JP5993973B2 - ペダル式多方向コントローラ - Google Patents

Description

本発明は、ペダル式コントローラに関し、詳しくは内視鏡の位置決め作業に適用するペダル式多方向コントローラに関するものである。

低侵襲内視鏡手術を行う際、内視鏡の視野を迅速に調整すると同時に内視鏡の安定度を維持することが必要であるため、構造上のロボットアームによって内視鏡に支持効果を果たすことが一般的である。そののち、執刀医はペダル式スイッチによってロボットアームの作動をコントロールし、ロボットアームによって内視鏡を所定位置へ進める。

先行技術により掲示されたペダル式スイッチ、例えば特許文献１は複数のボタンによって複数の作業機能を果たし、そのうちの幾つかのボタンが同じ制御盤に配置されるものである。しかしながら、この配置方式は踏み間違えることが起こりやすいだけでなく、一部のボタンの位置がベースの辺縁に近すぎるため、作業の最中に足のつま先がボタンから滑って操作が無効になってしまうという事態が発生する。つまり、該案は操作の利便性および安定性に欠陥があるという問題を有する。

米国特開公開２００５０１７２４０４号公報

本発明は、多方向操作の模式によって操作上の安定性および正確度を良好に維持することができるペダル式多方向コントローラを提供することを主な目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によるペダル式多方向コントローラは、ベース、二つの第一位置検出スイッチ、二つの第二位置検出スイッチ、可動機構、回転機構および二つのペダルを備える。二つの第一位置検出スイッチはベースの前端および後端に配置される。二つの第二位置検出スイッチはベースの左側および右側に配置される。可動機構はベースの頂面に配置され、かつベースに相対して前進および後退できる。可動機構が最大行程まで移動すると、一つの第一位置検出スイッチに接触する。このときロボットアームは起動され、内視鏡を操作し、内視鏡の位置を前後に調整する。回転機構は可動機構の頂面に配置され、可動機構に相対して左右に傾いて回転できる。回転機構が最大角度まで傾いて回転すると、一つの第二位置検出スイッチに接触する。このときロボットアームは起動され、内視鏡を操作し、内視鏡の位置を左右に調整する。二つのペダルは回転機構の頂面に前後に並列する。操作者は二つのペダルを踏んで可動機構を前後に移動させたり、回転機構を左右に回転させたりすることを制御できる。

上述したとおり、本発明によるペダル式多方向コントローラは可動機構によって内視鏡の位置を前後に調整し、回転機構によって内視鏡の位置を左右に調整し、一つのペダルによって内視鏡視野を調整することができる。つまり、多方向操作の模式によって作業効率および操作上の安定性を効果的に向上させることができる。

本発明の実施形態において、ベースは底部、固定筐体および少なくとも二つのローラーを有する。二つの第一位置検出スイッチは底部の前端および後端に配置される。二つの第二位置検出スイッチは底部の左側および右側に配置される。可動機構は固定筐体の頂面に重なり、底面に少なくとも二つのスライド溝を有する。スライド溝はローラーに接する。上述した構造により、可動機構は二つのローラーによってベースに相対して前進および後退できる。

一実施形態において、可動機構は頂面に第一回転軸部を有する。回転機構は底面に第二回転軸部を有する。第一回転軸部と第二回転軸部とはベアリングによって連結されるため、回転機構は可動機構に相対して左右に傾いて回転することができる。一方、トーションばねは回転機構と可動機構との間に配置されるため、回転機構は傾いて回転した後、トーションばねの弾力によって元の位置に復元できる。

本発明の実施形態において、可動機構は下方円弧状溝を有する。回転機構は上方円弧状溝を有する。上方円弧状溝と下方円弧状溝は結合し、ガイド機構を装着する。ガイド機構は一端が回転機構に固定されるため、回転機構はガイド機構によって作動際の安定性を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの一部分を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの二つのペダルが同時に踏まれた状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの回転機構が右に傾いて回転する状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの回転機構が左に傾いて回転する状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの可動機構が前進する状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの可動機構が後退する状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの前方のペダルが踏まれた状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラの後方のペダルが踏まれた状態を示す側面図である。

（一実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態によるペダル式多方向コントローラ１０は、ベース２０、二つの第一位置検出スイッチ３０、二つの第二位置検出スイッチ４０、可動機構５０、回転機構６０および二つのペダル７０を備える。

ベース２０は、蓋部２１、底部２２、固定筐体２３および複数のローラー２５を有する。蓋部２１は中空部２４を有する。底部２２と蓋部２１とは合わさる。固定筐体２３は底部２２の表面に固定される。複数のローラー２５は固定筐体２３の前端および後端に均等に配置される。

二つの第一位置検出スイッチ３０（例えばリミットスイッチ）は、第一スイッチ固定部３２によってベース２０の底部２２の前端および後端に固定される。

二つの第二位置検出スイッチ４０（例えばリミットスイッチ）は、第二スイッチ固定部４２によってベース２０の底部２２の左側および右側に固定される。

可動機構５０は、固定筐体２３の頂面に重なり、かつ前端に形成された前突起部５２と、後端に形成された後突起部５３と、後突起部５３の近くに形成された第一回転軸部５４とを有する。前突起部５２および後突起部５３はそれぞれ第一位置検出スイッチ３０に対応する。図３に示すように、可動機構５０はさらに底面の前端および後端に二つのスライド溝５１を有する。一つのスライド溝５１は二つのローラー２５に接する。上述した構造により、可動機構５０は複数のローラー２５によってベース２０に相対して前進および後退できる。

回転機構６０は、可動機構５０の頂面に重なり、かつ左側に形成された左突起部６３と、右側に形成された右突起部６４と、後端の底面に形成された第二回転軸部６１とを有する。左突起部６３および右突起部６４はそれぞれ第二位置検出スイッチ４０に対応する。第二回転軸部６１はベアリング６２によって可動機構５０の第一回転軸部５４に接続されるため、回転機構６０は可動機構５０に相対して左右に傾いて回転し、かつベース２０に相対して可動機構５０を前進および後退させることができる。

傾いて回転した回転機構６０を元の位置に復元させるために、回転機構６０の第二回転軸部６１にトーションばね６５を被せ、図２および図３に示すように、トーションばね６５の一端と可動機構５０とを接続し、トーションばね６５の他端と回転機構６０とを接続すれば、トーションばね６５は回転機構６０に復元力を生じる。図２および図３に示すように、可動機構５０は前端に下方円弧状溝５５を有する。回転機構６０は前端に上方円弧状溝６６を有する。ガイド機構８０は上方円弧状溝６６と下方円弧状溝５５内に装着され、かつシャフト８２、固定部８４およびガイドホイール８６を有する。シャフト８２は回転機構６０の上方円弧状溝６６および可動機構５０の下方円弧状溝５５に差し込まれる。固定部８４はシャフト８２の先端に連結され、回転機構６０の頂面に固定される。ガイドホイール８６はシャフト８２の末端に回転可能に連結され、かつ可動機構５０の下方円弧状溝５５の壁面に接触しながら転動することができる。上述した構造により、ガイド機構８０は傾いて回転する回転機構６０とともに上方円弧状溝６６および下方円弧状溝５５に沿って移動し、作動中の回転機構６０の安定性を向上させることができる。

二つのペダル７０は、操作者の足に踏まれ、相互に対応するように回転機構６０の頂面に配置され、かつベース２０の蓋部２１の中空部１４に露出する。

本発明によるペダル式多方向コントローラ１０はさらに回路基板９０を備える。回路基板９０は固定筐体２３の下方に位置するようにベース２０の底部２２に固定され、ペダル７０、第一位置検出スイッチ３０および第二位置検出スイッチ４０との間の電気的接続を維持するため、ペダル７０、第一位置検出スイッチ３０および第二位置検出スイッチ４０からの信号を受信および処理できる。上述した構造により、本発明によるペダル式多方向コントローラ１０とロボットアーム（図未表示）とを同調作動させることができる。ロボットアームは執刀医によって操作され、低侵襲内視鏡手術を行う。

作業を行う際、図４に示すように、まず片方の足で二つのペダル７０を同時に踏んで装置全体を起動する。ロボットアームによって内視鏡の位置を左右に調整する場合、二つのペダル７０によって回転機構６０を左または右に傾けて回転させればよい。図５および図６に示すように、回転機構６０の左突起部６３または右突起部６４を第二位置検出スイッチ４０に接触させれば、ロボットアームによって内視鏡の位置を左右に調整することができる。内視鏡が適切な位置に達する際、回転機構６０の左突起部６３または右突起部６４を第二位置検出スイッチ４０から離せば、ロボットアームの動作が停止し、内視鏡の定位作業が完了する。ロボットアームによって内視鏡の位置を前後に調整する場合、ペダル７０および回転機構６０によって可動機構５０を前進または後退させればよい。図７および図８に示すように、可動機構５０の前突起部５２または後突起部５３を第一位置検出スイッチ３０に接触させれば、ロボットアームによって内視鏡の位置を前後に調整することができる。内視鏡が適切な位置に達する際、可動機構５０の前突起部５２または後突起部５３を第一位置検出スイッチ３０から離せば、ロボットアームの動作が停止し、内視鏡の定位作業が完了する。図９および図１０に示すように、ロボットアームによって内視鏡の位置を前後に調整する際、実際の情況に応じて一つのペダル７０の作動を解除する、即ち一つのペダル７０のみを踏めばよい。内視鏡の視野が良好な状態に達する際、再び二つのペダル７０を踏めば可動機構５０および回転機構６０の制御を継続することができる。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０：ペダル式多方向コントローラ、
２０：ベース、
２１：蓋部、
２２：底部、
２３：固定筐体
２４：中空部、
２５：ローラー、
３０：第一位置検出スイッチ、
３２：第一スイッチ固定部、
４０：第二位置検出スイッチ、
４２：第二スイッチ固定部、
５０：可動機構、
５１：スライド溝、
５２：前突出部、
５３：後突出部、
５４：第一回転軸部、
５５：下方円弧状溝、
６０：回転機構、
６１：第二回転軸部、
６２：ベアリング、
６３：左突出部、
６４：右突出部、
６５：トーションばね、
６６：上方円弧状溝、
７０：ペダル、
８０：ガイド機構、
８２：シャフト、
８４：固定部、
８６：ガイドホイール、
９０：回路基板

Claims (5)

1. ベース、二つの第一位置検出スイッチ、二つの第二位置検出スイッチ、可動機構、回転機構および二つのペダルを備え、
   前記第一位置検出スイッチは、前記ベースの前端および後端に配置され、
   前記第二位置検出スイッチは、前記ベースの左側および右側に配置され、
   前記可動機構は、前記ベースの頂面に配置され、かつ前記ベースに相対して前進および後退することによって一つの前記第一位置検出スイッチに接触して内視鏡の位置を前後に調整し、
   前記回転機構は、前記可動機構の頂面に配置され、前記可動機構に相対して左右に傾いて回転することによって一つの前記第二位置検出スイッチに接触して前記内視鏡の位置を左右に調整し、
   前記二つのペダルは、片方の足で前記二つのペダルの両方を踏めるように前記回転機構の頂面に前後に並列し、前記片方の足で前記二つのペダルの一方を踏んで前記内視鏡の視野を調整することを特徴とするペダル式多方向コントローラ。
   
   
   
2. 前記ベースは、底部、固定筐体および少なくとも二つのローラーを有し、前記固定筐体は前記底部の表面に固定され、二つの前記ローラーは前記固定筐体の両端に配置され、二つの前記第一位置検出スイッチは前記ベースの前記底部の前端および後端に配置され、二つの前記第二位置検出スイッチは前記ベースの前記底部の左側および右側に配置され、前記可動機構は前記ベースの前記固定筐体の頂面に重なり、底面に少なくとも二つのスライド溝を有し、前記スライド溝は前記ベースの前記ローラーに接することを特徴とする請求項１に記載のペダル式多方向コントローラ。
3. 前記可動機構は頂面に第一回転軸部を有し、前記回転機構は底面に第二回転軸部を有し、前記第一回転軸部と前記第二回転軸部とはベアリングによって連結されることを特徴とする請求項１に記載のペダル式多方向コントローラ。
4. さらにトーションばねを備え、
   前記トーションばねは前記回転機構の前記第二回転軸部に被さり、一端が前記可動機構に連結され、他端が前記回転機構に連結されることを特徴とする請求項３に記載のペダル式多方向コントローラ。
5. さらにガイド機構を備え、
   前記可動機構は下方円弧状溝を有し、前記回転機構は上方円弧状溝を有し、前記ガイド機構はシャフト、固定部およびガイドホイールを有し、前記シャフトは前記回転機構の前記上方円弧状溝および前記可動機構の前記下方円弧状溝に差し込まれ、前記固定部は前記シャフトの先端に連結され、前記回転機構の頂面に固定され、前記ガイドホイールは前記シャフトの末端に回転可能に連結され、かつ前記可動機構の前記下方円弧状溝の壁面に接触することを特徴とする請求項１に記載のペダル式多方向コントローラ。

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