JP2015093040A - 腕支持装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】腕と釣合う程度の上方への付勢力がアームホルダ11に付与されることにより、アームホルダ11に載置された腕の上方及び下方への移動に対してアームホルダ11が追従する。また、水平方向における左右両側及び肘側への移動がアームホルダ11における左右の壁111,112及び肘位置規制部材113により制限される。さらに、アームホルダ11に載置された腕側の掌で把持されるグリップ15が、アームホルダ11と連結ワイヤ14を介して連結されている。このため、グリップ15が把持された状態では、水平方向における腕軸方向先端側への移動に伴いアームホルダ11が引っ張られ、水平方向における腕軸方向先端側への移動に対してもアームホルダ11が追従する。
【選択図】図2
Description
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示す第1実施形態の腕支持装置1は、手術を行う作業者としての医師の腕を支持する装置である。腕支持装置1は、医師の腕(具体的には前腕)が載置されるアームホルダ11と、複数の関節を有し(換言すれば多自由度を有し)、アームホルダ11を移動可能に支持する多関節アーム12と、電気的な制御を行うための制御装置13と、を備える。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
[1A]腕支持装置1では、フリーモードにおいて、腕の重さと釣合う程度に上方への付勢力がアームホルダ11に付与されるため、医師の腕の上方及び下方への移動に対してアームホルダ11が軽やかに追従し、アームホルダ11に腕が載置された状態が維持される。また、腕支持装置1では、アームホルダ11に対する腕の水平方向における左右両側及び肘側への移動がアームホルダ11における左右の壁111,112及び肘位置規制部材113により制限される。このため、水平方向における左右両側及び肘側への腕の移動に対してもアームホルダ11が追従する。さらに、腕支持装置1では、アームホルダ11に載置された腕側の掌で把持されるグリップ15が、アームホルダ11と連結ワイヤ14を介して連結されている。このため、グリップ15が把持された状態では、水平方向における腕軸方向先端側への移動に伴い、グリップ15及び連結ワイヤ14によりアームホルダ11が引っ張られる。その結果、この腕支持装置1では、水平方向における腕軸方向先端側への移動に対してもアームホルダ11が追従する。
[1E]連結ワイヤ14は、外力により変形し、変形後の形状を維持する変形維持部を有するため、外力が加えられていない状態でのグリップ15の位置(初期位置)を、例えば医師の好み等に応じて掌の近くにおいて容易に変更することができる。
[2−1.構成]
図4に示す第2実施形態の腕支持装置2は、基本的な構成は第1実施形態の腕支持装置1と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
次に、制御装置23(具体的にはCPU231)が、ROM232に記憶されたプログラムに基づいて実行するモード切替処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。なお、図5のモード切替処理は、腕支持装置1の電源がオンの状態において周期的に実行される。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
[3−1.構成]
図7に示す第3実施形態の腕支持装置3は、基本的な構成は第2実施形態の腕支持装置2と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
次に、制御装置23(具体的にはCPU231)が、第2実施形態のモード切替処理(図5)に代えて実行するモード切替処理について、図8のフローチャートを用いて説明する。なお、図8のモード切替処理も、第2実施形態と同様、腕支持装置1の電源がオンの状態において周期的に実行される。
続いて、制御装置23は、把持センサ151による検出状態に基づいて、グリップ15が把持されているか否かを判定する(S22)。この判定処理は、前述した第2実施形態のS11の処理と同様である。制御装置23は、グリップ15が把持されるまで判定を繰り返し(S22:NO)、グリップ15が把持されていると判定した場合に(S22:YES)、処理をS23へ移行させる。
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第2実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
Claims (12)
- 作業者の腕を支持する腕支持装置(1,2,3)であって、
前記腕が載置される載置部(11)と、
複数の関節(31,32,33,34,35)を有し、前記載置部を移動可能に支持する支持部(12)と、
前記複数の関節のうち少なくとも1つの機能を制限して前記載置部の移動を制限する動作モードである制限モードと、前記関節の機能の制限を解除して前記載置部の移動の制限を解除する動作モードである解除モードと、を実現するためのブレーキ(31A,32A,33A)と、
前記解除モードにおいて、上方への付勢力を前記載置部に付与するバランス機構(46,47,48)と、
前記載置部と連結部材(14)を介して連結され、前記載置部に載置された前記腕側の掌で把持される把持部(15)と、
を備え、
前記載置部は、当該載置部に対する前記腕の水平方向における左右両側及び肘側への移動を制限する制限部(111,112,113)を備える
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項1に記載の腕支持装置であって、
前記連結部材は、外力により変形することで前記載置部に対して当該把持部を変位可能に支持し、前記腕の長手方向先端側となる方向へ伸張しないように構成されている
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の腕支持装置であって、
前記連結部材は、前記把持部への外力により弾性変形する弾性変形部(141)を有する
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項3に記載の腕支持装置であって、
前記弾性変形部には、超弾性合金が用いられている
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の腕支持装置であって、
前記連結部材は、外力により変形し、変形後の形状を維持する変形維持部(142)を有する
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の腕支持装置であって、
前記制限部による前記肘側への移動制限位置と、前記把持部と、の前記腕の長手方向に沿った相対位置を調整するための調整機構(16)を更に備える
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の腕支持装置であって、
前記把持部の把持の有無を検出する把持検出手段と、
前記把持検出手段による検出状態に基づいて前記動作モードを切り替える切替手段(23)と、
を更に備えることを特徴とする腕支持装置。 - 請求項7に記載の腕支持装置であって、
前記支持部の移動を検出する支持検出手段(31B,32B,33B)と、
前記載置部の腕の有無を検出する載置検出手段(45)と、
を更に備え、
前記切替手段は、
前記支持検出手段による検出状態に基づいて前記載置部が静止していると判定した場合に、前記動作モードを前記制限モードに切り替え、
前記把持検出手段による検出状態に基づいて前記把持部が把持されていると判定した場合に、前記載置検出手段による検出状態に基づいて前記動作モードを前記解除モードに切り替える
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の腕支持装置であって、
前記制限部は、当該載置部に対する前記腕の水平方向における肘側への移動を紐状部材により制限する
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項9に記載の腕支持装置であって、
前記紐状部材は、外力により変形し、前記腕の水平方向における肘側となる方向へ伸張しないように構成されている
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項9又は請求項10に記載の腕支持装置であって、
前記紐状部材は、前記載置部と少なくとも一点が固定され、外力により弾性変形するように構成されている
ことを特徴とする腕支持装置。 - 請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載の腕支持装置であって、
前記紐状部材には、超弾性合金が用いられている
ことを特徴とする腕支持装置。
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