動部と、前記駆動力が中継される駆動力中継状態と前記駆動力が遮断されて前記屈曲用関節の動きが自由になる駆動力解除状態とが切り替え可能な駆動力中継部とを有するマニピュレータシステムの初期化方法であって、
前記駆動力中継部を前記駆動力解除状態にして、前記屈曲用関節の関節角度を所定値にする形状規定部を有する形状規定部材に、前記屈曲用関節と該屈曲用関節で連結された前記軸状部の対とを挿入して、前記屈曲用関節の関節角度を前記所定値に設定する関節角度設定工程と、
関節角度が設定された前記屈曲用関節に対して、前記駆動力中継部を前記駆動力中継状態に切り替える駆動部連結工程と、
該駆動部連結工程を実行してから、前記屈曲用関節の関節角度の状態を前記駆動部の駆動原点に対応付ける原点設定工程と、
を備える、マニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項２】
前記原点設定工程を実行してから、
前記駆動部に対して、前記屈曲用関節を駆動する際の前記駆動原点からの駆動リミットを設定する駆動リミット設定工程を実行する
ことを特徴とする、請求項１に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項３】
前記駆動リミット設定工程では、
前記駆動部に対して前記駆動原点からの駆動指令値を送出する駆動制御部において、前記駆動指令値の許容限界を設定することにより、前記駆動リミットを設定する
ことを特徴とする、請求項２に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項４】
前記駆動部は、原点出しを行うための位置センサを有しており、
前記原点設定工程において、前記駆動力中継部が前記駆動力中継状態に切り替えられるまでの間に、前記位置センサの検出出力に基づいて、前記駆動部の原点出しを行う駆動部原点出し工程を実行する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項５】
前記駆動力中継部は、
前記駆動部を、前記駆動力伝達部に着脱可能に連結し、連結時に前記駆動力中継状態となり、連結解除時に前記駆動力解除状態となるようにした
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項６】
前記駆動力中継部は、
前記駆動部と前記駆動力伝達部とをクラッチを介して連結することにより、該クラッチの接離に応じて、前記駆動力中継状態と前記駆動力解除状態とが切り替えられる
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項７】
前記駆動力伝達部は、
線状の駆動力伝達部材を有しており、
前記原点設定工程を実行する前に、
前記駆動力伝達部材のたるみを除去するため、前記駆動力伝達部材に初期張力を付与する初期張力付与工程を実行する
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項８】
前記関節角度設定工程と前記駆動部連結工程との間、または前記関節角度設定工程の途中で、
前記形状規定部に対する前記屈曲用関節および前記軸状部の挿入状態を検出することにより、前記形状規定部によって前記関節角度の設定が成功しているかどうかを判定する挿入状態判定工程を実行し、
前記関節角度の設定に成功していると判定されなかった場合には、前記関節角度設定工程を繰り返す
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【請求項９】
前記屈曲用関節と前記駆動部とが、それぞれ複数設けられており、
前記複数の屈曲用関節のうち、前記形状規定部に挿入可能な1以上の前記屈曲用関節に関して、少なくとも、前記関節角度設定工程、前記駆動部連結工程、および前記原点設定工程を実行することを、
前記形状規定部に挿入される前記１以上の前記屈曲用関節を換えて繰り返すことにより、
前記複数の屈曲用関節と前記複数の駆動部とのすべてを初期化する
ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のマニピュレータシステムの初期化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニピュレータシステムの初期化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者の侵襲を軽減する観点から、内視鏡のチャンネルに処置具を挿入し、チャンネルの先端開口から処置具を突出させて、内視鏡観察下で各種の処置を行うことが知られている。
例えば、特許文献１には、このようなマニピュレータシステムとして、先端の湾曲部が操作可能な内視鏡と、内視鏡の処置具チャンネルに挿通させた処置具とからなる医療装置が記載されている。
この装置では、処置具の先端に外部から操作可能な処置具湾曲部が設けられており、内視鏡から突出させた処置具を能動的に湾曲させることができる。このため、内視鏡の湾曲部の動作に加えて、処置具湾曲部の動作が加わることにより、処置具先端の湾曲動作の自由度が増大する。これにより、術者の作業性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９-１０１０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、処置具湾曲部の湾曲形状が湾曲駆動部によって制御されているため、曲がった状態の処置具チャンネルへの挿通性が悪いという問題がある。
これに対しては、処置具湾曲部の処置具チャンネルの挿通時には、駆動力を遮断して、処置具湾曲部が自在に湾曲するようにしておき、処置具の先端を内視鏡から突出させてから、駆動力を伝達して、湾曲操作を開始することも考えられる。
この場合、処置具の突出時には、処置具湾曲部が湾曲自在になっており、駆動開始の処置具の位置や姿勢が不定となるため、操作を開始する前に、処置具湾曲部の関節を所定の原点姿勢に初期化する必要がある。
例えば、処置具と駆動部とはモータが原点位置にあるときのみ装着可能としておけば、常に関節が原点姿勢になる。
しかし、一般に体内に挿入された内視鏡の挿入部は、複雑に湾曲しており、これに倣って湾曲する処置具の挿入部も湾曲している。処置具の駆動ワイヤは、例えば、シースに挿通されることで、経路長が変化しにくくなっているが、シースと駆動ワイヤとの間にはわずかな隙間がある。このため、シースが湾曲していると、駆動ワイヤの湾曲経路がシースの中心軸線の湾曲形状とずれて、駆動ワイヤの経路長が変化する。また、シースと駆動ワイヤ間の経路長変化に加えて、アウターチューブとシース間の経路長変化も生じる。
すなわち、ほとんどの湾曲状態では、駆動ワイヤの経路長は原点姿勢を決めた際の経路長とは異なる。
したがって、駆動部をモータの原点位置で装着するようにしても、必ずしも関節が原点姿勢にはならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、屈曲用関節の関節角度を正確に初期化することができるマニピュレータシステムの初期化方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の態様のマニピュレータシステムの初期化方法は、屈曲用関節で連結された複数の軸状部を有する医療用器具と、前記屈曲用関節に駆動力を伝達する駆動力伝達部と、該駆動力伝達部に前記駆動力を供給する駆動部と、前記駆動力が中継される駆動力中継状態と前記駆動力が遮断されて前記屈曲用関節の動きが自由になる駆動力解除状態とが切り替え可能な駆動力中継部とを有するマニピュレータシステムの初期化方法であって、前記駆動力中継部を前記駆動力解除状態にして、前記屈曲用関節の関節角度を所定値にする形状規定部を有する形状規定部材に、前記屈曲用関節と該屈曲用関節で連結された前記軸状部の対とを挿入して、前記屈曲用関節の関節角度を前記所定値に設定する関節角度設定工程と、関節角度が規定された前記屈曲用関節に対して、前記駆動力中継部を前記駆動力中継状態に切り替える駆動部連結工程と、  該駆動部連結工程を実行してから、前記屈曲用関節の関節角度の状態を前記駆動部の駆動原点に対応付ける原点設定工程と、備える方法とする。
【０００７】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記原点設定工程を実行してから、前記駆動部に対して、前記屈曲用関節を駆動する際の前記駆動原点からの駆動リミットを設定する駆動リミット設定工程を実行することが好ましい。
【０００８】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記駆動リミット設定工程では、
前記駆動部に対して前記駆動原点からの駆動指令値を送出する駆動制御部において、前記駆動指令値の許容限界を設定することにより、前記駆動リミットを設定することが好ましい。
【０００９】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記駆動部は、原点出しを行うための位置センサを有しており、前記原点設定工程において、前記駆動力中継部が前記駆動力中継状態に切り替えられるまでの間に、前記位置センサの検出出力に基づいて、前記駆動部の原点出しを行う駆動部原点出し工程を実行することが好ましい。
【００１０】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記駆動力中継部は、前記駆動部を、前記駆動力伝達部に着脱可能に連結し、連結時に前記駆動力中継状態となり、連結解除時に前記駆動力解除状態となるようにしたことが好ましい。
【００１１】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記駆動力中継部は、前記駆動部と前記駆動力伝達部とをクラッチを介して連結することにより、該クラッチの接離に応じて、前記駆動力中継状態と前記駆動力解除状態とが切り替えられることが好ましい。
【００１２】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記駆動力伝達部は、線状の駆動力伝達部材を有しており、前記原点設定工程を実行する前に、前記駆動力伝達部材のたるみを除去するため、前記駆動力伝達部材に初期張力を付与する初期張力付与工程を実行することが好ましい。
【００１３】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記関節角度設定工程と前記駆動部連結工程との間、または前記関節角度設定工程の途中で、前記形状規定部に対する前記屈曲用関節および前記軸状部の挿入状態を検出することにより、前記形状規定部によって前記関節角度の設定が成功しているかどうかを判定する挿入状態判定工程を実行し、前記関節角度の設定に成功していると判定されなかった場合には、前記関節角度設定工程を繰り返すことが好ましい。
【００１４】
上記マニピュレータシステムの初期化方法においては、前記屈曲用関節と前記駆動部とが、それぞれ複数設けられており、前記複数の屈曲用関節のうち、前記形状規定部に挿入可能な1以上の前記屈曲用関節に関して、少なくとも、前記関節角度設定工程、前記駆動部連結工程、および前記原点設定工程を実行することを、前記形状規定部に挿入される前記１以上の前記屈曲用関節を換えて繰り返すことにより、前記複数の屈曲用関節と前記複数の駆動部とのすべてを初期化することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のマニピュレータシステムの初期化方法によれば、形状規定部材に屈曲用関節とこの屈曲用関節で連結された軸状部の対とを挿入して、屈曲用関節の関節角度を所定値に設定するため、屈曲用関節の関節角度を正確に初期化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いるマニピュレータシステムの全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる形状規定部材と、医療用器具の外観を示す模式的な斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる形状規定部材の部分断面図およびその右側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の模式的なシステム構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法の模式的な動作説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の模式的なシステム構成図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法の初期化方法に用いる医療用器具の駆動ユニットの構成を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の模式的なシステム構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の初期張力付加部の構成を示す模式的な斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の駆動部および駆動力中継部の構成を示す模式的な断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の駆動力中継部の駆動力解除状態を示す模式的な断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の主要部の模式的な動作説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第３の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具および形状規定部材の模式的なシステム構成図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる処置用内視鏡装置の関節位置検出部の位置と医療用器具の挿入位置との関係を示す模式的な断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３の実施形態の変形例（第３〜第５変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる関節位置検出部の例を示す模式的な断面図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の主要部および形状規定部材を示す模式的な断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる制御部の機能ブロック図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１８】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いるマニピュレータシステムについて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いるマニピュレータシステムの全体構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる形状規定部材と、医療用器具の外観を示す模式的な斜視図である。図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる形状規定部材の部分断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における右側面図である。図４は、本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の模式的なシステム構成図である。
なお、各図面は、模式図のため、寸法や形状は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態のマニピュレータシステム１は、操作者Ｏｐが操作するマスタマニピュレータ２と、処置用内視鏡装置１０が設けられたスレーブマニピュレータ６とを備える、いわゆるマスタスレーブ方式のシステムである。
マスタマニピュレータ２は、操作者Ｏｐが操作入力を行うマスタアーム３と、処置用内視鏡装置１０を用いて撮影した映像等を表示する表示部４と、マスタアーム３の動作に基づいて、スレーブマニピュレータ６を動作させるための操作指令を生成する制御部５とを備える。
【００２０】
本実施形態において、マスタアーム３は、処置用内視鏡装置１０に挿入された後述する医療用器具２０（マニピュレータ）を含むスレーブマニピュレータ６の各部を動作させるための操作部である。また、詳細は図示しないが、マスタマニピュレータ２は、操作者Ｏｐの右手と左手とのそれぞれに対応する一対のマスタアーム３を有している。
マスタアーム３は、後述する処置用内視鏡装置１０の湾曲部１１Ｂや医療用器具２０の関節部２２（屈曲用関節）のように少なくとも１自由度の屈曲用関節を有するマニピュレータを動作させるために関節構造を有している。
また、マスタアーム３において操作者Ｏｐ側に位置する端部には、医療用器具２０の把持部２６（後述）を動作させるための把持操作部（図示略）が設けられている。
【００２１】
表示部４は、処置用内視鏡装置１０に取り付けられた観察部１５（後述）によって撮影された処置対象部位の映像や、操作に必要な操作画面や、制御部５からの情報などが表示される装置である。表示部４には、処置対象部位とともに医療用器具２０も表示される。
【００２２】
スレーブマニピュレータ６は、患者Ｐが載置される載置台７と、載置台７の近傍に配置された多関節ロボット８とを有する。
多関節ロボット８には処置用内視鏡装置１０が保持されている。処置用内視鏡装置１０には、スレーブマニピュレータ６の一部を構成する医療用器具２０を挿通させることが可能である。
多関節ロボット８、処置用内視鏡装置１０、および医療用器具２０は、マスタマニピュレータ２から発せられた操作指令に従って動作する。
ただし、本発明のマニピュレータシステムにおいて、多関節ロボットは必須ではなく、例えば処置用内視鏡装置１０を図示しない補助者が保持する構成としてもよい。
【００２３】
図２に示すように、処置用内視鏡装置１０は、患者Ｐの体内に挿入するための長尺の部材である外套管１１を有している。
外套管１１は、近位端から遠位端に向かって、可撓性を有する管状の挿入部１１Ｃ（図１参照）、例えば、節輪や湾曲コマ等を備えた周知の湾曲部１１Ｂ、および円柱状の硬質材料で形成された先端部１１Ａ（形状規定部材）を、この順に備える。
湾曲部１１Ｂは、マスタアーム３への操作入力によって、湾曲させることにより先端部１１Ａの向きを変更することができる。湾曲部１１Ｂを湾曲させる機構としては、例えば、節輪や湾曲コマの内周面に挿通され、先端部１１Ａに固定された駆動ワイヤを挿入部１１Ｃ内に挿通させて、近位端側の駆動モータなどで牽引する周知の構成を採用することができる。
挿入部１１Ｃおよび湾曲部１１Ｂの内部には、医療用器具２０等の処置具を供給する経路である処置具チャンネル１６が設けられている。
【００２４】
処置具チャンネル１６の基端部（近位端側）は、図１に示すように、挿入部１１Ｃの側方に開口する供給口１６ａに接続されている。
処置具チャンネル１６の先端部１６ｂは、図３（ａ）に示すように、先端部１１Ａを軸方向に貫通して、先端部１１Ａの先端面１１ａに開口する形状規定部１２の基端側に接続されている。
処置具チャンネル１６は、内径ｄ１を有する可撓性の管状部材で形成されている。
形状規定部１２は、本実施形態では、処置具チャンネル１６の内径ｄ１よりもわずかに小径の内径ｄ０の円筒孔からなる。内径ｄ０の設定の仕方は後述する。
【００２５】
図２、図３（ｂ）に示すように、観察部１５は、処置対象部位を観察するための装置であり、周知の撮像機構１３と照明機構１４とを備える。
撮像機構１３および照明機構１４は、先端部１１Ａの内部に配置され、図示略の電気配線や光ファイバが、湾曲部１１Ｂおよび挿入部１１Ｃの内部に挿通され、制御部５における電気回路や光源に連結されている。
撮像機構１３および照明機構１４は、先端部１１Ａの先端面１１ａにおいて、それぞれ光学的な開口窓を有しており、この開口窓を通して、先端部１１Ａの前方の外光を受光したり、照明光を前方に出射したりすることができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、処置用内視鏡装置１０の観察部１５は外套管１１の先端部に固定されているものとして説明するが、観察部１５は移動可能に設けられていてもよい。
例えば、外套管１１の内部に観察手段用チャンネルを設けておき、この観察手段用チャンネルに、先端に観察部を有する観察用の内視鏡を挿通して、観察部を外套管に対して進退可能としたり、湾曲可能としたりすることができる。
【００２７】
医療用器具２０は、屈曲用関節によって、先端のエンドエフェクタを移動したり、駆動したりするマニピュレータの一例であり、全体として、細長い軸状に形成されている。
図４に示すように、医療用器具２０は、マスタアーム３の操作により回動する関節部２２（屈曲用関節）と、関節部２２に連結された軸状部２１と、処置対象等を把持する把持部２６と、可撓性を有する筒状部２３と、関節部２２に駆動力を供給する駆動ユニット３０と、を備える。
把持部２６は、医療用器具２０のエンドエフェクタであり、最も先端側（遠位端側）の軸状部２１の先端に取り付けられている。
筒状部２３は、最も基端側（近位端側）の軸状部２１に接続されている。
【００２８】
関節部２２は、屈曲用関節であって、駆動力伝達部材を用いて近位端から、駆動力を伝達して、屈曲を行う関節であれば、具体的な構成は、特に限定されない。関節部２２の屈曲自由度、屈曲方向、屈曲量なども特に限定されない。
以下では、関節部２２の一例として、近位端側から順に、医療用器具２０の延在方向に交差する方向に屈曲する関節部２２Ｂと、関節部２２Ｂの屈曲方向と直交する方向に屈曲する関節部２２Ａとを有するものとして説明する。
関節部２２Ｂ、２２Ａは、いずれも、図示略のプーリを有しており、それぞれのプーリに、駆動ワイヤ２４Ｂ、２４Ａが駆動力伝達部材として巻き回されて、端部が固定されている。以下では、駆動ワイヤ２４Ｂ、２４Ａの区別を特に明示しない場合には、単に駆動ワイヤ２４と称する。
【００２９】
軸状部２１は、関節部２２Ｂによって連結された軸状部２１Ｃ、２１Ｂと、関節部２２Ａによって軸状部２１Ｂと連結された軸状部２１Ａとを有する。
このため、軸状部２１Ｃは、医療用器具２０において最も基端側の軸状部２１になっており、関節部２２Ｂが接続された端部と反対側の端部が筒状部２３の先端に固定されている。
軸状部２１Ａは、医療用器具２０において最も先端側の軸状部２１になっており、関節部２２Ａと反対側の端部である先端に、把持部２６が固定されている。
軸状部２１Ｂの両端部には、関節部２２Ｂ、２２Ａが連結されている。
以下では、このような軸状部２１Ｃ、関節部２２Ｂ、軸状部２１Ｂ、関節部２２Ａ、軸状部２１Ａ、および把持部２６からなる連結体を、先端屈曲部２５と称する。
【００３０】
各軸状部２１は、先端部１１Ａの形状規定部１２の内径ｄ０に挿通可能に嵌合される外径Ｄ０を有している。
各関節部２２は、連結された軸状部２１の外形よりも突出しない大きさに形成されている。
【００３１】
形状規定部１２の内径ｄ０は、形状規定部１２に、関節部２２と、関節部２２で連結された一対の軸状部２１とを挿入したときに、軸状部２１の挿入長さを考慮して、関節部２２の関節角度が一定のバラツキの範囲内に収まる所定値になるように設定しておく。
例えば、本実施形態では、形状規定部１２が円筒形状を有するため、ｄ０＝Ｄ０とすれば、各軸状部２１は真直軸Ｏと同軸に整列し、関節部２２の関節角度は、互いに隣接する軸状部２１のなす角度を１８０°とする角度になる。内径ｄ０が外径Ｄ０よりも大きい場合には、その差に応じて１８０°の近傍の一定の範囲の角度になる。
このような関節角度の設定バラツキの大きさは、駆動原点の設定誤算になり、把持部２６の移動位置誤差になるため、医療用器具２０の操作上、許容できる大きさになるように、内径ｄ０を決めておく。
【００３２】
把持部２６は、処置具を保持するための一対の把持部材２６ａ、２６ｂと、把持部材２６ａ、２６ｂを回動可能に支持する回動軸２６ｃとを有している。把持部材２６ａ、２６ｂは、マスタアーム３の図示略の把持操作部を操作することにより回動軸２６ｃを中心として回動され、図４の矢印のように動いて開閉動作する。
把持部２６の駆動力の伝達手段は、特に限定されず、例えば、操作ワイヤによって把持部材２６ａ、２６ｂに連結した図示略のリンクを駆動するなどの手段が可能である。
把持部２６は、図４に示すように、被把持物を把持することなく閉じている場合には、連結された軸状部２１の外形よりも突出しない大きさになっている。
このため、先端屈曲部２５は、真直に延ばした状態であって、把持部２６を上記のように閉じた状態では、最大外径がＤ０の軸状体になっており、形状規定部１２に進退可能に挿入可能な形状になっている。
【００３３】
筒状部２３は、例えば、樹脂チューブなどの筒状部材で構成され、内部に、関節部２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ駆動するための駆動ワイヤ２４Ａ、２４Ｂなどの挿通物が挿通されている。
駆動ワイヤ２４Ａ、２４Ｂは、筒状部２３の基端部から先端のプーリの近傍までの間では、両端部の位置が固定されたシース２７の内部にそれぞれ挿通されている。
各シース２７は、各駆動ワイヤ２４と略同径の内径を有する密巻コイルなどによって形成され、これにより、外力を受けて湾曲しても、ほとんど長さが変化しないようになっている。ただし、シース２７の内径は、駆動ワイヤ２４を円滑に牽引するため、駆動ワイヤ２４の外径よりもわずかに大きくなっている。
【００３４】
駆動ワイヤ２４Ａ、２４Ｂ以外の挿通物としては、図示は省略するが、例えば、把持部２６を駆動するための操作ワイヤや、観察部１５に接続する電気配線や光ファイバなどの例を挙げることができる。
【００３５】
駆動ユニット３０は、筒状部２３の基端部に固定された駆動機構部３１（駆動力伝達部）と、駆動力を供給する駆動モータ３４（駆動部）とを備える。
駆動機構部３１は、回転軸３２ａによって回転支持され、駆動ワイヤ２４が巻き回された駆動プーリ３２と、駆動モータ３４による駆動力の中継制御を行うため、駆動モータ３４の出力軸３４ａと回転軸３２ａと間に設けられたクラッチ３３（駆動力中継部）とを備える。
【００３６】
駆動モータ３４の種類は、駆動指令値に基づいて、出力軸３４ａを所定の回転量だけ回転できれば、特に限定されない。例えば、サーボモータ、ステッピングモータ、ＤＣモータなどを採用することができる。
本実施形態では、駆動モータ３４は、出力軸３４ａの回転量を検出するエンコーダ３４ｂを有しており、マスタアーム３の操作に基づいて駆動モータ３４の駆動制御を行う制御部５と通信可能に接続されている。
【００３７】
クラッチ３３は、回転軸３２ａが駆動モータ３４の出力軸３４ａと連結されて、出力軸３４ａと同じ回転量だけ回転されることで、駆動力が中継される駆動力中継状態と、回転軸３２ａが出力軸３４ａと切り離されることで、駆動力が遮断される駆動力解除状態とを切り替える駆動力中継部である。
クラッチ３３の種類は、機械的なクラッチ機構でもよいし、電磁クラッチ等の電気的なクラッチ機構でもよい。
クラッチ３３による駆動力中継状態と駆動力解除状態との切り替え動作（以下、誤解のおそれがない場合には、単に切り替え動作と称する）は、例えば、駆動機構部３１等に設けられた手動スイッチによる切り替えが可能である。本実施形態では、クラッチ３３は、制御部５と通信可能に接続されており、マスタアーム３の操作に基づいて制御部５から送出される制御信号に基づいて、切り替え動作が行われる。
【００３８】
このような駆動機構部３１、駆動モータ３４は、図４には一部しか図示していないが、先端屈曲部２５の各関節部２２に対応してそれぞれ設けられている。
このため、各関節部２２は、それぞれ独立に切り替え動作が可能であり、駆動力中継状態に切り替えられた場合には、それぞれ駆動量を独立に変更することができる。
【００３９】
本実施形態の駆動ユニット３０では、駆動ワイヤ２４、駆動プーリ３２および回転軸３２ａは、屈曲用関節に駆動力を伝達する駆動力伝達部を構成している。
【００４０】
次に、制御部５の機能構成について、各関節部２２の駆動制御を行う部分（駆動制御部）の機能構成を中心として説明する。
制御部５は、駆動制御部として、駆動量算出部１００、原点設定部１０１、およびクラッチ制御部１０２を備える。
【００４１】
駆動量算出部１００は、マスタアーム３から送出されるマスタアーム３の関節部の動き解析して、同様な動作を行うための各関節部２２の回転角度を算出し、これらに対応する駆動指令値を、各関節部２２を駆動する各駆動モータ３４に送出するものである。
【００４２】
原点設定部１０１は、駆動量算出部１００が駆動モータ３４に送出する駆動指令値の原点を、駆動量算出部１００に設定するものである。
原点設定部１０１によるこのような原点設定のタイミングは、本実施形態では、クラッチ制御部１０２によって、クラッチ３３が駆動力解除状態から駆動力中継状態に切り替えられたタイミングでは必ず行われる。
このため、原点設定部１０１は、駆動量算出部１００およびクラッチ制御部１０２と通信可能に接続されている。
本実施形態では、原点設定部１０１は原点を設定すると、各関節部２２に対する駆動リミットを設定する。
この駆動リミットは、予め、各関節部２２に対して決められており、原点設定部１０１は、それぞれの駆動リミットを、通信可能に接続された駆動量算出部１００にソフト設定する。
一方、駆動量算出部１００は、駆動指令値を駆動モータ３４に送出する前に、駆動指令値が駆動リミットを越えていないかどうか判定する動作を行う。
駆動リミットを越えていると判定された場合には、駆動量算出部１００は、駆動モータ３４の駆動を停止し、駆動リミットを越えていることが分かる情報を表示部４に表示させる。
【００４３】
クラッチ制御部１０２は、マスタアーム３の操作に基づいて、クラッチ３３の切り替え動作を遠隔操作するためのもので、クラッチ３３と原点設定部１０１とに通信可能に接続されている。
クラッチ制御部１０２は、クラッチ３３を駆動力解除状態から駆動力中継状態に切り替えたときは、その動作が行われたことを原点設定部１０１に通知する。
【００４４】
このような制御部５の装置構成は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、これにより上記のような制御機能を実現する適宜の制御プログラムが実行されるようになっている。
【００４５】
次に、このようなマニピュレータシステム１の医療用器具２０における本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法の模式的な動作説明図である。
【００４６】
マニピュレータシステム１の医療用器具２０を用いて処置を行うには、まず外套管１１を用いて、処置対象部位に医療用器具２０の先端部分を患者Ｐの体内に挿入し、処置対象部位の近くまで進める必要がある。
また、医療用器具２０をマスタアーム３によって正確に操作するには、各関節部２２の関節角度が一定値になった状態に、駆動モータ３４の駆動原点を対応付ける必要がある。
駆動原点の対応付けを外套管１１に挿入する前、あるいは外套管１１への挿入後であっても外套管１１を体内への挿入する前に行うと、外套管１１の湾曲に応じて先端屈曲部２５の湾曲操作も行わなくてはならないため作業性が悪くなり、時間がかかってしまう。
本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法では、外套管１１を患者Ｐの体内への挿入した後に、医療用器具２０の駆動原点の対応付けを含む初期化動作を行う。
具体的には、図５のステップＳ１〜Ｓ５を図５に示すフローにしたがって実行する。
【００４７】
まず、ステップＳ１を行う。本ステップは、駆動力中継部であるクラッチ３３を駆動力解除状態として、医療用器具２０の先端屈曲部２５を供給口１６ａから処置具チャンネル１６に挿入するステップである。
操作者Ｏｐは、マスタアーム３を用いてクラッチ３３を駆動力解除状態とする操作入力を行う。これにより、制御部５のクラッチ制御部１０２がクラッチ３３に制御信号を送出して、クラッチ３３を駆動力解除状態にする。
【００４８】
これにより、先端屈曲部２５の各関節部２２は、外力を加えると容易に屈曲する状態になり、筒状部２３はもともと可撓性を有しているため、医療用器具２０は、湾曲自在になる。このため、外套管１１が湾曲することにより、処置具チャンネル１６を湾曲していても、医療用器具２０は、処置具チャンネル１６内に円滑に挿入することが可能である。
医療用器具２０の挿入を進めて、図６（ａ）に示すように、先端屈曲部２５を処置具チャンネル１６の先端部１６ｂまで到達したら、挿入を停止する。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００４９】
このようにして、処置具チャンネル１６に挿入された医療用器具２０は、先端屈曲部２５および筒状部２３は処置具チャンネル１６とともに湾曲することができる。
したがって、ステップＳ１は、外套管１１を患者Ｐの体内に挿入する前に行うこともできるし、外套管１１を患者Ｐの体内に挿入した後でも行うことができる。
処置の最初に医療用器具２０を用いる場合には、外套管１１を患者Ｐの体内に挿入する前に、先端屈曲部２５を処置具チャンネル１６の先端部１６ｂまで挿入しておくと効率的である。
他の処置を行ってから医療用器具２０を用いる処置を行う場合には、他の処置具を引き抜いた後に、外套管１１を患者Ｐの体内にとどめた状態で、医療用器具２０を処置具チャンネル１６に挿入することが効率的である。
【００５０】
次に、ステップＳ２を行う。本ステップは、先端屈曲部２５を形状規定部１２に挿入して、先端屈曲部２５の屈曲用関節である各関節部２２の関節角度を所定値に設定するステップである。
図６（ａ）に示す状態から、医療用器具２０をさらに先端側に挿入していくと、把持部２６を先頭として、先端屈曲部２５が形状規定部１２の内部に挿入される。
形状規定部１２の内径ｄ０は、先端屈曲部２５の外径Ｄ０よりわずかに大きい程度である。このため、例えば、関節部２２Ａに連結された軸状部２１Ａ、２１Ｂは、処置具チャンネル１６内では屈曲していても、軸状部２１Ａ、２１Ｂは、形状規定部１２の内周面に沿って移動して嵌合し、一定の許容範囲内で真直に整列する。
これにより、関節部２２Ａの関節角度は、軸状部２１Ａ、２１Ｂとの角度を略１８０°（１８０°の場合を含む）とする所定の角度になっている。
【００５１】
同様に、関節部２２Ｂと、関節部２２Ｂに連結される軸状部２１Ｃおよび軸状部２１Ｂとが、形状規定部１２に挿入されると、関節部２２Ｂの関節角度が関節部２２Ａと同様の所定の角度になる。
本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、形状規定部１２に先端屈曲部２５のすべての関節部２２と、それらに連結された軸状部２１の少なくとも一部が挿入されたら、操作者Ｏｐは、医療用器具２０の挿入を停止する。
以上で、ステップＳ２が終了する。
【００５２】
このような外套管１１および医療用器具２０の挿入状態では、処置具チャンネル１６が湾曲していることが多いため、湾曲状態によって、駆動機構部３１と関節部２２との間の駆動ワイヤ２４の経路長は、例えば、医療用器具２０を真直状態とした場合の経路長とは異なる。このため、駆動プーリ３２の回転位置は、関節部２２のプーリとの間に張架された駆動ワイヤ２４の互いに対向するワイヤ部分の経路長の差に応じて、変化することになる。
しかし、本ステップでは、クラッチ３３が駆動力解除状態になっているため、駆動プーリ３２は自由に回転することができる。
【００５３】
上記ステップＳ２は、駆動力中継部を駆動力解除状態にして、形状規定部材に、屈曲用関節とこの屈曲用関節で連結された軸状部の対とを挿入して、屈曲用関節の関節角度を所定値に設定する関節角度設定工程を構成している。
【００５４】
次に、ステップＳ３を行う。本ステップは、関節角度が設定された関節部２２に対して、クラッチ３３を駆動力中継状態に切り替えるステップである。
操作者Ｏｐは、マスタアーム３を用いてクラッチ３３を駆動力中継状態とする操作入力を行う。これにより、制御部５のクラッチ制御部１０２がクラッチ３３に制御信号を送出して、クラッチ３３を駆動力中継状態にする。
クラッチ３３が駆動力中継状態に切り替わったら、クラッチ制御部１０２は、原点設定部１０１にクラッチ３３が駆動力中継状態に切り替わったことを通知する。
【００５５】
これにより、駆動モータ３４の出力軸３４ａと回転軸３２ａとが連結状態となり、回転軸３２ａに接続された駆動プーリ３２の回転位置が、駆動モータ３４の回転に連動するようになる。
このため、駆動モータ３４が駆動されない限りは、先端屈曲部２５における各関節部２２の関節角度は、駆動力中継状態に切り替えられたときの関節角度が維持される。例えば、医療用器具２０をさらに先端側に移動すると、先端屈曲部２５が真直状態を保って、先端部１１Ａの前方に突出することになる。
以上で、ステップＳ３が終了する。
【００５６】
上記ステップＳ３は、関節角度が設定された屈曲用関節に対して、駆動力中継部を駆動力中継状態に切り替える駆動部連結工程を構成している。
【００５７】
次に、ステップＳ４を行う。本ステップは、各関節部２２の関節角度の状態を各駆動モータ３４の駆動原点に対応付けるステップである。
クラッチ３３が駆動力中継状態に切り替わったことを通知された原点設定部１０１は、駆動量算出部１００が各駆動モータ３４に送出する駆動指令値の原点を、現在駆動モータ３４の回転位置に設定する制御信号を送出する。これにより、駆動量算出部１００は、現在の各駆動モータ３４の回転位置を駆動原点と認識して、駆動量の算出を行うようになる。
以上で、ステップＳ４が終了する。
【００５８】
上記ステップＳ４は、駆動部連結工程を実行してから、屈曲用関節の関節角度の状態を駆動部の駆動原点に対応付ける原点設定工程を構成している。
【００５９】
次に、ステップＳ５を行う。本ステップは、各関節部２２を駆動する際の駆動原点からの駆動リミットを設定するステップである。
原点設定部１０１は上記ステップＳ４で駆動指令値の原点を設定すると、予め、各関節部２２に対して決められた駆動リミットに対応する駆動指令値を、駆動量算出部１００に送出し、駆動量算出部１００に記憶させる。
例えば、関節部２２の可動範囲が、駆動指令値で原点から±Ｘ０の場合であっても、医療用器具２０の操作上必要な駆動範囲は、±Ｘ（ただし、Ｘ＜Ｘ０）に過ぎないことが多い。これを越えて移動できるようにしておくと、操作を誤って過剰に動作させた場合に、患者Ｐの体内の他の処置具や器具と干渉する可能性がある。また駆動ワイヤ２４にかかる負荷が過大になり、駆動ワイヤやマニピュレータが破損したりする可能性がある。
このため、本実施形態では、駆動リミットとして、例えば、上記駆動指令値Ｘを駆動量算出部１００に記憶させる。
以上で、ステップＳ５が終了し、医療用器具２０に対する本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法が終了する。
【００６０】
上記ステップＳ５は、駆動部に対して、屈曲用関節を駆動する際の駆動原点からの駆動リミットを設定する駆動リミット設定工程を構成しており、特に、駆動部に対して駆動原点からの駆動指令値を送出する駆動制御部において、駆動指令値の許容限界を設定することにより、駆動リミットを設定するソフト設定による駆動リミット設定工程になっている。
【００６１】
このようにして初期化が終了したら、適宜の処置を開始することが可能となる。
例えば、操作者Ｏｐは、観察部１５が取得した術野の映像を表示部４で確認しながら、医療用器具２０の先端屈曲部２５を外套管１１から突出させる。
このとき、筒状部２３が処置具チャンネル１６の内部を移動することにより、駆動ワイヤ２４の湾曲形状がわずかに変化する。しかし、先端屈曲部２５の全長は、筒状部２３の全長に比べて十分短いため、先端屈曲部２５を突出させるのに要する移動による湾曲形状の変化では、駆動ワイヤ２４の経路長はほとんど変化しない。したがって、先端屈曲部２５は、各関節部２２の関節角度を一定に保った状態で突出され、本実施形態では真直に延ばさされた状態を維持している。
【００６２】
操作者Ｏｐは、表示部４による術野の映像を見ながら、処置動作の必要に応じて、マスタアーム３を操作して、医療用器具２０の先端屈曲部２５を湾曲させたり、処置部位等を把持部２６で把持させたりするための所定の操作入力を行う。
例えば、先端屈曲部２５を湾曲させる操作入力が行われると、制御部５の駆動量算出部１００は、マスタアーム３の操作入力を解析して、操作入力された湾曲状態を実現する各関節部２２の関節角度を求め、各関節角度に応じて、各関節部２２に駆動力を伝達する各駆動モータ３４に対する駆動指令値を算出する。
駆動量算出部１００は、各駆動指令値が、駆動リミットを越えていないかどうか判定し、すべての駆動指令値が駆動リミットの範囲内である場合には、各駆動指令値を、各駆動モータ３４に送出する。
駆動リミットを越えた駆動指令値が存在する場合には、駆動量算出部１００は、各駆動指令値の送出を停止し、表示部４に駆動リミットを越えていることを警告するメッセージを表示部４に表示させる。操作者Ｏｐは、表示部４のメッセージを見て、マスタアーム３の操作入力を変更する。
なお、警告するメッセージを表示部４に表示するのは一例である。警告手段は、メッセージの表示以外の手段を採用することも可能である。例えば、アラーム音を発生させて警告するようにしてもよいし、アラーム音の発生と表示部４への表示とを併用するなどしてもよい。
【００６３】
駆動指令値が各駆動モータ３４に送出されると、各駆動モータ３４が回転して、駆動プーリ３２が回転する。これにより、駆動プーリ３２に巻き回された駆動ワイヤ２４が適宜方向に牽引され、駆動力を伝達する関節部２２のプーリを回転させる。
このようにして、関節部２２が駆動され、マスタアーム３の操作に基づいて先端屈曲部２５が屈曲される。
【００６４】
処置動作が終了したら、操作者Ｏｐは、例えば、マスタアーム３から先端屈曲部２５の各関節部２２を原点に復帰させる操作を行う。これにより、先端屈曲部２５は、真直状態に整列するため、先端屈曲部２５を基端側に引き戻して、形状規定部１２の内部に収納することができる。
また、このような原点復帰を行わず、単に、駆動力解除状態に切り替えた後に、先端屈曲部２５を引き戻す操作を行ってもよい。この場合、各関節部２２の回転が自由になるため、先端屈曲部２５は、形状規定部１２の内部に受動的に収納される。
医療用器具２０を単独で、もしくは外套管１１とともに患者Ｐの体内から引き出す場合には、クラッチ３３を駆動力解除状態に切り替えてから、引き出す操作を行う。
【００６５】
本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法によれば、初期化動作を、外套管１１の先端部に設けられた形状規定部材である先端部１１Ａの形状規定部１２に、駆動力解除状態の先端屈曲部２５を挿入することにより行う。
このため、処置具チャンネル１６が湾曲していても、医療用器具２０を円滑に挿入することができる。
また、本方法では、処置具チャンネル１６の湾曲状態に倣って医療用器具２０のシース２７および駆動ワイヤ２４が湾曲した状態で、形状規定部１２に先端屈曲部２５を挿入して、先端屈曲部２５の形状を規定し、この状態で駆動原点の設定を行う。
このため、処置具チャンネル１６の湾曲状態が維持される限りは、湾曲状態とは無関係に、原点における先端屈曲部２５の姿勢として、形状規定部１２で規定された姿勢を正確に再現することができる。
このため、先端屈曲部２５の正確な湾曲操作を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態では、駆動リミットを設定するため、先端屈曲部２５を過度に湾曲させることがないため、医療用器具２０や処置対象に対する過度の負荷がかかることを防止することができる。
【００６７】
［第１変形例］
次に、上記第１の実施形態の変形例（第１変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の模式的なシステム構成図である。図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法の初期化方法に用いる医療用器具の駆動ユニットの構成を示す模式的な断面図である。
【００６８】
図１に示すように、本変形例のマニピュレータシステムの初期化方法に用いるマニピュレータシステム１Ａは、上記第１の実施形態におけるマニピュレータシステム１の医療用器具２０、制御部５に代えて、医療用器具２０Ａ（マニピュレータ）、制御部５Ａ（駆動制御部）を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６９】
医療用器具２０Ａは、図７に示すように、上記第１の実施形態の医療用器具２０の駆動ユニット３０に代えて、駆動ユニット３０Ａを備える。
駆動ユニット３０Ａは、駆動ユニット３０のクラッチ３３、駆動モータ３４に代えて、着脱部４３（駆動力中継部）、駆動モータ３４Ａ（駆動部）を備え、駆動機構部３１の筐体に固定部４６を追加したものである。
【００７０】
着脱部４３は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、回転軸３２ａに固定された固定側受け部材４４と、出力軸３４ａに固定された装着部材４５とを備える。
固定側受け部材４４および装着部材４５は、略円板状の部材であり、互いに対向する面に、少なくとも周方向に滑ることなく嵌合し合う凹凸形状からなる凹凸連結面４４ａ、４５ａを備える。
凹凸連結面４４ａ（４５ａ）の形状としては、例えば、断面山形状の複数の凸部が固定側受け部材４４（装着部材４５）の中心に対して放射状に延ばされるとともに、周方向に隣接して配置された形状を採用することができる。
【００７１】
駆動モータ３４Ａは、出力軸３４ａの先端に装着部材４５が固定された点と、側面において、後述する固定部４６から進退する嵌合突起４６ａを嵌め込むための嵌合凹部４７を備える点が、駆動モータ３４と異なる。
【００７２】
固定部４６は、駆動モータ３４Ａを駆動機構部３１の筐体に対して、着脱可能に固定する装置部分である。図８（ａ）は、駆動モータ３４Ａを固定部４６に装着した状態を示し、図８（ｂ）は、駆動モータ３４Ａを固定部４６から外した状態を示す。
【００７３】
固定部４６は、駆動モータ３４Ａを装着した際に、装着部材４５の凹凸連結面４５ａが、駆動機構部３１の内部の固定側受け部材４４の凹凸連結面４４ａと嵌合する位置関係に駆動モータ３４Ａを固定できれば、具体的な構成は特に限定されない。
本変形例では、一例として、駆動機構部３１の筐体に設けられ、駆動モータ３４Ａの側面に嵌合する孔部３１ａと、孔部３１ａの内周面に進退可能に設けられた嵌合突起４６ａとを備える構成としている。
嵌合突起４６ａは、図８（ａ）に示すように、駆動モータ３４Ａの嵌合凹部４７と嵌合する形状に設けられ、付勢部材４６ｂによって、孔部３１ａの中心に向かって付勢されている。
付勢部材４６ｂは、種々のばね部材や弾性部材を採用することができる。
【００７４】
なお、このように駆動モータ３４Ａを個別に着脱することは必須ではない。例えば、駆動モータ３４Ａが複数設けられている場合に、複数の駆動モータ３４Ａを一体に保持する保持部材を設け、この保持部材を駆動機構部３１に設けた適宜の固定部に対して着脱可能にした構成も可能である。この場合、複数の駆動モータ３４Ａが同時に着脱されることになる。
【００７５】
制御部５Ａは、駆動ユニット３０Ａでは、クラッチ３３を有しないことに対応して、上記第１の実施形態の制御部５のクラッチ制御部１０２を削除した点のみが異なる。
【００７６】
このような構成により、駆動モータ３４Ａは、駆動機構部３１の孔部３１ａに、固定部４６を介して、着脱可能に固定されている。
図８（ａ）に示すように、駆動モータ３４Ａが装着された状態では、固定部４６の嵌合突起４６ａが、駆動モータ３４Ａの嵌合凹部４７に嵌合することにより、駆動モータ３４Ａの位置を、軸方向および周方向に固定している。
このような装着状態では、着脱部４３の固定側受け部材４４と装着部材４５とが、凹凸連結面４４ａ、４５ａにおいて、互いに軸方向および周方向に嵌合されている。
このため、駆動モータ３４Ａが駆動されると、出力軸３４ａの回転が、着脱部４３を介して回転軸３２ａに伝達される。したがって、着脱部４３は、駆動力中継状態になっている。
【００７７】
図８（ｂ）に示すように、駆動モータ３４を軸方向に沿って駆動機構部３１の外方に引っ張ると、嵌合突起４６ａが、嵌合凹部４７から径方向の外方に押し出されて、駆動モータ３４Ａが引き抜かれ、駆動モータ３４Ａを固定部４６から取り外すことができる。
このような取り外し状態では、着脱部４３が固定側受け部材４４と装着部材４５とに分離して、装着部材４５が駆動モータ３４Ａとに引き抜かれる。
このため、着脱部４３は、駆動力を伝達する機能を有しておらず、駆動モータ３４Ａが駆動されても、出力軸３４ａの回転は、回転軸３２ａに伝達されない。したがって、着脱部４３は、駆動力解除状態になっている。
このため、着脱部４３は、駆動力が中継される駆動力中継状態と駆動力が遮断されて屈曲用関節の動きが自由になる駆動力解除状態とが切り替え可能な駆動力中継部を構成している。
このように、本変形例は、駆動力中継状態と、駆動力解除状態とを、駆動モータ３４Ａの着脱によって実現する場合の例になっている。
【００７８】
このような医療用器具２０Ａは、上記第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法と略同様にして、図５に示すステップＳ１〜Ｓ５を実行することにより、初期化することができる。
すなわち、本変形例では、医療用器具２０に代えて、医療用器具２０Ａを用いる点と、ステップＳ１、Ｓ３において、駆動力中継状態と、駆動力解除状態との切り替える動作を、操作者Ｏｐが駆動モータ３４Ａを固定部４６に着脱することによって行う点とが、上記第１の実施形態と異なる。
また、本変形例のステップＳ４では、制御部５Ａがクラッチ制御部１０２を有しないため、クラッチ制御部１０２に代えて、図示略の通知手段によって、駆動力解除状態になったことを原点設定部１０１に通知する点が上記第１の実施形態と異なる。
このような通知手段としては、例えば、装着部材４５または駆動モータ３４の着脱に連動して装着状態を検知する検知センサなどの手段や、操作者Ｏｐが装着を済ませてから押しボタンスイッチによって、手動で通知するといった手段を挙げることができる。検知センサの種類としては、例えば、光センサ、押し込みスイッチなどの機械的センサ、電界や磁界を用いた検知センサなどの例を挙げることができる。
本変形例では、図示は省略するが、嵌合突起４６ａが押し込まれる動作に連動した検知センサが設けられ、この検知センサの出力によって原点設定部１０１に駆動力中継状態になったことが通知される。
本変形例の駆動力解除状態では、駆動ユニット３０Ａから、駆動モータ３４Ａが取り外された状態になるため、医療用器具２０Ａが軽量化され、処置具チャンネル１６への挿入動作などがより容易となる点で作業性を向上することができる。
【００７９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の模式的なシステム構成図である。図１０は、本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の初期張力付加部の構成を示す模式的な斜視図である。図１１は、本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の駆動部および駆動力中継部の構成を示す模式的な断面図である。図１２は、本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の駆動力中継部の駆動力解除状態を示す模式的な断面図である。
【００８０】
図１に示すように、本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いるマニピュレータシステム１Ｂは、上記第１の実施形態におけるマニピュレータシステム１の医療用器具２０、制御部５に代えて、医療用器具２０Ｂ（マニピュレータ）、上記第１変形例と同様の制御部５Ａ（駆動制御部）を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
医療用器具２０Ｂは、図９に示すように、上記第１の実施形態の医療用器具２０の駆動ユニット３０に代えて、駆動ユニット３０Ｂを備える。
駆動ユニット３０Ｂは、駆動ユニット３０のクラッチ３３、駆動プーリ３２、駆動モータ３４に代えて、駆動連結部５３（駆動力中継部）、駆動モータ部３４Ｂを備え、駆動機構部３１の筐体に駆動モータ部３４Ｂを着脱可能に固定する固定部４６と、初期張力付与部６０とを追加したものである。
なお、駆動連結部５３、駆動モータ部３４Ｂ、固定部４６、および初期張力付与部６０は、各関節部２２に応じてそれぞれ１組ずつ設けられているが、いずれも同じ構成を有する。以下では、関節部２２Ｂを駆動する場合の例で説明する。
【００８２】
図１０に示すように、駆動連結部５３は、駆動ワイヤ２４Ｂを牽引するために駆動ワイヤ２４Ｂを巻き回す第１内歯車５０および第２内歯車５１を備えている。
第１内歯車５０（第２内歯車５１）は、駆動ワイヤ２４Ｂを巻き回すための外周面５０ａ（５１ａ）と有しており、図示略の駆動機構部３１の筐体に固定されたギアケース５２に収容されている。
なお、本実施形態では、第１内歯車５０（第２内歯車５１）の回転が駆動ワイヤ２４Ｂに確実に伝達されるように、駆動ワイヤ２４Ｂの端部が、外周面５０ａ（５１ａ）上の図示略の位置で固定されている。これにより、駆動ワイヤ２４Ｂに大きなたるみが生じた場合でもスリップなどを起こすことなく確実に牽引することが可能となる。
ただし、例えば、摩擦係合のみでもスリップを起こさない場合には、外周面５０ａ（５１ａ）固定しない構成も可能である。
駆動ワイヤ２４Ｂにおける関節部２２Ｂ側の両端部は、関節部２２Ｂのプーリ２２ｂに巻き回されてから接合部２２ｃにおいてプーリ２２ｂに固定されている。
駆動ワイヤ２４Ｂの中間部は、駆動連結部５３の第１内歯車５０の外周面５０ａ、初期張力付与部６０の後述するプーリ５５、および第２内歯車５１の外周面５１ａに、この順に巻き回されている。
【００８３】
なお、図１０は模式図のため、駆動ワイヤ２４Ｂが外周面５０ａ、５１ａ、プーリ５５に、それぞれ半周程度巻き回されているように描かれているが、これは一例であり、巻き回し回数は半周程度には限らず、例えば、半周以下あるいは半周以上の適宜の巻き回し回数が可能である。
また、特に、プーリ５５に対しては、駆動ワイヤ２４Ｂが、摩擦係合している状態であるため、スリップしにくいように巻き付け角が大きくなるように巻き回すことが好ましく、１周以上巻き回すことがより好ましい。
【００８４】
以下では、駆動ワイヤ２４Ｂのうち、プーリ５５の中央部に巻き掛けられた位置を境にして、プーリ５５から第１内歯車５０を経由してプーリ２２ｂに向かう部分を第１ワイヤ部２４Ｒ、プーリ５５から第２内歯車５１を経由してプーリ２２ｂに向かう部分を第２ワイヤ部２４Ｌと称する。
【００８５】
図１１に示すように、第１内歯車５０および第２内歯車５１は、ギアケース５２に設けられた軸受５２ａによって、それぞれ回転可能に支持されるとともに、ワッシャ５４によって軸方向に離間した状態で互いの位置関係が固定されている。このため、第１内歯車５０および第２内歯車５１は、回転中心Ｏ３を中心として互いに同期して回転することができる。
軸受５２ａとしては、例えば、ボールベアリングを採用することができる。
第１内歯車５０および第２内歯車５１の中心部には、後述する駆動モータ部３４Ｂのピニオン３２Ｂが軸方向に挿入可能、かつ周方向に係合可能な内歯部５０ｂ、５１ｂが回転中心軸Ｏ３と同軸に形成されている。
【００８６】
駆動モータ部３４Ｂは、駆動ワイヤ２４Ｂを牽引するための駆動力を発生する駆動モータ３４Ａと、駆動モータ３４Ａの出力軸３４ａの先端部に出力軸３４ａと同軸に固定されたピニオン３２Ｂとを備える。
駆動モータ３４Ａは、出力軸３４ａにピニオン３２Ｂが固定されている点以外は、上記第１変形例と同様の構成を有しており、マスタアーム３を用いた操作入力に基づいて駆動量算出部１００から送出される駆動指令値に基づいて、回転動作が制御される。
【００８７】
ピニオン３２Ｂは、第１内歯車５０および第２内歯車５１の内歯部５０ｂ、５１ｂと同軸の位置で噛み合う歯形を有する歯車である。ピニオン３２Ｂの歯幅は、内歯部５０ｂ、５１ｂと同時に噛み合うことができる歯幅になっている。
【００８８】
このような構成の駆動モータ部３４Ｂは、図９に示すように、駆動モータ３４Ａの外周部において、位置決めされた状態で、駆動機構部３１の筐体に設けられた固定部４６と着脱可能に固定されている。駆動モータ部３４Ｂの着脱方向は、回転中心軸Ｏ３に沿う方向である。
本実施形態の固定部４６は、駆動モータ３４Ａを固定する際に、ピニオン３２Ｂが、内歯部５０ｂ、５１ｂと略同幅（同幅の場合を含む）ずつ噛み合う位置に、駆動モータ３４Ａを固定する点を除いて、上記第１変形例の固定部４６と同様の構成を有する。したがって、ピニオン３２Ｂをこのような位置に挿入できれば、上記第１変形例の固定部４６と同様に、図８（ａ）、（ｂ）に示す一例以外の構成も可能である。
図１１では、固定部４６に対して、駆動モータ部３４Ｂを装着した状態を描いている。これに対して、図１２では、固定部４６から駆動モータ部３４Ｂを取り外した状態を描いている。
以下の説明では、駆動連結部５３に対する駆動モータ部３４Ｂの位置関係を説明する場合には、特に断らない限りは、駆動モータ部３４Ｂの装着状態における位置関係を説明する。
【００８９】
このような駆動モータ部３４Ｂは、固定部４６の固定を解除することで、図１２に示すように、回転中心軸Ｏ３に沿って引き抜いて取り外すことができる。
また、駆動モータ部３４Ｂは、逆に回転中心軸Ｏ３に沿って押し込んで、固定部４６に装着することができる。駆動モータ部３４Ｂが固定部４６に装着されると、駆動モータ部３４Ｂの軸方向の位置が位置決めされ、図１１に示すように、ピニオン３２Ｂが、内歯部５０ｂ、５１ｂと略同幅ずつ噛み合う。
【００９０】
図１０に示すように、初期張力付与部６０は、駆動ワイヤ２４Ｂの中間部が外周面に巻かれたプーリ５５と、プーリ５５を回転自在に保持するプーリ保持部５６と、駆動ユニット３０Ｂにおける遠位端（図１０の図示左側）と近位端（図１０の図示右側）とを結ぶ方向にプーリ保持部５６をスライド可能に保持するガイド５７と、プーリ保持部５６の遠位側に配されプーリ保持部５６を遠位端側に向かって牽引するためのバネ５８と、バネ５８の遠位端を支持する支持部５９とを備える。
【００９１】
ガイド５７および支持部５９は、図示略の駆動機構部３１の筐体に固定されている。
このため、バネ５８は、プーリ保持部５６をガイド５７に沿って遠位端側に引っ張っており、駆動ワイヤ２４Ｂは、バネ５８の弾性復元力に対応する初期張力が付加されている。この場合、プーリ保持部５６は、バネ５８に牽引されて直線上を移動するため、ガイド５７を削除した構成も可能である。
ただし、バネ５８は、プーリ保持部５６を遠位端側に向かって押圧するように配置してもよい。この場合には、バネ５８が伸縮方向の側方に座屈するおそれがあるため、ガイド５７とは異なる構成でもよいが、プーリ保持部５６の移動方向を規定する何らかの移動ガイド部を設けることが好ましい。
【００９２】
制御部５Ａは、図９に示すように、本実施形態の駆動モータ部３４Ｂに用いられる駆動モータ３４Ａの駆動制御を行う点を除けば、上記第１変形例の制御部５Ａと同様の構成を有する。
【００９３】
次に、マニピュレータシステム１Ｂにおける医療用器具２０Ｂの動作について説明する。
図１３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の主要部の模式的な動作説明図である。
【００９４】
医療用器具２０Ｂの駆動モータ部３４Ｂは、駆動機構部３１の筐体に、固定部４６を介して着脱可能に固定されている。
図１３（ａ）、（ｂ）に医療用器具２０Ｂにおける関節部２２Ｂを駆動する主要構成を模式的に示す。簡単のため、駆動ワイヤ２４Ｂの配回しは平面に展開して表しているため、第１内歯車５０、第２内歯車５１の位置はずらして描いている。図１３（ａ）は、駆動モータ部３４Ｂの取り外し状態を示し、図１３（ｂ）は、駆動モータ部３４Ｂの装着状態を示している。
【００９５】
図１２に示すように、駆動モータ部３４Ｂを駆動連結部５３から取り外すと、ピニオン３２Ｂは、第１内歯車５０および第２内歯車５１と噛み合っていないため、駆動モータ３４Ａを駆動しても、駆動力は第１内歯車５０および第２内歯車５１には伝達されず、駆動ワイヤ２４Ｂが牽引されることはない。
【００９６】
このとき、図１３（ａ）に示すように、駆動ワイヤ２４Ｂは、関節部２２Ｂのプーリ２２ｂ、第１内歯車５０、初期張力付与部６０のプーリ５５、および第２内歯車５１に順次巻き回されている。また、駆動ワイヤ２４Ｂは、図示略の位置で、第１内歯車５０および第２内歯車５１の外周面で位置が固定され、プーリ２２ｂ上では、接合部２２ｃを介してプーリ２２ｂと固定され、ループを形成している。
なお、図１３（ａ）、（ｂ）は、模式図であり簡略化している。このため、駆動ワイヤ２４Ｂの配回しや巻き付け角や巻き付け回数などを正確に表すものではない。
プーリ５５は、バネ５８によって、遠位端側に力Ｆで牽引されている。このため、駆動ワイヤ２４Ｂには、プーリ５５を境に分けられた第１ワイヤ部２４Ｒ、第２ワイヤ部２４Ｌのそれぞれにおいて、初期張力Ｔ（＝Ｆ／２）が付加されている。
これにより、駆動ワイヤ２４Ｂはたるみが生じることなく張架されている。
【００９７】
この状態で、例えば、軸状部２１Ｂに、関節部２２Ｂが回転するような外力が作用すると、プーリ２２ｂ、第１内歯車５０、プーリ５５、第２内歯車５１は、いずれも滑らかに回転可能に保持されているため、プーリ２２ｂが回転する。また、これに連動して、第１内歯車５０、プーリ５５、第２内歯車５１も、駆動ワイヤ２４Ｂの移動量に応じて回転するため、可動範囲では、関節角度が自由に変化する。
したがって、駆動連結部５３は、関節部２２Ｂの動きが自由になる駆動力解除状態になっている。
【００９８】
例えば、図１１のように、駆動モータ部３４Ｂを駆動連結部５３に装着すると、ピニオン３２Ｂが第１内歯車５０および第２内歯車５１の内歯部５０ｂ、５１ｂに噛み合う。このため、ピニオン３２Ｂから第１内歯車５０および第２内歯車５１に駆動力を伝達することが可能となる。
すなわち、制御部５Ａの駆動量算出部１００から駆動指令値が送出されると、駆動モータ３４Ａが駆動され、ピニオン３２Ｂが回転し、第１内歯車５０および第２内歯車５１に駆動力が伝達される。
【００９９】
このように、本実施形態の駆動連結部５３は、駆動力が中継される駆動力中継状態と駆動力が遮断されて屈曲用関節の動きが自由になる駆動力解除状態とが切り替え可能な駆動力中継部を構成している。
このように、本実施形態は、駆動力中継状態と、駆動力解除状態とを、駆動モータ部３４Ｂの着脱によって実現する場合の例になっている。
【０１００】
このような医療用器具２０Ｂは、上記第１の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法と略同様にして、初期化することができる。
具体的には、図１４に示すステップＳ１１〜Ｓ１６を図１４のフローにしたがって実行する。
図１４は、本発明の第２の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。
【０１０１】
まず、ステップＳ１１を行う。本ステップは、駆動モータ部３４Ｂを取り外し状態とすることにより、駆動力中継部である駆動連結部５３を駆動力解除状態として、各駆動ワイヤ２４のたるみを除去するため、各駆動ワイヤ２４に初期張力を付加するステップである。
医療用器具２０Ｂは、初期張力付与部６０を有することにより、常時、初期張力が付加されている。このため、本ステップは、操作者Ｏｐや制御部５Ａが特に何らかの操作を行う必要があるステップではない。
ただし、初期張力付与部６０が故障すると、初期張力が付与されないおそれがあるため、初期張力付与部６０が正常に動作していることを確認してから、次のステップに移行することが好ましい。
【０１０２】
ステップＳ１１は、駆動力伝達部材のたるみを除去するため、駆動力伝達部材に初期張力を付与する初期張力付与工程を構成している。
【０１０３】
ステップＳ１２〜Ｓ１６は、上記第１の実施形態のステップＳ１〜Ｓ５（図５参照）と略同様のステップである。
すなわち、ステップＳ１２〜Ｓ１６は、医療用器具２０に代えて、医療用器具２０Ｂを用いる点と、ステップＳ１４では、上記ステップＳ３とは異なり、駆動力中継状態に切り替える動作を操作者Ｏｐが駆動モータ部３４Ｂを固定部４６に装着することによって行う点とが、上記第１の実施形態と異なる。
本実施形態では、医療用器具２０Ｂは、ステップＳ１１において、駆動力解除状態にされているため、ステップＳ１２において、特に駆動力解除状態とする操作は行う必要はない。
また、ステップＳ１１の実行後は、駆動ワイヤ２４のたるみが除去された状態になっているため、ステップＳ１４において駆動力中継状態になる際にも、駆動ワイヤ２４のたるみが除去された状態である。
【０１０４】
本実施形態の初期化方法によれば、上記第１の実施形態と略同様のステップＳ１２〜Ｓ１５を行うため、屈曲用関節の関節角度を正確に初期化することができる。また、ステップＳ１６を行って、駆動リミットを設定するため、先端屈曲部２５を過度に湾曲させることがないため、医療用器具２０Ｂや処置対象に対する過度の負荷がかかることを防止することができる。
さらに、ステップＳ１１において、各駆動ワイヤ２４に初期張力を付加して、たるみを除去するため、ステップＳ１２以降、処置具チャンネル１６に沿って、医療用器具２０Ｂが湾曲することにより、駆動ワイヤ２４の経路長が変化しても、たるみが除去された状態になっている。
このため、ステップＳ１４で駆動力中継状態に切り替えられる際にも、たるみが除去されているため、駆動ワイヤ２４のたるみによる駆動誤差をなくすことができる。これにより、より正確な湾曲操作を行うことができる。
【０１０５】
［第２変形例］
次に、上記第２の実施形態の変形例（第２変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
上記第２の実施形態では、初期張力付加工程を、最初に行う場合の例で説明したが、初期張力を付加して駆動ワイヤ２４のたるみを除去するのは、駆動原点の設定誤差を低減するためである。
このため、初期張力付加工程を実行するタイミングは、原点設定工程であるステップＳ１５より前であれば、いつ実行してもよい。
このため、上記第２の実施形態のステップＳ１１は、ステップＳ１２、Ｓ１３の間、ステップＳ１３、Ｓ１４の間、ステップＳ１４、Ｓ１５の間のいずれかのタイミングで実行するように、変形することができる。
ただし、駆動ワイヤ２４のたるみを容易に除去できるのは駆動力解除状態であるため、駆動部連結工程であるステップＳ１４よりも前に実行することがより好ましい。
初期張力付加工程を実行するには、具体的には、バネ５８によってプーリ保持部５６を引っ張る状態と、バネ５８の付勢力を解除する状態とを切り替えるスイッチを設けておけばよい。
【０１０６】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図１５は、本発明の第３の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具および形状規定部材の模式的なシステム構成図である。図１６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる処置用内視鏡装置の関節位置検出部の位置と医療用器具の挿入位置との関係を示す模式的な断面図である。
【０１０７】
図１に示すように、本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いるマニピュレータシステム１Ｃは、上記第１の実施形態におけるマニピュレータシステム１の医療用器具２０、処置用内視鏡装置１０、制御部５に代えて、医療用器具２０Ｃ（マニピュレータ）、処置用内視鏡装置１０Ｃ、制御部５Ｃ（駆動制御部）を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１０８】
医療用器具２０Ｃは、図１５に示すように、上記第２の実施形態の医療用器具２０Ｂの駆動ユニット３０Ｂに代えて、駆動ユニット３０Ｃを備える。
駆動ユニット３０Ｃは、上記第２の実施形態の駆動連結部５３、駆動モータ部３４Ｂに代えて、駆動連結部５３Ｃ、駆動モータ部３４Ｃを備え、クラッチ３３Ｃを追加したものである。
なお、駆動連結部５３Ｃ、駆動モータ部３４Ｃ、クラッチ３３Ｃ、初期張力付与部６０は、各関節部２２にそれぞれ１組ずつ設けられているが、いずれも同じ構成を有する。以下では、関節部２２Ｂを駆動する場合の例で説明する。
【０１０９】
駆動連結部５３Ｃは、上記第２の実施形態の第１内歯車５０、第２内歯車５１に代えて、第１プーリ５０Ｃ、第２プーリ５１Ｃを備える。
第１プーリ５０Ｃおよび第２プーリ５１Ｃは、上記第２の実施形態の第１内歯車５０および第２内歯車５１の内歯部５０ｂ、５１ｂを削除して、それぞれ第１内歯車５０および第２内歯車５１と同様に回転可能に支持されている。ただし、本実施形態では、第１プーリ５０Ｃは、図示略の可動支持部材によって、第２プーリ５１Ｃに対して回転軸に沿う方向（図示両矢印方向。以下、回転軸線方向と称する）に接離可能に支持されている。
すなわち、可動支持部材は、第１プーリ５０Ｃに回転軸線方向に押圧する一定以上の外力が作用しない状態では、第１プーリ５０Ｃが第２プーリ５１Ｃから離間する位置に支持している。第１プーリ５０Ｃに一定以上の外力が作用すると、第１プーリ５０Ｃは回転軸線方向に移動して第２プーリ５１Ｃと当接する。
第１プーリ５０Ｃおよび第２プーリ５１Ｃの間の当接面は、凹凸形状を備える図示略のかみ合い面が形成され、当接時に互いに一体化して回転することが可能である。
また、第１プーリ５０Ｃには、同様のかみ合い面が、裏面側にも設けられている。
【０１１０】
駆動モータ部３４Ｃは、上記第１の実施形態の駆動モータ３４の出力軸３４ａに、第１プーリ５０Ｃにおける第２プーリ５１Ｃと反対側のかみ合い面に対して回転軸線方向に接離可能なかみ合い板３４ｃを設けたものである。
かみ合い板３４ｃは、対向位置の第１プーリ５０Ｃのかみ合い面と当接した際に、出力軸３４ａからの回転駆動力を第１プーリ５０Ｃに伝達するものである。
駆動モータ部３４Ｃは、図示略の可動支持部材によって、回転軸線方向に進退可能に支持されている。
【０１１１】
クラッチ３３Ｃは、クラッチ制御部１０２の制御信号に応じて、駆動モータ部３４Ｃを出力軸３４ａに沿う方向に進退させる装置部分であり、駆動モータ部３４Ｃにおける出力軸３４ａと反対側の端部と駆動機構部３１の筐体と間に固定されている。
クラッチ３３Ｃに、駆動モータ部３４Ｃを進出させる制御信号が送信されると、駆動モータ部３４Ｃが、第１プーリ５０Ｃに向かって出力軸３４ａに沿う方向に移動する。
これにより、かみ合い板３４ｃが第１プーリ５０Ｃのかみ合い面に一定以上の力で押圧され、第１プーリ５０Ｃの反対側のかみ合い面が、第２プーリ５１Ｃのかみ合い面に当接し、かみ合い板３４ｃ、第１プーリ５０Ｃ、および第２プーリ５１Ｃが連結される。
このため、出力軸３４ａが回転すると、駆動モータ部３４Ｃからの駆動力が中継され、第１プーリ５０Ｃと第２プーリ５１Ｃとが同期して回転する。すなわち、駆動力中継状態が形成される。
クラッチ３３Ｃに、駆動モータ部３４Ｃを後退させる制御信号が送信されると、駆動モータ部３４Ｃが、第１プーリ５０Ｃから離れる方向に移動する。
これにより、かみ合い板３４ｃ、第１プーリ５０Ｃ、第２プーリ５１Ｃが互いに離間し、駆動力が遮断される駆動力解除状態が形成される。
このため、クラッチ３３Ｃは、駆動力中継状態と駆動力解除状態とを切り替える駆動力中継部になっている。
【０１１２】
処置用内視鏡装置１０Ｃは、上記第１の処置用内視鏡装置１０の形状規定部１２内の一定位置に関節位置検出部８０を設けた点が、処置用内視鏡装置１０と異なる。
関節位置検出部８０は、形状規定部１２に対する関節部２２および軸状部２１の挿入状態を検出することができ、これにより、形状規定部１２によって関節部２２の関節角度の設定が成功しているかどうかを確認できれば、特に限定されない。
本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、関節角度を規定する関節部２２と、これに連結された一対の軸状部２１が、形状規定部１２内に挿入されることにより、関節角度が所定値に設定される。
したがって、関節位置検出部８０は、特定の関節部２２がこれに連結された軸状部２１とともに、形状規定部１２に位置しているかどうかを検出できる手段をすべて採用することができる。
【０１１３】
本実施形態では、関節位置検出部８０の一例として、軸状部２１と形状規定部１２との嵌合隙間よりも径方向の内側に突出し、軸状部２１が挿入されるとスイッチが入る押し込みスイッチ型の位置センサを採用している。
このような関節位置検出部８０は、図１６（ａ）に示すように先端屈曲部２５を挿入していくと、例えば、軸状部２１Ａの先端が通過する時点で、検出信号が生成される。
このとき、図１６（ｂ）に示すように、軸状部２１Ｃが、一定の長さ以上、形状規定部１２に挿入された位置関係にあると、軸状部２１Ａ、関節部２２Ａ、軸状部２１Ｂ、および関節部２２Ｂは、すべて形状規定部１２に挿入されていることになる。したがって、このような位置に関節位置検出部８０を設置すれば、関節部２２Ａ、２２Ｂの関節角度の設定に成功している状態であると判定できる。
【０１１４】
図１６（ａ）、（ｂ）には、関節位置検出部８０が、径方向に対向する２箇所に設けられている場合を図示しているが、これは一例であって、関節位置検出部８０の個数や配置位置は、判定に必要に応じて適宜の個数配置を採用することができる。
例えば、関節位置検出部８０を形状規定部１２に軸方向に沿って複数設けることで、先端屈曲部２５の軸状部２１Ａの先端部の通過状況や、挿入長さを判定することができる。例えば、軸状部２１Ａの位置として、許容できる範囲にそれぞれ関節位置検出部８０を配置することにより、挿入量が多すぎて、関節角度の設定に失敗していることも判定することが可能である。
【０１１５】
制御部５Ｃは、図１５に示すように、上記第１の実施形態の制御部５に、関節位置判定部１０４を追加したものである。
関節位置判定部１０４は、処置用内視鏡装置１０Ｃに設けられた関節位置検出部８０と通信可能に接続され、関節位置検出部８０の検出信号に基づいて、形状規定部１２に挿入された関節部２２の形状規定部１２における位置を判定するものである。
関節位置判定部１０４は、表示部４と通信可能に接続されており、関節位置検出部８０の検出信号に基づいて判定した関節部２２の位置、または関節角度の設定が成功したかどうかどうかの情報を、表示部４に表示させることができる。以下では、関節角度の設定に成功した場合に表示する情報を成功情報、関節角度の設定に失敗した場合に表示する情報を失敗情報と称する。
関節部２２の位置を、数値やグラフによって表示させる場合は、操作者Ｏｐが数値やグラフを見て、成功、失敗を判定することができる。
【０１１６】
次に、医療用器具２０Ｃを用いた本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図１７は、本発明の第３の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。
【０１１７】
本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法は、図１７に示すステップＳ２１〜Ｓ２７を図１７のフローにしたがって実行する方法である。
ステップＳ２１〜Ｓ２３は、医療用器具２０Ｃを用いて行う点を除いて、上記第２の実施形態におけるステップＳ１１〜Ｓ１３（図１４参照）と同様のステップである。
ただし、本実施形態のステップＳ２３では、操作者Ｏｐは、適宜量だけ、医療用器具２０Ｃを押し込んだら、ステップＳ２４に移行する。
【０１１８】
ステップＳ２４は、関節位置検出部８０の検出信号に基づいて、関節部２２の関節角度の設定に成功しているかどうかを判定するステップであり、本実施形態の挿入状態判定工程を構成している。
本実施形態では、関節位置判定部１０４が関節位置検出部８０の検出信号を監視している。
本実施形態では、関節位置判定部１０４は、関節位置検出部８０から検出信号を受信すると、表示部４に各関節部２２の設定に成功情報を表示させる。
このため、操作者Ｏｐは、表示部４の表示を見て、関節位置判定部１０４による判定結果を知ることができる。
操作者Ｏｐは、表示部４に成功情報が表示されたことを確認したら、医療用器具２０Ｃの挿入を終了して、ステップＳ２５に移行する。
表示部４に成功情報が表示されていなかったら、ステップＳ２３に移行する。
すなわち、操作者Ｏｐは、医療用器具２０Ｃをさらに先端に向けて挿入する。ただし、関節位置判定部１０４が失敗情報や挿入位置などが表示される等で、挿入しすぎたことが分かった場合には、ステップＳ２３において、医療用器具２０Ｃを基端側に戻して挿入をやり直す動作も可能である。
【０１１９】
ステップＳ２５〜Ｓ２７は、医療用器具２０Ｃを用いて行う点を除いて、上記第２の実施形態におけるステップＳ１４〜Ｓ１６（図１４参照）と略同様のステップである。
ただし、上記第２の実施形態では、ステップＳ１４において、駆動モータ部３４Ｂを装着状態として、駆動力中継状態に切り替えたのに対して、本実施形態のステップＳ２５では、上記第１の実施形態のステップＳ３と同様にクラッチ３３を操作して駆動力中継状態に切り替える点が異なる。
【０１２０】
以上で、医療用器具２０Ｃの各関節部２２が初期化される。
本実施形態の初期化方法によれば、上記第１、２の実施形態と同様にして、屈曲用関節の関節角度を正確に初期化することができる。また、駆動リミットをして、医療用器具２０Ｃや処置対象に対する過度の負荷がかかることを防止することができる。また、駆動ワイヤ２４のたるみによる駆動誤差をなくすことができる。これにより、より正確な湾曲操作を行うことができる。
【０１２１】
［第３〜５変形例］
次に、上記第３の実施形態の変形例（第３〜第５変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第３の実施形態の変形例（第３〜第５変形例）のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる関節位置検出部の例を示す模式的な断面図である。
【０１２２】
図１８（ａ）に示す第３変形例は、上記第３の実施形態における処置用内視鏡装置１０Ｃに代えて、処置用内視鏡装置１０Ｄを用いる変形例である。
処置用内視鏡装置１０Ｄは、処置用内視鏡装置１０Ｃの関節位置検出部８０に代えて処置具チャンネル１６の内周部の特定位置に配置され、その位置で軸状部２１の到達を検知する関節位置検出部８０Ｄを備える。
【０１２３】
関節位置検出部８０Ｄは、例えば、軸状部２１と処置具チャンネル１６との間の隙間よりも径方向の内側に突出し、軸状部２１が挿入されるとスイッチが入る押し込みスイッチ型の位置センサを採用している。
すなわち、本変形例は、上記第３の実施形態の処置用内視鏡装置１０Ｃが、関節位置検出部８０を形状規定部１２に配置していたのに対して、形状規定部１２以外の部位に同様のセンサを配置した場合の例になっている。
【０１２４】
本変形例の関節位置検出部８０Ｄによれば、処置具チャンネル１６の特定位置において、軸状部２１Ａの先端が到達したことを検出することができる。例えば、関節位置検出部８０の配置位置を、軸状部２１Ａが到達すべき形状規定部１２内の位置ｐから近位端側に長さＳＤの位置とする。この場合、操作者Ｏｐは、関節位置検出部８０からの検出信号が発生した位置から、医療用器具２０Ｃを長さＳだけ挿入すれば、関節角度の設定に成功することが分かる。これにより、上記ステップＳ２３、Ｓ２４が実行されたことになる。
【０１２５】
また、本変形例の場合、関節位置検出部８０Ｄは、筒状部２３上の適宜の位置に設けられた突起やマーカを検出するようにしてもよい。この場合、このような突起やマーカに対応して、検出信号が発生したら、その時点で、軸状部２１Ａの先端は位置ｐに位置しているため、関節角度の設定に成功することが分かる。
【０１２６】
図１８（ｂ）に示す第４変形例は、上記第３の実施形態における処置用内視鏡装置１０Ｃに代えて、処置用内視鏡装置１０Ｅを用いる変形例である。
処置用内視鏡装置１０Ｄは、処置用内視鏡装置１０Ｃの関節位置検出部８０に代えて、光学センサからなる関節位置検出部８１を備える。
関節位置検出部８１は、検出光を出射する光出射部８１ａと、検出光を光電変換し、受光量に応じて検出信号を生成する受光部８１ｂとからなる。
光出射部８１ａと受光部８１ｂとは、形状規定部１２の内周面の近傍において、互いに対応する位置に配置されている。
【０１２７】
このような関節位置検出部８１によれば、検出光を遮断する位置に、先端屈曲部２５が進出したことを検出することができる。これにより、上記ステップＳ２３、Ｓ２４が実行されたことになる。
関節位置検出部８１によれば、先端屈曲部２５の位置を非接触で検出することができるため、接触型の関節位置検出部８０に比べると、先端屈曲部２５をより円滑に進退させることが可能になる。
【０１２８】
また、光学センサを用いる場合、光出射部８１ａと、受光部８１ｂとを形状規定部１２の軸方向において隣接して配置し、光出射部８１ａからの検出光のうち、先端屈曲部２５の表面で反射した検出光を受光部８１ｂで受光する反射型光学センサの構成も可能である。この場合、先端屈曲部２５の表面に反射面を有するマーカを設けることにより、マーカが到達したことを検出することができる。
【０１２９】
図１８（ｃ）に示す第５変形例は、上記第３の実施形態における医療用器具２０Ｃに代えて、医療用器具２０Ｆを用いる変形例である。
医療用器具２０Ｆは、関節位置検出部として医療用器具２０Ｃの筒状部２３の近位端側の表面に、挿入量検出マーカ８２（関節位置検出部）を設けた例である。本変形例の場合、外套管１１側には、関節位置検出部８０等のセンサを必要としないため、処置用内視鏡装置１０Ｃは、上記第１の実施形態の処置用内視鏡装置１０に代えることができる。
挿入量検出マーカ８２としては、例えば、目視や図示しない光学読取センサ、磁気センサ等によって挿入量を読み取ることができる数直線や、目盛りなどのマーカを採用することができる。
【０１３０】
本変形例では、関節角度を確実に設定するために、外套管１１の供給口１６ａから先端部１１Ａの位置ｐに相当する位置までの長さＳＦと、医療用器具２０Ｆ上で軸状部２１の先端から長さＳＦとなる挿入量検出マーカ８２の位置ｑとを予め求めておく。
このため、供給口１６ａに位置ｑを表す挿入量検出マーカ８２が到達したら、関節角度の設定が成功したことが分かる。
そこで、操作者Ｏｐは、供給口１６ａにおいて、挿入量検出マーカ８２を監視しながら、医療用器具２０Ｆを挿入し、供給口１６ａにおいて位置ｑになったら、挿入を停止する。これにより、上記ステップＳ２３、Ｓ２４が実行されたことになる。
【０１３１】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図１９は、本発明の第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる医療用器具の主要部および形状規定部材を示す模式的な断面図である。図２０は、本発明の第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いる制御部の機能ブロック図である。
【０１３２】
図１に示すように、本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法に用いるマニピュレータシステム１Ｇは、上記第３の実施形態におけるマニピュレータシステム１Ｃの処置用内視鏡装置１０Ｃ、制御部５Ｃに代えて、処置用内視鏡装置１０Ｇ、制御部５Ｇ（駆動制御部）を備える。
処置用内視鏡装置１０Ｇは、処置用内視鏡装置１０Ｃの外套管１１に代えて、外套管１１Ｇを備える。
以下、上記第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１３３】
図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、外套管１１Ｇは、外套管１１の先端部１１Ａに代えて、先端屈曲部２５のすべての関節部２２を挿入することはできない長さまで、長さを短縮した先端部９１Ａを有している。
本実施形態では、一例として、先端部９１Ａが、１つの関節部２２と、これに連結された一対の軸状部２１の一部とのみを挿入できる長さを有している。
【０１３４】
制御部５Ｇは、図２０に示すように、上記第３の実施形態の制御部５Ｃの関節位置判定部１０４に代えて、関節位置判定部１０４Ｇを備える。
関節位置判定部１０４Ｇは、関節位置判定部１０４の機能に加えて、関節位置検出部８０の位置に到達した軸状部２１の先端の個数をカウントする機能を有し、何番目の関節部２２が関節角度の設定に成功したかを原点設定部１０１、クラッチ制御部１０２に通知する機能を有する。原点設定部１０１、クラッチ制御部１０２では、通知された関節部２２に対してそれぞれの動作を行う。
このため、関節位置判定部１０４Ｇは、原点設定部１０１、クラッチ制御部１０２とも通信可能に接続されている。
【０１３５】
次に、医療用器具２０Ｃを用いた本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法について説明する。
図２１は、本発明の第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法のフローを示すフローチャートである。
【０１３６】
本実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法は、図２１に示すステップＳ３１〜Ｓ４０を図２１のフローにしたがって実行する方法である。
ステップＳ３１は、上記第３の実施形態のステップＳ２１と同様のステップである。
【０１３７】
次に、ステップＳ３２を行う。本ステップは、関節位置判定部１０４Ｇのカウンタ値ｎを０に初期化するステップである。
次に、ステップＳ３３を行う。本ステップは、関節位置判定部１０４Ｇのカウンタをｎ＝ｎ＋１として更新するステップである。
【０１３８】
ステップＳ３４〜Ｓ３９は、外套管１１Ｇを用いて行われる点と、関節位置判定部１０４Ｇが何番目の関節部２２の関節角度に成功したかを原点設定部１０１およびクラッチ制御部１０２に通知する点を除いて、上記第３の実施形態におけるステップＳ２２〜Ｓ２７（図１７参照）と略同様ステップである。
すなわち、外套管１１Ｇでは、関節位置検出部８０が、各関節部２２に対する近位端側の軸状部２１の先端の位置を検出するため、この検出信号によってこの軸状部２１の先端（遠位端側）に連結された関節部２２の関節角度に成功したことが検知される。
例えば、ｎ＝１のとき、関節位置検出部８０が検出信号を発生するのは、先端屈曲部２５における先端側から１番目の関節部２２Ａの関節角度の設定に成功した場合である。
そこでステップＳ３７〜Ｓ３９では、通知されたｎ番目の関節部２２に対して、原点設定部１０１、クラッチ制御部１０２が、上記ステップＳ２５〜Ｓ２７と同様な動作を行う。
【０１３９】
ステップＳ４０は、関節位置判定部１０４において、カウンタ値ｎが、関節部２２の総数であるＮ以上になったかどうかを判定するステップである。
ｎがＮ未満の場合には、ステップＳ３３に移行し、ステップＳ３３〜Ｓ４０を繰り返す。すなわち、ステップＳ３３では、カウンタ値ｎを更新し、ステップＳ３４〜Ｓ３６では、操作者Ｏｐは、さらに医療用器具２０Ｃの挿入を続けて、上記と同様にして、近位端側に配置された次の関節部２２の関節角度の設定を行う。
ｎがＮ以上の場合には、初期化動作を終了する。これにより、医療用器具２０Ｃの各関節部２２が初期化される。
【０１４０】
本実施形態の初期化方法によれば、外套管１１Ｇのように、軸方向の長さが短いためすべての関節部２２の関節角度を同時に設定できない場合にも、先端側から順番に関節部２２を初期化することができる。したがって、初期化終了後は、上記第３の実施形態と同様にして、先端屈曲部２５による正確な湾曲操作を行うことができる。
本実施形態の初期化方法によれば、形状規定部１２の長さは、最短で、１つの関節部２２とこれに連結された一対の軸状部２１の一部のみを挿入できる長さを有すればよい。このため、先端屈曲部２５の長さがどんなに長くても、外套管１１Ｇのように患者Ｐの体内に挿入した状態でも、わずかのスペースで初期化動作が可能になる。
【０１４１】
なお、上記の各実施形態、各変形例の説明では、医療用器具のエンドエフェクタとして、把持鉗子である把持部２６を有する場合の例で説明したが、エンドエフェクタは、把持部２６には限定されず、手技の種類に応じて適宜の装置構成、例えば、高周波処置具、局注針、剥離鉗子、吸引などが可能である。また、エンドエフェクタは、把持部２６のような可動機構にも限定されない。例えば、処置用内視鏡装置１０の観察部１５のような先端に固定されているのみのエンドエフェクタでもよい。
【０１４２】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、マニピュレータシステムの初期化方法が、医療用マニピュレータシステムの初期化方法である場合の例で説明したが、本発明は、医療用マニピュレータシステム以外のマニピュレータシステム、例えば、工業用マニピュレータシステムにも、同様に適用することができる。この場合、被回転体を回転させる関節部を有する医療用器具は、被回転体を回転させる関節部を有する器具、工業用器具、あるいは工業用処置具に代えることができる。
【０１４３】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、先端屈曲部２５が互いに屈曲方向が異なる２つの関節部２２Ａ、２２Ｂを有する場合の例で説明したが、関節部の数や自由度は、手技の内容等を考慮して適宜設定してよい。また、関節部と筒状部との組合せに代えて、外套管１１における湾曲部１１Ｂと同様の機構を用いてもよい。すなわち、軸状部である複数の節輪や湾曲コマが、屈曲用関節である回動関節によって連結された場合に、これらの１以上の回動関節を同様にして初期化することが可能である。
【０１４４】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、形状規定部１２を形成する先端部１１Ａが硬質材料からなる場合の例で説明したが、駆動力解除状態の各関節部２２を所定の角度に屈曲させることができる程度に形状が安定していれば、軟性材料から構成することも可能である。すなわち、駆動力解除状態の先端屈曲部２５に対して、硬質材料と同様に一定形状を保つ材料であれば特に限定されない。
また、形状規定部１２は、先端部１１Ａとは異なる１以上の管状部材によって構成されていてもよい。
【０１４５】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、関節角度の所定値が、連結する軸状部２１の角度を１８０°にする関節角度になっている場合の例で説明したが、連結する軸状部２１の角度を１８０°以外の角度にする関節角度を所定値とすることも可能である。
この場合は、形状規定部１２として、湾曲管形状を採用することができる。
【０１４６】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、形状規定部が、孔形状を有する形状規定部１２からなる場合の例で説明したが、形状規定部が孔形状を有することは必須ではない。
形状規定部は、屈曲用関節の関節角度を規定することができれば、孔形状以外にも、例えば、屈曲用関節の外周を半周以上の範囲で覆う溝形状や、屈曲用関節の外周面に複数の位置で当接して関節角度が所定値となる位置に位置決めする適宜形状のガイド部を採用することができる。
【０１４７】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、駆動リミットを駆動モータ３４のエンコーダを用いたソフト設定のみによって設定する場合の例で説明した。ただし、例えば、駆動モータ３４として、回転角度の許容限度となる位置を検出して、駆動モータ３４の原点出しが可能な位置センサを有する駆動部を採用することが可能である。位置センサとしては、例えば、光学センサや機械式センサ等のセンサを採用することができる。
この場合には、原点設定工程において、駆動中継部が駆動力中継状態に切り替えられるまでの間に、位置センサの検出出力に基づいて、駆動部の原点出しを行う原点出し工程を実行することが好ましい。
本工程では、例えば、駆動部の回転角度を、位置センサによる許容限度となる位置の中心位置に変更するような原点出しを行う。
この場合、位置センサによる駆動限界が優先される場合に、実質的な駆動範囲が制限されてしまうことを防止することができる。また、ソフト設定の駆動リミットが優先される場合に、位置検出センサによる駆動限界を越えて駆動リミットが設定されてしまうことを防止することができる。
【０１４８】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、医療用器具を、形状規定部１２に対して、操作者Ｏｐが手動で挿入する場合の例で説明したが、医療用器具は、例えば、ロボットや進退移動機構などの挿入機構を備えることにより自動挿入できるようにしてもよい。
この場合、上記第２、第３の実施形態のように、関節位置検出部８０を備えていれば、この検出信号に基づいて挿入機構を動作させることにより、本発明のマニピュレータシステムの初期化方法を自動化することが可能である。
【０１４９】
上記第３の実施形態の説明では、関節部２２が１つずつ順次初期化される場合の例で説明したが、形状規定部１２の長さを適宜設定することにより、２以上の関節部２２を同時に初期化し、これを複数回行ってすべての関節部２２を初期化することが可能である。この場合、１回ごとに初期化される関節部２２は、別々でもよいし、一部が重複していることも可能である。
【０１５０】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、医療用器具が先端屈曲部２５を備え、形状規定部材が処置用内視鏡装置１０の外套管１１の先端部１１Ａからなる場合の例で説明した。その際、医療用器具の先端屈曲部２５と外套管１１の湾曲部１１Ｂとは、いずれも電動駆動され、制御部によって湾曲形状を変更できるようになっているものとした。
ただし、医療用器具と形状規定部材との組み合わせはこれには限定されない。
例えば、処置用内視鏡装置１０は、手動の内視鏡装置に代えることが可能である。
また、処置用内視鏡装置１０に代えて、電動、手動を問わず、ガイドチューブやトロッカを採用することができる。この場合、ガイドチューブやトロッカの一部に設けられた孔部を形状規定部として用いることが可能である。この場合、医療用器具としては、例えば、処置用内視鏡装置１０等のような電動の内視鏡や、医療用器具２０等のような先端に関節部を有する処置具を採用することができる。
【０１５１】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、医療用器具が軟性処置具の場合の例で説明したが、屈曲用関節で連結された複数の軸状部を有していれば、医療用器具は硬性処置具も可能である。
【０１５２】
上記の各実施形態、各変形例の説明では、医療用器具が先端屈曲部２５を備え、形状規定部材が患者Ｐの体内に挿入される先端部１１Ａからなる場合の例で説明した。
しかし、形状規定部材は、患者Ｐの体内に挿入されることは必須ではない。例えば、形状規定部材として、患者Ｐの体外に設けられた筒状の校正器具を採用することができる。
すなわち、本発明のマニピュレータシステムの初期化方法は、形状規定部材をマニピュレータ以外の治具として用意しておき、患者Ｐの体外で、初期化を行う方法とすることが可能である。
【０１５３】
上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第３の実施形態の処置用内視鏡装置１０Ｃの先端部１１Ａを用いて、上記第４の実施形態のマニピュレータシステムの初期化方法を行うことが可能である。
この場合、すべての関節部２２が形状規定部１２に挿入されていて、関節角度の設定が可能であっても、先端側から順に初期化されていく。
また、上記第３の実施形態において、関節位置検出部８０の位置をより近位端側に配置して、先端部１１Ａを有していても、上記第４の実施形態と同様の初期化動作を行うことも可能である。
【符号の説明】
【０１５４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｇ  マニピュレータシステム
２  マスタマニピュレータ
３  マスタアーム
４  表示部
５、５Ａ、５Ｃ、５Ｇ  制御部（駆動制御部）
６  スレーブマニピュレータ
１０、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｇ  処置用内視鏡装置
１１、１１Ｇ  外套管
１１Ａ、９１Ａ  先端部（形状規定部材）
１１Ｂ  湾曲部
１１Ｃ  挿入部
１２  形状規定部
１５  観察部
１６  処置具チャンネル
１６ａ  供給口
１６ｂ  先端部
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｆ  医療用器具（マニピュレータ）
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ  軸状部
２２、２２Ａ、２２Ｂ  関節部（屈曲用関節）
２２ｂ  プーリ
２３  筒状部
２４、２４Ａ、２４Ｂ  駆動ワイヤ（駆動力伝達部、駆動力伝達部材）
２４Ｒ  第１ワイヤ部
２４Ｌ  第２ワイヤ部
２５  先端屈曲部
２６  把持部
２７  シース
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  駆動ユニット
３１  駆動機構部（駆動力伝達部）
３２  駆動プーリ（駆動力伝達部）
３３、３３Ｃ  クラッチ（駆動力中継部）
３４、３４Ａ  駆動モータ（駆動部）
３２Ｂ  ピニオン
３４Ｂ、３４Ｃ  駆動モータ部
４３  着脱部（駆動力中継部）
４４  固定側受け部材
４４ａ、４５ｂ  凹凸連結面
４５  装着部材
５０  第１内歯車
５０Ｃ  第１プーリ
５１  第２内歯車
５１Ｃ  第２プーリ
５３  駆動連結部（駆動力中継部）
６０  初期張力付与部
８０、８０Ｄ、８１、９０  関節位置検出部
８２  挿入量検出マーカ（関節位置検出部）
１００  駆動量算出部
１０１  原点設定部
１０２  クラッチ制御部
１０４、１０４Ｇ  関節位置判定部
Ｏ  真直軸
Ｏ３  回転中心軸
Ｏｐ  操作者
Ｐ  患者
Ｔ  初期張力
【図１】
2015157326.tif 000003
【図２】
2015157326.tif 000004
【図３】
2015157326.tif 000005
【図４】
2015157326.tif 000006
【図５】
2015157326.tif 000007
【図６】
2015157326.tif 000008
【図７】
2015157326.tif 000009
【図８】
2015157326.tif 000010
【図９】
2015157326.tif 000011
【図１０】
2015157326.tif 000012
【図１１】
2015157326.tif 000013
【図１２】
2015157326.tif 000014
【図１３】
2015157326.tif 000015
【図１４】
2015157326.tif 000016
【図１５】
2015157326.tif 000017
【図１６】
2015157326.tif 000018
【図１７】
2015157326.tif 000019
【図１８】
2015157326.tif 000020
【図１９】
2015157326.tif 000021
【図２０】
2015157326.tif 000022
【図２１】
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