[發(fā)明專利]機械手

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910134343.6
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN101559596A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅本義孝;高橋和彥
• 申請（專利權(quán)）人: 奧林巴斯醫(yī)療株式會社
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16;A61B1/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及驅(qū)動可自由轉(zhuǎn)動的關(guān)節(jié)的機械手。

背景技術(shù)

能根據(jù)體內(nèi)觀察和需要使用處理工具進行處理的內(nèi)窺鏡廣泛應(yīng)用于醫(yī)療用領(lǐng)域等中。為了易于將該內(nèi)窺鏡插入到彎曲的體內(nèi)，在插入部的前端側(cè)設(shè)有構(gòu)成為將多個關(guān)節(jié)以可自由轉(zhuǎn)動的方式連接起來的彎曲部。

因為是進行通過手動來驅(qū)動彎曲部彎曲的操作(需要操作力量)的手動式內(nèi)窺鏡，所以為了進一步提高操作性，使用電動機等電驅(qū)動單元來驅(qū)動彎曲部彎曲的電動彎曲式內(nèi)窺鏡、即具有機械手的內(nèi)窺鏡也漸趨實用。

另外，在處理工具方面也出現(xiàn)了如下結(jié)構(gòu)：其構(gòu)成為具有機械手，該機械手構(gòu)成為通過在操作側(cè)進行的指示操作，由電動機等驅(qū)動單元對通過多個關(guān)節(jié)構(gòu)成的彎曲部進行驅(qū)動，由此進一步提高了操作性。

作為現(xiàn)有例，例如在日本特開平10-315173號公報中公開了如下裝置，其具有：模型化的位置控制部和被輸入位置指令的作為位置控制模型部的2次濾波器；以及異常檢測單元，其由2次濾波器、比較器、絕對值轉(zhuǎn)換部和減法器構(gòu)成，該2次濾波器比較來自該位置控制模型部的輸出信號和表示驅(qū)動機械臂的電動機的實際位置的位置信號，當(dāng)其差在規(guī)定值以上時，作為機械臂的異常檢測出來。

而且，來自輸入系統(tǒng)的信號與對應(yīng)該輸入系統(tǒng)驅(qū)動電動機的輸出信號之差在規(guī)定值以上時，及早檢測出機械臂的異常并停止失控狀態(tài)。

但是，在上述現(xiàn)有例中，沒有公開或揭示檢測到異常的情況下適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施。也就是說，在具有機械手的裝置中產(chǎn)生了異常的情況下，雖然可以停止該裝置的機械手的工作以停止失控狀態(tài)，然而該裝置的工作會在中途成為不正常結(jié)束或中斷的狀態(tài)。

這種情況下，如果不使其成為不正常結(jié)束或中斷的狀態(tài)，而在被認為適當(dāng)?shù)囊?guī)定條件下持續(xù)進行用于執(zhí)行使用者期望的中斷前的規(guī)定行為的工作，則對使用者而言，可大幅提高操作性。

換言之，在通過驅(qū)動信號對關(guān)節(jié)或驅(qū)動關(guān)節(jié)的驅(qū)動部進行驅(qū)動的情況下，通過傳感器將驅(qū)動的工作狀態(tài)作為工作狀態(tài)信號檢測出來，判定該工作狀態(tài)信號是否處于規(guī)定范圍、即允許工作范圍內(nèi)，在判定為脫離了該規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，可進行在視為合適的規(guī)定條件下能持續(xù)進行驅(qū)動部的驅(qū)動的控制，這樣一種機械手對于使用者來說是優(yōu)選的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種機械手，其在由傳感器檢測出的工作狀態(tài)信號脫離了允許工作范圍的情況下，也能進行在規(guī)定條件下持續(xù)進行驅(qū)動部的驅(qū)動的控制。

本發(fā)明涉及的機械手具有：驅(qū)動部，其電驅(qū)動可自由轉(zhuǎn)動的關(guān)節(jié)；指示輸入部，其進行使上述關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動的指示輸入；驅(qū)動信號產(chǎn)生部，其對應(yīng)于上述指示輸入，產(chǎn)生驅(qū)動上述驅(qū)動部的驅(qū)動信號；傳感器，其按照時間序列檢測上述關(guān)節(jié)或驅(qū)動部的工作狀態(tài)；設(shè)定部，其設(shè)定通過上述驅(qū)動信號驅(qū)動上述驅(qū)動部的情況下能進行工作的允許工作范圍；判定部，其判定與上述工作狀態(tài)對應(yīng)的工作狀態(tài)信號是否位于上述允許工作范圍內(nèi)，該工作狀態(tài)信號至少包含由上述傳感器檢測出的檢測信號；控制部，其在判定為上述工作狀態(tài)信號處于上述允許工作范圍內(nèi)的情況下，使用上述檢測信號生成上述判定時之后的驅(qū)動信號；以及置換部，其在判定為上述工作狀態(tài)信號脫離了上述允許工作范圍的情況下，將上述檢測信號置換成在即將判定為上述工作狀態(tài)信號已脫離的時間之前判定為處于上述允許工作范圍內(nèi)的以前的檢測信號，生成上述判定時之后的驅(qū)動信號。

附圖說明

圖1是表示具有本發(fā)明第1實施方式的內(nèi)窺鏡處理系統(tǒng)的整體構(gòu)成的框圖。

圖2是表示具有第1實施方式的內(nèi)窺鏡處理系統(tǒng)的工作的處理內(nèi)容的流程圖。

圖3A和圖3B是表示通過恒定的輸出使構(gòu)成能動機構(gòu)的電動機旋轉(zhuǎn)的情況下的角度與由傳感器獲得的角度的傳感器值的例子的圖。

圖4A和圖4B是表示通過恒定的輸出使構(gòu)成能動機構(gòu)的電動機旋轉(zhuǎn)的情況下的角速度與根據(jù)由傳感器獲得的傳感器值計算出的角速度的例子的圖。

圖5A和圖5B是表示通過恒定的輸出使構(gòu)成能動機構(gòu)的電動機旋轉(zhuǎn)的情況下的角加速度與根據(jù)由傳感器獲得的傳感器值計算出的角加速度的例子的圖。

圖6是表示判定為錯誤的情況下的處理內(nèi)容的流程圖。

圖7是變形例中判定為錯誤的情況下的工作的說明圖。

圖8是表示包含圖1的內(nèi)窺鏡在內(nèi)的周邊裝置的具體構(gòu)成例的構(gòu)成圖。

圖9是表示圖1的處理工具及其控制裝置的具體構(gòu)成例的構(gòu)成圖。

圖10是表示具有本發(fā)明第2實施方式的內(nèi)窺鏡處理系統(tǒng)的整體構(gòu)成的框圖。

圖11是表示第2實施方式中能量輸出所涉及的處理內(nèi)容的流程圖。