CN116634959B - 钳子装置以及基底部件 - Google Patents
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Abstract
钳子装置(10)具备:把持部(12a、12b);支承体(14),其保持把持部;第一旋转轴(16),其以支承体可旋转的方式支承所述支承体;基底部件(18),其保持第一旋转轴;多个把持部绳索,所述多个把持部绳索传递使把持部进行动作的驱动力;引导滑轮(52a、52b),所述引导滑轮(52a、52b)引导多个把持部绳索中的一部分把持部绳索;以及支承轴(54),其以引导滑轮可旋转的方式支承引导滑轮。基底部件(18)具备:隔开部(18g),其形成有供多个把持部绳索分别通过的多个把持部绳索用孔(56、58、60、62);以及一对臂(18a、18b),所述一对臂(18a、18b)从隔开部(18g)朝向把持部(12a、12b)延伸,支承轴的两端被所述一对臂(18a、18b)固定。引导滑轮(52a、52b)以第一把持部绳索远离第二把持部绳索的方式进行引导。
Description
技术领域
本发明涉及手术用机器人的机械手使用的钳子装置。
背景技术
近年,为了减轻手术操作者的负担、节省医疗设施的人力,提出了利用机器人(机械手)的医疗处置方案。在外科领域中,提出了与手术用机械手***相关的方案,对手术操作者能够远程操作的手术用机械手进行操作来对患者进行处置。
在手术用机械手的前端装配有各种手术器具,作为手术器具,已知在手术时对人体的组织进行把持的钳子。例如,专利文献1公开了如下钳子:在把持部的两个钳口部分别设置有外径不同的两个圆盘,对绕挂于各圆盘的绳索进行牵拉,由此钳口部进行开闭。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2015/0127045号说明书
发明内容
发明所要解决的问题
在一边将上述的钳子***患者的腹部一边进行手术的情况下,为了确保手术视野,有时使腹腔内的气压比大气压高。但是,当腹腔内的气体从钳子的前端经由轴而向体外泄漏时,无法使腹腔内的气压比大气压高。特别是在借助通过轴内的绳索的进退来使钳子前端的钳口部进行开闭的情况下,需要考虑绳索的运动来进行密封。
本发明是鉴于这样的状况而做出的,其例示性的一个目的在于提供一种提高钳子装置的把持部侧的气密性的新技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明的一方面的钳子装置,具备:把持部;支承体,其保持把持部;第一旋转轴,其以支承体可旋转的方式支承所述支承体;基底部件,其保持第一旋转轴;多个把持部绳索,所述多个把持部绳索传递使把持部进行动作的驱动力;引导滑轮,其引导多个把持部绳索中的一部分把持部绳索;以及支承轴,其以引导滑轮可旋转的方式支承引导滑轮。基底部件具备:隔开部,其形成有供多个把持部绳索分别通过的多个把持部绳索用孔;以及一对臂,所述一对臂从隔开部朝向把持部延伸,支承轴的两端被所述一对臂固定。多个把持部绳索具有第一把持部绳索、第二把持部绳索。多个把持部绳索用孔具有:供第一把持部绳索通过的第一把持部绳索用孔;以及与第一把持部绳索用孔最邻接并且供第二把持部绳索通过的第二把持部绳索用孔。引导滑轮以第一把持部绳索远离第二把持部绳索的方式进行引导。
根据该方面,能够使第一把持部绳索用孔与第二把持部绳索用孔分离。因此,例如能够在形成有孔的隔开部的一方侧使开有孔的密封构件精度良好地成形,从而能够提高把持部侧的气密性。
也可以是,在从铅垂方向观察隔开部的情况下,第一把持部绳索用孔、隔开部的中心以及第二把持部绳索用孔所成的角度为30°以上。由此,第一把持部绳索用孔与第二把持部绳索用孔的距离增大,因此例如能够减少在使开有多个孔的密封构件成形时孔彼此相连的不良情况。
也可以是,基底部件在隔开部的一方侧配置有密封构件,在密封构件形成有多个密封用孔,所述多个密封用孔形成在与多个把持部绳索用孔对应的位置。由此,能够使把持部绳索通过基底部件并且用密封构件进行密封。
密封用孔的直径小于把持部绳索用孔的直径并且也小于把持部绳索的直径。由此,即使在把持部绳索用孔与把持部绳索之间存在间隙,密封用孔与把持部绳索也会密接,由此能够减少把持部侧的气体经由基底部件向钳子装置的外部泄漏的情形。
也可以是,密封构件是膜状的硅树脂。
也可以是,还具备一对支承体绳索,所述一对支承体绳索传递使支承体旋转的驱动力。也可以是,在隔开部形成有供一对支承体绳索分别通过的一对支承体绳索用孔,在从铅垂方向观察隔开部的情况下,支承体绳索用孔、隔开部的中心以及与支承体绳索用孔最邻接的把持部绳索用孔所成的角度为30°以上。由此,能够使支承体绳索用孔与把持部绳索用孔分离。因此,例如能够在形成有孔的隔开部的一方侧使开有孔的密封构件精度良好地成形,从而能够提高把持部侧的气密性。
本发明的其它方面为基底部件。该基底部件设置在钳子装置中的把持部与轴之间。基底部件具有形成有多个把持部绳索用孔的隔开部,用于传递使把持部进行动作的驱动力的多个把持部绳索分别通过所述多个把持部绳索用孔。多个把持部绳索用孔具有:第一把持部绳索用孔;以及与第一把持部绳索用孔最邻接的第二把持部绳索用孔。在从铅垂方向观察隔开部的情况下,第一把持部绳索用孔、隔开部的中心以及第二把持部绳索用孔所成的角度为30°以上。
根据该方面,能够使第一把持部绳索用孔与第二把持部绳索用孔大幅度分离。因此,例如能够在形成有孔的隔开部的一方侧使开有孔的密封构件精度良好地成形,从而能够提高把持部侧的气密性。另外,例如能够减少在使开有多个孔的密封构件成形时孔彼此相连的不良情况。
也可以是,在隔开部形成有一对支承体绳索用孔,用于传递使支承体旋转的驱动力的一对支承体绳索分别通过所述一对支承体绳索用孔,所述支承体保持把持部,在从铅垂方向观察隔开部的情况下,支承体绳索用孔、隔开部的中心以及与支承体绳索用孔最邻接的把持部绳索用孔所成的角度为30°以上。由此,能够使支承体绳索用孔与把持部绳索用孔分离。因此,例如能够在形成有孔的隔开部的一方侧使开有孔的密封构件精度良好地成形,从而能够提高把持部侧的气密性。
也可以是,还具备一对臂,所述一对臂从隔开部朝向把持部延伸。也可以是,臂形成有供支承轴的端部嵌合的嵌合孔,所述支承轴以一对引导滑轮可旋转的方式支承所述一对引导滑轮。由此,一对臂借助支承轴被固定,由此基底部件的刚性提高。
而且,以上的结构要素的任意组合、将本发明的表现在方法、装置、***等之间进行变换而成的方案也作为本发明的方式有效。
发明的效果
根据本发明,能够实现把持部侧的气密性高的钳子装置。
附图说明
图1是本实施方式涉及的钳子装置的立体图。
图2是从A方向观察图1的钳子装置时的正视图。
图3是从B方向观察图1的钳子装置时的侧视图。
图4是从C方向观察图1的钳子装置时的侧视图。
图5是图3所示的钳子装置的D-D剖视图。
图6是图5的区域R的放大图。
图7是本实施方式涉及的引导滑轮的正视图。
图8是图7所示的引导滑轮的E-E剖视图。
图9是本实施方式涉及的支承体的立体图。
图10是示出用于说明本实施方式涉及的钳子装置的制造方法的流程的图。
图11是示出使本实施方式涉及的一对钳口部件面对地组合的样子的立体图。
图12是从H1方向观察图1所示的钳子装置时的立体图。
图13是从H2方向观察图1所示的钳子装置时的立体图。
图14是从H3方向观察图1所示的钳子装置时的立体图。
图15是从与H2方向相反的方向观察图1所示的钳子装置时的立体图。
图16是图3所示的钳子装置省略了基底部件的图示的图。
图17是图4所示的钳子装置省略了基底部件的图示的图。
图18是图1所示的钳子装置省略了绳索的图示的图。
图19是本实施方式涉及的基底部件的立体图。
图20是从J1方向观察图19所示的基底部件时的俯视图。
图21是从J2方向观察图19所示的基底部件时的仰视图。
图22是在制作密封构件时使用的工具的立体图。
图23是示出将图22所示的工具装配到基底部件的样子的立体图。
图24是示出在基底部件装配了工具的状态下注入密封树脂的样子的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。对各附图所示的同一或同等的结构要素、构件、处理附加同一附图标记,并适当省略重复的说明。另外,实施方式并不限定发明而是例示,在实施方式中记述的全部的特征、其组合,并不限定发明的本质。
(钳子装置)
图1是本实施方式涉及的钳子装置的立体图。图2是从A方向观察图1的钳子装置时的正视图。图3是从B方向观察图1的钳子装置时的侧视图。图4是从C方向观察图1的钳子装置时的侧视图。
各图所示的钳子装置10具备:一对把持部12a、12b;支承体14,其保持一对把持部12a、12b;第一旋转轴16,其以支承体14可旋转的方式对支承体14进行支承;基底部件18,其保持第一旋转轴16;四个引导滑轮20,所述四个引导滑轮20配置成与第一旋转轴16同轴;第二旋转轴22,其以一对把持部12a、12b可旋转的方式支承一对把持部12a、12b,并被支承体14保持;四个钳口滑轮24,所述四个钳口滑轮24与第二旋转轴22同轴地被保持;四个绳索26、28、30、32,所述四个绳索26、28、30、32被绕挂于四个引导滑轮20与四个钳口滑轮24之间;以及绳索38、40,所述绳索38、40用于使支承体14以第一旋转轴16为中心进行旋转。
(引导滑轮20)
图5是图3所示的钳子装置10的D-D剖视图。图6是图5的区域R的放大图。如图5以及图6所示,引导滑轮20以相对于第一旋转轴16倾斜的方式隔着支承体14的一部分即圆筒的环状部14a而可旋转地被第一旋转轴16支承。由此,绳索26、28、30、32各自相对于引导滑轮20的实质上的偏角减小,不容易与引导滑轮20的引导槽20a的边缘20b干扰。而且,也可以是,引导滑轮20不隔着支承体14而被第一旋转轴16直接支承。
图7是本实施方式涉及的引导滑轮20的正视图。图8是图7所示的引导滑轮20的E-E剖视图。本实施方式涉及的引导滑轮20的内周面20d相对于供第一旋转轴16贯通的圆形的开口部20c的中心线CL而倾斜。内周面20d相对于供第一旋转轴16***的支承体14的环状部14a而滑动。由此,因从具有偏角的绳索承受的力,而引导滑轮20自主地倾斜。而且,在引导滑轮20直接被第一旋转轴16支承的情况下,引导滑轮20的内周面20d直接在第一旋转轴16的外周面进行滑动。
如图8所示,引导滑轮20以如下方式形成有内周面20d:随着沿中心线C L远离与中心线CL正交并且内径d最小的平面P而内径d逐渐地扩展。换言之,内周面20d也可以形成为圆锥形状、研钵形状或者梯形面。另外,夹着平面P而与内周面20d相反的一侧的内周面20e也被加工成与内周面20d同样的形状。
而且,本实施方式涉及的引导滑轮20的内周面20d以及内周面20e与中心线CL所成的角α为3°~7°的范围。另外,引导滑轮20的一方的端面20f相对于平面P倾斜了角度α,一方的端面20f与内周面20d所成的角为90°。另外,引导滑轮20的另一方的端面20g与平面P平行(相对于中心线CL正交)。因而,引导滑轮20为夹着平面P而左右非对称的环状构件。
如图5、图6所示,本实施方式涉及的引导滑轮20夹着支承体14而在支承体14的两侧各邻接地配置有两个。而且,如图6所示,在将两个引导滑轮20并列装配于环状部14a时,使另一方的端面20g彼此面对。其结果是,邻接的两个引导滑轮20的一方(引导滑轮20B)在倾斜的状态下与支承体14抵接,邻接的两个引导滑轮20的另一方(引导滑轮20A)在倾斜的状态下与基底部件18抵接。由此,在引导滑轮20倾斜时,能精度良好地决定引导滑轮20向第一旋转轴方向X的位置。
如图2所示,各个引导滑轮20,以所绕挂的多个绳索26、28朝向钳口滑轮24的外周来向外侧扩展的方式,相对于第一旋转轴16而倾斜。由此,即使使用容易使一对把持部12a、12b处的操作扭矩增大的直径大的钳口滑轮24,也能够抑制引导滑轮20中的绳索的干扰。
然后,说明基底部件18。如图2、图5所示,本实施方式涉及的基底部件18具有:一对臂18a、18b,所述一对臂18a、18b保持第一旋转轴16的两端;以及第三旋转轴36,其被一对臂18a、18b保持,并以四个引导滑轮34可旋转的方式支承四个引导滑轮34,所述四个引导滑轮34处于比引导滑轮20靠上游侧。而且,本实施方式涉及的第三旋转轴36分别设置于一对臂18a、18b。
在臂18a、18b中,与保持第三旋转轴36的根基部分18c相比,保持第一旋转轴16的前端部分18d是薄壁。换言之,与根基部分18c彼此的间隔相比,前端部分18d彼此的间隔宽。由此,如图3所示,即使在具有偏角的绳索26、28与支承体14一并以第一旋转轴16为中心进行弯曲(图3的箭头符号F方向)的情况下,也不容易与臂18a、18b干扰。
另外,与根基部分18c的周向的宽度W2相比,臂18a(臂18b)的前端部分18d的周向的宽度W1狭窄。由此,需要考虑前端部分18d会与绳索发生干扰而在前端部分18d形成U字状的避让部,并且使根基部分18c的周向的宽度大于前端部分18d的周向的宽度,由此能抑制臂的刚性降低。
另外,如图5所示,本实施方式涉及的钳口滑轮24的外径G1大于一对臂18a、18b的根基部分18c彼此的间隔G2。也就是说,本实施方式涉及的钳子装置10能够采用与筒状的基底部件18的内径的尺寸相比外径大的钳口滑轮24。
(支承体的组装性)
图9是本实施方式涉及的支承体的立体图。如图5、图6所示,本实施方式涉及的钳子装置10具备:一对把持部12a、12b;支承体14,其保持一对把持部12a、12b;第一旋转轴16,其以支承体14可旋转的方式对支承体14进行支承;基底部件18,其保持第一旋转轴16;以及多个引导滑轮20,所述多个引导滑轮20配置成与第一旋转轴16同轴。如图9所示,支承体14具有作为供第一旋转轴16贯通的筒状部的环状部14a。多个引导滑轮20可旋转地被环状部14a的外周支承。而且,旋转轴不仅可以是自身旋转的轴,如果在所支承的构件旋转时成为轴即可,也可以是被固定于其它构件的轴。
在这样构成的钳子装置10中,在环状部14a的外周支承有多个引导滑轮20的状态下的支承体14借助第一旋转轴16而被保持于基底部件18。因此,与支承体14直接被基底部件18保持的情况相比较,容易实现组装性的改善。
另外,本实施方式涉及的基底部件18具有相向的一对臂18a、18b。另外,第一旋转轴16的轴方向的两端被压入嵌合于一对臂18a、18b由此被坚固地固定。由此,可能作为自由端的一对臂18a、18b的前端部彼此被旋转轴固定,因此基底部件18整体的刚性增加。
另外,绳索26、28、30、32分别用于传递使把持部12a、把持部12b进行动作的驱动力。具体来讲,绳索26以及绳索32绕挂于把持部12b的钳口滑轮24,当绳索26被拉动时把持部12b向打开的方向运动,当绳索32被拉动时把持部12b向闭合的方向运动。另外,绳索28以及绳索30绕挂于把持部12a的钳口滑轮24,当绳索28被拉动时把持部12a向闭合的方向运动,当绳索30被拉动时把持部12a向打开的方向运动。
另外,四个引导滑轮20分别绕挂有对应的绳索26、28、30、32。绳索26、28、30、32以在使把持部12a、12b进行动作时支承体14从第一旋转轴16承受的垂直抗力减少的方式绕挂于对应的引导滑轮20。详细来讲,如图2所示,绳索26、28、30、32通过对应的引导滑轮20与引导滑轮34之间,从引导滑轮20的下侧(夹着第一旋转轴16而与把持部12a、12b相反的一侧)绕挂。
因而,在使把持部12a、12b进行动作时,当绳索26、28、30、32中的至少一者产生张力时,因其张力,力会经由引导滑轮20而作用于支承体14。在本实施方式涉及的钳子装置10的情况下,因由绳索26、28、30、32产生的张力,而会对支承体14施加朝向把持部12a、12b的方向的力。
另外,在支承体14一体地形成有用于绕挂绳索38、40的支承体滑轮42,所述绳索38、40传递使支承体以第一旋转轴16为中心进行旋转的驱动力。因此,当想要牵拉绳索38、40中的一方来使支承体14旋转时,因绕挂于支承体滑轮42的绳索38、40的张力,支承体14被推压向第一旋转轴16侧。此时,支承体14从第一旋转轴16承受的垂直抗力产生,从而成为摩擦力增大的一个原因。
但是,在本实施方式涉及的钳子装置10中,如上所述因在使把持部12a、12b进行动作时的绳索26、28、30、32的张力而在引导滑轮20产生图2的向上的力。因作用于该引导滑轮20的力,而会使绳索38、40引起的垂直抗力减少,由此支承体14相对于第一旋转轴16旋转时的摩擦力降低。其结果是,把持部12a、12b的动作顺畅,钳子装置10的控制性优化。
(钳子装置的制造方法)
然后,说明本实施方式涉及的钳子装置10的制造方法。图10是示出用于说明本实施方式涉及的钳子装置的制造方法的流程的图。该方法首先准备用于保持把持部12a、12b的支承体14(S10)。然后,在形成有贯通孔44(参照图5)的环状部14a的外周装配多个引导滑轮20(S12),所述贯通孔44用于***以支承体14可旋转的方式对支承体14进行支承的第一旋转轴16。然后,相对于形成有用于***第一旋转轴16的孔18e、18f的基底部件18,以使孔18e、18f与贯通孔44呈直线排列的方式将支承体14定位(S14)。然后,从孔18e***第一旋转轴16,最终将第一旋转轴16的两端压入基底部件18的孔18e、18f,由此第一旋转轴16被坚固地固定于基底部件18(S16)。然后,在不妨碍上述的制造的定时进行对各滑轮绕挂绳索的步骤即可。
根据该制造方法,不需要如下步骤:用分割而成的基底部件夹持支承体之后,将基底部件彼此接合。或者,不需要如下调整困难的步骤:将支承体、滑轮以及基底部件各自的孔同轴地配置,一边保持其位置,一边将旋转轴压入支承体。
(把持部)
然后,详细记述本实施方式涉及的构成把持部的钳口部件。图11是示出使本实施方式涉及的一对钳口部件面对地组合的样子的立体图。图11所示的钳口部件50A、50B是相互大致相同的形状的部件。钳口部件50A、50B具有彼此相对地运动由此把持对象物的把持部12a和把持部12b。把持部12a与形成为两分岔的钳口滑轮24a(第一把持部滑轮)和钳口滑轮24b(第二把持部滑轮)相连,一体地构成钳口部件50A。另外,把持部12b与形成为两分岔的钳口滑轮24c(第三把持部滑轮)和钳口滑轮24d(第四把持部滑轮)相连,一体地构成钳口部件50B。
图12是从H1方向观察图1所示的钳子装置10时的立体图。图13是从H2方向观察图1所示的钳子装置10时的立体图。图14是从H3方向观察图1所示的钳子装置10时的立体图。图15是从与H2方向相反的方向观察图1所示的钳子装置10时的立体图。而且,H1方向~H3方向是处于包含第一旋转轴16在内的水平面H内的方向。另外,在图12至图15的各图中省略了基底部件18的图示。
如各图所示,钳口滑轮24a、钳口滑轮24c、钳口滑轮24b以及钳口滑轮24d可旋转地依次被第二旋转轴22支承。另外,引导滑轮20A、引导滑轮20B、引导滑轮20C以及引导滑轮20D可旋转地依次被第一旋转轴16支承。用于传递使把持部12a、12b进行开闭动作的驱动力的把持部绳索即绳索26、28、30、32不经由其它滑轮而绕挂于多个引导滑轮20A~20D与把持部12a、12b之间。而且,从处于钳子装置10的外部的驱动器部件输入驱动力。由此,如图12等所示,能够使第一旋转轴16与第二旋转轴22的距离短,因此能够增加把持部12a、12b的扭矩(操作力)。其结果是,能够提供把持部12a、12b的控制性良好的钳子装置10。
(绳索向各种滑轮的绕挂方法)
然后,详细记述本实施方式涉及的绳索26、28、30、32向各滑轮的绕挂方法。绳索26被绕挂于引导滑轮20A与钳口滑轮24c之间。绳索28被绕挂于引导滑轮20B与钳口滑轮24a之间。绳索30被绕挂于引导滑轮20C与钳口滑轮24b之间。绳索32被绕挂于引导滑轮20D与钳口滑轮24d之间。
图16是图3所示的钳子装置10省略了基底部件18的图示的图。图17是图4所示的钳子装置10省略了基底部件的图示的图。
如图12、图13以及图16所示,以包含第一旋转轴16并且与第二旋转轴22正交的铅垂截面V为基准,绳索26在被绕挂于引导滑轮20A的一方侧S1之后,被固定于处于铅垂截面V的一方侧S1的钳口滑轮24c。以铅垂截面V为基准,绳索28在被绕挂于引导滑轮20B的一方侧S1之后,被固定于处于铅垂截面V的一方侧S1的钳口滑轮24a。
另外,如图14至图16所示,以铅垂截面V为基准,绳索30在被绕挂于引导滑轮20C的另一方侧S2之后,被固定于处于铅垂截面V的另一方侧的钳口滑轮24b。以铅垂截面V为基准,绳索32在被绕挂于引导滑轮20D的另一方侧S2之后,被固定于处于铅垂截面V的另一方侧S2的钳口滑轮24d。由此,四个把持部绳索不会分别交叉,并被固定于对应的四个把持部滑轮。另外,绕挂于引导滑轮20A~20D的四个把持部绳索在偏角小的状态下被固定于对应的四个把持部滑轮。
另外,钳子装置10具备:引导滑轮34a,其处于引导滑轮20A的上游侧(与把持部相反的一侧)并且处于铅垂截面V的另一方侧S2;引导滑轮34b,其处于引导滑轮20B的上游侧并且处于铅垂截面V的另一方侧S2;引导滑轮34c,其处于引导滑轮20C的上游侧并且处于铅垂截面V的一方侧S1;以及引导滑轮34d,其处于引导滑轮20D的上游侧并且处于铅垂截面V的一方侧S1。
由此,以第一旋转轴16为中心无论支承体14弯向哪个方向,绳索26、28、30、32中的某一者均会与引导滑轮20A~20D中的某一者接触,从而在使支承体14旋转时的控制性稳定。更详细来讲,当从图16所示的状态来使支承体14朝向另一方侧S2弯时,绳索26与引导滑轮20A接触,绳索28与引导滑轮20B接触。另外,当从图17所示的状态来使支承体14朝向一方侧S1弯时,绳索30与引导滑轮20C接触,绳索32与引导滑轮20D接触。也就是说,无论在哪种情况下,均能避免全部绳索与引导滑轮20A~20D不接触(没有卷绕于引导滑轮20A~20D)的状态。由此,在以第一旋转轴16为中心使支承体14弯曲时的控制性稳定。
(基底部件的密封)
本实施方式涉及的钳子装置10的把持部12a、12b在患者的腹腔内进行动作,因此为了比大气压高的腹腔内的气压不会降低,需要设法使把持部12a、12b侧的气体经由钳子装置10不会向外部漏出。因而,在本实施方式中,在包含基底部件18在内的区域进行密封。
图18是图1所示的钳子装置省略了绳索的图示的图。如图18所示,钳子装置10具备:一对把持部12a、12b;支承体14,其保持一对把持部12a、12b;第一旋转轴16,其以支承体14可旋转的方式对支承体14进行支承;基底部件18,其保持第一旋转轴16;多个绳索26、28、30、32,所述多个绳索26、28、30、32传递使一对把持部12a、12b进行动作的驱动力(图18中未图示,参照图2);引导滑轮52a,其引导绳索26;引导滑轮52b,其引导绳索32;以及支承轴54,其以引导滑轮52a、52b可旋转的方式支承引导滑轮52a、52b。基底部件18设置在钳子装置10中的把持部12a、12b与轴100之间。
图19是本实施方式涉及的基底部件的立体图。图20是从J1方向观察图19所示的基底部件时的俯视图。图21是从J2方向观察图19所示的基底部件时的仰视图。
基底部件18具备:隔开部18g,其形成有供绳索26、28、30、32分别通过的多个把持部绳索用孔56、58、60、62;以及一对臂18a、18b,所述一对臂18a、18b从隔开部18g的外缘朝向把持部(图19的上方)延伸,支承轴54的两端被所述一对臂18a、18b固定。在臂18a、18b形成有供支承轴54的端部嵌合的嵌合孔55,支承轴54以一对引导滑轮52a、52b可旋转的方式支承一对引导滑轮52a、52b。由此,一对臂18a、18b借助支承轴54被固定,由此基底部件18的刚性提高。
隔开部18g是形成在圆筒状的筒部18h与一对臂18a、18b之间的分隔壁。把持部绳索用孔56、58是相互最邻接的一对把持部绳索用孔,把持部绳索用孔60、62是相互最邻接的一对把持部绳索用孔。
如图12所示,绳索26、28在被引导滑轮34a、34b引导的状态下排列。因此,当想要使绳索26、28在保持原样的状态下通过隔开部18g时,需要在隔开部18g形成用于使两个绳索通过的大孔、或者在隔开部18g邻接地形成两个用于使一个绳索通过的小孔。在大孔的情况下,存在用后述的密封树脂来密封的情况下的气密性降低的担忧。另外,在邻接地形成两个小孔的情况下,孔彼此的壁薄,因此存在基底部件18中的形成孔的区域的强度降低的担忧。
因而,本实施方式涉及的钳子装置10用引导滑轮52a引导绳索26,并且以绳索26远离绳索28的方式进行引导。同样地,用引导滑轮52b引导绳索32,并且以绳索32远离绳索30的方式进行引导。由此,能够使供绳索26通过的把持部绳索用孔56与供绳索28通过的把持部绳索用孔58分离。同样地,能够使供绳索30通过的把持部绳索用孔60与供绳索32通过的把持部绳索用孔62分离。
另外,如图21所示,在基底部件18的隔开部18g的一方侧(与具有把持部12a、12b侧相反的一侧),配置有具有弹性的密封构件64(A型硬度计的硬度为30~70)。密封构件64例如是膜状的硅树脂,膜厚为0.5mm~2mm左右。
在图21所示的密封构件64形成有多个密封用孔66、68、70、72,所述多个密封用孔66、68、70、72形成在与多个把持部绳索用孔56、58、60、62对应的位置。由此,能够使绳索26、28、30、32通过基底部件18的隔开部18g并且用密封构件64进行密封。绳索的线径为0.4mm~0.5mm,把持部绳索用孔的直径d1稍大于绳索的线径即可。
密封用孔的直径d2小于把持部绳索用孔的直径d1并且也小于把持部绳索的直径(线径)。由此,即使在把持部绳索用孔与把持部绳索之间存在间隙,密封用孔与把持部绳索也会密接,由此能够减少把持部侧的气体经由基底部件18向钳子装置10的外部泄漏的情形。
如各图所示,本实施方式涉及的四个把持部绳索用孔相互分离某种程度来形成于隔开部18g。因此,在与把持部绳索用孔对应的位置形成的密封用孔也远离邻接的其它密封用孔。
另外,本实施方式涉及的钳子装置10除了具备作为把持部绳索的绳索26、28、30、32以外,还具备用于使支承体14以第一旋转轴16为中心进行旋转的一对绳索38、40。因此,在基底部件18的隔开部18g形成有供绳索38、40分别通过的支承体绳索用孔74、76。支承体绳索用孔74、76形成在相对于隔开部18g的中心Z(筒部18h的中心轴)而点对称的位置。
另外,在密封构件64形成有多个密封用孔75、77,所述多个密封用孔75、77形成在与多个支承体绳索用孔74、76对应的位置。由此,能够使绳索38、40通过基底部件18的隔开部18g并且用密封构件64进行密封。支承体绳索用孔的直径d1稍大于绳索的线径即可。
(密封构件的制作方法)
然后,说明密封构件64的制作方法。图22是在制作密封构件时使用的工具的立体图。图23是示出将图22所示的工具装配到基底部件的样子的立体图。图24是示出在基底部件装配了工具的状态下注入密封树脂的样子的示意图。
图22所示的工具78具备:柱状的主体部78a,其***基底部件18的一对臂18a、18b之间;以及六个轴78b,所述六个轴78b从主体部78a的一方的端面78c起延伸。六个轴78b以分别进入隔开部18g的四个把持部绳索用孔56、58、60、62以及两个支承体绳索用孔74、76的方式,设置在主体部78a的一方的端面78c的既定的位置。
如图23所示,在基底部件18的臂18a、18b之间装配工具78并且在轴78b从隔开部18g的背面侧突出的状态下,使用注射器等注入装置80从筒部18h的开口部注入密封树脂。在密封树脂固化而密封构件64成形之后,拆卸工具78,由此形成密封用孔66、68、70、72、75、77。
而且,在本实施方式涉及的隔开部18g分散形成有六个孔,因此工具78的六个轴78b也分散设置。因此,邻接的轴78b彼此的间隔宽,在用注入装置80注入密封树脂时,密封树脂顺畅地进入邻接的轴78b彼此之间的区域。另一方面,当在邻接的轴78b彼此的间隔狭窄的情况下注入具有粘性的密封树脂时,有时密封树脂无法顺畅地进入邻接的轴78b彼此之间的区域。在该情况下,存在邻接的密封用孔彼此相连或者密封用孔的形状无法成为既定的形状的担忧。
因而,在本实施方式涉及的基底部件18中,为了所成形的密封构件64中的邻接的密封用孔相互不接近,在隔开部18g形成的孔的位置以相互分离的方式分散形成。更加详细而言,如图20所示,在从铅垂方向观察隔开部18g的情况下,例如,把持部绳索用孔56、隔开部18g的中心Z以及把持部绳索用孔58所成的角度β为30°以上,更优选为45°以上。
由此,把持部绳索用孔56与把持部绳索用孔58的距离增大,因此能够减少在使开有多个密封用孔的密封构件64成形时孔彼此相连的不良情况。也就是说,能够在形成有把持部绳索用孔、支承体绳索用孔的隔开部18g的背面侧,使开有密封用孔的密封构件64精度良好地成形,从而能够提高把持部侧的气密性。
另外,在从铅垂方向观察隔开部18g的情况下,例如,支承体绳索用孔74、隔开部18g的中心Z以及与支承体绳索用孔74最邻接的把持部绳索用孔58所成的角度γ为30°以上,更优选为35°以上。由此,能够使支承体绳索用孔74与把持部绳索用孔58分离。因此,能够在形成有把持部绳索用孔、支承体绳索用孔的隔开部18g的背面侧,使开有密封用孔的密封构件64精度良好地成形,从而能够提高把持部侧的气密性。
以上,参照上述的实施方式说明了本发明,但是本发明并不限定于上述的实施方式,将实施方式的结构适当组合而成的结构或置换而成的结构也包含在本发明中。另外,能够基于本领域技术人员的知识,对实施方式中的组合、处理的顺序进行适当组合和替换,或者对实施方式进行各种设计变更等变形,进行了这样的变形而得到的实施方式也属于本发明的范围。
产业上的可利用性
本发明能够利用于手术用机器人的机械手。
附图标记说明
10:钳子装置;12a、12b:把持部;14:支承体;16:第一旋转轴;18:基底部件;18a、18b:臂;18g:隔开部;26、28、30、32:绳索;38、40:绳索;52a、52b:引导滑轮;54:支承轴;56、58、60、62:把持部绳索用孔;64:密封构件;66:密封用孔;74、76:支承体绳索用孔。
Claims (7)
1.一种钳子装置,其特征在于,具备:
把持部;
支承体,其保持所述把持部;
第一旋转轴,其以所述支承体可旋转的方式支承所述支承体;
基底部件,其保持所述第一旋转轴;
多个把持部绳索,所述多个把持部绳索传递使所述把持部进行动作的驱动力;
引导滑轮,其引导所述多个把持部绳索中的一部分把持部绳索;以及
支承轴,其以所述引导滑轮可旋转的方式支承所述引导滑轮,
所述基底部件具备:
隔开部,其形成有供所述多个把持部绳索分别通过的多个把持部绳索用孔;以及
一对臂,所述一对臂从所述隔开部朝向所述把持部延伸,所述支承轴的两端被所述一对臂固定,
所述多个把持部绳索具有第一把持部绳索、第二把持部绳索,
所述多个把持部绳索用孔具有:供所述第一把持部绳索通过的第一把持部绳索用孔;以及与所述第一把持部绳索用孔最邻接、并且供所述第二把持部绳索通过的第二把持部绳索用孔,
所述引导滑轮以所述第一把持部绳索远离所述第二把持部绳索的方式进行引导。
2.根据权利要求1所述的钳子装置,其特征在于,
在从铅垂方向观察所述隔开部的情况下,所述第一把持部绳索用孔、所述隔开部的中心以及所述第二把持部绳索用孔所成的角度为30°以上。
3.根据权利要求1所述的钳子装置,其特征在于,
所述基底部件在所述隔开部的一方侧配置有密封构件,
在所述密封构件形成有多个密封用孔,所述多个密封用孔形成在与所述多个把持部绳索用孔对应的位置。
4.根据权利要求3所述的钳子装置,其特征在于,
所述密封用孔的直径小于所述把持部绳索用孔的直径并且也小于所述把持部绳索的直径。
5.根据权利要求3所述的钳子装置,其特征在于,
所述密封构件是膜状的硅树脂。
6.根据权利要求4所述的钳子装置,其特征在于,
所述密封构件是膜状的硅树脂。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的钳子装置,其特征在于,
还具备一对支承体绳索,所述一对支承体绳索传递使所述支承体旋转的驱动力,
在所述隔开部形成有供所述一对支承体绳索分别通过的一对支承体绳索用孔,
在从铅垂方向观察所述隔开部的情况下,所述支承体绳索用孔、所述隔开部的中心以及与所述支承体绳索用孔最邻接的所述把持部绳索用孔所成的角度为30°以上。
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