CN110859671B - 适配器以及经由适配器将手术器具安装于机械臂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供适配器以及经由适配器将手术器具安装于机械臂的方法，使用于将手术器具能够拆卸地连接于机器人手术***的机械臂的适配器小型化。适配器(60)具备基体(61)和能够旋转地设置于基体(61)的多个驱动传递构件(62)。基体(61)的第2面(60b)具有同与安装面(40a)大致平行地设置的第1及第2引导槽对应的、大致平行地设置的第1及第2导轨(63)。第2面(60b)的第1及第2导轨(63)***安装面(40a)的第1及第2引导槽，对手术器具(40)进行引导，以使多个驱动传递构件(62)中的每一个与设置于安装面(40a)的多个旋转构件(44)中的每一个对应。

Description

适配器以及经由适配器将手术器具安装于机械臂的方法
技术领域
本发明涉及适配器，特别是涉及用于将手术器具能够拆卸地连接于机器人手术***的机械臂的适配器、以及经由适配器将手术器具安装于机械臂的方法。
背景技术
已知有用于将手术器具能够拆卸地连接于机器人手术***的机械臂的适配器。
美国专利第8998930号说明书中公开了一种适配器，其具备与设于手术器具的侧部的爪部卡合的保持构件、以及将机械臂的驱动力向手术器具传递的输入部。在该美国专利第8998930号说明书的适配器中，保持构件被形成为从外侧覆盖爪部。
可是，在美国专利第8998930号说明书所记载的适配器中，由于保持构件被形成为从外侧覆盖设于手术器具的侧部的爪部，因此需要将适配器形成得比手术器具的安装于适配器的部分宽。因此，存在难以使适配器小型化的问题。
发明内容
本发明面向使用于将手术器具能够拆卸地连接于机器人手术***的机械臂的适配器小型化的课题。
用于解决课题的技术方案
本发明的第1技术方案的适配器是用于将手术器具能够拆卸地连接于机器人手术***的机械臂的适配器。适配器具备基体和多个驱动传递构件。基体包括用于安装于机械臂的第1面、和供手术器具的安装面安装的第2面。多个驱动传递构件能够旋转地设置于基体。基体的第2面具有分别与设置于安装面的第1引导槽以及第2引导槽对应的第1导轨以及第2导轨。第2面的第1导轨以及第2导轨构成为，***安装面的第1引导槽以及第2引导槽，对手术器具进行引导，以使手术器具滑动而使多个驱动传递构件中的每一个与设置于安装面的多个旋转构件中的每一个对应。
本发明的第2技术方案的向机械臂安装手术器具的方法，是经由适配器将手术器具安装于机器人手术***的机械臂的方法。将手术器具安装于机械臂的方法具备以下的步骤：将适配器的基体的第1面安装于机械臂；使从手术器具的安装面突出的突出部抵接于形成为从基体突出的先行引导部；一边通过先行引导部引导突出部，一边使手术器具在滑动***方向上滑动移动；使设置于基体的第2面的第1导轨以及第2导轨***到设置于安装面的第1引导槽以及第2引导槽中，利用第1导轨以及第2导轨对手术器具进行引导，以使能够旋转地设置于基体的多个驱动传递构件中的每一个与设置于安装面的多个旋转构件中的每一个对应；以及使手术器具的突出部与适配器的安装卡合部卡合。
发明的效果
根据本发明，能够使用于将手术器具能够拆卸地连接于机器人手术***的机械臂的适配器小型化。
附图说明
图1是表示第1实施方式的机器人手术***的概略的图。
图2是表示第1实施方式的机器人手术***的控制结构的框图。
图3是表示在第1实施方式的机械臂上经由适配器安装有手术器具的状态的立体图。
图4是表示从第1实施方式的机械臂卸下适配器和手术器具后的状态的立体图。
图5是从下方观察第1实施方式的适配器和手术器具的立体图。
图6是从上方观察第1实施方式的适配器的立体图。
图7是第1实施方式的适配器的驱动传递构件的分解立体图。
图8是第1实施方式的适配器的俯视图。
图9是第1实施方式的适配器的主视图。
图10是第1实施方式的手术器具的基体的仰视图。
图11是第1实施方式的手术器具的基体的主视图。
图12是用于说明适配器向第1实施方式的机械臂安装的图。
图13是用于说明手术器具向第1实施方式的适配器安装的第1图。
图14是用于说明手术器具向第1实施方式的适配器安装的第2图。
图15是从下方观察第2实施方式的适配器和手术器具的立体图。
图16是从上方观察第2实施方式的适配器的立体图。
图17是用于说明适配器向第2实施方式的机械臂安装的立体图。
图18是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第1立体图。
图19是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第2立体图。
图20是表示在第2实施方式的机械臂上经由适配器安装有手术器具的状态的立体图。
图21是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第1俯视图。
图22是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第2俯视图。
图23是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第3俯视图。
图24是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第1侧视图。
图25是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第2侧视图。
图26是用于说明手术器具向第2实施方式的适配器安装的第3侧视图。
具体实施方式
以下，基于附图对实施方式进行说明。
[第1实施方式]
(机器人手术***的结构)
参照图1和图2，对第1实施方式的机器人手术***100的结构进行说明。
如图1所示，机器人手术***100具备远程操作装置10和患者侧装置20。远程操作装置10是为了对设于患者侧装置20的医疗器具(medical equipment)进行远程操作而设置的。当应由患者侧装置20执行的动作方式指令由作为施术者(surgeon)的操作者O输入到远程操作装置10时，远程操作装置10将动作方式指令经由控制器26发送给患者侧装置20。然后，患者侧装置20响应从远程操作装置10发送的动作方式指令，对安装于机械臂21的手术器具(surgical instrument)40、内窥镜50等医疗器具进行操作。由此，进行微创手术。
患者侧装置20构成对患者P进行手术的接口。患者侧装置20配置在患者P躺卧的手术台30的附近。患者侧装置20具有多个机械臂21，在其中一个机械臂21(21b)上安装有内窥镜50，在其它的机械臂21(21a)上安装有手术器具40。各机械臂21被共同支承于平台23。多个机械臂21具有多个关节，在各个关节上设有包括伺服马达在内的驱动部和编码器等位置检测器。机械臂21构成为由经由控制器26提供的驱动信号进行控制，以使安装于机械臂21的医疗器具进行所希望的动作。
平台23被载置在手术室的地面上的***22支承。***22的具有能够沿铅垂方向调整的升降轴的柱部24连结于基座25，该基座25具备轮子并能够在地面上移动。
在机械臂21a的前端部能够装卸地安装有作为医疗器具的手术器具40。手术器具40具备安装于机械臂21a的壳体43(参照图4)、细长形状的轴42(参照图4)、以及设于轴42的前端部的末端执行器41(参照图4)。作为末端执行器41，例如可举出把持钳子、剪刀、钩、高频刀、圈套器钢丝、夹具、吻合器，但不限于此，能够应用各种处理器具。在使用患者侧装置20的手术中，机械臂21a经由留置于患者P的体表的套管(套管针)向患者P的体内导入手术器具40。并且，手术器具40的末端执行器41配置在手术部位的附近。
在机械臂21b的前端部能够装卸地安装有作为医疗器具的内窥镜50。内窥镜50对患者P的体腔内进行拍摄，拍摄到的图像被输出到远程操作装置10。作为内窥镜50，使用能够拍摄三维图像的3D内窥镜或者2D内窥镜。在使用患者侧装置20的手术中，机械臂21b经由留置于患者P的体表的套管针将内窥镜50导入患者P的体内。并且，内窥镜50配置在手术部位的附近。
远程操作装置10构成与操作者O的接口。远程操作装置10是供操作者O操作安装于机械臂21的医疗器具的装置。即，远程操作装置10构成为能够经由控制器26向患者侧装置20发送由操作者O输入的应由手术器具40以及内窥镜50执行的动作方式指令。远程操作装置10例如设置在手术台30的附近，以便在进行主设备的操作的同时也能够清楚地看到患者P的情况。另外，远程操作装置10例如也能够以无线的方式发送动作方式指令，设置于与设置有手术台30的手术室不同的屋室。
所谓应由手术器具40执行的动作方式，是指通过手术器具40的动作(一连串的位置以及姿势)以及手术器具40各自不同的功能实现的动作的方式。例如，在手术器具40是把持钳子的情况下，所谓应由手术器具40执行的动作方式，是指末端执行器41的腕部的摆动旋转位置以及俯仰旋转位置和进行钳构件的开闭的动作。另外，在手术器具40为高频刀的情况下，所谓应由手术器具40执行的动作方式，可以是高频刀的振动动作，具体而言是对高频刀供给电流。另外，在手术器具40是圈套器钢丝的情况下，所谓应由手术器具40执行的动作方式，可以是束缚动作和束缚状态的释放动作。另外，也可以是通过向双极或单极供给电流来烧断手术对象部位的动作。
所谓应由内窥镜50执行的动作方式，例如是指内窥镜50前端的位置以及姿势、或者变焦倍率的设定。
如图1和图2所示，远程操作装置10具备操作手柄11、操作踏板部12、显示部13以及控制装置14。
操作手柄11是为了对安装于机械臂21的医疗器具进行远程操作而设置的。具体而言，操作手柄11受理用于操作医疗器具(手术器具40、内窥镜50)的由操作者O发出的操作。操作手柄11沿着水平方向设置有两个。即，两个操作手柄11中的一个操作手柄11由操作者O的右手操作，两个操作手柄11中的另一个操作手柄11由操作者O的左手操作。
另外，操作手柄11以从远程操作装置10的后方侧朝向前方侧延伸的方式配置。操作手柄11构成为能够在规定的三维操作区域内移动。即，操作手柄11构成为能够在上下方向、左右方向以及前后方向上移动。
远程操作装置10和患者侧装置20在机械臂21a以及机械臂21b的动作的控制中构成主从型的***。即，操作手柄11构成主从型的***中的主侧的操作部，安装有医疗器具的机械臂21a以及机械臂21b构成从侧的动作部。并且，当操作者O操作操作手柄11时，控制机械臂21a或机械臂21b的动作，以使机械臂21a的前端部(手术器具40的末端执行器41)或机械臂21b的前端部(内窥镜50)追踪操作手柄11的动作而移动。
另外，患者侧装置20构成为根据所设定的动作倍率来控制机械臂21a的动作。例如，在将动作倍率设定为1/2倍的情况下，手术器具40的末端执行器41被控制成，移动操作手柄11的移动距离的1/2的移动距离。由此，能够精确地进行精细的手术。
操作踏板部12包括用于执行与医疗器具有关的功能的多个踏板。多个踏板包括凝固踏板、切断踏板、摄像踏板和离合踏板。另外，多个踏板由操作者O的脚操作。
凝固踏板能够使用手术器具40进行使手术部位凝固的操作。具体而言，通过对凝固踏板进行操作，对手术器具40施加凝固用的电压，进行手术部位的凝固。切断踏板能够使用手术器具40进行使手术部位切断的操作。具体而言，通过对切断踏板进行操作，对手术器具40施加切断用的电压，进行手术部位的切断。
摄像踏板用于操作对体腔内进行拍摄的内窥镜50的位置和姿势。具体而言，摄像踏板使基于内窥镜50的操作手柄11的操作有效。即，在摄像踏板被按压的期间，能够通过操作手柄11操作内窥镜50的位置和姿势。例如，内窥镜50通过使用左右的操作手柄11这两者而***作。具体而言，通过以左右的操作手柄11的中间点为中心使左右的操作手柄11转动，内窥镜50转动。另外，通过将左右的操作手柄11一起按下，内窥镜50进入深处。另外，通过一起拉拽左右的操作手柄11，内窥镜50返回到跟前。另外，通过使左右的操作手柄11一起上下左右移动，内窥镜50上下左右移动。
离合踏板在暂时切断机械臂21与操作手柄11的操作连接而使手术器具40的动作停止的情况下使用。具体而言，在离合踏板***作的期间，即使操作操作手柄11，患者侧装置20的机械臂21也不动作。例如，在通过操作来到操作手柄11能够移动的范围的端部附近的情况下，通过操作离合踏板，能够暂时切断操作连接，使操作手柄11返回到中央位置附近。而且，若中止离合踏板的操作，则机械臂21与操作手柄11再次连接，能够在中央附近再次开始操作手柄11的操作。
显示部13能够显示内窥镜50拍摄到的图像。显示部13由镜筒型显示部或非镜筒型显示部构成。所谓镜筒型显示部，例如是向内窥视的类型的显示部。另外，所谓非镜筒型显示部，是包括如通常的个人计算机的显示器那样的不是向内窥视的类型而具有平坦的画面的开放型的显示部的概念。
在安装有镜筒型显示部的情况下，显示由安装于患者侧装置20的机械臂21b的内窥镜50拍摄到的3D图像。在安装有非镜筒型显示部的情况下，也显示由设置于患者侧装置20的内窥镜50拍摄到的3D图像。另外，在安装有非镜筒型显示部的情况下，也可以显示由设置于患者侧装置20的内窥镜50拍摄到的2D图像。
如图2所示，控制装置14例如包括具有CPU等运算器的控制部141、具有ROM以及RAM等存储器的存储部142、以及图像控制部143。控制装置14可以由集中控制的单独的控制装置构成，也可以由相互协作地分散控制的多个控制装置构成。控制部141根据操作踏板部12的切换状态，判定由操作手柄11输入的动作方式指令是应由机械臂21a执行的动作方式指令，还是应由内窥镜50执行的动作方式指令。并且，控制部141在判断为输入到操作手柄11的动作方式指令是应由手术器具40执行的动作方式指令时，向机械臂21a发送动作方式指令。由此，驱动机械臂21a，通过该驱动来控制安装于机械臂21a的手术器具40的动作。
另外，控制部141在判定为输入到操作手柄11的动作方式指令是应由内窥镜50执行的动作方式指令时，将该动作方式指令发送到机械臂21b。由此，驱动机械臂21b，通过该驱动来控制安装于机械臂21b的内窥镜50的动作。
在存储部142中例如存储有与手术器具40的种类对应的控制程序，控制部141根据所安装的手术器具40的种类来读取这些控制程序，由此远程操作装置10的操作手柄11和/或操作踏板部12的动作指令能够使各自不同的手术器具40进行适合的动作。
图像控制部143将内窥镜50所取得的图像传送到显示部13。图像控制部143根据需要进行图像的加工修正处理。
(适配器以及手术器具的结构)
参照图3～图11，对第1实施方式的适配器60以及手术器具40的结构进行说明。
如图3所示，由于机械臂21被使用在清洁区域，因此被帷帘70覆盖。在此，在手术室中，为了防止因手术而切开的部分以及医疗设备被病原菌、异物等污染而进行清洁操作。在该操作中，设定清洁区域以及作为清洁区域以外的区域的污染区域。手术部位配置在清洁区域。包括操作者O在内的手术团队的成员在手术中要照顾到在清洁区域只存在被杀菌了的物体，且在使位于污染区域的物体移动到清洁区域时，对该物体实施灭菌处理。同样地，在包括操作者O在内的手术团队的成员使其手位于污染区域时，在与位于清洁区域的物体直接接触之前，进行手的灭菌处理。在清洁区域中使用的器具由要被进行灭菌处理或者被灭菌处理后的帷帘70覆盖。
帷帘70配置在机械臂21与手术器具40之间。具体而言，帷帘70配置在适配器60与机械臂21之间。适配器60以夹着帷帘70的方式安装于机械臂21。即，适配器60是用于在与机械臂21a之间夹着帷帘70的帷帘适配器。另外，在适配器60上安装有手术器具40。机械臂21为了驱动手术器具40的末端执行器41而经由适配器60向手术器具40传递动力。
如图4所示，适配器60具备基体61、多个驱动传递构件62、导轨63、先行导轨64、第1电极阵列65和臂卡合部66。另外，如图5所示，适配器60具备多个臂卡合孔部67和多个定位孔68。如图4所示，驱动传递构件62包括配置在Y2方向侧的多个第1驱动传递构件62a和配置在Y1方向侧的多个第2驱动传递构件62b。另外，适配器60的配置于Z2方向侧的第1面60a安装于机械臂21a。另外，在适配器60的配置于Z1方向侧的第2面60b安装有手术器具40。
如图5所示，配置在手术器具40的壳体43的Z2方向侧的安装面40a安装于适配器60。另外，手术器具40具备多个旋转构件44、两个引导槽45(第1引导槽45a以及第2引导槽45b)、两个可动构件46、先行引导槽47以及第2电极阵列48。旋转构件44包括配置于Y2方向侧的多个第1旋转构件44a和配置于Y1方向侧的多个第2旋转构件44b。可动构件46与按钮461连接。
如图4所示，帷帘70包括本体部71和安装部72。本体部71形成为膜状。安装部72通过树脂成型而形成。安装部72在供机械臂21a和适配器60卡合的部分设有贯穿口。贯穿口也可以以与要卡合的每个部分对应的方式设置。另外，贯穿口也可以以与多个要卡合的部分对应的方式设置。
在机械臂21的适配器安装面211安装有适配器60。另外，机械臂21具备旋转驱动部212、卡合部213以及凸起214。
如图5所示，手术器具40的多个旋转构件44被旋转驱动，从而驱动末端执行器41。具体而言，旋转构件44与末端执行器41通过穿过轴42内的金属线而连接。而且，通过旋转构件44旋转，金属线被拉拽而末端执行器41被驱动。另外，旋转构件44在壳体43内通过齿轮与轴42连接。而且，通过旋转构件44旋转，轴42旋转。
例如，旋转构件44设有四个。通过一个旋转构件44的旋转，轴42旋转。另外，通过其它的三个旋转构件44的旋转，末端执行器41被驱动。四个旋转构件44在X方向上排列两行，在Y方向上排列两列。
引导槽45以沿着Y方向延伸的方式设置。另外，引导槽45以在X方向上相向的方式设有两个。两个引导槽45大致平行地设置。两个引导槽45被***适配器60的两个导轨63而引导向适配器60的安装。引导槽45通过可动构件46沿X方向移动而宽度产生变化。即，通过可动构件46向内侧移动，引导槽45的宽度扩张。另外，通过可动构件46向外侧移动，引导槽45的宽度缩小。可动构件46被朝向缩窄引导槽45的宽度的方向(外侧方向)施力。具体而言，可动构件46被弹簧施力。通过作业者按压按钮461，可动构件46向扩大引导槽45的宽度的方向(内侧方向)移动。
先行引导槽47以沿着Y方向延伸的方式设置。另外，先行引导槽47设于两个引导槽45(第1引导槽45a和第2引导槽45b)之间。另外，先行引导槽47以与引导槽45大致平行地延伸的方式形成。另外，先行引导槽47设置在X方向上的安装面40a的大致中央。
第2电极阵列48经由适配器60的第1电极阵列65与机械臂21连接。第2电极阵列48与设于壳体43内的基板连接。即，通过将手术器具40经由适配器60安装于机械臂21，手术器具40的基板与机械臂21连接。壳体43内的基板用于管理手术器具40的种类、手术器具40的使用次数等。
如图4～图6所示，适配器60是为了将手术器具40能够拆卸地连接于机器人手术***100的机械臂21a而设置的。基体61包括用于安装于机械臂21a的第1面60a和供手术器具40的安装面40a安装的第2面60b。从Z方向观察，适配器60具有与手术器具40的壳体43大致相同的大小。具体而言，从Z方向观察，适配器60形成为具有与壳体43大致相同的直径的大致圆形状。
驱动传递构件62能够旋转地设置于基体61。具体而言，驱动传递构件62设置为能够以在Z方向上延伸的旋转轴线为中心旋转。驱动传递构件62将机械臂21a的旋转驱动部212的驱动力传递给手术器具40的旋转构件44。驱动传递构件62以与手术器具40的旋转构件44对应的方式设有多个。多个驱动传递构件62分别配置在与手术器具40的旋转构件44对应的位置。
导轨63设置于第2面60b。另外，导轨63以沿Y方向延伸的方式设置。导轨63以在X方向上相向的方式设有两个。两个导轨63(第1导轨63a和第2导轨63b)大致平行地设置。另外，第1导轨63a和第2导轨63b以与第1引导槽45a和第2引导槽45b分别对应的方式设置，该第1引导槽45a和第2引导槽45b与手术器具40的安装面40a大致平行地设置。第2面60b的第1导轨63a以及第2导轨63b构成为，通过使第1导轨63a以及第2导轨63b各自的一端634(Y2方向侧的端部)与安装面40a的第1引导槽45a以及第2引导槽45b各自的一端452(Y1方向侧的端部)对应地滑动，对手术器具40进行引导，以使多个驱动传递构件62中的每一个与设置于安装面40a的多个旋转构件44中的每一个对应。
由此，由于能够以与手术器具40的安装面40a的引导槽45相对应的方式，在安装手术器具40的安装面40a的第2面60b上形成第1导轨63a和第2导轨63b，因此能够在俯视时(在Z方向上观察时)相对于手术器具40的安装面40a在内侧形成第1导轨63a和第2导轨63b。其结果，由于能够将适配器60形成为手术器具40的安装面40a以下的大小，因此能够使用于将手术器具40能够拆卸地与机器人手术***100的机械臂21a连接的适配器60小型化。
另外，第2面60b的第1导轨63a以及第2导轨63b构成为在与第2构件622相对于第1构件621的移动方向(Z方向)交叉的方向(Y方向)上引导手术器具40的第1引导槽45a以及第2引导槽45b。即，手术器具40相对于适配器60的滑动***方向与手术器具40的轴42延伸的方向大致平行。由此，同滑动***方向与轴42的延伸方向交叉的情况不同，在相对于适配器60滑动地拆装手术器具40的情况下，仅在轴42的延伸方向设置用于使轴42移动所需的空间即可。即，不需要增大用于使轴42在与轴42的延伸方向交叉的方向上移动的空间。
先行导轨64设置于第2面60b。另外，先行导轨64以沿Y方向延伸的方式设置。另外，先行导轨64设置在第1导轨63a和第2导轨63b之间。另外，先行导轨64形成为与第1导轨63a及第2导轨63b大致平行地延伸。另外，先行导轨64设置在X方向上的第2面60b的大致中央。另外，先行导轨64与设置于安装面40a的先行引导槽47对应地设置。即，先行导轨64先于第1导轨63a和第2导轨63b引导手术器具40。由此，通过设置于第1导轨63a及第2导轨63b之间的先行导轨64的引导，能够容易地将第1导轨63a及第2导轨63b引导至第1引导槽45a及第2引导槽45b，因此能够容易地将手术器具40安装于适配器60。
另外，先行导轨64形成为，手术器具40相对于适配器60的滑动***方向上游侧(Y2方向侧)为随着朝向前端去而逐渐变细的形状。具体而言，先行导轨64的与滑动***方向相反的一侧(Y2方向侧)的端部形成为X方向的宽度随着朝向前端去而逐渐变细的形状。另外，先行导轨64的Y2方向侧的端部形成为Z方向的高度随着朝向前端去而逐渐变细的形状。由此，能够利用随着朝向前端去而逐渐变细的形状的部分，容易地将先行导轨64引导至先行引导槽47。
第1电极阵列65与手术器具40的第2电极阵列48和机械臂21连接。如图8所示，第1电极阵列65包括多个电极651和槽652。电极651以贯穿基体61的方式沿Z方向延伸地配置。槽652设置于第2面60b。另外，槽652接受设置于手术器具40的安装面40a的第2电极阵列48的突出部482(参照图11)。即，在将手术器具40安装于适配器60的情况下，突出部482嵌入槽652。由此，即使在手术器具40从适配器60卸下的状态下，也能够通过突出部482以及槽652防止作业者接触到第1电极阵列65以及第2电极阵列48。另外，在将手术器具40安装于适配器60的情况下，能够利用槽652接受突出部482，将第1电极阵列65与第2电极阵列48连接。
臂卡合部66与机械臂21的卡合部213卡合。具体而言，臂卡合部66与***设置于第1面60a的臂卡合孔部67的卡合部213卡合。另外，臂卡合部66能够在Y方向上移动。臂卡合部66被施力构件向Y1方向施力。臂卡合部66通过在Y1方向上移动而与卡合部213卡合。另一方面，臂卡合部66通过在Y2方向上移动而解除与卡合部213的卡合。
臂卡合孔部67设有多个。即，适配器60通过多个部位的卡合而固定于机械臂21。臂卡合孔部67例如设有五个。另外，多个臂卡合孔部67沿着第1面60a的周向均等地设置。
定位孔68设置于第1面60a。机械臂21的凸台214嵌入定位孔68中。定位孔68设置有多个。定位孔68设置在第1面60a的Y1方向侧的端部附近。
如图7所示，驱动传递构件62包括第1构件621和能够借助施力构件623相对于第1构件621移动地设置的第2构件622。第1构件621具有供第2构件622嵌入的凹部621a和与第2构件622卡合的卡合部621b。第2构件622具有收容施力构件623的凹部622a和与第1构件621卡合的卡合部622b。第1构件621和第2构件622以将施力构件623夹在中间的状态在Z方向上嵌合。第1构件621配置于第2面60b侧(Z1方向侧)。第2构件622配置于第1面60a侧(Z2方向侧)。施力构件623对第1构件621相对于第2构件622向Z1方向侧施力。施力构件623例如由弹簧构成。
第2构件622在Z方向上与第1面60a平齐地配置。另外，第2构件622被配置成在Z方向上相对于基体61不移动。第1构件621被配置成在Z方向上能够相对于基体61移动。由此，在将手术器具40沿着第1导轨63a以及第2导轨63b引导而安装于适配器60的情况下，能够使驱动传递构件62的第1构件621以在Z方向上凹陷的方式移动，以不妨碍手术器具40的移动。
另外，第1构件621构成为，随着第2构件622以Z方向的旋转轴线为中心旋转而旋转。具体而言，设置于第1构件621的内周部的卡合部621b与设置于第2构件622的外周部的卡合部622b卡合。第1构件621的卡合部621b以从凹部621a向内侧突出的方式形成。第2构件622的卡合部622b以从第2构件622的外周部向内侧凹陷的方式形成。第1构件621的卡合部621b和第2构件622的卡合部622b构成为，即使第1构件621相对于第2构件622沿Z方向移动，也相互卡合。即，与第1构件621相对于第2构件622在Z方向上的位置无关，第1构件621与第2构件622一起旋转。由此，当第2构件622通过机械臂21的旋转驱动部212的旋转而旋转时，第1构件621也旋转。其结果是，机械臂21的旋转驱动部212的旋转被传递到与第1构件621卡合的手术器具40的旋转构件44。
如图8和图9所示，导轨63包括轨道部631、伸出部632和爪部633。轨道部631形成为沿Y方向延伸。轨道部631进入手术器具40的引导槽45，引导手术器具40相对于适配器60的移动。
伸出部632形成为从轨道部631向X方向伸出。具体而言，第1导轨63a和第2导轨63b中的X1方向侧的导轨63的伸出部632相对于轨道部631配置在X1方向侧。另外，第1导轨63a和第2导轨63b中的X2方向侧的导轨63的伸出部632相对于轨道部631配置在X2方向侧。
爪部633形成为从轨道部631向X方向伸出。具体而言，第1导轨63a和第2导轨63b中的X1方向侧的导轨63的爪部633相对于轨道部631配置在X2方向侧。另外，第1导轨63a和第2导轨63b中的X2方向侧的导轨63的爪部633相对于轨道部631配置在X1方向侧。即，伸出部632相对于轨道部631设置在爪部633的相反侧。伸出部632相对于轨道部631配置在X方向上的外侧。爪部633相对于轨道部631配置在X方向上的内侧。
伸出部632与设于手术器具40的引导槽45的卡合槽451(参照图10和图11)卡合。由此，通过伸出部632与卡合槽451卡合，能够更稳定地将手术器具40相对于适配器60固定。即，通过伸出部632与卡合槽451卡合，从而使手术器具40相对于适配器60在Z方向上不脱落地连接。
爪部633与设于手术器具40的引导槽45的卡合孔462(参照图10及图11)卡合。具体而言，爪部633与在形成引导槽45的可动构件46的侧壁设置的卡合孔462卡合。由此，通过使爪部633与卡合孔462卡合，能够将由导轨63引导的手术器具40相对于适配器60定位并固定。即，通过爪部633与卡合孔462卡合，手术器具40相对于适配器60在Y方向上被定位，并且手术器具40被固定(锁定)成不会相对于适配器60在Y方向上脱落。另外，如图9所示，爪部633形成为沿着X方向倾斜。
如图8所示，多个驱动传递构件62分别包括与设置于手术器具40的安装面40a的对应的旋转构件44卡合的卡合部624。卡合部624包括设置于多个驱动传递构件62中的位于滑动***方向上游侧(Y2方向侧)的第1驱动传递构件62a的第1卡合部624a和设置于多个驱动传递构件62中的位于滑动***方向下游侧(Y1方向侧)的第2驱动传递构件62b的第2卡合部624b。第1卡合部624a和第2卡合部624b具有互不相同的形状。由此，在手术器具40相对于适配器60滑动的中途，能够抑制第1驱动传递构件62a与对应于第2驱动传递构件62b的旋转构件44相互卡合而钩挂，因此能够将手术器具40顺畅地安装于适配器60。
即，第1卡合部624a具有与第2卡合部624b卡合的旋转构件44不卡合的形状。由此，在手术器具40相对于适配器60滑动的中途，能够更可靠地抑制第1驱动传递构件62a与对应于第2驱动传递构件62b的旋转构件44相互卡合而钩挂。
具体而言，在第1驱动传递构件62a的第2面60b侧，作为第1卡合部624a，独立地形成有第1凹部625以及第2凹部626。另外，在第2驱动传递构件62b的第2面60b侧，作为第2卡合部624b，形成有第1凹部625以及第2凹部626通过第3凹部627相连而成的形状的一个凹部。如图10所示，设置于手术器具40的安装面40a的多个旋转构件44中的与第1驱动传递构件62a卡合的第1旋转构件44a具有***第1凹部625以及第2凹部626的第1突起部441以及第2突起部442。即，第1突起部441与第1凹部625卡合。另外，第2突起部442与第2凹部626卡合。
设置于手术器具40的安装面40a的多个旋转构件44中的与第2驱动传递构件62b卡合的第2旋转构件44b具有***1个凹部的第1突起部441、第2突起部442、以及配置于第1突起部441及第2突起部442之间的第3突起部443。即，第1突起部441与第1凹部625卡合。另外，第2突起部442与第2凹部626卡合。另外，第3突起部443与第3凹部627卡合。由此，通过独立地设置第1凹部625以及第2凹部626，或者连接第1凹部625以及第2凹部626而形成一个凹部，能够容易地将第1卡合部624a以及第2卡合部624b的形状形成为相互不同。另外，能够使构成第1突起部441以及第2突起部442的构件通用，根据有无第3突起部443，将第1旋转构件44a以及第2旋转构件44b的卡合部分形成为相互不同的形状，因此能够抑制零件的种类增加。
如图10和图11所示，在手术器具40的安装面40a的引导槽45设有卡合槽451。卡合槽451以沿引导槽45在Y方向上延伸的方式形成。设置于适配器60的第2面60b的导轨63的伸出部632与卡合槽451卡合。
在形成引导槽45的可动构件46的侧壁设有卡合孔462。设置于适配器60的第2面60b的导轨63的爪部633与卡合孔462卡合。另外，通过使可动构件46向X方向的内侧方向移动，爪部633与卡合孔462的卡合被解除。另外，通过使可动构件46向X方向上的内侧方向移动，驱动传递构件62被向Z2方向按压，驱动传递构件62与旋转构件44的卡合被解除。在该状态下，通过使手术器具40相对于适配器60在Y2方向上滑动，能够将手术器具40从适配器60卸下。
手术器具40的安装面40a的第2电极阵列48包括多个电极481和突出部482。多个电极481分别与适配器60的第1电极阵列65的多个电极651连接。突出部482相对于各个电极481配置在X方向的两侧。突出部482是为了防止手等接触电极481而设置的。具体而言，夹着电极481的突出部482的间隔充分小于手指的大小。另外，突出部482在Z方向上比电极481更大地突出。
(手术器具向机械臂的安装)
参照图12～图14，对手术器具40向第1实施方式的机械臂21a的安装进行说明。
如图12所示，在利用帷帘70覆盖机械臂21a的状态下，将适配器60安装于机械臂21a。适配器60相对于机械臂21a沿Z方向移动而安装于机械臂21a。如图13以及图14所示，相对于安装于机械臂21a的适配器60安装手术器具40。手术器具40通过沿着适配器60的先行导轨64和第1导轨63a以及第2导轨63b在滑动***方向(Y1方向)上滑动移动，从而安装于适配器60。由此，手术器具40经由适配器60安装于机械臂21a。
在将手术器具40从机械臂21a卸下的情况下，一边按压手术器具40的可动构件46的按钮461，一边使手术器具40向与滑动***方向相反的方向(Y2方向)滑动移动，从而将手术器具40从适配器60卸下。
[第2实施方式]
接着，参照图15～图26，对本发明的第2实施方式进行说明。在该第2实施方式中，对在第1实施方式的适配器上还设有先行引导部的结构的例子进行说明。
在此，如图15和图16所示，第2实施方式的适配器60设有先行引导部69。先行引导部69形成为，沿着与第1导轨63a以及第2导轨63b的延伸方向平行的方向(Y方向)从基体61突出。另外，先行引导部69先于第1导轨63a以及第2导轨63b来引导手术器具40。由此，通过以从基体61突出的方式设置的先行引导部69的引导，能够容易地将第1导轨63a以及第2导轨63b引导至第1引导槽45a以及第2引导槽45b，因此能够容易地将手术器具40安装于适配器60。另外，通过以从基体61突出的方式设置先行引导部69，能够容易地识别手术器具40相对于适配器60的安装方向以及安装位置。
另外，先行引导部69构成为将从手术器具40的安装面40a向第2面60b侧突出的突出部49在第1导轨63a以及第2导轨63b的延伸方向(Y方向)上引导。由此，通过使设置于手术器具40的安装面40a的突出部49沿着先行引导部69滑动，能够容易地将手术器具40引导至适配器60的安装位置。
如图15所示，手术器具40的突出部49在安装面40a的Y2方向的端部附近设有一对。另外，一对突出部49在X方向上隔开规定的间隔而配置。另外，一对突出部49以夹着第2电极阵列48的方式配置。
另外，基体61的第2面60b具有供安装面40a的突出部49卡合的安装卡合部611。由此，能够通过先行引导部69引导与安装卡合部611卡合的突出部49，因此不需要在手术器具上另外设置用于进行引导的构件。具体而言，如图16所示，在基体61的第2面60b的Y2方向的端部附近设有一对安装卡合部611。另外，一对安装卡合部611在X方向上隔开规定的间隔而配置。另外，一对安装卡合部611以夹着第1电极阵列65的方式配置。
如图24～图26所示，在侧视时，安装卡合部611具有在Y方向上凹陷的凹部。另外，在侧视时，突出部49具有在Y方向上突出的凸部。突出部49的凸部嵌入安装卡合部611的凹部，由此突出部49与安装卡合部611卡合。
另外，在第2实施方式中，如图16所示，在基体61设有供手术器具40抵接的抵接部612。一对抵接部612在基体61的第2面60b的Y1方向的端部附近设有一对。另外，一对抵接部612在X方向上隔开规定的间隔而配置。另外，一对抵接部612以向手术器具40侧(Z1方向侧)突出的方式形成。抵接部612构成为在手术器具40安装于适配器60时与手术器具40的壳体43的Y1方向侧的端部抵接。
先行引导部69与第1面60a以及第2面60b大致平行且在与引导手术器具40的方向(与滑动***方向平行的方向)正交的方向(X方向)上隔开规定的间隔而大致平行地设有一对。由此，与利用一个先行引导部69引导手术器具40的情况相比，能够将手术器具40稳定地引导至适配器60的安装位置。
如图21～图23所示，一对先行引导部69分别构成为利用X方向上的外侧的面引导手术器具40的突出部49。即，X1方向侧的先行引导部69利用X1方向侧的侧面沿Y方向引导手术器具40的突出部49。另外，X2方向侧的先行引导部69利用X2方向侧的侧面沿Y方向引导手术器具40的突出部49。
另外，如图16所示，一对先行引导部69的滑动***方向上游侧(Y2方向侧)的端部通过连接部691相互连接。由此，通过将一对先行引导部69的端部相互连接，能够提高一对先行引导部69的机械强度，因此能够抑制一对先行引导部69挠曲而变形。由此，能够可靠地发挥一对先行引导部69的引导功能。
连接部691形成为沿一对先行引导部69排列的方向(X方向)延伸。另外，连接部691形成为手术器具40侧(Z1方向侧)凹陷。由此，在一边由先行引导部69引导手术器具40一边向Y1方向滑动的情况下，能够抑制从手术器具40的安装面40a向Z2方向侧突出的第2电极阵列48与连接部691干涉。一对先行引导部69以及连接部691一体地形成。由此，与分体地形成一对先行引导部69以及连接部691的情况相比，能够减少零件件数。
另外，在第2实施方式中，第2面60b的第1导轨63a以及第2导轨63b构成为，通过使第1导轨63a以及第2导轨63b各自的一端634(Y2方向侧的端部)与安装面40a的第1引导槽45a以及第2引导槽45b各自的一端452(Y1方向侧的端部)相对应地滑动，对手术器具40进行引导，以使多个驱动传递构件62的每一个与设置于安装面40a的多个旋转构件44中的每一个相对应。
(手术器具向机械臂的安装)
参照图17～图20，对手术器具40向第2实施方式的机械臂21a的安装进行说明。
如图17所示，在利用帷帘70覆盖机械臂21a的状态下，将适配器60安装于机械臂21a。适配器60相对于机械臂21a在Z方向上移动而安装于机械臂21a。如图18以及图19所示，相对于安装于机械臂21a的适配器60安装手术器具40。手术器具40沿着适配器60的先行引导部69、先行导轨64和第1导轨63a以及第2导轨63b在Y方向上移动而安装于适配器60。由此，如图20所示，手术器具40经由适配器60安装于机械臂21a。
在将手术器具40从机械臂21a卸下的情况下，一边按压手术器具40的可动构件46的按钮461，一边使手术器具40向Y2方向滑动移动，由此将手术器具40从适配器60卸下。
(手术器具向适配器的安装)
参照图21～图26，对基于先行引导部69的引导的手术器具40向适配器60的安装进行说明。
如图21以及图24所示，使手术器具40位于适配器60的Z1方向侧，以使手术器具40的突出部49与适配器60的先行引导部69抵接。
如图22和图25所示，一边利用先行引导部69引导突出部49，一边使手术器具40向Y1方向移动。此时，手术器具40被先行导轨64引导，接着，手术器具40被第1导轨63a和第2导轨63b引导。
如图23和图26所示，当手术器具40被安装到适配器60时，手术器具40的突出部49与适配器60的安装卡合部611卡合。
另外，第2实施方式的其它的结构与上述第1实施方式相同。
(变形例)
另外，应认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述实施方式的说明来表示，而是由权利要求书来表示，还包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更(变形例)。
例如，在上述第1和第2实施方式中，示出了通过使手术器具沿适配器的第2面在轴的延伸方向上滑动移动来进行装卸的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以通过使手术器具沿适配器的第2面在与轴的延伸方向交叉的方向上滑动移动来进行装卸。
另外，在上述第1实施方式中，示出了在俯视时适配器具有大致圆形状的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，适配器的俯视时的形状也可以不是大致圆形状。例如，适配器也可以在俯视时具有矩形形状。
另外，在上述第1以及第2实施方式中，示出了在适配器设有4个驱动传递构件的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以在适配器设有4个以外的多个驱动传递构件。
另外，在上述第1以及第2实施方式中，示出了适配器和帷帘分体设置的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以是适配器和帷帘一体地设置的结构。

Claims (17)

1.一种适配器，用于将手术器具能够拆卸地连接于机器人手术***的机械臂，其特征在于，
该适配器具备：
基体，包括用于安装于所述机械臂的第1面、和供所述手术器具的安装面安装的第2面；以及
多个驱动传递构件，能够旋转地设置于所述基体，
所述基体的所述第2面具有分别与设置于所述安装面的第1引导槽以及第2引导槽对应的第1导轨以及第2导轨，
所述第2面的所述第1导轨以及第2导轨构成为，***所述安装面的所述第1引导槽以及第2引导槽，对所述手术器具进行引导，以使所述手术器具滑动而使所述多个驱动传递构件中的每一个与设置于所述安装面的多个旋转构件中的每一个对应，
该适配器还具备先行引导部，该先行引导部形成为沿着与所述第1导轨以及所述第2导轨的延伸方向平行的方向从所述基体突出，先于所述第1导轨以及所述第2导轨引导所述手术器具。
2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述驱动传递构件包括第1构件和借助施力构件相对于所述第1构件能够移动地设置的第2构件，
所述第2面的所述第1导轨和所述第2导轨构成为，在与所述第2构件相对于所述第1构件的移动方向交叉的方向上引导所述手术器具的所述第1引导槽和所述第2引导槽。
3.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述基体的所述第2面具有先行导轨，所述先行导轨设置于所述第1导轨与所述第2导轨之间，与设置于所述安装面的先行引导槽对应地先于所述第1导轨和所述第2导轨引导所述手术器具。
4.根据权利要求3所述的适配器，其特征在于，
所述先行导轨的滑动***方向上游侧形成为随着朝向前端去而逐渐变细的形状。
5.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述第1导轨和所述第2导轨分别具有与设置于所述第1引导槽和所述第2引导槽的卡合孔卡合的爪部。
6.根据权利要求5所述的适配器，其特征在于，
所述第1导轨和所述第2导轨分别具有分别进入所述第1引导槽和所述第2引导槽的轨道部、以及相对于所述轨道部设置在所述爪部的相反侧，与分别设置于所述第1引导槽和所述第2引导槽的卡合槽卡合的伸出部。
7.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述基体的所述第2面具有第1电极阵列和设置于所述安装面并接受设置于与所述第1电极阵列连接的第2电极阵列的突出部的槽。
8.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述多个驱动传递构件分别包括卡合部，该卡合部与设置于所述安装面的对应的旋转构件卡合，
所述卡合部具有：第1卡合部，设置于所述多个驱动传递构件中的位于所述手术器具的滑动***方向的上游侧的第1驱动传递构件；以及第2卡合部，设置于所述多个驱动传递构件中的位于所述手术器具的滑动***方向的下游侧的第2驱动传递构件且具有与所述第1卡合部不同的形状。
9.根据权利要求8所述的适配器，其特征在于，
所述第1卡合部具有与所述第2卡合部卡合的所述旋转构件不卡合的形状。
10.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
在所述第1驱动传递构件的所述第2面的一侧，作为所述第1卡合部，独立地形成有第1凹部以及第2凹部，
在所述第2驱动传递构件的所述第2面的一侧，作为所述第2卡合部，形成有所述第1凹部以及所述第2凹部相连而成的形状的一个凹部。
11.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
滑动***方向与所述手术器具的轴延伸的方向大致平行。
12.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述适配器是用于在与所述机械臂之间夹着帷帘的帷帘适配器。
13.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述先行引导部构成为，将从所述手术器具的所述安装面向所述第2面的一侧突出的突出部在所述第1导轨以及所述第2导轨的延伸方向上引导。
14.根据权利要求13所述的适配器，其特征在于，
所述基体的所述第2面具有供所述安装面的所述突出部卡合的安装卡合部。
15.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，
所述先行引导部与所述第1面以及所述第2面大致平行且在与引导所述手术器具的方向正交的方向上隔开规定的间隔而大致平行地设置一对。
16.根据权利要求15所述的适配器，其特征在于，
该适配器包括将一对所述先行引导部的滑动***方向上游侧的端部相互连接的连接部。
17.一种向机械臂安装手术器具的方法，是经由适配器将手术器具安装于机器人手术***的机械臂的方法，其特征在于，
该方法依次进行以下的步骤：
将所述适配器的基体的第1面安装于所述机械臂；
使从所述手术器具的安装面突出的突出部抵接于形成为从所述基体突出的先行引导部；
一边通过所述先行引导部引导所述突出部，一边使所述手术器具在滑动***方向上滑动移动；
使设置于所述基体的第2面的沿着与所述先行引导部从所述基体突出的方向平行的方向延伸的第1导轨以及第2导轨***设置于所述安装面的第1引导槽以及第2引导槽，利用所述第1导轨以及第2导轨对所述手术器具进行引导，以使能够旋转地设置于所述基体的多个驱动传递构件中的每一个与设置于所述安装面的多个旋转构件中的每一个对应；以及
使所述手术器具的所述突出部与所述适配器的安装卡合部卡合。
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