(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材が設けられたグリップ部と、
不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
前記グリップ部と前記アーム部とを連結する中間部材と、
を具備し、
前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して移動する可動部材を有し、
前記中間部材は、前記可動部材を移動自在に挿通する貫通孔を有し、
前記可動部材は、
前記操作部材の変位に連動して移動する部材であって、その長手方向における一方端部位が、前記グリップ部に連結された前記アーム部の内部に挿入され、
前記グリップ部の内部に位置する第１部位と、前記中間部材の内部に位置する第２部位と、前記アーム部の内部に位置する第３部位とに分離可能に構成されており、
前記アーム部は、当該アーム部の内部に挿入された前記可動部材の位置を検出する位置検出部を有する
ことを特徴とするマスタマニピュレータ。
【請求項２】
スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材と中空空間とが設けられたグリップ部と、
不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
前記グリップ部と前記アーム部との間に設けられた透過部材と、
を具備し、
前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して前記中空空間内を移動する可動部材を有し、
前記アーム部は、前記グリップ部の前記中空空間の内部における前記可動部材の位置を前記透過部材を介して検出する位置検出部を有する
ことを特徴とするマスタマニピュレータ。
【請求項３】
前記可動部材は、前記操作部材の直動動作に連動して、長手方向に進退する部材であり、
前記位置検出部は、前記可動部材の直動変位を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスタマニピュレータ。
【請求項４】
前記可動部材は、前記操作部材の直動動作に連動して回転する軸部材であり、
前記位置検出部は、前記可動部材の回転変位を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスタマニピュレータ。
【請求項５】
前記可動部材は、前記操作部材の回動又は回転動作に連動して、長手方向に進退する部材で、
前記位置検出部は、前記可動部材の直動変位を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスタマニピュレータ。
【請求項６】
前記可動部材は、前記操作部材の回動又は回転動作に連動して回転する軸部材であり、
前記位置検出部は、前記可動部材の回転変位を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスタマニピュレータ。
【請求項７】
前記操作部材の変位を拡大して伝達する変位拡大機構を含み、
前記位置検出部は、前記変位拡大機構によって拡大されて伝達された変位に連動して移動する前記可動部材の位置を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスタマニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばマニピュレータシステム等に用いられるマスタマニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボットを用いた医療処置に係る技術について種々の提案が為されている。特に外科分野においては、多自由度アームを有する多自由度マニピュレータによって患者を処置する医療用マニピュレータシステムについて種々の提案がなされている。
医療用マニピュレータシステムを利用した外科手術では、術者はマスタマニピュレータを操作して、患者から離れた場所にてスレーブマニピュレータ（外科手術機器）の動作を制御する。一般的に、マスタマニピュレータは、例えばモータやエンコーダ等の様々なエレクトロニクス部材を含んでいる為、滅菌処理が困難である。
【０００３】
しかしながら、外科手術において緊急時には、術者が患者に直接的に接触して処置を行うことが好ましい状況も生じ得る。従って、術者が把持するグリップ部分（以降、マスタグリップと称する）は滅菌処理可能に構成されていることが好ましい。このような事情を鑑みて、例えば特許文献１には次のような技術が提案されている。
【０００４】
すなわち、特許文献１に開示されている技術では、マスタマニピュレータのうち、術者が把持するマスタグリップが、マスタマニピュレータ本体に対して着脱可能に構成されている。このように構成することで、特許文献１に開示されている技術では、マスタグリップをマスタマニピュレータ本体から分離させて滅菌処理することを可能としている。換言すれば、マスタグリップを所謂“清潔域”の部材としている。
【０００５】
なお、“清潔域”とは滅菌処理可能な領域（滅菌処理される領域）を指している。一方、滅菌処理が困難な領域（滅菌処理されない領域）は不潔域と称されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８０６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、医療用マニピュレータシステムのマスタコンソールには、術者が制御方法の切り替え等を行う為のスイッチ（電気接続機器）が配置されている。ここで、術者が操作中のマスタグリップから手を離すことなくスイッチを操作可能とする為には、マスタグリップ内にスイッチを内蔵させる必要がある。しかし、スイッチのような電気接続機器をマスタグリップ内に組み込んだ場合、滅菌処理を行うことによって当該スイッチが破損してしまう可能性がある。従って、このようにスイッチを組み込んだマスタグリップを滅菌処理することは非常に困難である。
【０００８】
現在、マスタグリップのようにマスタマニピュレータにおいて滅菌処理が望まれる部位を、容易に滅菌処理可能に構成する技術が望まれている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、マスタグリップを容易に滅菌処理することが可能なマスタマニピュレータ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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様のマスタマニピュレータは、
スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材が設けられたグリップ部と、
不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
前記グリップ部と前記アーム部とを連結する中間部材と、
を具備し、
前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して移動する可動部材を有し、
前記中間部材は、前記可動部材を移動自在に挿通する貫通孔を有し、
前記可動部材は、
前記操作部材の変位に連動して移動する部材であって、その長手方向における一方端部位が、前記グリップ部に連結された前記アーム部の内部に挿入され、
前記グリップ部の内部に位置する第１部位と、前記中間部材の内部に位置する第２部位と、前記アーム部の内部に位置する第３部位とに分離可能に構成されており、
前記アーム部は、当該アーム部の内部に挿入された前記可動部材の位置を検出する位置検出部を有する
ことを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の一態様のマスタマニピュレータは、
スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材と中空空間とが設けられたグリップ部と、
不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
前記グリップ部と前記アーム部との間に設けられた透過部材と、
を具備し、
前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して前記中空空間内を移動する可動部材を有し、
前記アーム部は、前記グリップ部の前記中空空間の内部における前記可動部材の位置を前記透過部材を介して検出する位置検出部を有する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マスタグリップを容易に滅菌処理することが可能なマスタマニピュレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ（押下げ操作前）近傍を示す側面断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ（押下げ操作後）近傍を示す側面断面図。
【図４】本発明の第１変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。
【図５】本発明の第１変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例（分解図）を示す側面断面図。
【図６】本発明の第１変形例に係るマスタマニピュレータの中間部材の一構成例を示す図。
【図７】本発明の第２変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。
【図８】本発明の第３変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。
【図９】本発明の第３変形例に係るマスタマニピュレータを、図８において矢印ｄ５で示す方向から観た図。
【図１０】本発明の第４変形例に係るマスタマニピュレータの変位拡大機構に係る部位の一構成例を示す図。
【図１１Ａ】本発明の第５変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチの一構成例を示すもので、上蓋を外した状態の上面図。
【図１１Ｂ】可動部材を回転させるように構成した場合の第５変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチの側面断面図。
【図１１Ｃ】可動部材を回転させるように構成した場合の第５変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチの図１１Ｂにおける１１Ｃ−１１Ｃ断面図。
【図１２】本発明の第６変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。
【図１３】本発明の第６変形例に係るマスタマニピュレータを、図１２において矢印ｄ９で示す方向から観た場合のスイッチ近傍を示す図。
【図１４】本発明の第７変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。
【図１５】本発明の第８変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１２において矢印ｄ９で示す方向から観た図。
【図１６】本発明の第９変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１２において矢印ｄ９で示す方向から観た図。
【図１７】本発明の第９変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１２において矢印ｄ９で示す方向から観た図。
【図１８】本発明の第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍の側面断面図。
【図１９】本発明の第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１８において矢印Ａで示す方向から観た上面図。
【図２０】本発明の第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１８において矢印Ｂで示す方向から観た矢視図。
【図２１】本発明の第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１８において矢印Ｃで示す方向から観た矢視図。
【図２２】本発明の第１１変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。
【図２３】本発明の第１１変形例に係るマスタマニピュレータの可動部材のスケールを示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ（押下げ操作前）近傍を示す側面断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ（押下げ操作後）近傍を示す側面断面図である。なお、図１乃至図３は側面断面図であるため外形形状が表されていないが、本一実施形態に係るマスタマニピュレータの外形形状は通常のマスタマニピュレータと同様に全体として柱状形状（例えば略円柱形状や多角柱状形状を呈する。また、図示はしていないが、マスタグリップの形状は医師が通常の外科手術で使うような、鉗子やハサミ、メスなどの術具形状となっていてもよい。
【００１３】
図１に示すように、本一実施形態に係るマスタマニピュレータは、術者が把持するグリップ１１と、マスタアーム本体１３と、中間部材１５と、ドレープ１７と、ドレープコネクタ１９と、可動部材２０と、を具備する。
前記グリップ１１は、挿入突起部１１ｉと、中空領域１１Ｍと、スイッチ１１ｓと、係合突起部１１ｔと、を具備する。
【００１４】
詳細には、グリップ１１は、中間部材１５の挿入孔部１５ｈに挿入される挿入突起部１１ｉが設けられた外形略円柱形状で中空構造（中空空間）を有する部材である。このグリップ１１には、中空空間である中空領域１１Ｍが形成されており、該中空領域１１Ｍは挿入突起部１１ｉ側で外部空間に対して開放されている。このグリップ１１には、後述するスイッチ１１ｓを取り付ける為の貫通孔１１ｈが、当該グリップ１１の側周面から中空領域１１Ｍへ貫通した孔部として形成されている。
【００１５】
前記スイッチ１１ｓは、図１乃至図３に示すように側面断面略“エ”字状の部材であり、中空領域１１Ｍ外部に位置する第１の部材１１ｓ１と、グリップ１１の中空領域１１Ｍ内部に収容される第２の部材１１ｓ２と、グリップ１１の貫通孔１１ｈに挿入され且つ第１の部材１１ｓ１と第２の部材１１ｓ２とを接続する棒状部材１１ｓｂと、を備える。
【００１６】
なお、このスイッチ１１ｓの形状は、上述の例に限られず、スイッチとして機能する形状（例えば公知のスイッチを構成する形状を利用すればよい）であれば任意である。
ここで、第１の部材１１ｓ１とグリップ１１の側周面との間には、第１の部材１１ｓ１を、グリップ１１の径方向外側（図２に矢印ｄ１で示す方向）に向かって押圧する弾性部材ｅが設けられている。具体的には、この弾性部材ｅは、棒状部材１１ｓｂが挿入されたバネ等である。
【００１７】
この弾性部材ｅの反発力により、通常状態（外力が加わらない状態）では、スイッチ１１ｓの第１の部材１１ｓ１が、当該グリップ１１の径方向外側（図２に矢印ｄ１で示す方向）に押圧され、グリップ１１の中空領域１１Ｍ内においては第２の部材１１ｓ２が、当該グリップ１１の中空領域１１Ｍの内壁面に圧接する。
【００１８】
ところで、前記スイッチ１１ｓの第２の部材１１ｓ２には、同じ長さを有する２つのリンク部材３０−１，３０−２によって、略棒状形状を呈し当該マスタマニピュレータの長手方向を長手方向とする可動部材２０が取り付けられている。
前記第２の部材１１ｓ２と可動部材２０とは、これら２つのリンク部材３０−１，３０−２により４節の平行リンク機構（公知のリンク機構）を構成している。
【００１９】
ここで、第２の部材１１ｓ２の側面においては、回転軸３１−１，３１−２が取り付けられており、可動部材２０における側面においては回転軸３２−１，３２−２が取り付けられている。ここで、回転軸３１−１と回転軸３１−２との間の距離は、回転軸３２−１と回転軸３２−２との間の距離と同じである。
【００２０】
また、図２に示すように、スイッチ１１ｓが押下げ操作されていない状態においては、回転軸３１−１，３１−２の位置は、それぞれ可動部材２０の回転軸３２−１，３２−２の位置よりも、やや術者側（同図左側）である。
前記リンク部材３０−１は、第２の部材１１ｓ２側の端部に軸穴を備えており、第２の部材１１ｓ２側の回転軸３１−１に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材３０−１は、第２の部材１１ｓ２にピン固定され、可動部材２０側の端部は、回転軸３１−１を中心に揺動自在となる。
【００２１】
また、前記リンク部材３０−１は、可動部材２０側の端部に軸穴を備えており、可動部材２０側の回転軸３２−１に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材３０−１は、可動部材２０にピン固定され、第２の部材１１ｓ２側の端部は、回転軸３２−１を中心に揺動自在となる。
【００２２】
同様に、前記リンク部材３０−２は、第２の部材１１ｓ２側の端部に軸穴を備えており、第２の部材１１ｓ２側の回転軸３１−２に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材３０−２は、第２の部材１１ｓ２にピン固定され、可動部材２０側の端部は、回転軸３１−２を中心に揺動自在となる。
【００２３】
また、前記リンク部材３０−２は、可動部材２０側の端部に軸穴を備えており、可動部材２０側の回転軸３２−２に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材３０−２は、可動部材２０にピン固定され、第２の部材１１ｓ２側の端部は、回転軸３２−２を中心に揺動自在となる。
【００２４】
以上説明した構成により、第２の部材１１ｓ２と、可動部材２０と、リンク部材３０−１と、リンク部材３０−２と、から成る４節の平行リンク機構が形成される。これにより、可動部材２０は、スイッチ１１ｓの押下げ操作に伴って、当該グリップ１１の長手方向に沿って（図３において矢印ｄ３で示す方向に）変位する。
【００２５】
なお、第２の部材１１ｓ２のうち、上述のリンク部材３０−１，３０−２が設けられている側面とは逆側の側面においても、同様に４節の平行リンク機構を形成することで、可動部材２０をより安定して平行変位させるように構成しても勿論よい。
また、スイッチ１１ｓの押し下げ操作に係る変位をグリップ１１の長手方向における変位に変換する手段として、上述の例以外の公知のリンク機構を用いてもよい。また、変換に係る角度も任意であり、スイッチ１１ｓの変位方向と可動部材２０の変位方向とが直角でない角度となるようなリンク機構を用いてもよい。
【００２６】
前記可動部材２０は、上述した構成により第２の部材１１ｓ２に対してピン固定された棒状部材であり、後述する中間部材１５の貫通孔部１５Ｈを介して、マスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍ内まで達している。また、可動部材２０のうちスイッチ１１ｓに対向している部位とは逆側の部位は、中空領域１１Ｍの内壁面に接触している。この可動部材２０の一方端（マスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍ内に位置する部位）には、例えばエンコーダスケール等の変位センシングの為のスケール２０ｓが設けられている。
【００２７】
前記中間部材１５は、グリップ１１とマスタアーム本体１３との間に介在して、それらを接続する外径略円柱形状の部材である。この中間部材１５は必須の構成要件ではないものの、この中間部材１５によって、不潔域に属するマスタアーム本体１３に対して、清潔域に属するグリップ１１を直接的に接触させないことができるので、衛生面を更に向上させることができる。この中間部材１５は、挿入孔部１５ｈと、貫通孔部１５Ｈと、係合溝部１５ｄと、挿入突起部１５ｉと、係合突起部１５ｔと、を具備する。
【００２８】
前記挿入孔部１５ｈは、グリップ１１の挿入突起部１１ｉが挿入されて嵌合する孔部である。グリップ１１と中間部材１５とは、挿入突起部１１ｉと挿入孔部１５ｈとが嵌合することで連結する。
前記貫通孔部１５Ｈは、当該中間部材１５の長手方向に沿って形成された、可動部材２０が挿通される貫通孔である。可動部材２０は、当該中間部材１５の貫通孔部１５Ｈを介して、マスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍ内まで挿入される。
【００２９】
前記係合溝部１５ｄは、グリップ１１の挿入突起部１１ｉが当該中間部材１５の挿入孔部１５ｈに挿入且つ嵌合した状態で、グリップ１１の係合突起部１１ｔと係合する溝部である。詳細には、係合突起部１１ｔと係合溝部１５ｄとは、当該中間部材１５に対するグリップ１１の着脱方向について係合し、グリップ１１の脱落を防止する。
【００３０】
前記挿入突起部１５ｉは、後述するマスタアーム本体１３の挿入孔部１３ｈに挿入される突起部である。中間部材１５とマスタアーム本体１３とは、挿入突起部１５ｉが挿入孔部１３ｈに挿入されることで連結される。
前記係合突起部１５ｔは、後述するマスタアーム本体１３の係合溝部１３ｄに係合する突起部である。
【００３１】
前記ドレープ１７は、本一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいて“清潔域”と“不潔域”とを分ける為の部材である。ここで、“清潔域”とは滅菌処理可能な領域（滅菌処理される領域）を指しており、“不潔域”とは滅菌処理が困難な領域（滅菌処理されない領域）を指している。
【００３２】
具体的には、例えばグリップ１１は術者が直接接触するものであり、仮に外科手術中に術者が患者の体腔内に直接接触せざるを得ない状況が生じ得るとすると、当然ながらグリップ１１は洗浄処理や滅菌処理を十分に行っておく必要がある。従って、グリップ１１は“清潔域”であるべきである。なお、グリップ１１とマスタアーム本体１３とを接続する中間部材１５についても、同様の理由で、清潔域であるべきである。
【００３３】
一方、マスタアーム本体１３は各種の電子部品を備えているため、通常は滅菌処理に耐え得る構造をしていない。従って、マスタアーム本体１３については、ドレープ１７で包み込んで保護した状態としておく。また、ドレープ１７によって清潔域と不潔域とを分けておくことにより、滅菌処理後において清潔域と不潔域との交錯も防止されるので、衛生面についても向上する。
【００３４】
前記ドレープコネクタ１９は、中間部材１５の挿入突起部１５ｉの外径よりも大きな径の貫通孔部１９ｈが形成された略円環形状の部材であり、ドレープ１７のうち当該ドレープ１７と中間部材１５との対向部位に設けられている。このドレープコネクタ１９の貫通孔部１９ｈを介して、中間部材１５の挿入突起部１５ｉが、マスタアーム本体１３の挿入孔部１３ｈに挿入される。
【００３５】
前記マスタアーム本体１３は、変位センサ１３ｓと、入力処理回路１３ｃと、中空領域１３Ｍと、挿入孔部１３ｈと、係合溝部１３ｄと、を具備する。
前記変位センサ１３ｓは、例えばインクリメンタルエンコーダ等の変位センサであり、可動部材２０に設けられたスケール２０ｓの位置（変位）を検出することで、可動部材２０の位置（変位）を検出する。
【００３６】
前記入力処理回路１３ｃは、変位センサ１３ｓによって検出された可動部材２０の位置に基づいて、スイッチ１１ｓの操作量（押下げ操作量）を算出する。
前記中空領域１３Ｍは、連結された中間部材１５を介して、可動部材２０の一方端（エンコーダスケール等のスケール２０ｓが設けられている端）側の部位が挿入される。この中空領域１３Ｍの内壁面には、スケール２０ｓの移動可能範囲に対応する位置に、可動部材２０の位置（変位）を検出する為の変位センサ１３ｓが設けられている。
【００３７】
前記スイッチ１１ｓの押下げ操作によるスイッチ１１ｓの変位（及び当該操作終了後における元の位置への復帰変位）に連動して移動する可動部材２０の位置が、変位センサ１３ｓにより検出される。そして、該検出結果に基づいて、スイッチ１１ｓの操作量が、入力処理回路１３ｃにより算出される。
【００３８】
前記挿入孔部１３ｈは、中間部材１５の挿入突起部１５ｉが挿入されて嵌合する孔部である。中間部材１５とマスタアーム本体１３とは、挿入突起部１５ｉと挿入孔部１３ｈとが嵌合することで連結される。
前記係合溝部１３ｄは、中間部材１５の挿入突起部１５ｉが当該マスタアーム本体１３の挿入孔部１３ｈに対して挿入され且つ嵌合した状態で、中間部材１５の係合突起部１５ｔと係合する溝部である。詳細には、係合突起部１５ｔと係合溝部１３ｄとは、当該マスタアーム本体１３に対する中間部材１５の着脱方向について係合し、中間部材１５の脱落を防止する。
【００３９】
以上説明したように、本一実施形態によれば、マスタグリップを容易に滅菌処理することが可能なマスタマニピュレータを提供することができる。
すなわち、本一実施形態に係るマスタマニピュレータでは、グリップ１１においては電気的部品（滅菌処理を行うことで故障し得る部品）を一切配置せず、機械的機構（滅菌処理を行っても故障しない部品）のみによって、グリップ１１に設けた操作部材であるスイッチ１１ｓの操作量を、マスタアーム本体１３内部に伝達するように構成する。
【００４０】
そして、マスタアーム本体１３内に設けた変位センサ１３ｓと入力処理回路１３ｃとによって、スイッチ１１ｓの操作量を検出する。このように構成することで、スイッチ１１ｓを用いて各種操作をすることが可能な当該グリップ１１を、非常に容易に滅菌処理することが可能になる。
【００４１】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
《第１変形例》
以下、本発明の第１変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、可動部材２０（及び近傍の部材）の構成である。
【００４２】
図４は、本発明の第１変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図５は、本発明の第１変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例（分解図）を示す側面断面図である。図６は、本発明の第１変形例に係るマスタマニピュレータの中間部材の一構成例を示す図である。
【００４３】
本第１変形例に係るマスタマニピュレータでは、可動部材２０は、グリップ１１に対応する第１可動部材２０−１と、中間部材１５に対応する第２可動部材２０−２と、マスタアーム本体１３に対応する第３可動部材２０−３と、から成る。
図５に示すように、前記第１可動部材２０−１と第２可動部材２０−２とは、第１可動部材２０−１に設けられた係合溝部２０−１ｄと第２可動部材２０−２に設けられた係合突起部２０−２ｔとが係合することで連結される。
【００４４】
図５に示すように、前記第２可動部材２０−２と第３可動部材２０−３とは、第２可動部材２０−２に設けられた係合凹部２０−２ｒと第３可動部材２０−３に設けられ係合突起部２０−３ｔとが係合することで連結される。
ここで、マスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍに収容される第３可動部材２０−３には、当然ながら、変位センサ１３ｓによるセンシングの為のスケール２０ｓが設けられている。
【００４５】
ところで、図６に示すように、前記中間部材１５の貫通孔部１５Ｈには、径方向に形成された溝部１５Ｈｄが設けられている。一方、第２可動部材２０−２には、径方向に凸の規制突起部２０−２ｒｔが設けられている。中間部材１５の溝部１５Ｈｄと、第２可動部材２０−２の規制突起部２０−２ｒｔとが係合することで、中間部材１５の貫通孔部１５Ｈ内における第２可動部材２０−２の進退移動（図６において矢印ｄ４で示す方向）が規制される。このように構成することで、可動部材２０の可動範囲を所望範囲に設定することができる。さらには、当該マスタマニピュレータの分解時において、中間部材１５の溝部１５Ｈｄと、第２可動部材２０−２の規制突起部２０−２ｒｔとが係合することにより、第２可動部材２０−２が中間部材１５から脱落してしまうことを防止することができる。
【００４６】
以上説明したように、本第１変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、更に使い勝手が向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
具体的には、可動部材２０を、グリップ１１と中間部材１５とマスタアーム本体１３とにそれぞれ対応する部分毎に分離可能に構成することで、当該マスタマニピュレータにおける清潔域と不潔域との分離を更に徹底することができる。
《第２変形例》
以下、本発明の第２変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、グリップ１１と中間部材１５との固定構造である。前記一実施形態に係るマスタマニピュレータでは、グリップ１１の係合突起部１１ｔと、中間部材１５の係合溝部１５ｄとが係合することで、中間部材１５に連結されたグリップ１１の脱落を防止している。
【００４７】
図７は、本発明の第２変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。同図に示すように、本第２変形例に係るマスタマニピュレータでは、グリップ１１と中間部材１５とを固定部材１１ｆｉｘ（本例では螺子部材）によって固定する。なお、螺子部材の他にも、例えば所謂ＢＮＣコネクタの係合方法として知られる構造（オスコネクタの突起を、メスコネクタの傾斜が形成された穴に差し込み、オスコネクタまたはメスコネクタを半回転捻って接続する構造）を利用した固定部材を用いてもよい。
【００４８】
以上説明したように、本第２変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、グリップ１１と中間部材１５とをより強固に固定可能なマスタマニピュレータを提供することができる。
《第３変形例》
以下、本発明の第３変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、可動部材２０の構成及び可動部材２０の位置（変位）を検出する為の構成である。前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、可動部材２０のうちマスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍ内に位置する部位にスケール２０ｓが設けられており、該スケール２０ｓの位置（変位）が、マスタアーム本体１３内に設けられた変位センサ１３ｓによって検出され、これに基づいてスイッチ１１ｓの操作量（押下げ操作量）が算出される。
【００４９】
図８は、本発明の第３変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図９は、本第３変形例に係るマスタマニピュレータを、図８において矢印ｄ５で示す方向から観た図である。
本第３変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、可動部材２０のうちマスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍに位置する部位に歯切りがされて歯切り部２０ｇが形成されている。そして、マスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍには、前記可動部材２０の歯切り部２０ｇと噛み合って所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成し、可動部材２０の変位に伴って回転する歯車Ｇが設けられている。
【００５０】
前記歯車Ｇの回転量は、図９に示すように歯車Ｇの中心軸Ｇａに接続されたエンコーダ１３ｅによって検出される。このエンコーダ１３ｅによって検出された歯車Ｇの回転量に基づいて、可動部材２０の位置（変位）すなわちスイッチ１１ｓの押下げ操作量が、入力処理回路（不図示）によって算出される。
【００５１】
以上説明したように、本第３変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第４変形例》
以下、本発明の第４変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。本第４変形例と前記一実施形態との主な相違点の一つは、可動部材２０の変位を拡大する変位拡大機構の有無である。
【００５２】
図１０は、本第４変形例に係るマスタマニピュレータの変位拡大機構に係る部位の一構成例を示す図である。同図に示すように、公知のリンク機構により構成された変位拡大機構Ｌを、可動部材２０に対して接続する。詳細には、可動部材２０のうちスイッチ１１ｓとの連結部位からスケール２０ｓの形成部位までの間に、変位拡大機構Ｌを設ける。これにより、可動部材２０の変位の検出能が向上する。
【００５３】
以上説明したように、本第４変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、スイッチ１１ｓの操作性が更に向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
《第５変形例》
以下、本発明の第５変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、グリップ１１に設けるスイッチ１１ｓの構成である。
【００５４】
図１１Ａは、本第５変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチ１１ｓの一構成例を示す図である。同図に示すように、本第５変形例に係るマスタマニピュレータでは、スイッチ１１ｓは、第１把持部材ｇｒ１と、第２把持部材ｇｒ２と、これら第１把持部材ｇｒ１と第２把持部材ｇｒ２とを開閉自在に連結する開閉リンクｇｒｌと、を有する。尚、本第５変形例のグリップ１１は、板状のグリップ本体１１Ｘと、そのグリップ本体１１Ｘに取り付けられる中空部を有する上蓋（不図示）とを備える。該上蓋（不図示）には、第１把持部材ｇｒ１と第２把持部材ｇｒ２とが開閉可能となるように切り欠きが設けられている。グリップ本体１１Ｘと上蓋（不図示）とで中空領域１１Ｍが形成されている。図１１Ａは、前記上蓋（不図示）を外した状態のスイッチ１１ｓの上面図である。
【００５５】
特に、医療用マニピュレータでは、患者を処置するために、鉗子形状やハサミ形状の処置具をスレーブマニピュレータに取り付けて使用することが多い。このような開閉構造を有する処置具を用いる場合には、スイッチ１１ｓに開閉グリップ構造（公知）を備えさせ、処置具の開閉動作を、術者の指によるスイッチ１１ｓの開閉操作に連動させればよい（開閉操作に係る開閉量に基づいて処置具を開閉動作させればよい）。
【００５６】
本第５変形例に係るマスタマニピュレータの場合、術者の指によるスイッチ１１ｓの開閉量（第１把持部ｇｒ１と第２把持部ｇｒ２とで構成される開閉グリップの開閉量）を、当該マスタマニピュレータにおいて取得し、該開閉量に基づいて処置具を開閉動作させる。
【００５７】
本第５変形例に係るマスタマニピュレータのように、操作部材として術者の指による開閉グリップ構造を利用する構成は、医療用マニピュレータに関わらず、スレーブマニピュレータの操作に、操作者の指によるスイッチの開閉操作の開閉量を用いるマニピュレータ全てに適用することができる。
【００５８】
そして、第１把持部材ｇｒ１と第２把持部材ｇｒ２とが互いに接近する方向（第１把持部材ｇｒ１を矢印ｄ６で示す方向、且つ、第２把持部材ｇｒ２を矢印ｄ７で示す方向）に変位するように外力が加えられる（当該スイッチ１１ｓが握られる）ことで、可動部材２０が矢印ｄ８で示す方向に変位する。そして、当該外力が解除されると、可動部材２０は、開閉リンクｇｒｌの有する復元力により、当該スイッチ１１ｓは外力が加えられる前の状態に（逆方向に）変位し、これに伴って可動部材２０も外力が加えられる前の状態に（逆方向に）変位する。
【００５９】
つまり、操作部材である第１把持部材ｇｒ１と第２把持部材ｇｒ２とで構成される開閉グリップの開閉操作（第１把持部材ｇｒ１及び第２把持部材ｇｒ２の回動動作）に連動させて、可動部材２０が長手方向に進退するように、スイッチ１１ｓを構成する。
以上説明したように、本第５変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
【００６０】
なお、上述の例では、操作部材である第１把持部材ｇｒ１及び第２把持部材ｇｒ２の回動動作に連動して、可動部材２０が長手方向に進退するように構成しているが、可動部材２０が回転するように構成し、且つ、可動部材２０のうちマスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍ内に位置する部位の側周面に、変位センサ１３ｓによって当該可動部材２０の回転変位を検出する為のエンコーダスケールを設ける構成としてもよい。
【００６１】
図１１Ｂは、可動部材２０を回転させるように構成した場合の第５変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチ１１ｓの側面断面図である。図１１Ｃは、図１１Ｂにおける１１Ｃ−１１Ｃ断面図である。
図１１Ｂ及び図１１Ｃに示す構成例では、スイッチ１１ｓは、第１把持部材ｇｒ１´と、第２把持部材ｇｒ２´と、これら第１把持部材ｇｒ１´と第２把持部材ｇｒ２´とを回動自在に連結し且つそれらの回動の中心となる回動軸ｇｒａと、を有する。ここで、回動軸ｇｒａの先端と、可動部材２０の先端とには、“かさ歯車（ベベルギヤ）”を構成する歯車（回動軸ｇｒａの先端には歯車Ｇ１，可動部材２０の先端には歯車Ｇ２）が設けられている。
【００６２】
そして、第１把持部材ｇｒ１と第２把持部材ｇｒ２とが互いに接近する方向（第１把持部材ｇｒ１´を矢印ｄ６´で示す方向、且つ、第２把持部材ｇｒ２´を矢印ｄ７´で示す方向）に変位するように外力が加えられる（当該スイッチ１１ｓが握られる）ことで、回動軸ｇｒａが回転する。このとき、回動軸ｇｒａに設けられた歯車Ｇ１と噛み合っている歯車Ｇ２が回動し、可動部材２０が矢印ｄ８´で示す方向に回転変位する。
【００６３】
尚、本変形例に係るグリップ１１は、有底で上方を開放し中空部を有するグリップ本体１１Ｘ´と、このグリップ本体１１Ｘ´に取り付けられる中空部を有する上蓋１１Ｙとを備える。上蓋１１Ｙには、第１把持部材ｇｒ１´と第２把持部材ｇｒ２´とが開閉可能となるように切り欠き１１Ｚが設けられている。グリップ本体１１Ｘ´と上蓋１１Ｙとで中空領域１１Ｍが形成されている。
《第６変形例》
以下、本発明の第６変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、スイッチ１１ｓ及び可動部材２０の構成である。
【００６４】
前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ１１ｓと可動部材２０とを、リンク部材３０−１，３０−２を用いた平行リンク機構によって当該可動部材２０を進退可能に構成している。換言すれば、スイッチ１１ｓの押下げ操作に伴って、可動部材２０が進退（直動）変位するように構成し、変位センサ１３ｓによって当該変位を検出している。
【００６５】
一方、本第６変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ１１ｓの押下げ操作に伴って可動部材２０が回転変位するように構成する。
図１２は、本発明の第６変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図１３は、本発明の第６変形例に係るマスタマニピュレータを、図１２において矢印ｄ９で示す方向から観た場合のスイッチ近傍を示す図である。
【００６６】
本第６変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ１１ｓの第２の部材１１ｓ２側面部位に歯切りがされて歯切り部１１ｓｇが形成されている。そして、可動部材２０には、前記第２の部材１１ｓ２の歯切り部１１ｓｇと噛み合って所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成する歯車１１Ｇが設けられている。詳細には、歯車１１Ｇの中心孔に可動部材２０が挿通され、歯車１１Ｇと可動部材２０とが固定されて一体化されている。
【００６７】
図１３に示すように、前記歯車１１Ｇは、矢印ｄ１１で示す方向への第２の部材１１ｓ２の変位（スイッチ１１ｓの押下げ操作）に伴って、矢印ｄ１２に示す方向に回転変位する。そして、グリップ１１、中間部材１５、及びマスタアーム本体１３のうち可動部材２０との対向部位には、可動部材２０の回転を円滑にする為のベアリング部材ｂｒが適宜設けられている。
【００６８】
また、可動部材２０のうちマスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍ内に位置する部位には、変位センサ１３ｓによって当該可動部材２０の回転変位を検出する為のエンコーダスケールであるスケール２０ｓが、当該可動部材２０の側周面に設けられている。
以上説明したように、本第６変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第７変形例》
以下、上述した《第６変形例》についての一変形例である第７変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記第６変形例との相違点を説明する。前記第６変形例との主な相違点の一つは、可動部材２０（及び近傍の部材）の構成である。
【００６９】
図１４は、本発明の第７変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。
本第７変形例に係るマスタマニピュレータでは、可動部材２０は、グリップ１１に対応する第１可動部材２０−１と、中間部材１５に対応する第２可動部材２０−２と、マスタアーム本体１３に対応する第３可動部材２０−３と、から成る。
【００７０】
前記第１可動部材２０−１と第２可動部材２０−２とは、第１可動部材２０−１に設けられた係合溝部２０−１ｄと第２可動部材２０−２に設けられた係合突起部２０−２ｔとが係合することで連結される。
前記第２可動部材２０−２と第３可動部材２０−３とは、第２可動部材２０−２に設けられた係合凹部２０−２ｒと第３可動部材２０−３に設けられ係合突起部２０−３ｔとが係合することで連結される。
【００７１】
ここで、マスタアーム本体１３の中空領域１３Ｍに収容される第３可動部材２０−３には、当然ながら、変位センサ１３ｓによるセンシングの為のスケール２０ｓが設けられている。
ところで、前記中間部材１５の貫通孔部１５Ｈには、径方向に形成された溝部１５Ｈｄが設けられている。一方、第２可動部材２０−２には、径方向に凸の規制突起部２０−２ｒｔが設けられている。中間部材１５の溝部１５Ｈｄと、第２可動部材２０−２の規制突起部２０−２ｒｔとが係合することで、中間部材１５の貫通孔部１５Ｈ内における第２可動部材２０−２の長手方向への移動が規制される。このように構成することで、可動部材２０の長手方向へのブレを抑制することができる
以上説明したように、本第７変形例によれば、前記第６変形例に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、更に使い勝手が向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
【００７２】
具体的には、可動部材２０を、グリップ１１と中間部材１５とマスタアーム本体１３とにそれぞれ対応する部分毎に分離可能に構成することで、当該マスタマニピュレータにおける清潔域と不潔域との分離を更に徹底することができる。
《第８変形例》
以下、上述した《第６変形例》についての一変形例である第８変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記第６変形例との相違点を説明する。本第８変形例と前記第６変形例との主な相違点の一つは、可動部材２０の変位を拡大する変位拡大機構の有無である。
【００７３】
図１５は、本発明の第８変形例に係るマスタマニピュレータのグリップ１１のスイッチ１１ｓ近傍を、図１２において矢印ｄ９で示す方向から観た図である。
同図に示すように、スイッチ１１ｓ（第２の部材１１ｓ２に歯切り部１１ｓｇ）と共に所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成する歯車１１Ｇに対して、歯車１１Ｇよりも小径の歯車１１Ｇ´が歯車１１Ｇと噛み合わされて設けられている。そして、可動部材２０は、歯車１１Ｇ´の中心孔に挿通されて当該歯車１１Ｇ´に対して固定されている。このように構成することで、可動部材２０の変位の検出能が向上する。
【００７４】
以上説明したように、本第８変形例によれば、第６変形例に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、スイッチ１１ｓの操作性が更に向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
《第９変形例》
以下、上述した《第６変形例》についての一変形例である第９変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記第６変形例との相違点を説明する。前記第６変形例との主な相違点の一つは、スイッチ１１ｓの押下げ操作に伴って可動部材２０を回転変位させる為の構成である。
【００７５】
上述した《第６変形例》に係るマスタマニピュレータでは、ラック・アンド・ピニオン構造を利用して、スイッチ１１ｓの直動運動によって可動部材２０を回転運動させている。しかしながら、直動運動を回転運動に変換する為の公知のリンク機構を用いてもよい。
【００７６】
図１６及び図１７はそれぞれ本発明の第９変形例に係るマスタマニピュレータのグリップ１１のスイッチ１１ｓ近傍の一構成例を示す図であり、当該マスタマニピュレータを図１２において矢印ｄ９で示す方向から観た図である。図１６及び図１７に示すように、直動運動を回転運動に変換する為の公知のリンク機構である変位拡大機構Ｌ´によって、スイッチ１１ｓと可動部材２０とを連結する。図１７に示す変位拡大機構Ｌ´は、スライド溝１１ｓｓを有する構成のリンク機構を利用した変位拡大機構である。
【００７７】
なお、スイッチ１１ｓの直動運動によって可動部材２０を回転運動させる為の機構は、図１６及び図１７に示す例に限られず、スイッチ１１ｓの直動運動によって可動部材２０を回転運動させることができる機構であれば、どのような機構を用いてもよい。
以上説明したように、本第９変形例によれば、第６変形例に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第１０変形例》
以下、上述した一実施形態についての変形例である第１０変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、スイッチ１１ｓの操作に連動させて可動部材２０を進退（直動）変位させる為の構成である。
【００７８】
前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ１１ｓと可動部材２０とを、リンク部材３０−１，３０−２を用いた平行リンク機構によって当該可動部材２０を進退可能に構成している。換言すれば、スイッチ１１ｓの押下げ操作に伴って、可動部材２０が進退（直動）変位するように構成し、変位センサ１３ｓによって当該変位を検出している。一方、本第１０変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ１１ｓを回転操作することで、可動部材２０を進退（直動）変位させる。
【００７９】
図１８は、本第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍の側面断面図である。図１９は、本第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１８において矢印Ａで示す方向から観た上面図である。図２０は、本第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１８において矢印Ｂで示す方向から観た矢視図である。図２１は、本第１０変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図１８において矢印Ｃで示す方向から観た矢視図である。
【００８０】
図１８乃至図２１に示すように、スイッチ１１ｓは、術者により矢印ｒで示す方向に回転操作される第１の部材１１ｓ１と、一端が第１の部材１１ｓ１に固定されておりグリップ１１の貫通孔１１ｈに挿通された棒状部材１１ｓｂと、該棒状部材１１ｓｂの他端に設けられた歯車１１Ｇと、を備える。
【００８１】
そして、可動部材２０のうちグリップ１１の中空領域１１Ｍに位置する部位には、歯切りがされて歯切り部２０ｇが形成されている。そして、この歯切り部２０ｇは、前記歯車１１Ｇと噛み合って所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成している。
上述の構成を採ることで、スイッチ１１ｓの第１の部材１１ｓ１が、矢印ｒで示す方向に回転操作されると、歯車１１Ｇと噛み合っている歯切り部２０ｇが歯車１１Ｇによって送り出され、可動部材２０は矢印ｓで示す方向に進退（直動）変位する。
【００８２】
つまり、本第１０変形例に係るマスタマニピュレータでは、ラック・アンド・ピニオン構造を利用して、スイッチ１１ｓの回転操作によって可動部材２０を進退（直動）変位させる。
以上説明したように、本第１０変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第１１変形例》
以下、本発明の第１１変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、変位センサ１３sの構成である。
【００８３】
前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ１１ｓの押下げ操作等に伴って、可動部材２０がマスタアーム本体１３内部で進退（直動）もしくは回転変位するように構成し、変位センサ１３ｓによって当該変位を検出している。
【００８４】
一方、本第１１変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ１１sの押し下げ操作に伴って、可動部材２０´はグリップ１１内部である中空領域１１Ｍのみにて進退する。グリップ１１内部である中空領域１１Ｍにおける可動部材２０´の変位を、マスタアーム本体１３内部にある変位センサ１３sで取得する。
なお、図２２に示す構成例以外にも、スイッチ１１sを回動あるいは回転操作するように構成し、且つ、その回動あるいは回転操作に伴って可動部材２０´が中空領域１１Ｍ内において回転するように構成してもよい（不図示）。
図２２は、本発明の第１１変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。
【００８５】
図２２に示すように、本第１１変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、可動部材２０´が、スイッチ１１ｓの押し下げ操作によりグリップ１１内部である中空領域１１Ｍのみで進退可能な長さとなっており、この可動部材２０´のマスタアーム本体１３側端面と対向する位置に変位センサ１３sが設けられている。
変位センサ１３sはマスタアーム本体１３と中間部材１５との接続面に変位センサ１３sの受信面が一致するように設置される。さらに、中間部材１５の中心部には変位センサ１３sによる受信を妨げないような透明な樹脂等でできた透過部材１６がある。透過部材１６は必須ではないが、このように構成することにより、清潔域と不潔域を完全に分離することが可能となり、滅菌性が向上する。
具体的には、前記変位センサ１３sとしては、例えばレーザー光、赤外光、超音波、磁気など、公知の種々の変位センサを用いることができる。変位センサ１３sで可動部材２０´の変位を精度よく検出するために、変位センサ１３sで用いる光や超音波、磁気などを透過する物質を、透過部材１６の材料とすることが好ましい。
この変位センサ１３sを用いて可動部材２０´の位置を検出する方法としては、例えば次に示すような方法がある。
すなわち、変位センサ１３sから可動部材２０´までの経路中に透過部材１６がある場合には、その透過部材１６を介して可動部材２０´に対してレーザー光、赤外光、超音波、磁気などの信号を発し、可動部材２０´から反射された信号を透過部材１６を介して変位センサ１３sで受信することで、可動部材２０´の位置（変位）を検出する。
なお、上述した図２２に示す例における変位センサ１３s、及び可動部材２０´の配置に限らず、例えば鏡などの反射部材を配置して、変位センサ１３sと可動部材２０´との間におけるレーザー光、赤外光、超音波、磁気などの信号を反射（屈折）させてから、変位センサ１３sにて当該信号を検出することで可動部材２０´の変位を検出してもよい。そのようにすることで、可動部材２０´と変位センサ１３sとを相対向する配置としなくとも良くなる（設計自由度が増す）。
また、変位センサ１３sで可動部材２０´の変位を精度よく検出するために、可動部材２０´の変位センサ１３sからの信号を反射する部位、例えばマスタアーム本体１３（変位センサ１３s）側端面を、信号を反射する素材で構成したり、その端面に反射部材を設けることが好ましい。
ところで、変位の検出方式としては、例えば前記一実施形態のように可動部材に付けたスケールを読み取る方式や、変位センサ１３ｓにより受信された信号の時間差を利用する方式等を挙げることができる。
【００８６】
なお、図示はしていないが、上述の第６変形例（図１２）のように可動部材２０´が回転する場合も同様の変位センサ１３sの配置で変位を計測できる。このように構成する場合、スケール２０sの切り方（パターン形成のしかた）が前記一実施形態とは異なる。すなわち、可動部材２０´のマスタアーム本体１３側端面において、例えば図２３（本第１１変形例に係るマスタマニピュレータの可動部材２０´のスケール２０´ｓを示す正面図）に示すように、当該可動部材２０´の中心軸から外周面に向かって径方向に放射状にスケール２０´ｓを形成すればよい。
【００８７】
さらに、上記した一実施形態及び各変形例には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、一実施形態または各変形例に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００８８】
ｅ…弾性部材、  Ｇ，１１Ｇ…歯車、  Ｇａ…中心軸、  Ｌ，Ｌ´…変位拡大機構、  ｇｒ１…第１把持部材、  ｇｒ２…第２把持部材、  ｇｒｌ…開閉リンク、  ｂｒ…ベアリング部材、  １１…グリップ、  １１ｉ…挿入突起部、  １１Ｍ…中空領域、  １１ｓ…スイッチ、  １１ｔ…係合突起部、  １１ｈ…貫通孔、  １１ｓ１…第１の部材、  １１ｓ２…第２の部材、  １１ｓｂ…棒状部材、  １１ｆｉｘ…固定部材、  １１ｓｇ…歯切り部、  １１Ｇ，１１Ｇ´…歯車、  １３…マスタアーム本体、  １３Ｍ…中空領域、  １３ｈ…挿入孔部、  １３ｄ…係合溝部、  １３ｓ…変位センサ、  １３ｃ…入力処理回路、  １３ｅ…エンコーダ、  １５…中間部材、  １５ｈ…挿入孔部、  １５Ｈ…貫通孔部、  １５ｄ…係合溝部、  １５ｉ…挿入突起部、  １５ｔ…係合突起部、  １５Ｈｄ…溝部、１６…透過部材、  １７…ドレープ、  １９…ドレープコネクタ、  １９ｈ…貫通孔部、  ２０…可動部材、  ２０ｓ…スケール、  ２０−１ｄ…係合溝部、  ２０−２ｔ、２０−３ｔ…係合突起部、  ２０−２ｒ…係合凹部、  ２０−２ｒｔ…規制突起部、  ２０ｇ…歯切り部、  ３０…リンク部材、  ３１…回転軸、  ３２…回転軸。
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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