JP7155323B2 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年2月28日出願の米国仮特許出願第62/464,898号およ
び2017年2月28日出願の米国仮特許出願第62/464921号の優先権の利益を
主張するものであり、いずれの文献も、参照によって全体的に本明細書に組み込まれる。
トの形状は、湾曲セクションを変形させることによって制御される。1つの例では、隣り
合う湾曲セクションの対は、追従セクションの湾曲形状が先頭セクションの湾曲形状をた
どるように制御され、それにより、ベースが前進するにつれて形状が連続的に伝播される
。
有する。第1の利点は、連続体ロボットは、狭い空間内または剛性リンクロボットが動け
なくなる可能性がある、物が散乱した環境内で、曲線に沿って移動することができること
である。第2の利点は、連続体ロボットはかなりの可撓性を有するため、もろい経路に損
傷を与えることなく連続体ロボットを操作できることである。
追従セクションの長さが先頭セクションの長さより長い構成に適用された場合、追従セク
ションの湾曲角度と先頭セクションの湾曲角度との間の差が増大する。この場合、連続体
ロボットは、狭い空間内の妨害物により接触しやすくなる。そのような接触は、摩擦の増
大を引き起こしやすくなり、その結果、連続体ロボットまたは経路に損傷を与える恐れが
ある。
本発明の制御装置における他の態様は、ベースと、遠位用の線形部材が駆動されることによって湾曲する遠位湾曲セクションと、前記遠位湾曲セクションと前記ベースとの間に設けられ、追従用の線形部材が駆動されることによって湾曲する、前記遠位湾曲セクションの長さよりも長い追従湾曲セクションと、前記遠位用の線形部材および前記追従用の線形部材を独立的に駆動するように構成された駆動手段と、前記遠位湾曲セクション、前記追従湾曲セクション、および前記ベースを一体にして前進移動させる移動手段と、前記駆動手段に前記遠位用の線形部材を駆動させて前記遠位湾曲セクションを所定の湾曲角度に湾曲させた後に、前記移動手段によって前進移動が行われるとともに前記追従湾曲セクションの長さに相当する第1の移動量の前進移動が終了するまでの間に、前記駆動手段に前記追従用の線形部材を駆動させて前記追従湾曲セクションを前記所定の湾曲角度となるまで湾曲させる制御手段と、を備える。
また、本発明は、上述した制御装置の制御方法を含む。
供され、シミュレーションによって得られた制御結果が提供される。
装置1は、線形部材2a、2b、および2cと、遠位部材3と、案内部材4と、支持部材
5とを含む。線形部材2a、2b、および2cは、Z軸に対して平行な方向に配置され、
Z軸方向の+Z側の末端部において遠位部材3に結合される。線形部材2a、2b、およ
び2cは、Z軸方向の-Z側の末端部においてドライバ7(図示せず)に結合される。線
形部材2a、2b、および2cは、たとえば、ピアノ線、ステンレス鋼ワイヤまたはニッ
ケルチタン合金ワイヤなどの金属ワイヤであることができる。遠位部材3は、その中心軸
がZ軸に沿って延びる環状形状を有し、たとえば接着、ピン止め、またはねじ込みによっ
て線形部材2a、2b、および2cに結合される。
形状を有し、Z軸方向に案内部材4を貫通する案内穴8a、8b、および8cを有する。
案内穴8a、8b、および8cは、線形部材2a、2b、および2cが案内穴8a、8b
、および8cのそれぞれを通過することを可能にするように配置される。線形部材2a、
2b、および2cの中でも、線形部材2aは、たとえば接着、ピン止め、またはねじ込み
によって、案内穴8aにおいて案内部材4に固定され、線形部材2bおよび2cは、案内
穴8bおよび8cに対して摺動可能である。案内部材4は、案内穴8bおよび8cを通し
て線形部材2bおよび2cと接触するため、案内部材4は、小さい摩擦係数を有する樹脂
などの部材を含むことができる。
、案内部材4と同様にZ軸方向に支持部材5を貫通する穴を有する。この穴は、線形部材
2a、2b、および2cが穴を通過することを可能にするように配置される。線形部材2
a、2b、および2cは、支持部材5に形成された貫通穴に対して摺動可能である。支持
部材5は、支持部材5の貫通穴を通過する線形部材2a、2b、および2cが、Z軸方向
に駆動されたとき、線形部材2a、2b、および2を座屈させずに力を伝達する機能を有
する。湾曲セクション(変形セクション)6は、遠位部材3から支持部材5のZ軸方向の
+Z側の遠位端まで延びる部分であり、線形部材2a、2b、および2cが駆動されたと
き、湾曲動作をもたらすセクションである。
ライバ7(図示せず)に結合され、ドライバ7は、線形部材2a、2b、および2cを押
し引きすることによって線形部材2a、2b、および2cをZ軸方向に独立的に駆動する
ことができる機構を有する。
曲動作を説明する。図3に示すように、案内部材4の案内穴8a、8b、および8cは、
案内部材4の中心から半径rの円に内接する正三角形のそれぞれの頂点に配置される。案
内穴8aは、Y軸上に位置する。ワイヤ駆動式操作装置の湾曲動作の一例として、図4は
、斜視図を示し、図5は、線形部材2bおよび2cがZ軸方向の+Z側に駆動変位lpだ
け駆動されるときの湾曲セクション6の湾曲状態のY-Z平面図を示す。
すとき、湾曲セクション6は、一定の曲率を維持しながらY-Z平面内で湾曲する。ra
、rb、およびrcが、それぞれ、線形部材2a、2b、および2cの曲率半径を示す場合
、図5を参照して以下の関係を得ることができる。
ra・θ=l (1)
rb・θ=l+lp (2)
rc・θ=l+lp (3)
Z側に駆動することによって、湾曲セクション6がY-Z平面内で湾曲するように説明し
た。線形部材2aを固定しながら、線形部材2bおよび2cが、それぞれ、Z軸方向の+
Z側に駆動変位lpおよびZ軸方向の-Z側に駆動変位lpで駆動されるとき、湾曲セク
ション6をX-Z平面内で湾曲させることができる。X-Z平面内の変形が、Y-Z平面
内の変形に類似すると考えられる場合、θが駆動後の遠位部材の角度の変化を示し、lが
駆動前の湾曲セクション6の長さを示し、ra、rb、およびrcが、それぞれ、線形部材
2a、2b、および2cの曲率半径を示すとき、以下の関係式を得ることができる。
ra・θ=l (6)
rb・θ=l+lp (7)
rc・θ=l-lp (8)
ン6をZ軸を含む所望の平面内で湾曲させることができる。遠位部材3の姿勢を制御する
には、3つの線形部材のうち2つを駆動するだけで十分である。この場合、駆動されない
線形部材2に結合されたドライバ7は、実際には、駆動機構を有さなくてもよい。したが
って、ドライバ7によって占有される空間を低減するために、2つの線形部材を駆動し、
1つの線形部材を駆動しないことが望ましい。また、駆動されない線形部材2は、案内部
材4の案内穴8に結合された線形部材2であってよい。さらに、ワイヤ駆動式操作装置1
を湾曲させたい方向が事前に決定される場合、3つの線形部材2の1つを駆動し、残りの
2つの線形部材を駆動しないようにしてもよい。さらに、ワイヤ駆動式操作装置をZ軸回
りで回転させる機構を追加的に設けて、1つの線形部材のみを駆動することによって湾曲
セクション6を所望の方向に湾曲させてもよい。この場合、3つの線形部材2の2つを案
内部材4に固定してもよい。たとえば、ドライバ7によって駆動されない線形部材2を案
内部材4に固定することができ、ドライバ7によって駆動される線形部材2は、案内部材
4に固定されずに案内部材4に対して摺動することができる。
し、線形部材2の間に間隔を維持することによって湾曲セクション6の一定の曲率を保証
する機能を有する。したがって、湾曲セクション6内に多数の案内部材4が配置されるこ
とが望ましい。他方では、線形部材2がZ軸方向の-Z側に駆動される場合、湾曲セクシ
ョン6内の線形部材2の長さは減少し、案内部材4間の間隔は減少する。したがって、案
内部材4の数は、案内部材4が互いに機械的に干渉しないように配置されるように決定さ
れる。したがって、lが駆動前の湾曲セクション6の長さを示し、lpmaxが線形部材2の
最大駆動量を示し、Ttが遠位部材3のZ軸方向の厚さであり、Tgが案内部材4のZ軸方
向の厚さであり、Ngが湾曲セクション6内の案内部材4の数であるとき、それぞれのパ
ラメータは、望ましくは以下の関係を満たすように設計される。
l-lpmax<Tt+Tg・Ng (11)
とき、案内部材4間に一定の間隔を維持することができ、その結果、湾曲セクション6の
駆動再現性が改善する。また、湾曲セクション6内の曲率を一定になるように維持するこ
とができ、線形部材2の駆動時の湾曲セクション6の姿勢の制御可能性が、改善される。
さらに、隣り合う案内部材4間に一定の間隔を維持することにより、案内部材4が互いに
機械的に干渉することを防止することができる。
ション(変形セクション)6aおよび6bを含む構成を提供する。
bの遠位端に遠位部材3aおよび3bを有する。3つの線形部材2の2つのセットが、遠
位部材3aおよび3bの各々にそれぞれ結合される。第1の構成の設計と同様に、案内部
材4bは案内穴8を有する。これらの穴は、遠位部材3bに結合された線形部材2が穴を
通過することを可能にするように配置される。3つの線形部材2の1つは、案内穴8に固
定され、残りの2つの線形部材2は、案内穴8に対して摺動可能である。
遠位部材3aは、線形部材2と機械的に干渉しない位置に案内穴8を有する。案内穴8は
、遠位部材3bに結合された線形部材2が案内穴8に対して摺動可能であることを可能に
するように配置される。図6(c)に示す案内部材4aは、案内穴8を有し、これによっ
て遠位部材3aおよび3bに結合された線形部材2が案内穴8を通過することを可能にす
る。遠位部材3bに結合された線形部材2は、案内部材4aに対して摺動可能である。遠
位部材3aに結合された3つの線形部材2の1つは、案内部材4aの案内穴に固定され、
残りの2つの線形部材2は、案内穴8に対して摺動可能である。
可能であることを可能にする。線形部材2は、遠位部材3とは反対側の末端部においてド
ライバ7(図示せず)に結合され、独立的に駆動することができる。遠位部材3aおよび
3bの各々に結合された3つの線形部材2の少なくとも2つを駆動することにより、湾曲
セクション6aおよび6bを、Z軸を含む所望の平面内で曲げることができる。これまで
の構成のように、線形部材2の1つを駆動させずにドライバ7内に固定することができる
。
する。
材2が駆動される場合、湾曲セクション6aの形状は、遠位部材3aに結合された線形部
材2によって制限され、湾曲セクション6bの形状のみが変更されるため、遠位部材3a
の姿勢は変更されない。遠位部材3bの姿勢は、遠位部材3bに結合された線形部材2の
駆動量によって決定される。この場合の姿勢の変化は、第1の構成における説明に類似す
る。
部材3bに結合された線形部材2は湾曲セクション6a内で摺動し、したがって、この駆
動は遠位部材3bの姿勢に影響を与えず、第1の構成の場合と同じようにして遠位部材3
aの姿勢を制御することができる。また、遠位部材3bは、遠位部材3bに結合された線
形部材2によって制限されるため、遠位部材3bの姿勢は変更されない。
てきたが、すべての線形部材2が駆動される場合、それぞれの遠位部材3aおよび3bの
姿勢を、遠位部材3aおよび3bに結合された線形部材2の駆動量によって独立的に決定
することができる。
4bと遠位部材3aとの間に機械的干渉が起こることを防止することができ、湾曲セクシ
ョン6aと湾曲セクション6bとの間の反力の生成を制限することができる。その結果、
それぞれの湾曲セクション6が独立的に駆動されるときの駆動精度を改善することができ
る。
の構成を示したが、この項は、ワイヤ駆動式操作装置が異なる長さの複数の湾曲セクショ
ン6を有する構成を提供する。
形のそれぞれの頂点に配置される。図7(b)に示すように、合計9つの線形部材2は、
遠位部材3a、3b、および3cの中心回りに40°の位相差で配置される。この構成で
は、湾曲セクション6は、3つのセクションである。湾曲セクション6がN個のセクショ
ンである場合、線形部材2の数は合計で3×Nとなる。線形部材2の位相差は、120/
N度であってよく、正三角形を形成する線形部材2の組み合わせを遠位部材3の各々に結
合することができる。また、それぞれの湾曲セクション6の線形部材2は、隣接する湾曲
セクション6の配置順に位相を時計回りまたは反時計回りに120/N度シフトさせるこ
とによって配置され得る。さらに、案内部材4に固定された線形部材2は、隣接する湾曲
セクション6の配置順に位相を時計回りまたは反時計回りに120/N度シフトさせるこ
とによって配置され得る。
とができ、湾曲セクション6の長さは互いに異なっていてよい。これは第1の構成の式(
5)および(10)から見出されるので、遠位部材3の各々の姿勢は、案内部材4の中心
からの線形部材2の距離rおよび線形部材2のZ軸方向の駆動量lpによって決定される
。各々の遠位部材3の姿勢は、対応する湾曲セクションの長さに依存しない。図7(a)
に示す構成は、湾曲セクション6bおよび6cが湾曲セクション6aより短い構造体を有
する。この場合、ワイヤ駆動式操作装置1の姿勢を遠位端においてより精密に制御するこ
とができる。また、案内部材4は、湾曲セクション6に基づく式(11)の関係を満たす
間隔で配置されることのみが必要とされる。この配置は、湾曲セクション6内で変動し得
る。また、ばね要素などが案内部材4間に配置されて案内部材4間の間隔を維持する場合
、この間隔およびばね要素は、湾曲セクション6の長さに従って設計されることが必要と
される。したがって、案内部材4は線形部材2に固定されるため、湾曲セクション6の長
さに依存することなく設計を行うことができる。また、第3の構成では、線形部材2に結
合されたすべてのドライバ7を駆動するわけではない。1つまたは2つのドライバ7が、
必要とされる自由度にしたがって湾曲セクションの各々に対して駆動されてよい。
曲セクションの案内部材4の案内穴8a、8b、および8cから案内部材4の中心までの
変位、e:ロボットの湾曲セクションの数、θn:第nの湾曲セクションの遠位端の角度
、θrefn:第nの湾曲セクションの遠位端の目標角度、lpn:第nの湾曲セクションのワ
イヤの駆動変位、xtn,ztn:第nの湾曲セクションの遠位端の座標、c:ロボットの評
価点の合計数、xi,zi:ロボットが長手方向にc個に分割されたときの第iの座標、お
よびzb:ベース変位。
いて導出される。
1.ワイヤは、紙平面内でのみ変形する。
2.ワイヤは、各湾曲セクション内で一定の曲率で変形する。
3.ワイヤのねじり変形は、考慮しない。
4.ワイヤは、長手方向には変形しない。
セクションまでの相対座標系における、第nの湾曲セクションを駆動するためのワイヤの
変形の総和である。この総和は、以下の通りに表される。
いてのみ決定され、角度θnは、中ほどの湾曲セクションの角度に依存しないことが分か
る。
ムの評価点として使用される。この時点で、評価点の合計数は、c=αeである。第iの
評価点の座標xi,ziは、以下の通りに得られる。
Q=[i/α],R=i mod α
湾曲セクションが、最遠位端1002にある湾曲セクションが通過する経路1000と同
じ経路を通過することを可能にする制御方法である。したがって、連続体ロボット100
1は、空間を湾曲くねって通過することによって空間内で前進することができる。先頭追
従制御において、経路1000は、事前に決定される必要はなく、最遠位端1002の湾
曲角度は、湾曲セクションの長さだけ追従湾曲セクションに連続的に伝播させてもよい。
この方法により、操作装置が、最遠位端1002の湾曲角度およびベース1003の前進
量を含む命令を与えたとき、操作装置は、先頭追従制御を実時間で連続体ロボット100
1上で実行することができる。命令は、たとえばジョイスティックを使用して与えること
ができる。
更されない。湾曲角度命令は、ベース変位cにおいて上昇し、したがって連続体ロボット
は突然反応する。したがって、この実施形態では、追従湾曲セクションの湾曲角度命令は
、点aが点dに連結されるように補間される。図11の実線は、追従湾曲セクションへの
補間された湾曲角度命令を示す。この実施形態では、湾曲角度命令生成アルゴリズムを第
1の先頭追従制御方法と呼ぶ。
うな妨害物12bによって取り囲まれた狭い空間内の経路12aに適用されるとき、図1
2(b)に示すような周囲の妨害物12bに対する接触が起こる可能性がある。図12(
b)では、追従セクション12cの湾曲角度は小さく、したがって、追従セクション12
cは経路入り口の内側と接触し、先頭セクション12dは経路の外側と接触する。以前に
説明したように、この開示による連続体ロボットでは、各湾曲セクションの遠位端の角度
は、駆動ワイヤの変位によってのみ決定される。ワイヤを駆動するための変位制御システ
ムのサーボ剛性が高い場合、周囲内の障害物に対する接触が起こる場合であっても、湾曲
角度の遠位端の角度が得られる。したがって、追従部の湾曲角度が小さい間にベースが前
進する場合、湾曲セクションの遠位端周りの部分は大きく変形される。これは、1)妨害
物に対する縦方向の垂直抗力が増加するにつれて摩擦が増加し、連続体ロボットが前進に
問題を有し得るものであり、および2)連続体ロボットの破損の可能性が増大する問題を
引き起こし得る。また、この問題は、追従部の湾曲セクションの長さが、先頭部の湾曲セ
クションの長さより長いとき、顕著に現れるようになる。
うに作り出す。実線、太い破線、および破線は、それぞれ、補間後の湾曲角度命令、補間
前の湾曲角度命令、および図11に類似する操作装置による命令を示す。第2の先頭追従
制御方法では、追従部の湾曲角度命令が立ち上がるベース変位eは、距離aeが実際の湾
曲セクション長さlより短くなるように決定される。距離aeは、仮想湾曲セクション長
さと呼ばれる。したがって、命令は、先頭部の湾曲角度にさらに近づくように追従部の湾
曲角度に与えられる。図12(b)に示すような接触が起こる可能性は低く、狭い空間の
経路内の前進は、より容易にもたらされる。
頭追従制御アルゴリズムを示し、lvは仮想湾曲セクション長さベクトルを示し、θtref
は最遠位端の湾曲角度命令値を示し、θfrefは最遠位端の湾曲角度命令ベクトルであり、
zbはベース変位命令値であり、Stは、経路の周囲の断面積を示し、fは変換テーブルを
示す。変換テーブルの例の場合、wdが案内部材および遠位部材の各々の直径を示すとき
、通過を可能にする大まかな最少断面積Stminおよび最大断面積Stmaxを使用することに
よって、図15に示すような設定を行うことができる。
応答を示す。実線は連続体ロボットの形状を示し、破線は目標経路を示す。図16(a)
は、補間の無い先頭追従制御方法の制御応答を示す。湾曲角度命令は段階的に立ち上がる
ため、長い追従セクションを有する連続体ロボットは、経路の末端部において突然変化す
ることが分かる。図16(b)は、第1の先頭追従制御方法による制御応答を示す。湾曲
角度命令は補間されるため、その前進を操作装置によって意図される経路にほぼ沿って行
うことができることが分かる。図16(c)は、第2の先頭追従制御方法による制御応答
を示す。湾曲角度命令は補間されるが、追従セクションの角度は、先頭セクションの角度
に近づくように生成される。先頭セクションは、妨害物などの無い空間内で大きく変動し
、その前進は経路に沿ってもたらされないことが分かる。これは、追従セクションの長さ
の方が長い場合により顕著である。
が実行される。狭い空間内の連続体ロボットの形状を予測するために、分割の数に対応す
る200個の評価点が、式(21)を使用して連続体ロボット上に生成される。この形状
は、最急降下法によって算出され、それにより、各々の湾曲セクションの遠位端における
評価点以外の評価点は、湾曲セクションの遠位端の角度を更新することなく経路に近づく
。したがって、駆動ワイヤのサーボ剛性による各湾曲セクションの遠位端の角度に対する
制限が、シミュレートされる。さらに、それぞれの要素間の相対角度に関して、相対角度
が10度を超える場合、相対角度は、最急降下法によって更新から取り除かれる。これに
したがって、案内部材間の機械的湾曲角度の限界がシミュレートされる。
経路の領域全体内で効果的であることが分かる。
得られる。しかし、経路の周囲内の妨害物までの距離、経路の曲率、および他のパラメー
タを事前に得ることができる場合、第1の実施形態によるシミュレーションによって使用
される形状予測算出を反復的に使用することによる算出によって、適切な仮想湾曲セクシ
ョン長さを得ることができる。このシミュレーションでは、経路内の妨害物までの距離が
大きいとき、連続体ロボットの形状予測における最急降下法の反復の数は、小さい数に設
定され、こうして経路内の妨害物までの距離をシミュレートすることができる。図21は
、上記で説明した数値算出を示す最適化アルゴリズムを示すブロック図である。この場合
、Pは制御対象物を示し、FTLは第2の先頭追従制御アルゴリズムを示し、lvは仮想
湾曲セクション長さベクトルを示し、θtrefは最遠位端の湾曲角度命令値を示し、frefは
最遠位端の湾曲角度命令ベクトルであり、traj.は連続体ロボットの軌道である。1
つの実施形態では、軌道は、知られているセグメンテーション法および検査される物体の
管構造の3D CT画像に適用されるスケルトン化法から得られる。最適化アルゴリズム
の処理において、trajは入力項目であり、仮想湾曲セクション長さlvは算出され、
FTLアルゴリズムに出力される。最適化において、lvに対する候補値の範囲が定義さ
れ、この範囲内の複数の異なる候補値が選択される。複数の候補値から、1つの値が、「
最適化アルゴリズム」処理によって仮想湾曲セクション長さlvとして取り出される。候
補値ごとに、第1の実施形態において説明した方法を使用してシミュレーションが実行さ
れて、図17(a)の点鎖線として示す連続体ロボットの軌道を得る。各々得られた軌道
の評価値または各々の候補値は、たとえば、図18(a)に示すような変位mに沿った曲
率の積分値である。この評価値は、連続体ロボットが曲がる様子を評価するためのもので
あり、評価値が小さいほど、連続体ロボットは経路内(ここでは入力された軌道)により
嵌合する。選択された複数の異なる評価値における最少評価値に対応する候補値は、仮想
湾曲セクション長さlvとして出力される。
て追従湾曲セクションに湾曲セクションの長さだけ連続的に伝播することによって先頭追
従制御を実行した。この実施形態では、先頭追従制御に加えて、逆運動学による最遠端部
の位置に対する制御および角度に対する制御も使用され、こうして経路内の前進のための
制御が実行される。
量命令の代わりに、最遠位端の前進量命令ztrefを与える。
ごとに更新される。
xtn→xtn+ztrefsinθn
ztn→ztncosθn (24)
線は経路を示す。連続体ロボットの最遠位端の位置および角度が、経路を定常的に満たす
ように制御されることが分かる。
制御を所望に切り替えることができる制御アルゴリズムを提供する。図24は、ブロック
図である。図24では、algは式(24)の代数学算出を示し、IKは、逆運動学算出
を示し、スイッチは、逆運動学による制御と、第2の先頭追従制御との間の切り替え入力
を示す。仮想湾曲セクション長さlvは、第2の実施形態による方法によって得ることが
できる。
とも10%、少なくとも20%、少なくとも50%、または少なくとも70%である。一
部の実施形態では、長さの差は、少なくとも5mm、10mm、15mm、20mm、3
0mm、50mm、100mm、160mm、またはそれ以上である。一部の実施形態で
は、長さの差は、たとえば肺または洞などの提案された用途によって決定される。
施形態に限定されないことを理解されたい。特許請求の範囲は、最も広範な解釈に従うも
のとし、それによってすべてのそのような改変形態ならびに等価の構造および機能を包含
する。
Claims (10)
- ベースと、
遠位用の線形部材が駆動されることによって湾曲する遠位湾曲セクションと、
前記遠位湾曲セクションと前記ベースとの間に設けられ、追従用の線形部材が駆動されることによって湾曲する、前記遠位湾曲セクションの長さよりも長い追従湾曲セクションと、
前記遠位用の線形部材および前記追従用の線形部材を独立的に駆動するように構成された駆動手段と、
前記遠位湾曲セクション、前記追従湾曲セクション、および前記ベースを一体にして前進移動させる移動手段と、
前記駆動手段に前記遠位用の線形部材を駆動させて前記遠位湾曲セクションを所定の湾曲角度に湾曲させた後に、前記移動手段によって前記追従湾曲セクションの長さに相当する第1の移動量よりも小さい第2の移動量の前記前進移動が終了するまでの間に、前記駆動手段に前記追従用の線形部材を駆動させて前記追従湾曲セクションを前記所定の湾曲角度となるまで湾曲させる制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記制御手段は、前記遠位湾曲セクションの湾曲角度を第1の湾曲角度から第2の湾曲角度に変更する湾曲が行われた場合、前記移動手段によって前記第2の移動量の前記前進移動が終了するまでの間に、前記追従湾曲セクションの湾曲角度が前記第2の湾曲角度になるように前記追従湾曲セクションの湾曲を制御することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記移動手段による前記第2の移動量の前記前進移動が行われる前の、前記追従湾曲セクションの湾曲角度は、前記第1の湾曲角度であり、
前記制御手段は、前記移動手段によって前記第2の移動量よりも小さい第3の移動量の前記前進移動が行われている際中には、前記追従湾曲セクションの湾曲角度が前記第1の湾曲角度から前記第2の湾曲角度に近づくように前記追従湾曲セクションの湾曲を制御することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 - 前記第2の移動量は、前記移動手段によって前記前進移動する経路の断面積に応じて定められることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置。
- ベースと、
遠位用の線形部材が駆動されることによって湾曲する遠位湾曲セクションと、
前記遠位湾曲セクションと前記ベースとの間に設けられ、追従用の線形部材が駆動されることによって湾曲する、前記遠位湾曲セクションの長さよりも長い追従湾曲セクションと、
前記遠位用の線形部材および前記追従用の線形部材を独立的に駆動するように構成された駆動手段と、
を備える制御装置の制御方法であって、
前記遠位湾曲セクション、前記追従湾曲セクション、および前記ベースを一体にして前進移動させる移動ステップと、
前記駆動手段に前記遠位用の線形部材を駆動させて前記遠位湾曲セクションを所定の湾曲角度に湾曲させた後に、前記移動ステップによって前記追従湾曲セクションの長さに相当する第1の移動量よりも小さい第2の移動量の前記前進移動が終了するまでの間に、前記駆動手段に前記追従用の線形部材を駆動させて前記追従湾曲セクションを前記所定の湾曲角度となるまで湾曲させる制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。 - 前記制御ステップでは、前記遠位湾曲セクションの湾曲角度を第1の湾曲角度から第2の湾曲角度に変更する湾曲が行われた場合、前記移動ステップによって前記第2の移動量の前記前進移動が終了するまでの間に、前記追従湾曲セクションの湾曲角度が前記第2の湾曲角度になるように前記追従湾曲セクションの湾曲を制御することを特徴とする請求項5に記載の制御方法。
- 前記移動ステップによる前記第2の移動量の前記前進移動が行われる前の、前記追従湾曲セクションの湾曲角度は、前記第1の湾曲角度であり、
前記制御ステップでは、前記移動ステップによって前記第2の移動量よりも小さい第3の移動量の前記前進移動が行われている際中には、前記追従湾曲セクションの湾曲角度が前記第1の湾曲角度から前記第2の湾曲角度に近づくように前記追従湾曲セクションの湾曲を制御することを特徴とする請求項6に記載の制御方法。 - 前記第2の移動量は、前記移動ステップによって前記前進移動する経路の断面積に応じて定められることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の制御方法。
- ベースと、
遠位用の線形部材が駆動されることによって湾曲する遠位湾曲セクションと、
前記遠位湾曲セクションと前記ベースとの間に設けられ、追従用の線形部材が駆動されることによって湾曲する、前記遠位湾曲セクションの長さよりも長い追従湾曲セクションと、
前記遠位用の線形部材および前記追従用の線形部材を独立的に駆動するように構成された駆動手段と、
前記遠位湾曲セクション、前記追従湾曲セクション、および前記ベースを一体にして前進移動させる移動手段と、
前記駆動手段に前記遠位用の線形部材を駆動させて前記遠位湾曲セクションを所定の湾曲角度に湾曲させた後に、前記移動手段によって前進移動が行われるとともに前記追従湾曲セクションの長さに相当する第1の移動量の前進移動が終了するまでの間に、前記駆動手段に前記追従用の線形部材を駆動させて前記追従湾曲セクションを前記所定の湾曲角度となるまで湾曲させる制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記制御装置は、前記遠位湾曲セクションおよび前記追従湾曲セクションを含む連続体ロボットを制御する制御装置であることを特徴とする請求項1または9に記載の制御装置。
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