CN103874467B - 医疗机械手 - Google Patents

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Abstract

医疗机械手(1)包括手术器具驱动部(2)，其具有第一输入部件(11)和第二输入部件(13)，其布置在连接端表面(2d)上，被构造为在彼此相反的方向上前进和后退，并且被构造为在朝向手术器具部(4)前进时在前进方向上传输驱动力，旋转平移变换部(15)，其被构造为向前和向后移动输入部件，以及马达(16)；以及手术器具部(4)，其具有第一传输部件(41)，其与第一输入部件(11)相对并且被支撑为在连接端表面(4d)上前进和后退，在与第一输入部件(11)相同的方向上移动，并且在另一端连接到执行部，第二传输部件(43)，其与第二输入部件(13)相对并且被支撑为在连接端表面(2d)上前进和后退，并且在与第二输入部件(13)相同的方向上移动，以及小齿轮(42)，其与第一传输部件(41)和第二传输部件(43)接合。

Description

医疗机械手
技术领域
本发明涉及一种医疗机械手。
要求2011年10月25日提交的日本专利申请No.2011-233974的优先权，通过引用将其整体并入这里。
背景技术
在现有技术中，已知一种用于外科手术的手术支持的医疗机械手。
在这样的医疗机械手中，应该可分离地提供手术器具部和手术器具驱动部以对于手术器具部执行灭菌处理。
例如，在专利文献1中，作为这样的医疗机械手，公开了一种能动钳子，其中，作为手术器具部的钳子远端体结构和钳子轴部可分离地设置在作为钳子轴部的近端部的手术器具驱动部的钳子基部处。
在专利文献1中公开的能动钳子中，为了安装手术器具部，钳子轴部被***到钳子基部的框架中，钳子轴部围绕该框架的中心轴旋转60度以将锁定部件锁定到保持部，并且然后，紧固夹具的紧固螺丝以将钳子轴部固定到框架。
引用列表
专利文献
专利文献1日本专利No.3686947
发明内容
技术问题
然而，在专利文献1中公开的技术中，当手术器具部被安装在手术器具驱动部上时，需要3个步骤的任务：(1)将钳子轴部***到框架中，(2)旋转钳子轴部，以及(3)紧固紧固螺丝。为此，当从手术器具驱动部移除手术器具部时，应以反转顺序执行这三个步骤。
为此，医疗器具的附接/分离是耗时的。
考虑上述问题，本发明的目的在于提供一种医疗机械手，利用该医疗机械手，能够容易且快速地执行手术器具部在手术器具驱动部上的附接/分离。
解决问题的技术方案
根据本发明的第一方面，所述医疗机械手包括：手术器具部，所述手术器具部具有执行部，该执行部被构造为操纵目标对象；以及手术器具驱动部，所述手术器具驱动部被构造为提供驱动力，所述驱动力用于驱动相对于所述手术器具部可分离地提供的所述执行部。手术器具驱动部包括：输入部件，所述输入部件布置在相对于所述手术器具部的附接分离方向上的一端以形成一对，并且被构造为在彼此相反的方向上前进和后退，并且被构造为在朝向所述手术器具部前进时在前进方向上传输所述驱动力；以及驱动源，所述驱动源被构造为使所述一对输入部件前进和后退。手术器具部包括：第一传输部件，所述第一传输部件与所述输入部件中的一个相对并且被支撑为在相对于所述手术器具驱动部的所述附接分离方向上的一端前进和后退，所述第一传输部件被构造为接收所述输入部件中的所述一个的驱动力并且在与所述输入部件中的所述一个相同的方向上移动，并且在另一端连接到所述执行部；第二传输部件，所述第二传输部件与所述输入部件中的所述另一个相对并且被支撑为在相对于所述手术器具驱动部的所述附接分离方向上的一端前进和后退，并且所述第二传输部件被构造为接收所述输入部件中的所述另一个的驱动力并且在与所述输入部件中的所述另一个相同的方向上移动；以及手术器具部侧反转联动部件，所述反转互锁部件与所述第一传输部件和所述第二传输部件接合，并且被构造为在反转移动方向的同时将所述第一传输部件和所述第二传输部件中的一个的移动量传输给所述第一传输部件和所述第二传输部件中的另一个。
根据本发明的第二方面，在根据本发明的第一方面的医疗机械手中，所述输入部件中的所述一个被构造为通过连接到所述驱动源而前进和后退，并且驱动部侧反转联动部件与所述输入部件中的所述一个和所述另一个接合并且被构造为在反转所述移动方向的同时将所述输入部件中的所述一个的移动量传输给所述输入部件中的所述另一个，所述驱动部的所述反转互锁部件被安装在所述输入部件中的所述一个和所述另一个之间。
根据本发明的第三方面，在根据本发明的第一方面或第二方面的医疗机械手中，所述输入部件、所述第一传输部件、所述第二传输部件和手术器具部的所述反转互锁部件被提供为多组，并且在所述多组中的每一个组中，所述输入部件中的所述一个被布置为与所述输入部件中的所述另一个相比，所述输入部件中的所述一个被布置在所述手术器具驱动部的附接分离方向上的末端的中心侧。
另外，根据本发明的第四方面，在根据本发明的第一方面至第三方面中的任一方面的医疗机械手中，中间部件可分离地连接在所述手术器具部与所述手术器具驱动部之间，并且所述中间部件包括：手术器具部侧末端，所述手术器具部侧末端可分离地连接到所述手术器具部的所述一端；驱动部侧末端，所述驱动部侧末端可分离地连接到所述手术器具驱动部的所述一端；第一中间传输部件，所述第一中间传输部件与所述输入部件中的所述一个以及所述第一传输部件相对并且抵靠；第二中间传输部件，所述第二中间传输部件与所述输入部件中的所述另一个以及所述第二传输部件相对并且抵靠；第一引导部，所述第一传输部件、所述输入部件中的所述一个以及所述第一中间传输部件被***到所述第一引导部中以前进和后退，所述第一引导部被构造为引导所述第一中间传输部件的前进和后退；以及第二引导部，所述第二传输部件、所述输入部件中的所述另一个以及所述第二中间传输部件被***到所述第二引导部中以前进和后退，所述第二引导部被构造为引导所述第二中间传输部件的前进和后退。
此外，根据本发明的第五方面，在根据本发明的第一方面至第四方面中的任一方面的医疗机械手中，手术器具部包括手术器具部侧偏置部，所述手术器具部侧偏置部被构造为对手术器具部侧反转联动部件向相对于所述手术器具驱动部的附接分离方向上的所述一端侧偏置。
此外，根据本发明的第六方面，在根据本发明的第二方面的医疗机械手中，所述手术器具驱动部包括驱动部侧偏置部，所述驱动部侧偏置部被构造为对驱动部侧反转联动部件向相对于所述手术器具部的附接分离方向上的所述一端侧偏置。
另外，根据本发明的第七方面，在根据本发明的第一方面至第六方面中的任一方面的医疗机械手中，第二传输部件包括操纵部件，所述操纵部件在与所述手术器具部的附接分离方向交叉的方向上从所述手术器具部突出。
本发明的有利效果
根据医疗机械手，被构造为将驱动力从手术器具驱动部传输到手术器具部的成对的输入部件以及第一和第二传输部件被布置为在附接分离方向上的末端彼此相对以传输驱动力，仅在附接分离方向上移动并且执行附接和分离。为此，能够容易且快速地执行手术器具驱动部上的手术器具部的附接和分离。
附图说明
图1是示出应用根据本发明的实施方式的医疗机械手的医疗机械手***的构造的示例的示意图。
图2是示出根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的构造的示意性平面图。
图3是示出根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的手术器具驱动部的远端侧的示意性侧视图。
图4是沿着图3的线B-B截取的截面图。
图5是沿着图3的线A-A截取的截面图。
图6是沿着图3的线C-C截取的截面图。
图7是根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的中间部件的远端侧的示意性侧视图。
图8是沿着图7的线E-E截取的截面图。
图9是沿着图7的线D-D截取的截面图。
图10是根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的手术器具部的示意性透视图。
图11是根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的手术器具部的近端侧的示意性侧视图。
图12是沿着图11的线H-H截取的截面图。
图13A是沿着图11的线F-F截取的截面图。
图13B是沿着图11的线G-G截取的截面图。
图14是沿着图2的线J-J截取的截面图。
图15是本发明的第一实施方式的医疗机械手的主要部件的示意图。
图16A是用于示意性地描述根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的主要部件的动作的视图。
图16B是用于示意性地描述根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的主要部件的动作的视图。
图16C是用于示意性地描述根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的主要部件的动作的视图。
图17是示出根据本发明的第一实施方式的变化的医疗机械手的主要部件的构造的示意图。
图18是示出根据本发明的第二实施方式的医疗机械手的主要部件的构造的示意图。
具体实施方式
下面，将参考附图描述本发明的实施方式。在所有附图中，即使当实施方式彼此不同时，由相同的附图标记表示相同或对应的部件，并且将省略其重复的描述。
第一实施方式
下面，将描述本发明的第一实施方式。首先，将描述应用根据实施方式的医疗机械手的医疗机械手***的示例。
图1是示出应用根据实施方式的医疗机械手的医疗机械手***的构造的示例的示意图。
图1示出了采用主从型医疗机械手***的示例。主从型医疗机械手***是下述***，其具有由主臂和从臂构成的两种类型的臂，并且远程地控制从臂以跟从主臂的动作。作为其中手术器具安装在从臂上的构造，能够应用根据实施方式的医疗机械手。
图1中所示的医疗机械手***包括操作台100、从臂200a、200b、200c和200d、从控制电路400、主臂500a和500b、操纵部600、输入处理电路700、图像处理电路800、用于操作者的显示部900a和用于助手的显示部900b。
下面，为了简要描述的目的，按字母顺序的附图标记“Xa,Xb…,Xz”可以表示为“Xa至Xz”。例如，从臂200a、200b、200c和200d可以表示为从臂200a至200d。
操作台100是其上放置患者P作为待观察和处理的对象的台子。多个从臂200a至200d安装在操作台100附近。另外，从臂200a至200d可以安装在操作台100处。
从臂200a至200d中的每一个被构造为包括具有多个自由度的关节。当具有多个自由度的关节弯曲时，执行安装在从臂200a至200d的远端侧(指向患者P的体腔的侧)的手术器具等等相对于操作台100上放置的患者P的定位。具有多个自由度的关节由电源单元(未示出)分别地驱动。作为电源单元，例如，能够使用具有伺服机构的马达(伺服马达)，其包括递增编码器、减速器等等。由从控制电路400执行电源单元的动作控制。
从臂200a至200d包括被构造为驱动其上安装的手术器具240a至240d的多个电源单元(未示出)。作为电源单元，例如，能够使用伺服马达。由从控制电路400执行电源单元的动作控制。
当从臂200a至200d的电源单元被驱动时，由位置检测器检测电源单元的驱动量。来自位置解码器的检测信号被输入到从控制电路400。根据检测信号，在从控制电路400中检测从臂200a至200d的驱动量。
操作电力传输适配器(下面，简称为“适配器”)220a、220b、220c和220d***在从臂200a至200d与手术器具240a至240d之间以分别连接到从臂200a至200d和手术器具240a至240d。适配器220a至220d包括被构造为分别驱动手术器具240a至240d的驱动机构，并且被构造为将从对应于从臂的电源单元生成的电力传输到对应的手术器具。
例如，根据对应的手术器具的构造，线性运动机构、旋转运动机构等等安装在适配器220a至220d的驱动机构。
从控制电路400被构造为包括例如CPU、存储器等等。从控制电路400存储被构造为控制从臂200a至200d的预定程序，并且根据来自输入处理电路700的控制信号控制从臂200a至200d或者手术器具240a至240d的动作。即，从控制电路400基于来自输入处理电路700的控制信号指定由操作者Op操纵的主臂的目标对象的从臂(或手术器具)，并且计算将操作者Op的根据主臂的操纵量的移动应用于所指定的从臂等等所要求的驱动量。
然后，从控制电路400根据计算出的驱动量控制主臂的目标对象的从臂等等的动作。这里，从控制电路400将驱动信号输入到对应的从臂，并且控制驱动信号的幅值或极性使得目标对象的从臂的驱动量达到根据根据对应的从臂的动作从电源单元的位置检测器输入的检测信号的目标驱动量。
主臂500a和500b由多个连杆机构构成。例如，诸如增量编码器等等的位置检测器安装在构成连杆机构的各连杆处。当由位置检测器检测到各连杆的动作时，在输入处理电路700中检测到主臂500a和500b的操纵量。
图1的医疗机械手***是被配置为使用两个主臂500a和500b操纵四个从臂的***。在图1的医疗机械手***中，需要适当地切换主臂的目标对象的从臂。例如，通过操作者Op操纵操纵部600来执行这样的切换。当然，当主臂的数目等于从臂的数目，从而以一一对应的方式对应于目标对象时，不需要这样的切换。
操纵部600包括各种操纵部件，例如被构造为切换主臂500a和500b的目标对象的从臂的切换按钮、被构造为改变主和从之间的动作比例的标度改变开关、被构造为紧急停止***的脚开关等等。当操作者Op操纵构成操纵部600的操纵部件中的任一个时，根据对应的操纵部件的操纵的操纵信号被从操纵单元600输入到输入处理电路700。
输入处理电路700分析来自主臂500a和500b的操纵信号以及来自操纵部600的操纵信号，并且根据操纵信号的分析结果来生成用于控制医疗机械手***的控制信号，以将该控制信号输入到从控制电路400中。
图像处理电路800执行各种图像处理以显示从从控制电路400输入的图像信号，并且生成用于显示在用于操作者的显示部900a中的图像数据以及用于显示在用于助手的显示部900b中的图像数据。用于操作者的显示部900a和用于助手的显示部900b由例如液晶显示器构成，并且基于根据经由观察仪器获得的图像信号在图像处理电路800中生成的图像数据显示图像。
在如上所述构造的医疗机械手***中，当操作者Op操纵主臂500a和500b时，对应的从臂和附接到从臂的手术器具根据主臂500a和500b的移动而操作。因此，能够执行对于患者P的想要的手术操作。
接下来，将描述本实施方式的医疗机械手。
图2是示出根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的构造的示意性平面图。图3是示出根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的手术器具驱动部的远端侧的示意性侧视图。图4是沿着图3的线B-B截取的截面图。图5是沿着图3的线A-A截取的截面图。图6是沿着图3的线C-C截取的截面图。图7是根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的中间部件的远端侧的示意性侧视图。图8是沿着图7的线E-E截取的截面图。图9是沿着图7的线D-D截取的截面图。图10是根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的手术器具部的示意性透视图。图11是根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的手术器具部的近端侧的示意性侧视图。图12是沿着图11的线H-H截取的截面图。图13A是沿着图11的线F-F截取的截面图。图13B是沿着图11的线G-G截取的截面图。图14是沿着图2的线J-J截取的截面图。图15是本发明的第一实施方式的医疗机械手的主要部件的示意图。
在医疗机械手***中，能够使用根据图2中所示的实施方式的医疗机械手1来替代手术器具附接到的从臂。
医疗机械手1可以包括下述构造，其在其近端部处具有与从臂的近端侧相同的关节和臂结构，并且其中，整个从臂被替换为新的。然而，在下面，作为示例，将示例性地描述其中远端侧的一部分而不是从臂200a的关节被替换为新的的构造。
即，当下面描述的医疗机械手1可分离地设置在具有与从臂的近端侧相同的关节和臂结构的关节臂支撑机构(未示出)的远端部时，从臂的整个构造能够被替换为新的。
如上所述，在医疗机械手***中，例如，能够安装医疗机械手1，以替代手术器具240a、适配器220a和从臂200a。
例如，医疗机械手1包括手术器具驱动部2、中间部件3和手术器具部4，其分别对应于从臂200a的远端侧的一部分、适配器220a和手术器具240a。
下面，当表示医疗机械手1的长度方向上的相对位置关系时，除非另有所述，如上所述，使用的针对患者P的体腔的一侧被称为远端侧，并且相对侧被称为近端侧。
手术器具驱动部2设置在医疗机械手1的近端侧，并且具有基本上整体从近端侧延伸到远端侧的轴形状。
另外，手术器具驱动部2包括基部2e，其布置在远端侧并且可分离地连接到中间部件3的近端侧；以及壳体2a，其形成在近端侧并且具有筒形状。
例如，基部2e和壳体2a的材料可以是合成树脂或金属。
将在下面描述的抵靠中间部件3的近端侧的连接端表面3B的连接端表面2d形成在基部2e的远端侧。
如图3中所示，在本实施方式中，基部2e的外观是八角形棱镜形状，其具有小于处于与壳体2a的中心轴O2相同的轴上的位置处的壳体2a的尺寸的尺寸。如图4中所示，将连接到中间部件3的连接凸部28设置在连接端表面2d的中心部分处以朝向远端侧突出。
下面，为了简要描述的目的，沿着手术器具驱动部2的中心轴(在实施方式中，定义为壳体的中心轴O2)的方向可以被称为轴方向，在垂直于中心轴的平面上与中心轴交叉的方向可以被称为放射方向，并且在垂直于中心轴的平面中关于中心轴的圆的周方向可以被称为周方向。另外，当表示关于中心轴的放射方向上的相对远和近位置时，可以使用诸如外周侧或放射方向上的外侧、内周侧或放射方向上的内侧的术语。
此外，即使在具有明确的中心轴的其它轴形状部件(也包括大致轴形状的部件)中也可以使用相同的术语。
连接凸部28包括从连接端表面2d延伸到轴方向上的远端侧的八角形棱镜形状的接合突出部2f以及设置在接合突出部2f的远端侧的接合部20。
接合部20包括由旋转支撑部20a可旋转地固定并且设置为彼此相对的接合臂部20A和20B以及盘簧20d。
接合臂部20A和20B都***在一对停止部2h之间，该一对停止部2h在接合突出部2f的延伸方向上延伸到接合突出部2f的远端侧并且设置在接合突出部2f的远端。
盘簧20d是布置在接合臂部20A和20B的远端部之间以在相反方向上向外对接合臂部20A和20B偏置的弹性部件。为此，接合臂部20A和20B由盘簧20d围绕各旋转支撑部20a偏置到接合突出部2f的侧表面的外侧以压向停止部2h的内侧。
在压向停止部2h的同时与接合突出部2f的侧表面对齐的平坦部形成在接合臂部20A和20B的远端部。是突出到接合突出部2f的侧表面的外侧的台阶部的接合爪部20b形成在平坦部的远端。
接合爪部20b的轴方向上的位置在接合臂部20A和20B被压向停止部2h的状态下具有距离连接端表面2d的距离L1。
在朝向中心轴O2的方向上倾斜的倾斜部20c从接合爪部20b的突出方向上的顶点延伸到距离L2的范围内的远端侧。倾斜部20c的远端之间的宽度小于接合突出部2f的宽度。
另外，如图3中所示，被构造为容纳在放射方向上向外突出的第二输入部件13(下面描述)的第二输入部件容纳部2c形成在基部2e的外周侧。在实施方式中，在八角形棱镜的基部2e的交替侧表面处设置四个第二输入部件容纳部2c。
第二输入部件容纳部2c中的每一个的放射方向上的外观与壳体2a的桶形状的外观对齐。
在第二输入部件容纳部2c中的每一个和基部2e的内部中，在每个第二输入部件容纳部2c处设置有往复驱动部10。往复驱动部10的构造在实施方式中是相同的。当彼此区分往复驱动部10时，可以顺时针地命名往复驱动部10A、10B、10C和10D，如图3中所示。
如图5中所示，往复驱动部10包括第一输入部件11(输入部件之一)、旋转平移变换部15(驱动源)、马达16(驱动源)、第二输入部件13(输入部件中的另一个)以及小齿轮12(驱动部侧反转联动部件)。
第一输入部件11是杆状部件，其被构造为在中心轴O2的方向上朝向连接到连接端表面2d的中间部件3前进和后退，并且在前进时传输驱动力。在实施方式中，第一输入部件11整体地形成为角杆形状并且具有宽度W1×厚度H1的截面形状。然而，在第一输入部件11的远端侧的一个侧表面处形成有齿条部11a。
第一输入部件11的材料可以是具有适合于传输驱动力的刚性的材料，例如，金属材料。
第一输入部件11的远端侧的一部分在齿条部11a在放射方向上向外的状态下容纳在被构造为可滑动地保持第一输入部件11的引导槽2k中。
引导槽2k是延伸以在平行于中心轴O2的轴方向上在布置在外周侧的基部2e的一部分中而不是接合突出部2f中贯通的槽部。
另外，第一输入部11的近端侧的一部分在壳体2a内延伸并且被支撑为由布置在壳体2a中的多个滑动轴承17前进和后退。
旋转平移变换部15和马达16构成了驱动源，其被构造为在沿着中心轴O2的方向上使第一输入部件11和第二输入部件13前进和后退，并且被固定到壳体2a中。
旋转平移变换部15设置在第一输入部件11的最远端侧的端部与马达16的旋转轴16a之间，并且将马达16的旋转移动转换为沿着中心轴O2的方向上的平移动作移动。
旋转平移变换部15的构造没有特别的限制，只要旋转移动能够被转换为平移动作移动。在本实施方式中，采用丝杠机构作为一个示例。
马达16电连接到从控制电路400，并且根据来自从控制电路400的控制信号改变旋转轴16a的旋转方向和旋转角度。例如，能够采用DC马达等等作为马达16。
第二输入部件13是杆状部件，其被构造为在沿着中心轴O2的方向上朝向连接到连接端表面2d的中间部件3前进和后退并且在前进时传输驱动力。在本实施方式中，第二输入部件13整体地形成为大致角杆形状并且具有宽度W1×厚度H2的截面形状。然而，具有与第一输入部件11的齿条部11a相同形状的齿条部13a形成在第二输入部件13的一个侧表面处。
第二输入部件13的材料可以是具有适合于传输驱动力的刚性的材料，例如，金属材料。
被构造为限制第二输入部件13的前进/后退量的停止销14形成为在齿条部13a的后表面的侧表面处突出。
包括上述构造的第二输入部件13在齿条部13在放射方向上向内的状态下容纳在被构造为可滑动地保持第二输入部件13的引导槽2j中。
引导槽2j是延伸以在沿着中心轴O2的方向上在第二输入部件容纳部2c中贯通的槽部。引导槽2j具有槽底表面，其被构造为在第二输入部件13的与第二输入部件13的齿条部13a相反的侧表面上滑动；以及槽侧表面，其被构造为引导第二输入部件13的齿条部13a附近的侧表面。
在槽长度方向上具有细长孔形状的停止槽2b穿过引导槽2j的槽底表面。第二输入部件13的停止销14***在停止槽2b中。
为此，由停止槽2b的长度方向上的开口量来限制第二输入部件13的前进和后退范围。
朝向第二输入部件13突出的凸部2m设置在引导槽2j的侧表面处而没有设置在引导槽2j的远端侧。没有设置凸部2m的范围是其中第二中间传输部件25(将在下面描述)可以从连接端表面2d前进的范围。
同时，与凸部2m接合的台阶部13c形成在第二输入部件13的侧表面处。为此，当第二输入部件13前进或后退时，与齿条部13a相对的第二输入部件13的侧表面与引导槽2j的槽底表面紧密接触并且相对于该槽底表面滑动。
引导槽2k和2j可以被构造为具有分别匹配第一输入部件11和第二输入部件13的外观的矩形形状的两个单独的引导孔。在本实施方式中，引导槽2k和2j被构造为在放射方向上彼此连通，并且整体在放射方向上具有长的矩形孔。即，引导槽2k形成在矩形孔的放射方向上的内端，并且引导槽2j形成在放射方向上的外端。
为此，当杆形状部件在引导槽2k和2j的周方向上具有等于或小于宽度W1的杆形状部件时，具有大于第一输入部件11和第二输入部件13的截面面积的杆形状部件能够***在引导槽2k和2j中。
小齿轮12是与第一输入部件11的齿条部11a和第二输入部件13的齿条部13a接合的齿轮。
小齿轮12的旋转轴12a可旋转地支撑在相对于相对于连接端表面2d基本上恒定的位置处并且被向手术器具驱动部2的远端侧偏置。
在本实施方式中，如图6中所示，在被构造为从其侧部覆盖第二输入部件容纳部2c和基部2e中，提供有在沿着中心轴O2(在图6中未示出，参见图5)的方向上延伸的引导孔2g。旋转轴12a由可滑动地保持在引导孔2g中的滑动块12b旋转地支撑。
滑动块12b由布置在引导孔2g中的近端侧(图6的右侧)的盘簧18(驱动部侧偏置部)朝向远端侧偏置。
为此，由于小齿轮12即使在齿条部11a与13a之间发生反冲时也向远端侧偏置，因此，小齿轮12在没有反冲的情况下与齿条部11a和13a接合。
另外，引导孔2g中的盘簧18将第一输入部件11和第二输入部件13的整体向远端侧偏置。
在本实施方式中，如图3中所示，两组包括上述构造的往复驱动部10被设置为在垂直于中心轴O2的两个轴方向上彼此相对。另外，在任一往复驱动部10中，与第二输入部件13相比，第一输入部件11被布置在连接端表面2d的中心侧。此外，当在连接端表面2d中组合第一输入部件11和第二输入部件13的方向被定义为往复驱动部10的配置方向，各往复驱动部10被围绕中心轴O2放射地布置。
中间部件3可分离地连接手术器具驱动部2和手术器具部4，并且将来自手术器具驱动部2的驱动力朝向手术器具部4传输。
如图7中所示，中间部件3包括中间部件主体3a、第一中间传输部件26和第二中间传输部件25。
中间部件主体3a分别在其两端包括与手术器具驱动部2的连接端表面2d紧密接触并且抵靠的连接端表面3B(驱动部侧末端)和与布置为平行于连接端表面3B的手术器具部4的连接端表面4d(下面描述)紧密接触并且抵靠的连接端表面3A(手术器具部侧末端)。
中间部件主体3a具有下述形状，当从侧视图看时，与壳体2a对齐的圆被两条平行线切割。中间部件主体3a是大致轴形状部件，其沿着中心轴O3延伸，该中心轴O3是穿过与壳体2a对齐的圆圈的中心线的直线。为此，中间部件主体3a包括弯曲为弧形状的弯曲侧表面3C以及由平面形成的平坦侧表面3D和3E。
被构造为使得手术器具驱动部2的接合突出部2f在相对于中间部件3的手术器具驱动部2的放射方向上***并且固定的接合孔部3c在连接端表面3B的中心部中沿着中心轴O3延伸，如图8中所示。
在相对于连接端表面3B距离为L1的位置处延伸到接合孔部3c之外的锁定表面3g设置在接合孔部3c中。接合孔部3c的孔深度表面3h被以距离L3布置在锁定表面3g的远端侧。距离L3是大于接合部20的远端侧而不是接合爪部20b的距离L2的维度。
由于提供了上述构造，因此，当连接凸部28从近端侧***到接合孔部3c时，减少接合臂部20A与20B之间的面对间隙的力被从接合孔部3c经由接合臂部20A和20B的倾斜部20c施加。然后，当盘簧20d被推入到接合孔部3c中时，盘簧20d被压缩以***在接合孔部3c中。
当接合部20被推入到远端侧而不是锁定表面3g中时，由盘簧18偏置的各接合爪部20b在放射方向上向外突出以锁定到锁定表面3g。因此，手术器具驱动部2连接到中间部件3(参见图14)。
如图8中所示，被构造为连接到朝向远端侧突出的手术器具部4的连接凸部27设置在连接端表面3A的中心部分处。
连接凸部27具有在放射方向上从连接端表面3A延伸到远端侧的八角形棱镜形状。连接凸部27包括设置在远端侧的具有与接合凸部2f相同的停止部2h的对的接合突出部3f以及具有与上述相同形状并且形成在接合突出部3f的远端侧的接合部20。
接合突出部3f的外观可以与接合突出部2f相同。在本实施方式中，不同之处在于从连接端表面3A到接合爪部20b的距离L4小于从连接凸部28的连接端表面2d到接合爪部20b的距离L1。
接合凸部3f中的接合部20的接合臂部20A和20B的相反方向穿过中心轴O3并且垂直于平坦侧表面3D和3E。
被构造为在锁定表面3g和孔深度表面3h之间在放射方向上前进和后退的解除按钮21分别设置在平坦侧表面3D和3E处。
解除按钮21是下述部件，其中，操纵部21a设置在轴部21b的一端并且被构造为解除到手术器具驱动部2的连接。轴部21b的另一端***在中间部件主体3a的中心中。操纵部21a布置为从平坦侧表面3D(3E)向外突出。
轴部21b***到***在中间部件主体3a中的保持部件22中，并且由布置在保持部件22中的盘簧23在中间部件主体3a的放射方向上向外偏置。
轴部21b的长度被设置为使得当外力施加到操纵部21a时轴部21b的另一端在放射方向上与接合孔部3c的内周表面相比向外后退，并且轴部21b的另一端在操纵部21a被按压为被推入到中间部件主体3a中时从接合孔部3c的内周表面突出。
如图7中所示，沿着中心轴O3的方向贯通的四个引导孔3e(第一引导部)和引导孔3d(第二引导部)设置在连接端表面3A与3B之间。这些引导孔3e和3d被围绕中心轴O3放射状地布置。在本实施方式中，引导孔3e和3d被沿着穿过中心轴O3并且以一组为单元彼此垂直的两个轴设置。
引导孔3e是形成在下述位置的贯通孔，该位置在手术器具驱动部2连接时与手术器具驱动部2的第一输入部件11的远端表面和引导槽2k相对。在本实施方式中，引导孔3e是具有宽度W1×厚度h1的矩形截面形状的斜孔(angled hole)。这里，宽度是周方向上的维度，并且厚度是放射方向上的维度。厚度h1被设置为等于或大于第一输入部件11的宽度H1的维度。
具有角度杆形状(其具有与引导孔3e相同的矩形截面形状)的第一中间传输部件26可滑动地***到引导孔3e中。
引导孔3d是形成在下述位置的贯通孔，该位置在手术器具驱动部2连接时与手术器具驱动部2的第二输入部件13的远端表面相对。在本实施方式中，引导孔3d是具有宽度W1×厚度h2的矩形截面的斜孔。这里，宽度是周方向上的维度，并且厚度是放射方向上的维度。厚度h2被设置为等于或大于第二输入部件13的宽度H2的维度。
具有角度杆形状(其具有与引导孔3d相同的矩形截面形状)的第二中间传输部件25可滑动地***到引导孔3d中。
如图9中所示，在引导孔3d中的每一个的长度方向上的中心部分中，具有长孔形状并且贯通引导孔3d的停止槽3b形成在每个引导孔3d与弯曲侧表面3C之间。从第二中间传输部件25的一个侧表面突出的保持销24***在停止槽3b中。
为此，其中第二中间传输部件25能够前进和后退的范围由停止槽3b的长度方向上的开口量来限制。
另外，如图9中所示，第一中间传输部件26和第二中间传输部件25的长度等于连接端表面3A与连接端表面3B之间的距离。
第一中间传输部件26和第二中间传输部件25的材料可以是具有适合于传输驱动力的刚性的金属或合成树脂。
手术器具部4是下述部件，其具有被构造为操纵目标对象的执行部，利用从手术器具驱动部2经由中间部件3传输的驱动力驱动执行部并且操纵目标对象。手术器具部4可分离地设置在中间部件3的连接端表面3A上。
手术器具部4的执行部能够采用适合的执行部，当由第一中间传输部件26和第二中间传输部件25在一个轴方向上传输的驱动力操作执行部时，其相对于手术器具部4前进和后退。
下面，将示例性地描述其中手术器具部4是抓握钳并且钳子部和关节被提供作为执行部的示例。
如图2中所示，手术器具部4具有整体基本上轴形状，并且从远端侧起包括沿着中心轴O4的手术器具主体4A和驱动力传输部4B。
如图10中所示，手术器具主体4A从远端侧起包括钳子部30(执行部)、关节31(执行部)和轴部32。
钳子部30包括围绕固定到盖部件30d的枢转轴30c旋转的钳子件30a和30b。布线(未示出)的末端连接到钳子件30a和30b的近端侧，并且布线的另一端***到是第一传输部件41D和41B的远端部的远端轴部41b、轴部32和关节31，并且与其连接。
钳子件30a和30b利用布线(未示出)连接到第一传输部件41D和41B。为此，当第一传输部件41D向近端侧后退时，钳子件30a打开，并且当第一传输部件41B向近端侧后退时，钳子件30b打开。另一方面，当第一传输部件41D向远端侧前进时，钳子件30a关闭，并且当第一传输部件41B向远端侧前进时，钳子件30b关闭。当钳子件30a和钳子件30b关闭为彼此接触时，钳子关闭。
另外，当第一传输部件41D向近端侧后退并且第一传输部件41B向远端侧前进时，钳子件30a和30b在箭头Y2的方向上旋转。另一方面，当第一传输部件41D向远端侧前进并且第一传输部件41B向近端侧后退时，钳子件30a和30b在箭头Y1的方向上旋转。
关节31在垂直于轴部32的轴方向的方向上旋转钳子部30。在关节31中，设置在钳子部30的近端部的被驱动轴31c利用旋转臂31d连接到设置在轴部32的远端部的旋转支轴31b。
驱动连杆31a的远端侧的末端连接到被驱动轴31c。另外，***到轴部32的第一传输部件41A的远端部可旋转地连接到驱动连杆31a的近端侧的末端。此外，驱动连杆31a还可旋转地连接到旋转支轴31b。
为此，当第一传输部件41A前进和后退时，驱动连杆31a围绕旋转支轴31b旋转被驱动轴31c，并且钳子部30与被驱动轴31c互锁以在箭头X的方向上旋转。
第一传输部件41C连接到盖部件30d以利用连杆(未示出)保持钳子部30的取向。
轴部32具有围绕中心轴O4的柱状外观。第一传输部件41A、41B、41C和41D(下面描述)的各远端轴部41b***到轴部32中。轴部32的近端侧连接到驱动力传输部4B。
各远端轴部41b布置在围绕轴部32的中心轴O4的圆周被划分为四个部分的位置处。远端轴部41b被保持为利用引导孔4j(参见图13A)等等在轴部32中前进和后退。
如图2中所示，驱动力传输部4B包括基部4a，其布置在近端侧并且可分离地连接到中间部件3的远端侧。
抵靠中间部件3的连接端表面3A的连接端表面4d形成在基部4a的近端侧。
在本实施方式中，如图11中所示，在布置在与中心轴O4相同的轴上的位置处，基部4a的外观是八角形棱镜形状，其具有大于轴部32的外观。如图12中所示，被构造为连接到中间部件3的连接凸部27的接合孔部4e从连接端表面4d的中心部分延伸到远端侧。
另外，被构造为容纳第二传输部件43(下面描述)的第二传输部件容纳部4c在放射方向上从基部4a的外周侧向外突出。在本实施方式中，四个第二传输部件容纳部4c交替地设置在形成为八角形棱镜形状的基部4a的侧表面上。
在连接时，每个第二传输部件容纳部4c的放射方向上的外观与中间部件3的弯曲侧表面3C的柱形状的外观对齐。
从相对于连接端表面4d的距离L4的位置延伸到接合孔部4e之外的锁定表面4g形成在接合孔部4e中。接合孔部4e的孔深度表面4h被布置在离锁定表面4g距离为距离L5的远端侧的位置处。距离L5形成为大于接合部20的远端侧而不是接合爪部20b的距离L2的维度。
根据上述构造，当中间部件3的连接凸部27从近端侧***到接合孔部4e中时，用于减小接合臂部20A和20B之间的面对间隙的力从接合孔部4e经由接合臂部20A和20B的倾斜部20c施加。然后，连接凸部27被推入到接合孔部4e中以压缩盘簧20d，并且连接凸部27***到接合孔部4e。
当接合部20被推入到远端侧而不是锁定表面4g时，由盘簧20d偏置的各接合爪部20b在放射方向上向外突出以锁定到锁定表面4g。因此，中间部件3能够连接到手术器具部4的驱动力传输部4B(参见图14)。
被构造为在锁定表面4g和孔深度表面4h之间在放射方向上前进和后退的解除按钮21分别设置在一对彼此相对的侧表面处，并且基部4a的中心轴O4***在其间。
在本实施方式中，解除按钮21具有与安装在中间部件3上相同的构造。
为此，轴部21b被设置为下述长度，该长度使得当外力没有施加到操纵部21a时，轴部21b的另一端在放射方向上从接合孔部4e的内周面向外后退，并且当操纵部21a被按压以向基部4a内部推时，另一端从接合孔部4e的内周侧突出。
如图11中所示，在各第二传输部件容纳部4c处，往复驱动部40设置在基部4a和第二传输部件容纳部4c中。虽然各往复驱动部40的构造在本实施方式中相同，但是当进行区分时，这些可以在图11中逆时针地称为往复驱动部40A、40B、40C和40D。
如图13A中所示，往复驱动部40包括第一传输部件41、第二传输部件43和小齿轮42。
第一传输部件41是杆状部件，其被构造为在连接到连接端表面4d的中间部件3的第一中间传输部件26前进时从第一中间传输部件26接收驱动力，在沿着中心轴O4的方向上移动，并且将驱动力传输到连接到近端侧的关节31或钳子部30。
为此，各第一传输部件41布置在下述位置处，该位置在中间部件3连接时与各第一中间传输部件26相对，并且各第一传输部件41被构造为在抵靠与其相对的第一中间传输部件26时在连接端表面4d与连接端表面3A之间前进和后退。
在本实施方式中，第一传输部件41被构造为整体呈角度杆形状，并且具有宽度W1×厚度H3的截面形状。然而，齿条部41a形成在第一传输部件41的近端侧的一个侧表面处。另外，厚度H3被设置为等于或小于第一中间传输部件26的厚度h1。第一传输部件41的材料可以采用具有适合于传输驱动力的刚性的材料，例如，金属材料。
具有角度杆形状(其具有矩形截面)并且不具有齿条部41a的远端轴部41b形成在第一传输部件41的远端侧。远端轴部41b***到轴部32的引导孔4j中以前进或后退。
另外，其上形成有齿条部41a的第一传输部件41的近端侧的部分容纳在引导槽4i中，该引导槽4i具有宽度W1并且被构造为在齿条部41a在放射方向上向外的状态下可滑动地保持第一传输部件41。
当对应于往复驱动部40A、40B、40C和40D的部件在本实施方式中分别称为第一传输部件41A、41B、41C和41D时，第一传输部件41B和41D将驱动力传输给钳子部30，并且第一传输部件41A和41C将驱动力传输给关节31。
第二传输部件43是杆状部件，其被构造为在连接到连接端表面4d的中间部件3的第二中间传输部件25前进时从第二中间传输部件25接收驱动力，并且沿着中心轴O4在与第二中间传输部件25相同的方向上移动。在本实施方式中，第二传输部件43被构造为整体基本上角度杆形状，并且具有宽度W1×厚度H4的截面形状。然而，具有与第一传输部件41的齿条部41a相同形状的齿条部43a形成在第二传输部件43的一个侧表面处。另外，厚度H4被设置为等于或小于第二中间传输部件25的厚度h2。
第二传输部件43的材料可以是具有适合于传输驱动力的刚性的材料，例如，金属材料。
被构造为限制第二传输部件43的前进和后退量并且从外部手动地操纵第二传输部件43的位置的操纵部件44从第二传输部件43中的齿条部43a的后表面的侧表面突出。
具有上述构造的第二传输部件43容纳在引导槽4k中，该引导槽4k被构造为在齿条部43a在放射方向上向内的状态下可滑动地保持第二传输部件43。
引导槽4k是下述槽部，其在第二传输部件容纳部4c中在沿着中心轴O4的方向上贯穿。引导槽4k具有与第二传输部件43的与齿条部43a相对的侧表面滑动接触的槽底表面以及被构造为在齿条部43a附近引导第二传输部件43的侧表面的槽侧表面。
在槽长度方向上具有长孔形状的停止槽4b贯穿引导槽4k的槽底表面。第二传输部件43的操纵部件44被***到停止槽4b中。
为此，其中第二传输部件43能够前进和后退的范围由停止槽4b的长度方向上的开口量限制。
朝向第二传输部件43突出的凸部4n形成在引导槽4k的除了引导槽4k的近端侧之外的槽侧表面处。其中没有形成凸部4n的范围是其中第二中间传输部件25可以从连接端表面4d前进的范围。
同时，与突出部4n接合的台阶部43c形成在第二传输部件43的侧表面处。因此，当第二传输部件43前进和后退时，第二传输部件43的与齿条部43a相对的侧表面能够被使得与引导槽4k的槽底表面紧密接触并且相对于该槽底表面滑动。
引导槽4i和4k可以由两个单独的引导孔构造，其具有匹配第一传输部件41和第二传输部件43的外观的矩形形状。在本实施方式中，引导槽4i和4k由矩形截面槽构造，该矩形截面槽在放射方向上彼此连通并且朝向接合孔部4e开口以在放射方向上伸长。即，引导槽4k形成在矩形槽的放射方向内的槽底部，并且引导槽4i形成在放射方向外的开口部处。
为此，当杆状部件在周方向上具有等于或小于宽度W1的宽度时，即使杆状部件具有大于第一传输部件41和第二传输部件43的截面面积，杆状部件也能够***到引导槽4i和4k中。
小齿轮42是与第一传输部件41的齿条部41a和第二传输部件43的齿条部43a接合的齿轮。
小齿轮42的旋转轴42a在偏置到手术器具部4的近端侧的状态下可旋转地支撑在相对于连接端表面4d的基本上恒定的位置处。
在本实施方式中，如图13B中所示，在沿着中心轴O4(图13B中未示出，参见图13A)的方向上延伸的引导孔4m形成在被构造为从其侧面覆盖小齿轮42的第二传输部件容纳部4c以及基部4a中。然后，旋转轴42a由可滑动地保持在引导孔4m中的滑动块42b可旋转地支撑。
滑动块42b由布置在引导孔4m中的远端侧(图13B的左侧示出)的盘簧18(手术器具部的偏置部)朝向近端侧偏置。
为此，即使当在齿条部41a与43a之间发生反冲时，由于小齿轮42被偏置到近端侧，因此，小齿轮在没有反冲的情况下与齿条部41a和43a接合。
另外，引导孔4m中的盘簧18将第一传输部件41和第二传输部件43的整体向近端侧偏置。
在本实施方式中，具有上述构造的两组往复驱动部40在垂直于中心轴O4的两个轴方向上彼此相对，如图13A中所示。另外，在所有往复驱动部40中，与第二传输部件43相比，第一传输部件41被布置在连接端表面4d的中心侧。此外，当在连接端表面4d中组合第一传输部件41和第二传输部件43的方向被定义为往复驱动部40的布置方向时，各往复驱动部40被布置为形成围绕手术器具部4的中心轴O4的放射形状。
另外，如图14中所示，当手术器具驱动部2的连接凸部28***到中间部件3的接合孔部3c中并且中间部件3的连接凸部27***到手术器具部4的接合孔部4e中，使得连接端表面2d和3B压缩为分别抵靠连接端表面3A和4d时，各接合部20被锁定到锁定表面3g和4g。如上所述，在本实施方式中，手术器具驱动部2、中间部件3和手术器具部4被布置在与中心轴O2、O3和O4相同的轴上，并且手术器具驱动部2、中间部件3和手术器具部4分别在沿着各中心轴的方向上***，从而完成连接。
因此，如图1中所示，手术器具部4、中间部件3和手术器具驱动部2连接以组装医疗机械手1。
这里，在手术器具部4、中间部件3和手术器具驱动部2中，围绕中心轴O4、O3和O2定位并且由连接凸部27和28放射地布置的往复驱动部10、往复驱动部40和引导孔3d和3e彼此对齐。
为此，在引导槽4k、引导孔3d和引导槽2j的放射方向上外侧的槽底表面的位置在周方向上与各槽侧表面的位置对齐。另外，引导槽4i、引导孔3e和引导槽2k的放射方向内的槽底表面的位置彼此对齐。此外，引导槽4i、引导孔3e和引导槽2k的周方向上各槽侧表面的位置彼此对齐。
此外，各往复驱动部10和40经由中间部件3的第二中间传输部件25和第一中间传输部件26彼此相对。另外，小齿轮12由配置为偏置旋转轴12a的盘簧18向远端侧偏置，并且小齿轮42被配置为偏置旋转轴42a的盘簧18向近端侧偏置。
为此，如图15中所示，第一输入部件11的远端部和第一传输部件41的近端部被使得分别与第一中间传输部件26的近端部和远端部接触。
另外，第二输入部件13的远端部和第二传输部件43的近端部被使得分别与第二中间传输部件25的近端部和远端部接触。
在使用具有上述构造的医疗机械手1时的动作中，将示例性地描述医疗机械手1附接到从臂200a至200d之一(例如，从臂200a)的情况。
图16A、图16B和图16C是用于示意性地描述根据本发明的第一实施方式的医疗机械手的主要部件的示意性动作的视图。
首先，在医疗机械手***中，操作者Op将如上所述组装的医疗机械手1安装在医疗机械手***上以替代手术器具240a、适配器220a和从臂200a，并且将手术器械驱动部2电连接到从控制电路400。另外，操作者Op根据需要将是其它手术器具的手术器具240b至240d连接到适配器220b至220d。
当操作者Op在对应的主臂上执行预定操纵时，经由从控制电路400a驱动从臂的动力部。从动力部生成的动力经由适配器被转换为平移动作移动或旋转移动。
例如，当输入使用医疗机械手1的操纵时，根据操纵量，手术器具驱动部2的各马达16旋转。
各马达16的旋转移动由各旋转平移变换部15转换为对应的平移动作移动，并且连接到各旋转平移变换部15的第一输入部件11的近端轴部11b(参见图15)在沿着中心轴O2的方向上前进和后退。
当马达16停止时，如图16A中所示，在连接端表面2d和3B中，第一输入部件11和第一中间传输部件26与第二输入部件13和第二中间传输部件25相对，并且在连接端表面3A和4d中，第一中间传输部件26和第一传输部件41与第二中间传输部件25和第二传输部件43相对。
连接到执行部等等的连杆的第一传输部件41的远端部位于初始位置S。
另外，在图16A中，虽然未示出，但是如上所述，引导槽4k、引导孔3d和引导槽2j全都与引导槽4i、引导孔3e和引导槽2k对齐。为此，第一输入部件11和第一中间传输部件26以及第二输入部件13和第二中间传输部件25被构造为在连接端表面2d和3B中在轴方向上相对于彼此前进和后退。另外，中间传输部件26和第一传输部件41以及第二中间传输部件25和第二传输部件43被构造为在连接端表面3A和4d中在轴方向上相对于彼此前进和后退。
首先，如图16B中所示，第一输入部件11以ΔX向远端侧前进。这里，第一中间传输部件26的近端部通过被按压而向远端侧移动以从第一输入部件11接收驱动力。
另外，抵靠第一中间传输部件26的远端侧的第一传输部件41的近端部通过被按压而从第一中间传输部件26接收驱动力。这里，由于第一输入部件11、第一中间传输部件26和第一传输部件41相对于驱动力的压缩刚性足够大，因此，即使当由于执行部的负荷导致在各部件中产生压缩应力时，压缩形变量也是与ΔX相比是可忽略的。为此，第一传输部件41的远端也从初始位置S以ΔX向远端侧移动。
因此，驱动力被从第一传输部件41传输到执行部，并且执行部被驱动。
同时，当第一输入部件11和第一传输部件41向远端侧移动时，分别与齿条部11a和41a接合的小齿轮12和42在附图中顺时针旋转。结果，传输到第一输入部件11和第一传输部件41的驱动力经由小齿轮12和42传输到第二输入部件13和第二传输部件43。
因此，第二输入部件13和第二传输部件43在与第一输入部件11和第一传输部件41相反的方向上以ΔX向近端侧后退，并且在之间夹持的第二中间传输部件25也以ΔX向近端侧后退。
接下来，如图16C中所示，第一输入部件11从图16A中所示的状态以ΔY向近端侧后退。这里，由于第一输入部件11与第一中间传输部件26的近端部分离，因此驱动力没有直接从第一输入部件11传输到第一中间传输部件26。
然而，当第一输入部件11后退时，由于小齿轮12在附图中逆时针旋转，因此驱动力被传输到第二输入部件13，并且第二输入部件13以ΔY向远端侧移动。
为此，当第二输入部件13的远端部按压第二中间传输部件25的近端部时，第二中间传输部件25接收驱动力并且以ΔY向远端侧移动。类似地，由于第二中间传输部件25的远端部按压第二传输部件43的近端部，因此驱动力被传输到第二传输部件43，并且第二传输部件43以ΔY向远端侧移动。
这里，第二传输部件43将驱动力甚至传输到接合的小齿轮42以也逆时针旋转小齿轮42。为此，驱动力和移动量被反转并且传输给第一传输部件41，并且第一传输部件41以ΔY后退。
因此，第一传输部件41的远端部以ΔY从初始位置S后退，驱动力被传输给执行部，并且驱动执行部。
同时，第一中间传输部件26的远端部由第一传输部件41的近端部按压，并且以ΔY向近端侧后退。为此，第一中间传输部件26以ΔY后退，并且第一中间传输部件26和第一输入部件11的抵靠状态保持。
如上所述，根据本实施方式的医疗机械手1，即使当第一输入部件11向远端侧前进或者向近端侧后退时，由于往复驱动部10和40具有反转驱动力和移动量的动作，因此第一传输部件41能够跟随第一输入部件11的移动而前进和后退。
在医疗机械手1中，第一输入部件11和第二输入部件13被布置为在连接端表面2d(其是手术器具部4的附接和分离方向上的一端)处形成一对，并且被构造为在彼此相反的方向上前进和后退以配置输入部件，其被构造为在向手术器具部4前进时在前进方向上传输驱动力。
另外，小齿轮12与第一输入部件11和第二输入部件13接合，并且配置驱动部侧反转联动部件，其被构造为通过反转移动方向来将第一输入部件11的移动量传输给第二输入部件13。
如上所述，由于提供了驱动部侧反转联动部件，因此第一输入部件11和第二输入部件13能够由作为一个驱动源的马达16经由旋转平移变换部15而前进和后退。
另外，小齿轮42与第一传输部件41和第二传输部件43接合，并且配置手术器具部侧反转联动部件，其被构造为通过反转移动方向来将第一传输部件41和第二传输部件43中的一个的移动量传输给第一传输部件41和第二传输部件43中的另一个。
如上所述，由于提供了手术器具部侧反转联动部件，因此，第一传输部件41能够由作为一个驱动源的马达16经由驱动部侧反转联动部件、第一输入部件11和第二输入部件13而前进和后退。
接下来，将描述医疗机械手1的附接和分离动作。
在医疗机械手1中，连接凸部28、接合孔部3c、连接凸部27和接合孔部4e平行于与其对应的手术器具驱动部2、中间部件3、手术器具部4的中心轴O2、O3和O4而延伸，并且沿着中心轴O2、O3和O4的方向分别形成附接和分离方向。
另外，第一输入部件11、第一中间传输部件26和第一传输部件41以及第二输入部件13、第二中间传输部件25和第二传输部件43全都布置为平行于与其对应的中心轴O2、O3和O4。
为此，如上所述，手术器具驱动部2、中间部件3和手术器具部4能够布置在与中心轴O2、O3和O4相同的轴上，并且能够通过在沿着各中心轴的方向上***而连接。
这里，在上面的描述中，如图15中所示，已经描述了下述示例，其中在第一输入部件11的末端和第二输入部件13的末端与连接端表面2d对齐，第一中间传输部件26的末端和第二中间传输部件25的末端分别与连接端表面3A和3b对齐，并且第一传输部件41和43的末端与连接端表面4d对齐的状态下执行连接。然而，即使在输入部件、中间传输部件和传输部件的末端相对于各连接端表面前进和后退时也能够容易地连接这些末端。
当向手术器具部4的侧部突出的一对解除按钮21被分别推入时，手术器具部4能够从中间部件3移除。因此，各轴部21b的末端向中心轴O4按压接合臂部20A和20B，并且接合爪部20b和锁定表面4g之间的锁定被解除。因此，手术器具部4和中间部件3能够在沿着中心轴O4和O3的方向上彼此分离。
这里，第一传输部件41和第一中间传输部件26以及第二传输部件43和第二中间传输部件25仅分别在沿着中心轴O4和O3的方向上彼此抵靠。为此，即使在部件相对于连接端表面4d和3A前进和后退的状态下，部件也能够容易地彼此分离。
为此，能够仅利用推动解除按钮21并且将手术器具驱动部2和中间部件3在轴方向上彼此分离的动作来从中间部件3移除手术器具部4。
另外，在移除动作中，中间部件3可以安装在手术器具驱动部2上，或者可以在之前就从手术器具驱动部2移除。
类似地，为了从手术器具驱动部2移除中间部件3，分别推入向中间部件3的侧部突出的一对解除按钮21。因此，各轴部21b的末端向中心轴O3按压接合臂部20A和20B，并且接合爪部20b和锁定表面3g之间的锁定被解除。因此，中间部件3和手术器具驱动部2能够在沿着中心轴O3和O2的方向上彼此分离。
这里，第一中间传输部件26和第一输入部件11以及第二中间传输部件25和第二输入部件13仅分别在沿着中心轴O3和O2的方向上彼此抵靠。为此，即使在部件相对于连接端表面3B和2d前进和后退的状态下，部件也能够容易地彼此分离
为此，能够仅利用推动解除按钮21并且将手术器具驱动部2和中间部件3在轴方向上彼此分离的动作来从手术器具驱动部2移除中间部件3。
另外，在移除动作中，中间部件3可以安装在手术器具部4上，或者可以在之前就从手术器具部4移除。
另外，当从手术器具驱动部2移除手术器具部4时，驱动力没有传输给第一传输部件41。然而，在本实施方式中，由于操纵部件44设置有第二传输部件43，因此，驱动力能够通过手动地调节操纵部件44的位置而传输给第一传输部件41。
为此，即使在移除了手术器具部4之后，也能够容易地改变钳子部30的打开/关闭状态或者能够容易地改变关节31的弯曲。
另外，能够调整第一传输部件41和第二传输部件43的前进和后退位置并且能够容易地将其容纳为与连接端表面4d对齐。
如上所述，在医疗机械手1中，输入部件、中间传输部件和传输部件的前进和后退方向是平行于附接和分离方向的方向。为此，在连接时，能够仅通过在轴方向上向彼此推动部件来执行连接。另外，在移除的情况下，能够仅通过在推动解除按钮21的动作之后在轴方向上将部件彼此分离来执行移除。为此，例如，由于在***或连接中没有发生诸如旋转动作的动作，因此，能够容易地且快速地执行附接和分离。
如上所述，根据本实施方式的医疗机械手1，构成对的被构造为将驱动力从手术器具驱动部传输到手术器具部的输入部件以及第一和第二传输部件被布置为在附接和分离方向上的末端处彼此相对以传输驱动力，仅在附接和分离方向上移动，并且执行附接和分离。为此，能够容易且快速地执行手术器具部在手术器具驱动部上的附接和分离。
修改示例
接下来，将描述根据本实施方式的修改示例的医疗机械手。
图17是示出根据本发明的第一实施方式的修改示例的医疗机械手的主要部件的构造的示意图。
如图17中所示，修改示例的医疗机械手1A包括手术器具驱动部62、中间部件63和驱动力传输部64来代替第一实施方式的手术器具驱动部2、中间部件3和驱动力传输部4B。
下面，将主要针对与第一实施方式的不同之处来描述修改示例。
手术器具驱动部62包括如图17中所示的往复驱动部60，来替代第一实施方式的往复驱动部10。
往复驱动部60不包括往复驱动部10的滑动块12b和盘簧18。另外，往复驱动部60包括凸轮连杆50(驱动部侧反转联动部件)，来替代小齿轮12。
凸轮连杆50是矩形板状部件，其具有由旋转轴12a可旋转地支撑的中心部分。具有长孔形状的凸轮孔51a和51b设置在穿过旋转轴12a的中心的轴上。凸轮连杆50与第一输入部件11和第二输入部件13重叠并且交叉，并且被布置为使得凸轮孔51a与第一输入部件11重叠并且凸轮孔51b与第二输入部件13重叠。
与凸轮孔51a接合并且可沿着凸轮孔51a移动的接合销52从第一输入部件11向上突出。另外，与凸轮孔51b接合并且可沿着凸轮孔51b移动的接合销53从第二输入部件13向上突出。
此外，往复驱动部60的第一输入部件11和第二输入部件13以及往复驱动部61的第一传输部件41和第二传输部件43由金属材料构成，该金属材料由铁磁材料形成。
中间部件63包括具有与第一中间传输部件26和第二中间传输部件25相同的形状并且由永磁体或金属部件形成的第一中间传输部件26A和第二中间传输部件25A(其至少远端部和近端部被磁化)，以替代第一实施方式的中间部件3的第一中间传输部件26和第二中间传输部件25。
驱动力传输部64B包括往复驱动部61，以替代第一实施方式的往复驱动部40。
往复驱动部61不包括往复驱动部40的滑动块42b和盘簧18。另外，往复驱动部61包括具有相同形状的凸轮连杆50，以替代小齿轮42。
然而，往复驱动部61的凸轮连杆50与第一传输部件41和第二传输部件43重叠并且交叉，并且被布置为使得凸轮孔51a与第一传输部件41重叠并且凸轮孔51b与第二传输部件43重叠。
另外，与凸轮孔51a接合并且可沿着凸轮孔51a移动的接合销52从第一传输部件41向上突出。此外，与凸轮孔51b接合并且可沿着凸轮孔51b移动的接合销53从第二传输部件43向上突出。
根据上述构造，在医疗机械手1A的往复驱动部60中，驱动力被利用第一输入部件11的前进和后退动作经由凸轮孔51a从与第一输入部件11一起移动的接合销51传输到凸轮连杆50。因此，凸轮连杆50围绕旋转轴12a旋转，并且凸轮孔51a的移动被反转并且传输到凸轮孔51b。
为此，当接合销52向近端侧(远端侧)移动时，与凸轮孔51b接合的接合销53以相同的移动量向远端侧(近端侧)移动。因此，由于第一输入部件11与第二输入部件13之间的相对移动基本上与往复驱动部60中的相同，因此，驱动力能够被传输给中间部件63，这与往复驱动部10类似。
另外，类似地，往复驱动部61的凸轮连杆50还包括取代第一实施方式的往复驱动部40的小齿轮42的构造。为此，与往复驱动部40类似，驱动力被从中间部件3传输给第一传输部件41。
另外，在修改示例中，由于第一中间传输部件26A的两端和第二中间传输部件25A的两端具有磁性质，因此当由铁磁材料形成的第一输入部件11、第一传输部件41、第二输入部件13和第二传输部件43接近第一中间输入部件26A或第二中间传输部件25A时，磁力施加以将部件朝向彼此拉动。
为此，在相互安装状态中，第一输入部件11、第一中间传输部件26A和第一传输部件41集成为一个轴部件，并且第二输入部件13、第二中间传输部件25A和第二传输部件43集成为一个轴部件。为此，能够高效地传输驱动力。
即，提供了与第一实施方式的盘簧18相同的效果。这里，盘簧18和滑动块12b能够省略以减少部件的数目，并且旋转轴12a和42a能够分别固定到手术器具驱动部62和手术器具部4。为此，能够进一步简化构造。另外，能够进一步减小尺寸。
修改示例是下述示例，其中，第一中间传输部件26A和26B通过吸力用作手术器具部的偏置部和驱动部的偏置部。
第二实施方式
接下来，将描述本发明的第二实施方式的医疗机械手。
图18是示出根据本发明的第二实施方式的医疗机械手的主要部件的构造的示意图。
在本实施方式的医疗机械手1B中，当在图18中示意性地示出了主要部件时，能够从第一实施方式的医疗机械手1省略中间部件3，手术器具驱动部2的连接凸部28的长度能够匹配手术器具驱动部2的接合孔部3c的长度，并且手术器具部4能够直接连接到手术器具驱动部2。
为此，在医疗机械手1B中，第一输入部件11的远端部和第一传输部件41的近端部以及第二输入部件13的远端部和第二传输部件43的近端部直接彼此面对并且抵靠。
根据上述构造，由于仅没有提供中间部件3，因此基本上与第一实施方式类似地，构成对的被构造为将来自手术器具驱动部的驱动力传输到手术器具部以及第一和第二传输部件的输入部件被布置为在附接和分离方向上的末端处彼此相对以传输驱动力，在附接和分离方向上移动，并且执行附接和分离。为此，能够容易且快速地执行手术器具部相对于手术器具驱动部的附接和分离。
另外，在上述描述中，已经描述了下述情况，其中，布置为在手术器具驱动部2的末端处形成一对的被构造为在相反方向上前进和后退并且被构造为在朝向手术器具部4前进时在前进方向上传输驱动力的输入部件由往复驱动部10和60构成。根据上述构造，由于作为第一输入部件11和第二输入部件13的对的驱动源的旋转平移变换部15和马达16可以设置为一组，因此能够获得简单的构造。
然而，当驱动源的布置空间具有余裕时，例如，可以从往复驱动部10和60省略构成驱动部侧反转联动部件的小齿轮12和凸轮连杆50时，可以提供被构造为独立地驱动第一输入部件11和第二输入部件13的一对驱动源，可以控制该对驱动源的驱动量，并且第一输入部件11和第二输入部件13可以在彼此相反的方向上移动。
另外，在上述描述中，已经描述了下述情况，其中，手术器具驱动部的输入部件被布置在关于手术器具部的附接和分离方向上的一端处以形成一对并且被构造为以相同的距离在彼此相反的方向上前进和后退，并且在朝向手术器具部前进时在前进方向上传输驱动力。然而，该对输入部件的移动量可以被设置为对应于彼此相对的第一传输部件和第二传输部件的移动量的移动量，从而没有影响驱动力的传输。为此，输入部件的移动量可以彼此不同，并且以相同距离前进和后退不是必要的。
例如，在第一实施方式中，替代小齿轮12和42，可以采用其中在同一轴上设置具有不同数目的齿的两个小齿轮的两级小齿轮来构成具有降速比的反转机构。在该情况下，第一输入部件11和第一传输部件41的移动量与第二输入部件13和第二传输部件43的移动量之间的比例可以因此不同于降速比(齿数比)。然而，由于第一输入部件11和第一传输部件41彼此接触并且互锁并且第二输入部件13和第二传输部件43彼此接触并且互锁，因此能够传输驱动力而没有任何问题。
输入到第一传输部件41的力的量和输入到第二传输部件43的力的量能够由具有降速比的反转机构来改变。为此，可以根据传输***的摩擦或者想要输出的力的量来适当地设置降速比。
另外，在上述描述中，已经描述了其中提供所有往复驱动10、40、60和61的情况。然而，所提供的部的数目能够根据连接到执行部所要求的第一传输部件的数目而设置为一或更多个中的适合的数目。
此外，在上述描述中，已经描述了所有往复驱动部10、40、60和61被设置为四组并且这些部关于手术器具驱动部2或者手术器具部4的中心轴放射状地布置的情况。然而，往复驱动部的布置不限于放射形状。例如，往复驱动部可以布置为平行于一个方向或者可以布置为关于对称性的一个平面成平面对称。
此外，在上述描述中，已经描述了下述情况，其中在布置为放射形状的多组往复驱动部10中，第一输入部件11被布置为比第二输入部件13更靠近中心轴的位置，特别地，第一输入部件11与特定圆周对齐。根据上述构造，由于第一输入部件11相对于中心轴O2的距离短于第二输入部件13，因此关于中心轴O2的围绕第一输入部件11的圆的直径小于围绕第二输入部件13的圆的直径。因此，与各第一输入部件11相对的第一传输部件41的布置位置位于距离中心轴O4等距的圆上。
为此，与第二输入部件13被布置为比第一输入部件13更靠近中心轴O2的情况相比，手术器具驱动部2的轴部32的外径减小以允许手术器具部4的构造具有小的直径，从而能够容易地***到体腔中。
另外，在上述描述中，已经描述了提供手术器具部的偏置部和驱动部的偏置部的情况。然而，例如，当反冲等等与手术器具部的操纵干扰时，可以提供其中的任一个。另外，也可以不提供其中的任何一个。
此外，在上面的描述中，已经描述了下述情况，其中，第一中间传输部件26的周方向上的宽度与第一输入部件11和第一传输部件41相同，并且第二中间传输部件25的周方向上的宽度与第二输入部件13和第二传输部件43相同。然而，在这些示例中，能够对于第一中间传输部件26和第二中间传输部件25的截面的尺寸和形状进行各种改变。
例如，第一中间传输部件26的截面形状能够大于第一输入部件11和第一传输部件41，并且第二中间传输部件25的截面形状能够大于第二输入部件13和第二传输部件43。在该情况下，引导槽2k和2j的远端部的形状以及引导槽4i和4n的近端部的形状扩展为孔形状，其中第一中间传输部件26和第二中间传输部件25能够在与其对应的第一中间传输部件26和第二中间传输部件25前进的范围内前进。
结果，即使当连接时中间部件3的定位误差发生到一定程度时，也能够在没有影响驱动力的传输的情况下执行连接。
另外，在上面的描述中，已经描述了下述情况，其中，驱动源利用平移动作旋转平移变换15将马达16的旋转转换为平移动作移动以将平移动作移动传输给一对输入部件。然而，传输给往复驱动部10的驱动力不限于直接驱动。例如，可以省略旋转平移变换部15，并且马达16可以直接且旋转地驱动小齿轮12以提供驱动力。
此外，在本发明的技术精神的范围内，在上述实施方式或修改示例中描述的所有元件能够被替换为适合的构造或者能够省略。
工业实用性
根据医疗机械手，构成对的被构造为将来自手术器具驱动部的驱动力传输给手术器具部的输入部件以及第一和第二传输部件被布置为在附接和分离方向上彼此相对以传输驱动力，在附接和分离方向上移动，并且执行附接和分离。为此，能够容易且快速地执行手术器具部相对于手术器具驱动部的附接和分离。
附图标记列表
1，1A，1B 医疗机械手
2，62 手术器具驱动部
2d，4d 连接端表面
2f，3f 接合突出部
3，63 中间部件
3a 中间部件主体
3c，4e 接合孔部
3d 引导孔(第二引导部)
3e 引导孔(第一引导部)
3A 连接端表面(手术器具部侧末端)
3B 连接端表面(驱动部侧末端)
4 手术器具部
4A 手术器具主体
4B，64B 驱动力传输部
10，10A，10B，10C，10D，40，40A，40B，40C，40D，60，61 往复驱动部
11 第一输入部件(输入部件之一)
11a，13a，41a，43a 齿条部
12 小齿轮(驱动部侧反转联动部件)
13 第二输入部件(输入部件中的另一个)
15 旋转平移变换部(驱动源)
16 马达(驱动源)
18 盘簧(手术器具部的偏置部，驱动部的偏置部)
20 接合部
21 解除按钮
25，25A 第二中间传输部件
26，26A 第一中间传输部件
27，28 连接凸部
30 钳子部(执行部)
31 关节(执行部)
32 轴部
41，41A，41B，41C，41D 第一传输部件
41B 远端轴部
42 小齿轮(手术器具部侧反转联动部件)
43 第二传输部件
44 操纵部件
50 凸轮连杆(驱动部侧反转联动部件，手术器具部侧反转联动部件)
51a，51b 凸轮孔
52，53 接合销
200a，200b，200c，200d 从臂
240a，240b，240c，240d 手术器具
400 从控制电路
O2，O3，O4 中心轴

Claims (7)

1.一种医疗机械手，所述医疗机械手包括：手术器具部，所述手术器具部具有执行部，该执行部被构造为操纵目标对象；以及手术器具驱动部，所述手术器具驱动部被构造为提供驱动力，所述驱动力用于驱动相对于所述手术器具部可分离地提供的所述执行部，
其中，所述手术器具驱动部包括：
输入部件，所述输入部件布置在相对于所述手术器具部的附接分离方向上的一端以形成一对，并且被构造为一对所述输入部件中的任一方在彼此相反的方向上前进和后退，并且被构造为在朝向所述手术器具部前进时在前进方向上传输所述驱动力；以及
驱动源，所述驱动源被构造为使所述一对输入部件前进和后退，并且
所述手术器具部包括：
第一传输部件，所述第一传输部件与所述输入部件中的一个相对并且被支撑为在相对于所述手术器具驱动部的所述附接分离方向上的一端前进和后退，所述第一传输部件被构造为接收所述输入部件中的所述一个的驱动力并且在与所述输入部件中的所述一个相同的方向上移动，并且在另一端连接到所述执行部；
第二传输部件，所述第二传输部件与所述输入部件中的另一个相对并且被支撑为在相对于所述手术器具驱动部的所述附接分离方向上的一端前进和后退，并且所述第二传输部件被构造为接收所述输入部件中的所述另一个的驱动力并且在与所述输入部件中的所述另一个相同的方向上移动；以及
手术器具部侧反转联动部件，所述手术器具部侧反转联动部件与所述第一传输部件和所述第二传输部件接合，并且被构造为在反转移动方向的同时将所述第一传输部件和所述第二传输部件中的一个的移动量传输给所述第一传输部件和所述第二传输部件中的另一个。
2.根据权利要求1所述的医疗机械手，其中，所述输入部件中的所述一个被构造为通过连接到所述驱动源而前进和后退，并且
在所述输入部件中的所述一个和所述另一个之间安装有驱动部侧反转联动部件，该驱动部侧反转联动部件与所述输入部件中的所述一个和所述另一个接合，并且被构造为在反转移动方向的同时将所述输入部件中的所述一个的移动量传输给所述输入部件中的所述另一个。
3.根据权利要求1所述的医疗机械手，其中，所述输入部件、所述第一传输部件、所述第二传输部件和所述手术器具部侧反转联动部件被提供为多组，并且
在所述多组中的每一个组中，所述输入部件中的所述一个被布置为与所述输入部件中的所述另一个相比，位于所述手术器具驱动部的附接分离方向上的末端的中心侧。
4.根据权利要求1所述的医疗机械手，其中，
该医疗机械手具有可分离地连接在所述手术器具部与所述手术器具驱动部之间的中间部件，并且
所述中间部件包括：
手术器具部侧末端，所述手术器具部侧末端可分离地连接到所述手术器具部的所述一端；
驱动部侧末端，所述驱动部侧末端可分离地连接到所述手术器具驱动部的所述一端；
第一中间传输部件，所述第一中间传输部件与所述输入部件中的所述一个以及所述第一传输部件相对并且抵靠；
第二中间传输部件，所述第二中间传输部件与所述输入部件中的所述另一个以及所述第二传输部件相对并且抵靠；
第一引导部，所述第一传输部件、所述输入部件中的所述一个以及所述第一中间传输部件被***到所述第一引导部中以前进和后退，所述第一引导部被构造为引导所述第一中间传输部件的前进和后退；以及
第二引导部，所述第二传输部件、所述输入部件中的所述另一个以及所述第二中间传输部件被***到所述第二引导部中以前进和后退，所述第二引导部被构造为引导所述第二中间传输部件的前进和后退。
5.根据权利要求1所述的医疗机械手，其中，所述手术器具部包括手术器具部侧偏置部，所述手术器具部侧偏置部被构造为将所述手术器具部侧反转联动部件向相对于所述手术器具驱动部的附接分离方向上的所述一端侧偏置。
6.根据权利要求2所述的医疗机械手，其中，所述手术器具驱动部包括驱动部侧偏置部，所述驱动部侧偏置部被构造为将所述驱动部侧反转联动部件向相对于所述手术器具部的附接分离方向上的所述一端侧偏置。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的医疗机械手，其中，所述第二传输部件包括操纵部件，所述操纵部件在与所述手术器具部的附接分离方向交叉的方向上从所述手术器具部突出。
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