JPH08215204A - 医療用マニピュレータ - Google Patents
医療用マニピュレータInfo
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- JPH08215204A JPH08215204A JP7020572A JP2057295A JPH08215204A JP H08215204 A JPH08215204 A JP H08215204A JP 7020572 A JP7020572 A JP 7020572A JP 2057295 A JP2057295 A JP 2057295A JP H08215204 A JPH08215204 A JP H08215204A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- Surgical Instruments (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】操作性が良く、かつ安全性も向上した医療用マ
ニピュレータを提供すること。 【構成】複数の自由度を持つマスターアーム１と、複数
の自由度を持つスレーブアーム１６とを有してマスター
スレーブ方式で動作する医療用マニピュレータにおい
て、マスターアーム１に取り付けられたエンコーダから
のエンコーダ値と、スレーブアーム１６に取り付けられ
たエンコーダからのエンコーダ値とを全軸分読み込んで
角度に変換して差を求め、この差と所定値とを比較して
所定値よりも小さいときにマスタースレーブ動作を開始
する制御部２８とを具備する。
ニピュレータを提供すること。 【構成】複数の自由度を持つマスターアーム１と、複数
の自由度を持つスレーブアーム１６とを有してマスター
スレーブ方式で動作する医療用マニピュレータにおい
て、マスターアーム１に取り付けられたエンコーダから
のエンコーダ値と、スレーブアーム１６に取り付けられ
たエンコーダからのエンコーダ値とを全軸分読み込んで
角度に変換して差を求め、この差と所定値とを比較して
所定値よりも小さいときにマスタースレーブ動作を開始
する制御部２８とを具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は医療用マニピュレータに
関し、特に、複数の自由度を持つマスターアームと、複
数の自由度を持つスレーブアームとを有してマスタース
レーブ方式で動作する医療用マニピュレータに関する。
関し、特に、複数の自由度を持つマスターアームと、複
数の自由度を持つスレーブアームとを有してマスタース
レーブ方式で動作する医療用マニピュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】特願平６−２０８８８５や特願平６−２
４６５４６は、多関接構造を有するマスターマニピュレ
ータの動きに応じて、先端部に３Ｄスコープと一対の処
置具を設けた体腔内挿入部を有するスレーブマニピュレ
ータを動かすことで、各種の処置を行うマスタースレー
ブ方式の医療用マニピュレータを開示している。又、特
願平６−２４６５４６は、マスターアームの動作量から
スレーブアームの動作量を計算する方法を開示してい
る。
４６５４６は、多関接構造を有するマスターマニピュレ
ータの動きに応じて、先端部に３Ｄスコープと一対の処
置具を設けた体腔内挿入部を有するスレーブマニピュレ
ータを動かすことで、各種の処置を行うマスタースレー
ブ方式の医療用マニピュレータを開示している。又、特
願平６−２４６５４６は、マスターアームの動作量から
スレーブアームの動作量を計算する方法を開示してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術においてはいずれも、マスタースレーブ動
作に基づいてマニピュレータを動かす場合、マスターア
ームとスレーブアームの形状が異なる状態から動作をス
タートさせると術者の思い通りにスレーブアームが動か
ず、操作性が悪いという欠点があった。
た従来の技術においてはいずれも、マスタースレーブ動
作に基づいてマニピュレータを動かす場合、マスターア
ームとスレーブアームの形状が異なる状態から動作をス
タートさせると術者の思い通りにスレーブアームが動か
ず、操作性が悪いという欠点があった。
【０００４】本発明の医療用マニピュレータはこのよう
な課題に着目してなされたものであり、その目的とする
ところは、操作性が良くかつ安全性も向上した医療用マ
ニピュレータを提供することにある。
な課題に着目してなされたものであり、その目的とする
ところは、操作性が良くかつ安全性も向上した医療用マ
ニピュレータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決する手段および作用】上記の目的を達成す
るために、本発明は、複数の自由度を持つマスターアー
ムと、複数の自由度を持つスレーブアームとを有してマ
スタースレーブ方式で動作する医療用マニピュレータに
おいて、上記マスターアームの形状と、上記スレーブア
ームの形状の差を検出する検出手段と、検出された上記
形状の差を予め決められた値と比較する比較手段と、こ
の比較手段の比較結果に応じてマスタースレーブ動作を
制御する制御手段とを具備する。
るために、本発明は、複数の自由度を持つマスターアー
ムと、複数の自由度を持つスレーブアームとを有してマ
スタースレーブ方式で動作する医療用マニピュレータに
おいて、上記マスターアームの形状と、上記スレーブア
ームの形状の差を検出する検出手段と、検出された上記
形状の差を予め決められた値と比較する比較手段と、こ
の比較手段の比較結果に応じてマスタースレーブ動作を
制御する制御手段とを具備する。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例に係る
医療用マニピュレータを詳細に説明する。図１は本発明
の第１実施例に係る医療用マニピュレータの構成を示す
図である。同図において、マスターアーム１の各関節部
には、モータの回転量を検出するための複数のエンコー
ダ２〜１３と開閉部１４，１５が設けられている。
医療用マニピュレータを詳細に説明する。図１は本発明
の第１実施例に係る医療用マニピュレータの構成を示す
図である。同図において、マスターアーム１の各関節部
には、モータの回転量を検出するための複数のエンコー
ダ２〜１３と開閉部１４，１５が設けられている。
【０００７】また、スレーブアーム１６の先端部には図
２に示すように、３Ｄスコープ１７及び処置用マニピュ
レータ１８，１９を有する体腔内挿入部２２が取り付け
られている。処置用マニピュレータ１８，１９の先端部
にはグリッパ２０，２１が取り付けられている。
２に示すように、３Ｄスコープ１７及び処置用マニピュ
レータ１８，１９を有する体腔内挿入部２２が取り付け
られている。処置用マニピュレータ１８，１９の先端部
にはグリッパ２０，２１が取り付けられている。
【０００８】スレーブアーム１６、３Ｄスコープ１７、
処置用マニピュレータ１８，１９及びグリッパ２０，２
１は図示しないモータにより駆動され、モータの回転数
は図示しないエンコーダにより検出されている。
処置用マニピュレータ１８，１９及びグリッパ２０，２
１は図示しないモータにより駆動され、モータの回転数
は図示しないエンコーダにより検出されている。
【０００９】上記したマスターアーム１、スレーブアー
ム１６、３Ｄスコープ１７、体腔内挿入部２２はそれぞ
れ制御装置２３に接続されている。マスターアーム１の
エンコーダ２〜１３からの出力は、図３に示すように、
制御装置２３内のマスターアームエンコーダ入力処理部
２４を経由して、スレーブアーム動作制御部２５、スコ
ープ動作制御部２６、マニピュレータ動作制御部２７及
び検出手段、比較手段、制御手段を構成する制御部２８
へ入力される。
ム１６、３Ｄスコープ１７、体腔内挿入部２２はそれぞ
れ制御装置２３に接続されている。マスターアーム１の
エンコーダ２〜１３からの出力は、図３に示すように、
制御装置２３内のマスターアームエンコーダ入力処理部
２４を経由して、スレーブアーム動作制御部２５、スコ
ープ動作制御部２６、マニピュレータ動作制御部２７及
び検出手段、比較手段、制御手段を構成する制御部２８
へ入力される。
【００１０】スレーブアーム動作制御部２５、スコープ
動作制御部２６、マニピュレータ動作制御部２７は各エ
ンコーダからのエンコーダ値に基づいて各モータの回転
量を算出し、スレーブアームモータドライバ２９、スコ
ープモータドライバ３０、処置具モータドライバ３１を
介してスレーブアーム１６、３Ｄスコープ１７、処置用
マニピュレータ１８、１９の各モータを回転させる。
動作制御部２６、マニピュレータ動作制御部２７は各エ
ンコーダからのエンコーダ値に基づいて各モータの回転
量を算出し、スレーブアームモータドライバ２９、スコ
ープモータドライバ３０、処置具モータドライバ３１を
介してスレーブアーム１６、３Ｄスコープ１７、処置用
マニピュレータ１８、１９の各モータを回転させる。
【００１１】各モータにはエンコーダが取り付けられて
おり、各エンコーダからのエンコーダ値はスレーブアー
ムエンコーダ処理部３２、スコープエンコーダ処理部３
３、処理用マニピュレータエンコーダ処理部３４を介し
て、スレーブアーム動作制御部２５、スコープ動作制御
部２６、マニピュレータ動作制御部２７にフィードバッ
クされモータの回転制御が行われる。
おり、各エンコーダからのエンコーダ値はスレーブアー
ムエンコーダ処理部３２、スコープエンコーダ処理部３
３、処理用マニピュレータエンコーダ処理部３４を介し
て、スレーブアーム動作制御部２５、スコープ動作制御
部２６、マニピュレータ動作制御部２７にフィードバッ
クされモータの回転制御が行われる。
【００１２】又、制御部２８は、スレーブアーム動作制
御部２５、スコープ動作制御部２６、マニピュレータ動
作制御部２７を介して上記エンコーダ値を読むことが可
能であり、必要に応じてモータの停止等の指示を出すこ
とが可能である。
御部２５、スコープ動作制御部２６、マニピュレータ動
作制御部２７を介して上記エンコーダ値を読むことが可
能であり、必要に応じてモータの停止等の指示を出すこ
とが可能である。
【００１３】さらに、マスターアーム１の開閉部１４，
１５の近傍にはスイッチ３５が設けられており、術者が
マスターアーム１を操作しているときにスイッチ３５が
ＯＮ状態となるように配置されている。スイッチ３５及
びキーボード３６からの出力はキー入力／スイッチ入力
判定部３７を介して制御部２８に入力される。
１５の近傍にはスイッチ３５が設けられており、術者が
マスターアーム１を操作しているときにスイッチ３５が
ＯＮ状態となるように配置されている。スイッチ３５及
びキーボード３６からの出力はキー入力／スイッチ入力
判定部３７を介して制御部２８に入力される。
【００１４】以下に上記した構成の作用を説明する。制
御部２８は、スイッチ３５がＯＮ状態の時のみマスター
アーム１の各エンコーダからのエンコーダ値を読み取
り、このエンコーダ値に基づいてスレーブアーム１６、
３Ｄスコープ１７、処置用マニピュレータ１８，１９の
動作を制御する。すなわち、マスターアーム１のエンコ
ーダ２〜５のエンコーダ値を基にスレーブアーム１６を
Ａ〜Ｆ方向に動かすよう制御し、エンコーダ６，７のエ
ンコーダ値を基に３Ｄスコープ１７の湾曲方向ａ，ｂを
制御し、エンコーダ８〜１３のエンコーダ値を基に処置
用マニピュレータ１８，１９のα，β、γ方向を制御す
ることでマスタースレーブ動作を行う。
御部２８は、スイッチ３５がＯＮ状態の時のみマスター
アーム１の各エンコーダからのエンコーダ値を読み取
り、このエンコーダ値に基づいてスレーブアーム１６、
３Ｄスコープ１７、処置用マニピュレータ１８，１９の
動作を制御する。すなわち、マスターアーム１のエンコ
ーダ２〜５のエンコーダ値を基にスレーブアーム１６を
Ａ〜Ｆ方向に動かすよう制御し、エンコーダ６，７のエ
ンコーダ値を基に３Ｄスコープ１７の湾曲方向ａ，ｂを
制御し、エンコーダ８〜１３のエンコーダ値を基に処置
用マニピュレータ１８，１９のα，β、γ方向を制御す
ることでマスタースレーブ動作を行う。
【００１５】又、術者がマスターアーム１を離したとき
にはスイッチ３５がＯＦＦになると同時に制御部２８の
指示でマスタースレーブ動作を停止する。図４は第１実
施例に係る制御部２８の動作を説明するためのフローチ
ャートである。まず、ステップＳ１でスイッチ３５がＯ
ＦＦ状態か否かを判断し、ＯＦＦのときは動作フラグｆ
ｌｇをＯＦＦにする（ステップＳ２）。また、スイッチ
３５がＯＮの時はまず動作フラグｆｌｇをチェックし
（ステップＳ３）、動作フラグｆｌｇがＯＮであればス
テップＳ９に飛んで直ちにマスタースレーブ動作を行
う。
にはスイッチ３５がＯＦＦになると同時に制御部２８の
指示でマスタースレーブ動作を停止する。図４は第１実
施例に係る制御部２８の動作を説明するためのフローチ
ャートである。まず、ステップＳ１でスイッチ３５がＯ
ＦＦ状態か否かを判断し、ＯＦＦのときは動作フラグｆ
ｌｇをＯＦＦにする（ステップＳ２）。また、スイッチ
３５がＯＮの時はまず動作フラグｆｌｇをチェックし
（ステップＳ３）、動作フラグｆｌｇがＯＮであればス
テップＳ９に飛んで直ちにマスタースレーブ動作を行
う。
【００１６】一方、ステップＳ３で動作フラグｆｌｇが
ＯＦＦの時には、まず、制御装置２８にてマスターアー
ム１の各エンコーダからのエンコーダ値を全軸分読み込
んで、マスターアーム１の形状（角度、位置、姿勢を含
む）に関する情報の１つとしての角度θM1〜θMnに変換
する（ステップＳ４）。次に、スレーブアーム１６、３
Ｄスコープ１７、処置用マニピュレータ１８，１９のエ
ンコーダからのエンコーダ値を全軸分読み込んで、スレ
ーブアーム１６の形状に関する情報の１つとしての角度
θS1〜θSnに変換する（ステップＳ５）。
ＯＦＦの時には、まず、制御装置２８にてマスターアー
ム１の各エンコーダからのエンコーダ値を全軸分読み込
んで、マスターアーム１の形状（角度、位置、姿勢を含
む）に関する情報の１つとしての角度θM1〜θMnに変換
する（ステップＳ４）。次に、スレーブアーム１６、３
Ｄスコープ１７、処置用マニピュレータ１８，１９のエ
ンコーダからのエンコーダ値を全軸分読み込んで、スレ
ーブアーム１６の形状に関する情報の１つとしての角度
θS1〜θSnに変換する（ステップＳ５）。
【００１７】次に、上記２つの角度、θM1〜θMnとθS1
〜θSnとの差、△θi ＝｜θMi−θSi｜（ｉ＝１〜ｎ）
を計算し、この△θi とあらかじめ設定した値ｋi とを
比較し、全ての△θi とｋi について△θi ＞ｋi を満
たす間はステップ１に戻って上記の処理を繰り返し、△
θi ≦ｋi となったときに動作フラグｆｌｇをＯＮ状態
にした後でマスタースレーブ動作を実行する（ステップ
Ｓ８、Ｓ９）。マスタースレーブ動作はマスターアーム
１の各エンコーダからのエンコーダ値を読み込みスレー
ブアーム１６を動かすことで一サイクルを終了し、その
後、ステップＳ１に戻ってスイッチ３５のチェックを再
度行なう。
〜θSnとの差、△θi ＝｜θMi−θSi｜（ｉ＝１〜ｎ）
を計算し、この△θi とあらかじめ設定した値ｋi とを
比較し、全ての△θi とｋi について△θi ＞ｋi を満
たす間はステップ１に戻って上記の処理を繰り返し、△
θi ≦ｋi となったときに動作フラグｆｌｇをＯＮ状態
にした後でマスタースレーブ動作を実行する（ステップ
Ｓ８、Ｓ９）。マスタースレーブ動作はマスターアーム
１の各エンコーダからのエンコーダ値を読み込みスレー
ブアーム１６を動かすことで一サイクルを終了し、その
後、ステップＳ１に戻ってスイッチ３５のチェックを再
度行なう。
【００１８】ここで、キーボード３６等から動作終了が
指示されたときは処理ループを終了する。上記した第１
実施例によれば、マスタースレーブ動作の停止中に何等
かの理由でマスターアームの形状、スレーブアーム、３
Ｄスコープ、処置用マニピュレータ等の形状が変化して
も、マスターアームとスレーブアームが必ず一致した形
状でマスタースレーブ動作を行うので操作性が向上す
る。また、マスターアームとスレーブアームの形状が一
致するまではマスタースレーブ動作を行わないので安全
性も向上する。
指示されたときは処理ループを終了する。上記した第１
実施例によれば、マスタースレーブ動作の停止中に何等
かの理由でマスターアームの形状、スレーブアーム、３
Ｄスコープ、処置用マニピュレータ等の形状が変化して
も、マスターアームとスレーブアームが必ず一致した形
状でマスタースレーブ動作を行うので操作性が向上す
る。また、マスターアームとスレーブアームの形状が一
致するまではマスタースレーブ動作を行わないので安全
性も向上する。
【００１９】なお、上記した実施例ではマスターアーム
とスレーブアームの全てが一致したときに動作するよう
にしたが、マスターアームの一部とスレーブアームの一
部、例えば、マスターアームの処置用マニピュレータに
対応するエンコーダと処置用マニピュレータが一致した
ときに動くようにしても良い。又、スイッチ３５はフッ
トスイッチでも良い。
とスレーブアームの全てが一致したときに動作するよう
にしたが、マスターアームの一部とスレーブアームの一
部、例えば、マスターアームの処置用マニピュレータに
対応するエンコーダと処置用マニピュレータが一致した
ときに動くようにしても良い。又、スイッチ３５はフッ
トスイッチでも良い。
【００２０】以下に本発明の第２実施例を説明する。第
２実施例の構成は第１実施例と同一なので、ここでの説
明は省略する。以下に第２実施例の作用を図５、図６の
フローチャートを参照して説明する。スイッチ３５がＯ
ＦＦのとき動作フラグをＯＦＦにすることは第１実施例
と同じであるが、各軸毎に動作フラグｆｌｇｉ（ｉ＝１
〜ｎ）を設けた点が異なる。
２実施例の構成は第１実施例と同一なので、ここでの説
明は省略する。以下に第２実施例の作用を図５、図６の
フローチャートを参照して説明する。スイッチ３５がＯ
ＦＦのとき動作フラグをＯＦＦにすることは第１実施例
と同じであるが、各軸毎に動作フラグｆｌｇｉ（ｉ＝１
〜ｎ）を設けた点が異なる。
【００２１】まず、キーボード、スイッチの入力チェッ
クを行う（ステップＳ３１）。そしてキーボードの終了
スイッチが押されていたか否かを確認し（ステップＳ３
２）、押されていたときには処理を終了する。また、ス
テップＳ３２で終了スイッチが押されていなかったとき
はスイッチ３５がＯＮか否かをチェックし（ステップＳ
３３）、スイッチ３５がＯＦＦの時は動作フラグｆｌｇ
１〜ｎを全てＯＦＦにし（ステップＳ３４）、キーボー
ド、スイッチの入力変化のチェックを繰り返す。また、
ＯＮの時はステップＳ２０に飛んで下記のマスタースレ
ーブ動作のサイクルを繰り返す。
クを行う（ステップＳ３１）。そしてキーボードの終了
スイッチが押されていたか否かを確認し（ステップＳ３
２）、押されていたときには処理を終了する。また、ス
テップＳ３２で終了スイッチが押されていなかったとき
はスイッチ３５がＯＮか否かをチェックし（ステップＳ
３３）、スイッチ３５がＯＦＦの時は動作フラグｆｌｇ
１〜ｎを全てＯＦＦにし（ステップＳ３４）、キーボー
ド、スイッチの入力変化のチェックを繰り返す。また、
ＯＮの時はステップＳ２０に飛んで下記のマスタースレ
ーブ動作のサイクルを繰り返す。
【００２２】まず、動作フラグｆｌｇｉ（最初はｉ＝
０）がＯＮか否かをチェックし（ステップＳ２０、Ｓ２
１）、ＯＦＦであれば対応する軸のマスターアーム１、
スレーブアーム１６のエンコーダからのエンコーダ値を
読み込んで、マスターアーム１、スレーブアーム１６の
形状に関する情報の１つとしての角度θMi、θSiに各々
変換する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。次に、あらかじ
め設定した値ｋi と上記２つの角度の差｜θMi−θSi｜
とを比較し、｜θMi−θSi｜≦ｋi を満たすか否かをチ
ェックして、満たす場合は動作フラグｆｌｇｉをＯＮに
する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。
０）がＯＮか否かをチェックし（ステップＳ２０、Ｓ２
１）、ＯＦＦであれば対応する軸のマスターアーム１、
スレーブアーム１６のエンコーダからのエンコーダ値を
読み込んで、マスターアーム１、スレーブアーム１６の
形状に関する情報の１つとしての角度θMi、θSiに各々
変換する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。次に、あらかじ
め設定した値ｋi と上記２つの角度の差｜θMi−θSi｜
とを比較し、｜θMi−θSi｜≦ｋi を満たすか否かをチ
ェックして、満たす場合は動作フラグｆｌｇｉをＯＮに
する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。
【００２３】一方、ステップＳ２１で動作フラグｆｌｇ
ｉがＯＮであれば対応する軸のマスターアームのエンコ
ーダからのエンコーダ値を読み込み、スレーブアームの
対応する軸のモータの回転量を算出してモータドライバ
にセットしてモータを回転させる（ステップＳ２６、Ｓ
２７、Ｓ２８）。
ｉがＯＮであれば対応する軸のマスターアームのエンコ
ーダからのエンコーダ値を読み込み、スレーブアームの
対応する軸のモータの回転量を算出してモータドライバ
にセットしてモータを回転させる（ステップＳ２６、Ｓ
２７、Ｓ２８）。
【００２４】次にｉを１インクリメントした後で、次の
軸について動作フラグｆｌｇｉをチェックする（ステッ
プＳ２９、Ｓ３０）。全ての軸に対して上記処理を終わ
るとマスタースレーブ動作の一サイクルを終了してキー
ボード、スイッチの入力変化のチェックを繰り返す。
軸について動作フラグｆｌｇｉをチェックする（ステッ
プＳ２９、Ｓ３０）。全ての軸に対して上記処理を終わ
るとマスタースレーブ動作の一サイクルを終了してキー
ボード、スイッチの入力変化のチェックを繰り返す。
【００２５】上記した第２実施例によれば、マスターア
ームとスレーブアームが一致した軸から動き出すので、
どの軸が一致したのかがわかりやすくなり、全ての軸を
一致させるまでの時間が短くなる。また、全ての軸に動
作フラグを設ける必要はなく、例えばスレーブアーム１
６はスイッチ３５がＯＮの間は常に移動するようにして
も良い。
ームとスレーブアームが一致した軸から動き出すので、
どの軸が一致したのかがわかりやすくなり、全ての軸を
一致させるまでの時間が短くなる。また、全ての軸に動
作フラグを設ける必要はなく、例えばスレーブアーム１
６はスイッチ３５がＯＮの間は常に移動するようにして
も良い。
【００２６】なお、上記した第１、第２実施例ではエン
コーダ値を角度に変換して比較しているが、エンコーダ
値をそのまま比較しても良いし、位置に変換して比較し
ても良い。又、それぞれを組み合わせて比較しても良い
ことは勿論である。
コーダ値を角度に変換して比較しているが、エンコーダ
値をそのまま比較しても良いし、位置に変換して比較し
ても良い。又、それぞれを組み合わせて比較しても良い
ことは勿論である。
【００２７】上記した具体的実施例から以下のような構
成の技術的思想が導き出される。 （１） 複数の自由度を持つマスターアームと、複数の
自由度を持つスレーブアームとを有してマスタースレー
ブ方式で動作する医療用マニピュレータにおいて、上記
マスターアームの形状と、上記スレーブアームの形状の
差を検出する検出手段と、検出された上記形状の差を予
め決められた値と比較する比較手段と、この比較手段の
比較結果に応じてマスタースレーブ動作を制御する制御
手段と、を具備する医療用マニピュレータ。 （２） 上記制御手段は、上記形状の差が予め定められ
た値よりも小さいときに上記マスタースレーブ動作を開
始する構成（１）に記載の医療用マニピュレータ。 （３） 上記スレーブアームには内視鏡及び／又は処置
具が取り付けられている構成（１）に記載の医療用マニ
ピュレータ。 （４） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの全ての自由度について検出を行う構成（１）
に記載の医療用マニピュレータ。 （５） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの一部の自由度について検出を行う構成（１）
に記載の医療用マニピュレータ。 （６） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの各自由度に配置されたエンコーダからの出力
値を比較することによって、検出を行う構成（１）に記
載の医療用マニピュレータ。 （７） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの各自由度に配置されたエンコーダの値を角度
及び／又は位置に変換して比較することによって、検出
を行う構成（１）に記載の医療用マニピュレータ。 （８） 上記マスタースレーブ動作の開始は、全ての軸
に対する上記形状の差があらかじめ定められた値より小
さくなったときに行う構成（２）に記載の医療用マニピ
ュレータ。 （９） 上記マスタースレーブ動作の開始は、上記形状
の差があらかじめ定められた値よりも小さくなった軸か
ら行う構成（２）に記載の医療用マニピュレータ。
成の技術的思想が導き出される。 （１） 複数の自由度を持つマスターアームと、複数の
自由度を持つスレーブアームとを有してマスタースレー
ブ方式で動作する医療用マニピュレータにおいて、上記
マスターアームの形状と、上記スレーブアームの形状の
差を検出する検出手段と、検出された上記形状の差を予
め決められた値と比較する比較手段と、この比較手段の
比較結果に応じてマスタースレーブ動作を制御する制御
手段と、を具備する医療用マニピュレータ。 （２） 上記制御手段は、上記形状の差が予め定められ
た値よりも小さいときに上記マスタースレーブ動作を開
始する構成（１）に記載の医療用マニピュレータ。 （３） 上記スレーブアームには内視鏡及び／又は処置
具が取り付けられている構成（１）に記載の医療用マニ
ピュレータ。 （４） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの全ての自由度について検出を行う構成（１）
に記載の医療用マニピュレータ。 （５） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの一部の自由度について検出を行う構成（１）
に記載の医療用マニピュレータ。 （６） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの各自由度に配置されたエンコーダからの出力
値を比較することによって、検出を行う構成（１）に記
載の医療用マニピュレータ。 （７） 上記検出手段は、上記マスターアームとスレー
ブアームの各自由度に配置されたエンコーダの値を角度
及び／又は位置に変換して比較することによって、検出
を行う構成（１）に記載の医療用マニピュレータ。 （８） 上記マスタースレーブ動作の開始は、全ての軸
に対する上記形状の差があらかじめ定められた値より小
さくなったときに行う構成（２）に記載の医療用マニピ
ュレータ。 （９） 上記マスタースレーブ動作の開始は、上記形状
の差があらかじめ定められた値よりも小さくなった軸か
ら行う構成（２）に記載の医療用マニピュレータ。
【００２８】上記した構成（１）乃至（９）によれば、
マスターアームとスレーブアームとが一致した形状でマ
スタースレーブ動作を行うので操作性が向上する。ま
た、マスターアームとスレーブアームとが一致するまで
はマスタースレーブ動作を行わないので安全性も向上す
る。
マスターアームとスレーブアームとが一致した形状でマ
スタースレーブ動作を行うので操作性が向上する。ま
た、マスターアームとスレーブアームとが一致するまで
はマスタースレーブ動作を行わないので安全性も向上す
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、マスターアームとスレ
ーブアームとが一致した形状でマスタースレーブ動作を
行うので操作性が向上する。また、マスターアームとス
レーブアームとが一致するまではマスタースレーブ動作
を行わないので、安全性も向上する。
ーブアームとが一致した形状でマスタースレーブ動作を
行うので操作性が向上する。また、マスターアームとス
レーブアームとが一致するまではマスタースレーブ動作
を行わないので、安全性も向上する。
【図１】本発明が適用されるマスタースレーブ方式の医
療用マニピュレータの構成を示す図である。
療用マニピュレータの構成を示す図である。
【図２】スレーブアームの先端部に取り付けられる体腔
内挿入部の構成を示す図である。
内挿入部の構成を示す図である。
【図３】図１において、特に制御装置の構成を詳細に示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】第１実施例に係る制御部の動作を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図５】第２実施例に係る制御部の動作を説明するため
のフローチャートの前部である。
のフローチャートの前部である。
【図６】第２実施例に係る制御部の動作を説明するため
のフローチャートの後部である。
のフローチャートの後部である。
１…マスターアーム、２〜１３…エンコーダ、１４、１
５…開閉部、１６…スレーブアーム、１７…３Ｄスコー
プ、１８、１９…処置用マニピュレータ、２０、２１…
グリッパ、２２…体腔内挿入部、２３…制御装置、２８
…制御部。
５…開閉部、１６…スレーブアーム、１７…３Ｄスコー
プ、１８、１９…処置用マニピュレータ、２０、２１…
グリッパ、２２…体腔内挿入部、２３…制御装置、２８
…制御部。
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の自由度を持つマスターアームと、
複数の自由度を持つスレーブアームとを有してマスター
スレーブ方式で動作する医療用マニピュレータにおい
て、 上記マスターアームの形状と、上記スレーブアームの形
状の差を検出する検出手段と、 検出された上記形状の差を予め決められた値と比較する
比較手段と、 この比較手段の比較結果に応じてマスタースレーブ動作
を制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする医療用マニピュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020572A JPH08215204A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 医療用マニピュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020572A JPH08215204A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 医療用マニピュレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08215204A true JPH08215204A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12030919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7020572A Pending JPH08215204A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 医療用マニピュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08215204A (ja) |
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- 1995-02-08 JP JP7020572A patent/JPH08215204A/ja active Pending
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