JPH0889506A - Manipulator system - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To surely prevent interference or contact from being generated between manipulators by providing the system with a control means for controlling the manipulators based on reference position information of respective manipulators generated by a generating means for the reference position information of the manipulators. CONSTITUTION: This system is provided with key input means 5-1 to 5-3 and controller parts 4-1 to 4-3 for performing control based on information of distances, which are inputted by these key input means 5-1 to 5-3, from a reference coordinate system origin O to points on manipulators 3-1 to 3-3 such as recognizing the position relation between the manipulator 3-1 and the peculiar coordinate systems of the manipulators 3-2 and 3-3 positioned around this manipulator 3-1, for example. Thus, the respective controller parts 4-1 to 4-3 can operate the respectively controlled manipulators 3-1 to 3-3 while recognizing the operation ranges of the peripheral manipulators 3-1 to 3-3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、スコープ又は処置具
等を制御する複数のマニピュレータユニットから構成さ
れたマニピュレータシステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope, a treatment tool or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】腹壁等の体壁に穴を開け、この穴を通じ
て内視鏡や処置具を経皮的に体腔内に挿入することによ
り、その体腔内での様々な処置( 診察を含む )を行う経
皮的内視鏡下手術が、大きな切開が必要とないため、患
者に負担をかけずにできる手術として近年注目されてい
る。2. Description of the Related Art Various treatments (including medical examination) in a body cavity by making a hole in the body wall such as the abdominal wall and inserting an endoscope or a treatment instrument into the body cavity through the hole In recent years, percutaneous endoscopic surgery for performing surgery has attracted attention as a surgery that can be performed without burdening the patient because a large incision is not required.

【０００３】この内視鏡下手術では、マニピュレータに
内視鏡( スコープ )や処置具を搭載し、内視鏡及び処理
具を使用した手術を術者に代わってマニピュレータによ
り間接的に行う手術用マニピュレータシステムが提案さ
れている。In this endoscopic surgery, a manipulator is equipped with an endoscope (scope) and a treatment tool, and the operation using the endoscope and the treatment tool is indirectly performed by the manipulator on behalf of the operator. Manipulator systems have been proposed.

【０００４】図２０は、この手術用マニピュレータシス
テムの概略を示す図である。６１は、寝台６２に載置さ
れ、腹腔鏡下手術を受ける被体である。この被体６１の
腹部内側の腹腔は気腹針（図示せず）により炭酸（ＣＯ
2 ）ガスが送り込まれて膨脹させられている。FIG. 20 is a diagram showing an outline of this surgical manipulator system. Reference numeral 61 is a subject placed on the bed 62 and undergoing laparoscopic surgery. The abdominal cavity on the inside of the abdomen of the subject 61 is carbonized (CO 2) by a pneumoperitoneum (not shown).
2) Gas is being sent and expanded.

【０００５】この被体６１の腹部には第１のトラカール
６３及び第２のトラカール６４が差込まれ、その孔には
それぞれスコープ６５及び摘出等の処置を行う処置具６
６が挿入される。A first trocar 63 and a second trocar 64 are inserted into the abdomen of the body 61, and a scope 65 and a treatment instrument 6 for performing a treatment such as extraction are inserted into the holes.
6 is inserted.

【０００６】前記スコープ６５及び前記処置具６６は、
第１のマニピュレータ６７及び第２のマニピュレータ６
８により固定点Ｔ１及び固定点Ｔ２で固定支持されてい
る。また前記第１のマニピュレータ６７及び前記第２の
マニピュレータ６８は、それぞれ取付位置Ｏ１及び取付
位置Ｏ２に設置されている。The scope 65 and the treatment tool 66 are
First manipulator 67 and second manipulator 6
It is fixedly supported by a fixed point T1 and a fixed point T2. The first manipulator 67 and the second manipulator 68 are installed at the mounting position O1 and the mounting position O2, respectively.

【０００７】従って、このような手術用マニピュレータ
による間接的操作では、スコープによりモニタに映し出
された腹腔内の患部の状態を見ながら、操作者は、処置
具をマニピュレータにより操作することになる。Therefore, in the indirect operation using such a manipulator for operation, the operator operates the treatment tool with the manipulator while observing the state of the affected area in the abdominal cavity displayed on the monitor by the scope.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】マニピュレータの台数
が多くなると、各マニピュレータ間の動作範囲が互いに
重なり合うことになり、マニピュレータの動作状態によ
っては、マニピュレータ間で干渉、接触等が発生する可
能性があるという問題があった。When the number of manipulators increases, the operating ranges of the manipulators overlap with each other, and there is a possibility that interference or contact may occur between the manipulators depending on the operating state of the manipulators. There was a problem.

【０００９】そこでこの発明は、各マニピュレータの位
置を認識してマニピュレータ間で干渉、接触等が発生す
るのを確実に防止することができるマニピュレータシス
テムを提供することを目的とする。It is therefore an object of the present invention to provide a manipulator system capable of recognizing the position of each manipulator and reliably preventing interference, contact or the like between the manipulators.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、体腔内の観
察を行うスコープ又は体腔内で患部の処置を行う処置具
等を制御する複数のマニピュレータユニットから構成さ
れたマニピュレータシステムにおいて、各マニピュレー
タユニットは、スコープ又は処置具等を支持するマニピ
ュレータと、このマニピュレータの基準位置の情報及び
少なくともこのマニピュレータの周辺に位置する他の各
マニピュレータユニットに設けられたマニピュレータの
基準位置の情報を発生する発生手段と、この発生手段に
より発生した各マニピュレータの基準位置の情報に基づ
いてマニピュレータを制御する制御手段とを設けたもの
である。The present invention provides a manipulator system comprising a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity or a treatment tool for treating an affected area in the body cavity. Is a manipulator that supports a scope or a treatment tool, and a generating unit that generates information on the reference position of the manipulator and information on the reference position of the manipulators provided at least in other manipulator units located around the manipulator. , And a control means for controlling the manipulator based on the information on the reference position of each manipulator generated by the generating means.

【００１１】[0011]

【作用】このような構成の本発明において、各マニピュ
レータユニット毎に、発生手段により、自己のマニピュ
レータの基準位置及び少なくともこのマニピュレータの
周辺に位置する他のマニピュレータの基準位置の情報が
発生し、これらの基準位置の情報に基づいて、制御手段
により、マニピュレータが制御される。In the present invention having such a structure, the information about the reference position of its own manipulator and the reference positions of at least other manipulators located around this manipulator is generated by the generating means for each manipulator unit. The manipulator is controlled by the control means based on the information of the reference position of.

【００１２】[0012]

【実施例】以下、この発明の第１実施例を図１乃至図３
を参照して説明する。なおこの第１実施例以降の各実施
例は、この発明を手術用マニピュレータシステムに適用
したものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Will be described with reference to. In each of the first and subsequent embodiments, the present invention is applied to a surgical manipulator system.

【００１３】図１( ａ )は、手術用マニピュレータシス
テムの概略の構成を示す図であり、図１( ｂ )は、基準
座標系と固有座標系との間のねじれ角を説明するための
図である。FIG. 1 (a) is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system, and FIG. 1 (b) is a diagram for explaining a twist angle between a reference coordinate system and an intrinsic coordinate system. Is.

【００１４】１は患者が載置されるベットである。この
ベット１の縁に沿ってマニピュレータを取付けるための
取付用ベース２が設けられ、このベース２に第１のマニ
ピュレータ３-1、第２のマニピュレータ３-2、第３のマ
ニピュレータ３-3、…、第ｎのマニピュレータ３-n( 以
下３と略する。図１では３個のマニピュレータ３-1〜３
-3のみを図示する。 )のｎ個のマニピュレータがそれぞ
れ固定配置されている。Reference numeral 1 is a bed on which a patient is placed. A mounting base 2 for mounting a manipulator is provided along the edge of the bed 1, and the base 2 has a first manipulator 3-1, a second manipulator 3-2, a third manipulator 3-3, ... , N-th manipulator 3-n (hereinafter abbreviated as 3. In FIG. 1, three manipulators 3-1 to 3-1 to 3
Only -3 is shown. ) N manipulators are fixedly arranged.

【００１５】これらの各マニピュレータ３には、それぞ
れコントローラ部４-1〜４-n( 以下４と略する。３個の
コントローラ部４-1〜４-3のみを図示する。 )が接続さ
れ、この各コントローラ部４-1〜４-nには、それぞれキ
ー入力部５-1〜５-n( 以下５と略す。３個のキー入力部
を図示する。 )が接続されている。Controller units 4-1 to 4-n (hereinafter abbreviated as 4. Only three controller units 4-1 to 4-3 are shown) are connected to the manipulators 3, respectively. To each of the controller units 4-1 to 4-n, key input units 5-1 to 5-n (hereinafter abbreviated as 5. Three key input units are shown) are connected.

【００１６】前記各コントローラ部４は、各マニピュレ
ータ３をそれぞれ固有の座標系( ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ) 〜
( ｘn ，ｙn ，ｚn ) に基づいて制御する。前記ベース
２の所定箇所には、前記各マニピュレータ３の座標系(
ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ) 〜( ｘn，ｙn ，ｚn ) の基準座標
としての座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) が設定されてい
る。なお、各座標系のＺ軸は全て図１の紙面に対して垂
直上方向きに設定されている。Each of the controller sections 4 has a unique coordinate system (x1, y1, z1) to each of the manipulators 3.
Control is performed based on (xn, yn, zn). At a predetermined position of the base 2, the coordinate system of each manipulator 3 (
A coordinate system (x0, y0, z0) is set as a reference coordinate of x1, y1, z1) to (xn, yn, Zn). The Z-axis of each coordinate system is set vertically upward with respect to the paper surface of FIG.

【００１７】図２は、前記マニピュレータ３( ３-1〜３
-n )の概略の構成を示す図で、図２( ａ )はマニピュレ
ータ３の上面図、図２( ｂ )はスコープ６を支持したマ
ニピュレータ３の側面図を示し、図２( ｃ )はマニピュ
レータ３によって支持される処置具７の一例としての処
置具７を示す図である。前記スコープ６及び前記処置具
７は、前記ベット１に横臥した図示しない患者の腹腔内
にカテーテルを通して挿入される。FIG. 2 shows the manipulator 3 (3-1 to 3).
2A is a top view of the manipulator 3, FIG. 2B is a side view of the manipulator 3 supporting the scope 6, and FIG. 2C is a manipulator. 3 is a view showing a treatment tool 7 as an example of a treatment tool 7 supported by 3. The scope 6 and the treatment instrument 7 are inserted into the abdominal cavity of a patient (not shown) lying on the bed 1 through a catheter.

【００１８】前記各マニピュレータ３の外側には、前述
した固有の座標系の基準となる点Ａ( Ａ1 ，…，Ａn)、
Ｂ( Ｂ1 ，…，Ｂn ) 、Ｃ( Ｃ1 ，…，Ｃn ) 、Ｄ( Ｄ
1 ，…，Ｄn ) がそれぞれ形成されている。なお、各マ
ニピュレータ３の固有座標系( ｘ，ｙ，ｚ )と点Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄとの関係は予め決められている。Outside the manipulators 3, points A (A1, ..., An) serving as a reference of the above-mentioned unique coordinate system,
B (B1, ..., Bn), C (C1, ..., Cn), D (D
1, ..., Dn) are formed respectively. The unique coordinate system (x, y, z) of each manipulator 3 and the point A,
The relationship with B, C and D is predetermined.

【００１９】前記マニピュレータ３は、縦方向及び横方
向に伸縮するアームと、スコープ６又は処置具７を支持
する方向を自由に変更できる先端部を有し、それらの各
アクチュエータ機構は図示しないがモータにより駆動さ
れ、このモータと、このモータの回転状態( 回転数、回
転角度 )を検出するエンコーダとが、前記マニピュレー
タ３内に設けられている。The manipulator 3 has an arm that expands and contracts in the vertical and horizontal directions and a tip portion that can freely change the direction in which the scope 6 or the treatment instrument 7 is supported. The manipulator 3 is provided with the motor and an encoder for detecting the rotation state (rotation speed, rotation angle) of the motor.

【００２０】前記コントローラ部４( ４-1〜４-n )は、
前記マニピュレータ３の動作量をモータの回転数に変換
し、モータを駆動して前記マニピュレータ３を制御す
る。このときモータに接続されているエンコーダからの
出力によりモータの回転状態を確認することで、前記マ
ニピュレータ３の動作状態( 正常動作か、異常動作か )
を確認する。The controller section 4 (4-1 to 4-n) is
The operation amount of the manipulator 3 is converted into the rotation speed of the motor, and the motor is driven to control the manipulator 3. At this time, by checking the rotation state of the motor by the output from the encoder connected to the motor, the operating state of the manipulator 3 (normal operation or abnormal operation)
To confirm.

【００２１】図３は、前記キー入力部５( ５-1〜５-n )
を示す図である。このキー入力部５は、ディスプレイ
８、テンキー９及び各種ファンクションキー( Ｘキー，
Ｙキー，Ｚキー，ｒ1 キー，ｒ2 キー，ｒ3 キー，…)
１０から構成されている。前記テンキー９及び前記ファ
ンクションキー１０からキー入力が行われると、前記デ
ィスプレイ８に、キー入力の内容が表示される。FIG. 3 shows the key input section 5 (5-1 to 5-n).
FIG. The key input section 5 includes a display 8, a numeric keypad 9 and various function keys (X key,
Y key, Z key, r1 key, r2 key, r3 key, ...)
It is composed of 10. When a key input is made from the numeric keypad 9 and the function key 10, the contents of the key input are displayed on the display 8.

【００２２】このような構成の第１実施例においては、
基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) に対する例えばマニピ
ュレータ３-1の固有座標系( ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ) のず
れ、例えば、原点のずれ( Δｘ，Δｙ，Δｚ )及びねじ
れ角( θx ，θy ，θz ) ( 図１( ｂ )参照 )をキー入
力部５-1により入力する。In the first embodiment having such a structure,
The deviation of the proper coordinate system (x1, y1, z1) of the manipulator 3-1 with respect to the reference coordinate system (x0, y0, z0), for example, the deviation of the origin (Δx, Δy, Δz) and the twist angle (θx, θy, θz) (see FIG. 1 (b)) is input by the key input unit 5-1.

【００２３】この座標系間のずれの入力方法の一例とし
ては、基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) の原点Ｏと第１
のマニピュレータ３-1上の点Ａ1 、Ｂ1 、Ｃ1 、Ｄ1 と
の距離を測定して、キー入力部５-1により入力する。こ
のとき、第１のマニピュレータ３-1の固有座標系( ｘ1
，ｙ1 ，ｚ1 ) と点Ａ1 、Ｂ1 、Ｃ1 、Ｄ1 との関係
は予め決められているので、上述した距離のキー入力に
より、第１のマニピュレータ３-1を制御するコントロー
ラ部４-1は、基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) と第１の
マニピュレータ３-1の固有座標系( ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 )
とのずれを認識する。As an example of the method of inputting the deviation between the coordinate systems, the origin O of the reference coordinate system (x0, y0, z0) and the first O
The distances from the points A1, B1, C1 and D1 on the manipulator 3-1 are measured and input by the key input unit 5-1. At this time, the unique coordinate system of the first manipulator 3-1 (x1
, Y1, z1) and the points A1, B1, C1, and D1 are predetermined, the controller unit 4-1 which controls the first manipulator 3-1 by the key input of the distance described above, Reference coordinate system (x0, y0, z0) and unique coordinate system (x1, y1, z1) of the first manipulator 3-1
Recognize the difference between and.

【００２４】さらに、基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 )
の原点Ｏと第１のマニピュレータ３-1の周辺の各マニピ
ュレータ３-2及び３-3上の点Ａ2 、Ｂ2 、Ｃ2 、Ｄ2 及
び点Ａ3 、Ｂ3 、Ｃ3 、Ｄ3 との距離を測定して、順次
キー入力部５-1により入力する。このとき、この周辺の
各マニピュレータ３-2及び３-3の固有座標系( ｘ2 ，ｙ
2 ，ｚ2 ) 及び( ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ) と点Ａ2 、Ｂ2 、
Ｃ2 、Ｄ2 及び点Ａ3、Ｂ3 、Ｃ3 、Ｄ3 との関係は予
め決められているので、上述したキー入力により、第１
のマニピュレータ３-1を制御するコントローラ部４-1
は、基準座標系(ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) と周辺の各マニピ
ュレータ３-2及び３-3の固有座標系( ｘ2，ｙ2 ，ｚ2 )
及び( ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ) とのずれを認識する。Further, the reference coordinate system (x0, y0, z0)
The distance between the origin O of each of the manipulators 3-2 and 3-3 around the first manipulator 3-1 and the points A2, B2, C2, D2 and the points A3, B3, C3, D3 are measured, Input sequentially using the key input unit 5-1. At this time, the unique coordinate system (x2, y of each manipulator 3-2 and 3-3 around this)
2, z2) and (x3, y3, z3) and points A2, B2,
Since the relationship between C2, D2 and points A3, B3, C3, D3 is predetermined, it is possible to perform
4-1 that controls the manipulator 3-1
Is the reference coordinate system (x0, y0, z0) and the intrinsic coordinate system (x2, y2, z2) of the surrounding manipulators 3-2 and 3-3.
And the deviation from (x3, y3, z3) is recognized.

【００２５】以上のキー入力により、コントローラ部４
-1は、制御する第１のマニピュレータ３-1とこの第１の
マニピュレータ３-1の周辺の各マニピュレータ３-2及び
３-3との各固有座標系の位置関係を認識することができ
る。By the above key input, the controller unit 4
-1 can recognize the positional relationship of each unique coordinate system between the controlled first manipulator 3-1 and the manipulators 3-2 and 3-3 around the first manipulator 3-1.

【００２６】コントローラ部４-2について、同様にして
基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) の原点Ｏと第２のマニ
ピュレータ３-2上の点Ａ2 、Ｂ2 、Ｃ2 、Ｄ2 との距離
及びその原点Ｏと周辺の各マニピュレータ３-1及び３-3
上の点Ａ1 、Ｂ1 、Ｃ1 、Ｄ1 及び点Ａ3 、Ｂ3 、Ｃ3
、Ｄ3 との距離を、キー入力部５-2によりキー入力す
ることによって、コントローラ部４-2も、制御する第２
のマニピュレータ３-2と周辺の各マニピュレータ３-1及
び３-3との固有座標系の位置関係を認識することができ
る。Regarding the controller section 4-2, similarly, the distance between the origin O of the reference coordinate system (x0, y0, z0) and the points A2, B2, C2, D2 on the second manipulator 3-2 and the origin thereof. O and each manipulator 3-1 and 3-3 around
Upper points A1, B1, C1, D1 and points A3, B3, C3
, D3, the controller unit 4-2 also controls the distance by keying in the distance with the key input unit 5-2.
It is possible to recognize the positional relationship of the unique coordinate system between the manipulator 3-2 of FIG. 3 and each of the manipulators 3-1 and 3-3 in the periphery.

【００２７】また、コントローラ部４-3についても、同
様にして基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) の原点Ｏと第
３のマニピュレータ３-3上の点Ａ3 、Ｂ3 、Ｃ3 、Ｄ3
との距離及びその原点Ｏと周辺の各マニピュレータ３-1
及び３-2上の点Ａ1 、Ｂ1 、Ｃ1 、Ｄ1 及び点Ａ2 、Ｂ
2 、Ｃ2 、Ｄ2 との距離を、キー入力部５-3によりキー
入力することによって、コントローラ部４-3も、制御す
る第３のマニピュレータ３-3と周辺のマニピュレータ３
-1及び３-2との固有座標系の位置関係を認識することが
できる。In the controller section 4-3, similarly, the origin O of the reference coordinate system (x0, y0, z0) and the points A3, B3, C3, D3 on the third manipulator 3-3 are similarly set.
Distance and its origin O and its surrounding manipulators 3-1
And points A1, B1, C1, D1 and points A2, B on 3-2
The controller unit 4-3 also controls the third manipulator 3-3 and peripheral manipulators 3 by keying the distances from 2, C2 and D2 with the key input unit 5-3.
It is possible to recognize the positional relationship between the -1 and 3-2 in the unique coordinate system.

【００２８】一方、マニピュレータ３の動作範囲は概知
であるので、各コントローラ部４-1はそれぞれ制御する
第１のマニピュレータ３-1が、周辺のマニピュレータ３
-2，３-3の動作範囲に入ったか否かを判断することがで
きる。On the other hand, since the operating range of the manipulator 3 is generally known, the first manipulator 3-1 which controls each controller section 4-1 respectively controls the manipulators 3 in the surroundings.
-It is possible to judge whether or not it is within the operation range of 2 and 3-3.

【００２９】従って、各コントローラ部４-1は、制御す
る第１のマニピュレータ３-1が周辺のマニピュレータ３
-2，３-3の動作範囲に入ったときには、第１のマニピュ
レータ３-1の動作速度を低下させるか又は停止させて、
周辺のマニピュレータ３-2，３-3との接触を防止する。
また、音、光等のアラームで報知させても良いものであ
る。Therefore, in each controller section 4-1, the first manipulator 3-1 that controls the manipulator 3 in the periphery is used.
-When the operating range of -2, 3-3 is entered, the operating speed of the first manipulator 3-1 is reduced or stopped,
Prevents contact with surrounding manipulators 3-2 and 3-3.
Also, an alarm such as sound or light may be used for notification.

【００３０】なお、ここまでマニピュレータ３-1，３-
2，３-3、コントローラ部４-1，４-2，４-3及びキー入
力部５-1，５-2，５-3の３セットについて説明したが、
以上説明した技術は一般的なマニピュレータ３-1〜３-
n、コントローラ部４-1〜４-n及びキー入力部５-1〜５-
nのｎセットについても適用できるものである。The manipulators 3-1 and 3-
The three sets of 2, 3-3, controller sections 4-1, 4-2, 4-3 and key input sections 5-1, 5-2, 5-3 have been described.
The technique described above is applied to general manipulators 3-1 to 3-
n, controller sections 4-1 to 4-n and key input sections 5-1 to 5-
It is also applicable to n sets of n.

【００３１】このように第１実施例によれば、キー入力
部５と、このキー入力部５により入力された基準座標系
原点Ｏからマニピュレータ３上の点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄまで
の距離の情報に基づいて、制御するマニピュレータ３及
びこのマニピュレータ３の周辺に位置するマニピュレー
タの固有座標系間の位置関係を認識するコントローラ部
４と設けたことにより、各コントローラ部４は、周辺の
マニピュレータの動作範囲を認識しながら、それぞれが
制御するマニピュレータ３を動作させることが可能であ
り、このマニピュレータ３と周辺のマニピュレータとの
干渉、接触等を確実に防止することができる。As described above, according to the first embodiment, the key input section 5 and the distance from the reference coordinate system origin O input by the key input section 5 to the points A, B, C and D on the manipulator 3. By providing the manipulator 3 to be controlled and the positional relationship between the unique coordinate systems of the manipulators located around the manipulator 3 on the basis of the information of the It is possible to operate the manipulators 3 controlled by each while recognizing the operation range, and it is possible to reliably prevent interference, contact, etc. between the manipulators 3 and peripheral manipulators.

【００３２】また、各コントローラ部は、通信によらな
いで、それぞれキー入力部により各マニピュレータの位
置の情報が入力されるようになっており、各コントロー
ラ部間が回線により接続されないため、マニピュレータ
システムが配線が少なく衛生的で簡単な構成となり、し
かも、通信のための処理を行う必要がないため、各コン
トローラ部での処理時間をより高速にすることができ
る。In addition, each controller unit is configured to input information on the position of each manipulator by a key input unit without communication, and since the controller units are not connected by a line, the manipulator system Has a simple and hygienic configuration with less wiring, and since it is not necessary to perform processing for communication, the processing time in each controller can be made faster.

【００３３】この発明の第２実施例を図４及び図５を参
照して説明する。なおこの第２実施例及び以降の実施例
において、前述した実施例と同一部材には同一符号を付
してその説明は省略する。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the second and subsequent embodiments, the same members as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【００３４】図４は、手術用マニピュレータシステムの
概略の構成を示す図である。各マニピュレータ３-1〜３
-n( 以下３と略す。図４では３個のマニピュレータ３-1
〜３-3のみを図示する。 )には、それぞれコントローラ
部１１-1〜１１-n(以下１１と略す。３個のコントロー
ラ部１１-1〜１１-3のみを図示する。 )が接続され、こ
の各コントローラ部１１には、それぞれキー入力部５-1
〜５-n( 以下５と略す。３個のキー入力部５-1〜５-3の
みを図示する )が接続されている。FIG. 4 is a diagram showing a schematic structure of the surgical manipulator system. Each manipulator 3-1 to 3
-n (Abbreviated as 3 below. In FIG. 4, three manipulators 3-1 are used.
Only ~ 3-3 are shown. ) Are respectively connected to the controller units 11-1 to 11-n (hereinafter abbreviated as 11. Only three controller units 11-1 to 11-3 are shown in the figure). Key input section 5-1
.About.5-n (hereinafter abbreviated as 5. Only three key input units 5-1 to 5-3 are shown) are connected.

【００３５】前記コントローラ１１-1には接続ケーブル
と介して３次元位置センサ１２が接続されている。この
３次元位置センサ１２には、直交する方向の磁界を生成
するソース１３と、磁界を検出する磁界検出センサ１４
とが取付けられている。A three-dimensional position sensor 12 is connected to the controller 11-1 via a connection cable. The three-dimensional position sensor 12 includes a source 13 that generates a magnetic field in an orthogonal direction and a magnetic field detection sensor 14 that detects the magnetic field.
And are installed.

【００３６】図５は、前記マニピュレータ３の概略の構
成を示す図である。前記各マニピュレータ３-1〜３-n(
３ )上の所定位置( 固有の座標系の基準位置 )には、前
記磁界検出センサ１４を固定するためのアダプタ( 取付
部材 )又はマーク１５( １５-1〜１５-n )及び１６( １
６-1〜１６-n )が設けられている。FIG. 5 is a diagram showing a schematic structure of the manipulator 3. Each of the manipulators 3-1 to 3-n (
3) An adapter (mounting member) for fixing the magnetic field detection sensor 14 or marks 15 (15-1 to 15-n) and 16 (1
6-1 to 16-n) are provided.

【００３７】前記３次元位置センサ１２は、前記ソース
１３の座標系、基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) と前記
磁界検出センサ１４の座標系とにおける原点間の距離及
び各軸のなす角を算出して、前記コントローラ部１１-1
に出力する。The three-dimensional position sensor 12 determines the distance between the origin and the angle formed by each axis in the coordinate system of the source 13, the reference coordinate system (x0, y0, z0) and the coordinate system of the magnetic field detection sensor 14. Calculate and calculate the controller unit 11-1
Output to.

【００３８】このような構成の第２実施例においては、
まず、磁界検出センサ１４を第１のマニピュレータ３-1
上のアダプタに固定するか、又はマーク１５，１６上に
固定する。In the second embodiment having such a structure,
First, the magnetic field detection sensor 14 is attached to the first manipulator 3-1.
It can be fixed on the upper adapter or on the marks 15,16.

【００３９】すると、３次元位置センサ１２は、磁界検
出センサ１４からの信号により、基準座標系( ｘ0 ，ｙ
0 ，ｚ0 ) に対する磁界検出センサ１４の座標系、すな
わち第１のマニピュレータ３-1の固有座標系( ｘ1 ，ｙ
1 ，ｚ1 ) における原点間の距離及び各軸のなす角を算
出し、その算出結果をコントローラ部１１-1に出力す
る。Then, the three-dimensional position sensor 12 uses the signal from the magnetic field detection sensor 14 to determine the reference coordinate system (x0, y
0, z0), the coordinate system of the magnetic field detection sensor 14, that is, the proper coordinate system (x1, y) of the first manipulator 3-1.
The distance between the origins in (1, z1) and the angle formed by each axis are calculated, and the calculation result is output to the controller unit 11-1.

【００４０】コントローラ部１１-1は、この原点間の距
離及び各軸のなす角に基づいて、基準座標系( ｘ0 ，ｙ
0 ，ｚ0 ) に対する第１のマニピュレータ３-1の固有座
標系( ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ) における原点間のずれ( Δ
ｘ，Δｙ，Δｚ )及び各軸のねじれ角( θx ，θy ，θ
z ) を算出する。Based on the distance between the origins and the angle formed by each axis, the controller section 11-1 uses the reference coordinate system (x0, y
0, z0), the deviation (Δ) between the origins in the proper coordinate system (x1, y1, z1) of the first manipulator 3-1.
x, Δy, Δz) and the twist angle of each axis (θx, θy, θ
z) is calculated.

【００４１】この算出結果の原点間のずれ及び各軸のね
じれ角は、キー入力部５-1のディスプレイ８に表示され
る。操作者は、このディスプレイ８に表示された数値を
確認して、キー入力部５-1により入力( リターンキーの
押下のみ )する。The deviation between the origins and the twist angle of each axis of the calculation result are displayed on the display 8 of the key input unit 5-1. The operator confirms the numerical value displayed on the display 8 and inputs it through the key input unit 5-1 (only pressing the return key).

【００４２】このキー入力により、第１のマニピュレー
タ３-1を制御するコントローラ部１１-1は、基準座標系
( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) と第１のマニピュレータ３-1の固
有座標系( ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ) とのずれを認識する。By this key input, the controller unit 11-1 for controlling the first manipulator 3-1 is arranged in the reference coordinate system.
The shift between (x0, y0, z0) and the proper coordinate system (x1, y1, z1) of the first manipulator 3-1 is recognized.

【００４３】次に、磁界検出センサ１４を第２のマニピ
ュレータ３-2上のアダプタに固定するか、又はマーク１
５，１６上に固定する。すると、３次元位置センサ１２
は、磁界検出センサ１４により、基準座標系(ｘ0 ，ｙ0
，ｚ0 ) に対する第２のマニピュレータ３-2の固有座
標系( ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ) における原点間の距離及び各
軸のなす角を算出して、コントローラ部１１-1に出力す
る。Next, the magnetic field detection sensor 14 is fixed to the adapter on the second manipulator 3-2, or the mark 1 is attached.
Fix on 5,16. Then, the three-dimensional position sensor 12
Is detected by the magnetic field detection sensor 14 in the reference coordinate system (x0, y0
, Z0), the distance between the origins in the proper coordinate system (x2, y2, z2) of the second manipulator 3-2 and the angle formed by each axis are calculated and output to the controller section 11-1.

【００４４】コントローラ部１１-1は、この原点間の距
離及び各軸のなす角に基づいて、基準座標系( ｘ0 ，ｙ
0 ，ｚ0 ) に対する第２のマニピュレータ３-2の固有座
標系( ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ) におけるずれを算出し、ディ
スプレイ８に表示する。操作者は、このディスプレイ８
に表示された数値を確認して、キー入力部５-1により入
力( リターンキーの押下のみ )する。The controller unit 11-1 determines the reference coordinate system (x0, y based on the distance between the origins and the angle formed by each axis.
The deviation of the second manipulator 3-2 in the proper coordinate system (x2, y2, z2) with respect to 0, z0) is calculated and displayed on the display 8. The operator uses this display 8
Check the value displayed on the screen, and enter it using the key input section 5-1 (press the return key only).

【００４５】このキー入力により、コントローラ部１１
-1は、基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) と第２のマニピ
ュレータ３-2の固有座標系( ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ) とのず
れを認識する。By this key input, the controller unit 11
-1 recognizes the deviation between the reference coordinate system (x0, y0, z0) and the proper coordinate system (x2, y2, z2) of the second manipulator 3-2.

【００４６】次に磁界検出センサ１４を第３のマニピュ
レータ３-2上のアダプタに固定するか、又はマーク１
５，１６上の固定すると、同様にして、キー入力部５-1
による入力( リターンキーの押下のみ )により、基準座
標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) と第３のマニピュレータ３-3
の固有座標系( ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ) とのずれを認識す
る。Next, the magnetic field detection sensor 14 is fixed to the adapter on the third manipulator 3-2, or the mark 1 is attached.
When fixed on the keys 5 and 16, similarly, the key input section 5-1
By inputting (using the return key only), the reference coordinate system (x0, y0, z0) and the third manipulator 3-3
Recognize the deviation from the proper coordinate system of (x3, y3, z3).

【００４７】以上により、コントローラ部１１-1は、制
御する第１のマニピュレータ３-1の固有座標系( ｘ1 ，
ｙ1 ，ｚ1 ) とこの第１のマニピュレータ３-1の周辺の
各マニピュレータ３-2及び３-3の各固有座標系( ｘ2 ，
ｙ2 ，ｚ2 ) ( ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ) との位置関係を認識
することができる。As described above, the controller unit 11-1 controls the first manipulator 3-1 to be controlled by the unique coordinate system (x1,
y1 and z1) and the proper coordinate system (x2, respectively) of the manipulators 3-2 and 3-3 around the first manipulator 3-1.
The positional relationship with y2, z2) (x3, y3, z3) can be recognized.

【００４８】さらに、コントローラ部１１-2についても
同様にして、３次元位置センサ１２からコントローラ１
１-1を介して得られた基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 )
に対する各マニピュレータ３-1，３-2，３-3の固有座標
系( ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ) 、(ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ) 、( ｘ3
，ｙ3 ，ｚ3 ) とのずれがキー入力部５-1のディスプ
レイ８に順次表示され、このコントローラ部１１-2に接
続されたキー入力部５-2による入力( ずれデータの入力
)により、基準座標系( ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ) に対する各
マニピュレータ３-1，３-2，３-3の固有座標系( ｘ1 ，
ｙ1 ，ｚ1 ) 、( ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ) 、( ｘ3 ，ｙ3 ，
ｚ3 ) とのずれを認識して、制御する第２のマニピュレ
ータ３-2の固有座標系( ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ) とこの第２
のマニピュレータ３-2の周辺の各マニピュレータ３-1及
び３-3の固有座標系( ｘ1 ，ｙ1,z1 ) 、( ｘ3 ，ｙ3
，ｚ3 ) との位置関係を認識することができる。Further, in the controller section 11-2 as well, the three-dimensional position sensor 12 to the controller 1 are similarly operated.
Reference coordinate system (x0, y0, z0) obtained through 1-1
For each of the manipulators 3-1, 3-2, 3-3, (x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3
, Y3, z3) are sequentially displayed on the display 8 of the key input section 5-1 and input by the key input section 5-2 connected to the controller section 11-2 (input of shift data).
), The proper coordinate system (x1, x2 of each manipulator 3-1, 3-2, 3-3 with respect to the reference coordinate system (x0, y0, z0)
y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3,
z3) is recognized and controlled, and the unique coordinate system (x2, y2, z2) of the second manipulator 3-2 is controlled and this second manipulator 3-2 is controlled.
Of manipulators 3-1 and 3-3 around the manipulator 3-2 of (3), the intrinsic coordinate system (x1, y1, z1), (x3, y3
, Z3) can be recognized.

【００４９】また、コントローラ部１１-3についても同
様にして、キー入力部５-3の入力(ずれデータの入力 )
により、制御する第３のマニピュレータ３-3の固有座標
系(ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ) とこの第３のマニピュレータ３-
3の周辺の各マニピュレータ３-1及び３-2の固有座標系
( ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ) 、( ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ) との位置
関係を認識することができる。Similarly, for the controller section 11-3, the key input section 5-3 is used for input (deviation data input).
And the unique coordinate system (x3, y3, z3) of the third manipulator 3-3 to be controlled, and the third manipulator 3-
Unique coordinate system of each manipulator 3-1 and 3-2 around 3
It is possible to recognize the positional relationship with (x1, y1, z1) and (x2, y2, z2).

【００５０】マニピュレータの固有座標系の認識の後の
処理は、第１実施例と同様であるのでここでは省略す
る。このように第２実施例によれば、上述した第１実施
例と同様な効果を得ることができる。The processing after the recognition of the unique coordinate system of the manipulator is the same as that of the first embodiment, so it is omitted here. As described above, according to the second embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above.

【００５１】さらに、基準座標系となるソース１３と固
有座標系となる磁界検出センサ１４とを有する３次元位
置センサ１２と、磁界検出センサ１４をマニピュレータ
３上の所定の位置に設置したときに算出され出力される
座標系原点間の距離及び座標各軸のなす角に基づいて原
点間のずれ及び各軸のねじれ角を求めてディスプレイ８
に表示させるコントローラ部１１とを設けたことによ
り、操作者が座標系の原点間のずれや各軸のねじれ角を
測定及び計算する必要がなく、単に各キー入力部のディ
スプレイ８に表示された位置情報を、キー入力部５から
入力するだけで良いので、操作性を向上させることがで
きる。Furthermore, when the three-dimensional position sensor 12 having the source 13 as the reference coordinate system and the magnetic field detection sensor 14 as the intrinsic coordinate system and the magnetic field detection sensor 14 are installed at a predetermined position on the manipulator 3, the calculation is performed. The displacement between the origins and the twist angle of each axis are calculated based on the distance between the origins of the coordinate system and the angle formed by the coordinate axes and displayed.
By providing the controller section 11 for displaying on the screen, the operator does not need to measure and calculate the deviation between the origins of the coordinate system and the twist angle of each axis, and the operator simply displays on the display 8 of each key input section. Since it is only necessary to input the position information from the key input unit 5, the operability can be improved.

【００５２】なおこの第２実施例では、３次元位置セン
サ１２はコントローラ１１-1と接続され、このコントロ
ーラ１１-1のディスプレイ８に基準座標系とマニピュレ
ータ３-1〜３-3の固有座標系とのずれを表示して、各コ
ントローラ１１-1〜１１-3のそれぞれのキー入力部５-1
〜５-3から確認のための入力又は、ずれデータの入力を
行うことにより、それぞれの各コントローラ１１-1〜１
１-3が各マニピュレータ３-1〜３-3の各固有座標系の位
置関係を認識するようになっていたが、この発明はこれ
に限定されるものではない。In the second embodiment, the three-dimensional position sensor 12 is connected to the controller 11-1, and the display 8 of the controller 11-1 has the reference coordinate system and the unique coordinate systems of the manipulators 3-1 to 3-3. And the key input section 5-1 of each controller 11-1 to 11-3 is displayed.
By inputting confirmation data or deviation data from 5-3, the respective controllers 11-1 to 11-1
Although 1-3 is adapted to recognize the positional relationship of each of the manipulators 3-1 to 3-3 in each unique coordinate system, the present invention is not limited to this.

【００５３】例えば、３次元位置センサ１２を各コント
ローラ１１-1〜１１-3と接続し、この３次元位置センサ
１２により、基準座標系とそれぞれのマニピュレータ３
-1〜３-3の固有座標系とのずれまで算出し、この算出し
たずれを直接各コントローラ１１-1〜１１-3に入力設定
しても良いものである。For example, the three-dimensional position sensor 12 is connected to each of the controllers 11-1 to 11-3, and the three-dimensional position sensor 12 allows the reference coordinate system and each manipulator 3 to be connected.
It is also possible to calculate up to the deviation from the unique coordinate system of -1 to 3-3 and directly input and set the calculated deviation to each of the controllers 11-1 to 11-3.

【００５４】このようにすれば、この第２実施例によ
り、自己のマニピュレータの位置情報については自動的
に設定されるので、より操作性を向上させるという効果
を得ることができる。In this way, according to the second embodiment, the position information of its own manipulator is automatically set, so that it is possible to obtain the effect of further improving the operability.

【００５５】またこの第２実施例では、ソース１３と磁
界検出センサ１４とを有する３次元位置センサ１２を使
用したものについて説明したが、この発明はこれに限定
されるものではなく、例えば後述する第９実施例に説明
する加速度センサを有する３次元位置センサを使用した
ものでも良い。Further, in the second embodiment, the one using the three-dimensional position sensor 12 having the source 13 and the magnetic field detecting sensor 14 has been described, but the present invention is not limited to this and will be described later, for example. A three-dimensional position sensor having an acceleration sensor described in the ninth embodiment may be used.

【００５６】この発明の第３実施例を図６及び図７を参
照して説明する。図６は、手術用マニピュレータシステ
ムの概略の構成を示す図である。なおこの第３実施例で
は図示していないが、前述した実施例と同様にベースに
は複数台のマニピュレータが取付可能である。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system. Although not shown in the third embodiment, a plurality of manipulators can be attached to the base as in the above-described embodiments.

【００５７】マニピュレータ３が取付けられるベース２
０上の各所定位置には、マーク２１-1〜２１-12 が形成
され、この各マーク２１-1〜２１-12 の上又は近傍にマ
ークを識別するための記号( 一例として「１」〜「１
２」という数字を図示する。 )を設けている。Base 2 to which manipulator 3 is attached
Marks 21-1 to 21-12 are formed at respective predetermined positions on the mark 0, and a mark (for example, "1" to "1
The number "2" is illustrated. ) Is provided.

【００５８】図７は、前記マニピュレータ３の概略の構
成を示す図である。前記マニピュレータ３は、前記ベー
ス２０に取付けるための取付用部材２２が設けられてい
る。この取付用部材２２は、上固定部２２-1と、この上
固定部２２-1に向かって上下にスライドする下可動部２
２-2と、この下可動部２２-2をスライドさせるねじ調整
部２２-3とからなり、このねじ調整部２２-3を回転させ
ることで下可動部２２-2を上下にスライドさせ、前記ベ
ース２０を前記上固定部２２-1と下可動部２２-2で挟ん
で、前記ベース２０にマニピュレータ３を取付ける。FIG. 7 is a diagram showing a schematic structure of the manipulator 3. The manipulator 3 is provided with a mounting member 22 for mounting on the base 20. The mounting member 22 includes an upper fixed portion 22-1 and a lower movable portion 2 that slides vertically toward the upper fixed portion 22-1.
2-2 and a screw adjusting part 22-3 for sliding the lower movable part 22-2. By rotating the screw adjusting part 22-3, the lower movable part 22-2 is slid up and down, The manipulator 3 is attached to the base 20 by sandwiching the base 20 between the upper fixed portion 22-1 and the lower movable portion 22-2.

【００５９】なお、前記マーク２１-1〜２１-12 の位置
は、それぞれ予め所定の基準座標系からの距離が測定さ
れており、コントローラ部４のメモリ２３に、その各測
定データは記号「１」〜「１２」の数字に対応して記憶
されている。The positions of the marks 21-1 to 21-12 are measured in advance from the predetermined reference coordinate system, and the measured data are stored in the memory 23 of the controller unit 4 as "1". “” To “12” are stored.

【００６０】このような構成の第３実施例においては、
ねじ調整部２２-3を緩めることにより、マニピュレータ
３はベース２０から取外されるか、又はベース２０上を
移動可能になる。In the third embodiment having such a structure,
By loosening the screw adjusting portion 22-3, the manipulator 3 can be detached from the base 20 or moved on the base 20.

【００６１】ここで操作者は、マニピュレータ３を所望
の位置、すなわち、所望のマーク位置に移動させて、ね
じ調整部２２-3を締めて取付ける。このとき操作者は、
その所望のマーク上又はマークの近傍に設けられた記号
( 数値データ )を、キー入力部５から入力する。コント
ローラ部４は、この入力された数値に対応する距離デー
タをメモリ２３から読取り、制御するマニピュレータ３
の位置を確認する。Here, the operator moves the manipulator 3 to a desired position, that is, a desired mark position, and tightens and attaches the screw adjusting portion 22-3. At this time, the operator
Symbols placed on or near the desired mark
Input (numerical data) from the key input unit 5. The controller unit 4 reads the distance data corresponding to the input numerical values from the memory 23 and controls the manipulator 3
Check the position of.

【００６２】同様に、このマニピュレータ３の周辺に取
付られた他のマニピュレータについても、その取付位置
のマークの記号をキー入力部５から入力する。このキー
入力によりコントローラ部４は、入力された数値に対応
する距離データをメモリ２３から読取り、周辺の他のマ
ニピュレータの位置を認識する。Similarly, with respect to other manipulators mounted around the manipulator 3, the symbol of the mark of the mounting position is input from the key input unit 5. By this key input, the controller unit 4 reads the distance data corresponding to the input numerical value from the memory 23, and recognizes the positions of other manipulators in the periphery.

【００６３】従って、コントローラ部４は、制御するマ
ニピュレータ３及びこのマニピュレータ３の周辺に位置
する他のマニピュレータの取付位置を確認する。以上の
操作を他のマニピュレータを制御するコントローラ部(
キー入力部 )で行えば、各コントローラ部はそれぞれ、
制御するマニピュレータ及びこのマニピュレータの周辺
に位置するマニピュレータの取付位置を確認する。Therefore, the controller unit 4 confirms the mounting positions of the manipulator 3 to be controlled and other manipulators located around the manipulator 3. The above operation is performed by the controller part that controls other manipulators (
If you use the key input section), each controller section
Check the manipulator to be controlled and the mounting position of the manipulator located around this manipulator.

【００６４】このように第３実施例によれば、上述した
第１実施例と同様な効果を得ることができる。さらに、
ベース２０上のマニピュレータの各取付位置にマーク２
１を形成すると共にそのマーク２１の上又は近傍にマー
ク２１を識別するための記号と、この各記号に対応して
基準座標系からの距離の情報が記憶されたメモリ２３と
を設け、キー入力部５から記号が入力されたときに、メ
モリ２３からその記号に対応する距離の情報を読み取る
ことにより、操作者は、基準座標系とマニピュレータ３
の固有座標系との距離情報や各軸ねじれ角等を測定・算
出する必要がなく、キー入力部５でマニピュレータ３を
取付けたマーク２１上又は近傍の記号を入力すれば良い
ので、操作性を向上させることができる。As described above, according to the third embodiment, the same effect as that of the above-described first embodiment can be obtained. further,
Mark 2 at each mounting position of the manipulator on the base 20
1 is provided and a symbol for identifying the mark 21 is formed on or near the mark 21 and a memory 23 in which information on the distance from the reference coordinate system is stored corresponding to each symbol, and key input is performed. When a symbol is input from the unit 5, the operator reads the distance information corresponding to the symbol from the memory 23, so that the operator can operate the reference coordinate system and the manipulator 3
It is not necessary to measure and calculate the distance information with respect to the proper coordinate system of each of the axes and the twist angle of each axis. Can be improved.

【００６５】この発明の第４実施例を図８及び図９を参
照して説明する。図８は、手術用マニピュレータシステ
ムの概略の構成を示す図である。なおこの第４実施例で
は図示していないが、前述した実施例と同様にベースに
は複数台のマニピュレータが取付可能である。A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system. Although not shown in the fourth embodiment, a plurality of manipulators can be attached to the base as in the above-described embodiments.

【００６６】マニピュレータ３が取付けられるベース２
４上に、電気抵抗を有する位置検出部材としての電気抵
抗式スケール２５が設けられている。この電気抵抗式ス
ケール２５の一端がコントローラ部４に接続されてお
り、一方、図９に示すように、マニピュレータ３の取付
部材２２の、上固定部２２-1の内側の前記電気抵抗式ス
ケール２５に接触する部分に電気接点２６を設けてい
る。Base 2 to which manipulator 3 is attached
An electric resistance scale 25 as a position detecting member having an electric resistance is provided on the surface 4. One end of the electric resistance scale 25 is connected to the controller unit 4, while the electric resistance scale 25 inside the upper fixing unit 22-1 of the mounting member 22 of the manipulator 3 is connected as shown in FIG. An electric contact 26 is provided at a portion contacting with.

【００６７】従って、前記コントローラ部４は、このコ
ントローラ部４に接続された前記電気抵抗式スケール２
５の一端と、前記マニピュレータ３を介してその取付部
材２２の電気接点２６との間の抵抗値を検出することが
できる。Therefore, the controller unit 4 is connected to the electric resistance type scale 2 connected to the controller unit 4.
It is possible to detect the resistance value between the one end of the connector 5 and the electrical contact 26 of the mounting member 22 via the manipulator 3.

【００６８】なお、前記電気抵抗式スケール２５の全体
の抵抗値は概知である。このような構成の第４実施例に
おいては、マニピュレータ３が取付られると、コントロ
ーラ部４に接続された電気抵抗式スケール２５の一端と
マニピュレータ３の取付部材２２の電気接点２６との間
の抵抗値が検出される。The overall resistance value of the electric resistance scale 25 is generally known. In the fourth embodiment having such a configuration, when the manipulator 3 is attached, the resistance value between one end of the electric resistance scale 25 connected to the controller unit 4 and the electric contact 26 of the attachment member 22 of the manipulator 3 is increased. Is detected.

【００６９】この検出された抵抗値により、電気抵抗式
スケール２５の一端を基準位置としたときの電気抵抗式
スケール２５上の電気接点２６の位置、すなわちマニピ
ュレータ３の取付位置が検出される。この検出された取
付位置は、キー入力部５のディスプレイ８に表示され、
操作者はこのディスプレイ８に表示されたマニピュレー
タ３の取付位置を確認して、キー入力部５により入力(
リターンキーの押下のみ )する。From the detected resistance value, the position of the electrical contact 26 on the electric resistance scale 25, that is, the mounting position of the manipulator 3 when one end of the electric resistance scale 25 is used as a reference position is detected. The detected mounting position is displayed on the display 8 of the key input unit 5,
The operator confirms the mounting position of the manipulator 3 displayed on the display 8 and inputs it by the key input unit 5 (
Press the return key only).

【００７０】このキー入力により、コントローラ部４
は、制御するマニピュレータ３の取付位置を認識する。
同様に、マニピュレータ３-mの周辺に位置する他のマニ
ピュレータについても、それらの各マニピュレータに接
続されたコントローラ部は、それぞれ電気抵抗式スケー
ル２５上の各マニピュレータの取付部材の電気接点の位
置、すなわち各マニピュレータの取付位置が、それぞれ
のキー入力部のディスプレイに表示される。By this key input, the controller unit 4
Recognizes the mounting position of the manipulator 3 to be controlled.
Similarly, for other manipulators located around the manipulator 3-m, the controller unit connected to each of the manipulators has a position of an electrical contact of a mounting member of each manipulator on the electric resistance scale 25, that is, The mounting position of each manipulator is displayed on the display of each key input unit.

【００７１】従って、操作者は、各ディスプレイにそれ
ぞれ表示された各マニピュレータの取付位置を確認し
て、キー入力部５-mから入力( データ入力 )する。この
キー入力により、マニピュレータ３-mを制御するコント
ローラ部４-mは、周辺に位置するマニピュレータの取付
位置を認識する。Therefore, the operator confirms the mounting positions of the manipulators displayed on the respective displays and inputs them (data input) from the key input section 5-m. By this key input, the controller unit 4-m that controls the manipulator 3-m recognizes the mounting position of the manipulator located in the periphery.

【００７２】また、以上の操作を他のマニピュレータを
制御するコントローラ部( キー入力部 )について行っ
て、各コントローラ部はそれぞれ、制御するマニピュレ
ータ及びこのマニピュレータの周辺のマニピュレータの
取付位置を確認する。Further, the above operation is performed for the controller section (key input section) for controlling other manipulators, and each controller section confirms the manipulator to be controlled and the mounting position of the manipulator around this manipulator.

【００７３】このように第４実施例によれば、上述した
第１実施例と同様な効果を得ることができる。さらに、
電気抵抗式スケール２５及び各マニピュレータ３に電気
抵抗式スケール２５上の位置を検出するための電気接点
２６を設けたことにより、ベース２４上のどの位置にマ
ニピュレータ３が取付けられたのかを自動的に検出する
ことができるので、上述した第２実施例と同様な効果を
得ることができる。As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above. further,
Since the electric resistance scale 25 and each manipulator 3 are provided with the electric contact 26 for detecting the position on the electric resistance scale 25, the position on the base 24 where the manipulator 3 is attached is automatically determined. Since it can be detected, it is possible to obtain the same effect as that of the second embodiment described above.

【００７４】この発明の第５の実施例を図１０及び図１
１を参照して説明する。図１０は、手術用マニピュレー
タシステムの概略の構成を示す図である。なおこの第５
実施例では図示していないが、前述した実施例と同様に
ベースには複数台のマニピュレータが取付可能である。The fifth embodiment of the present invention is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system. This fifth
Although not shown in the embodiment, a plurality of manipulators can be attached to the base as in the above-described embodiments.

【００７５】ベース２７上のマニピュレータが取付けら
れる箇所に、所定の基準位置からの距離情報等が書込ま
れたバーコードが印刷された位置検出部材としてのバー
コード印刷部２８が設けられている。A bar code printing section 28 is provided at a position on the base 27 where the manipulator is attached, as a position detecting member having a bar code printed with distance information from a predetermined reference position.

【００７６】図１１は、前記マニピュレータの概略の構
成を示す図である。前記マニピュレータ３の取付部材２
２の上固定部２２-1の内側の前記バーコード印刷部２８
と対向する部分に、光学反射式のバーコード読取部２９
が設けられ、このバーコード読取部２９は、前記バーコ
ード印刷部２８のバーコードを読取る。FIG. 11 is a diagram showing a schematic structure of the manipulator. Mounting member 2 for the manipulator 3
The bar code printing section 28 inside the upper fixing section 22-1 of 2.
The optical reflection type bar code reading section 29
The barcode reading unit 29 reads the barcode of the barcode printing unit 28.

【００７７】前記バーコード読取部２９により読取った
バーコード情報( 基準位置からの距離情報 )等は、コン
トローラ部４へ供給される。このような構成の第５実施
例においては、マニピュレータ３が取付けられると、マ
ニピュレータ３の取付部材２２のバーコード読取部２９
により、マニピュレータ３が取付けられた箇所のバーコ
ードが読取られる。The bar code information (distance information from the reference position) read by the bar code reading unit 29 is supplied to the controller unit 4. In the fifth embodiment having such a configuration, when the manipulator 3 is attached, the bar code reading section 29 of the attachment member 22 of the manipulator 3 is attached.
Thus, the bar code at the location where the manipulator 3 is attached is read.

【００７８】この読取ったバーコード情報には基準位置
からの距離情報が含まれており、コントローラ部４は、
この距離情報等によりマニピュレータ３の取付位置を導
き、キー入力部５のディスプレイ８にこのマニピュレー
タ３の取付位置を表示し、操作者はこの表示を確認して
キー入力部５から入力( リターンキーの押下のみ )す
る。The read bar code information includes distance information from the reference position, and the controller unit 4
The mounting position of the manipulator 3 is guided by this distance information and the like, and the mounting position of the manipulator 3 is displayed on the display 8 of the key input unit 5. The operator confirms this display and inputs from the key input unit 5 (return key Press only).

【００７９】このキー入力によりマニピュレータ３を制
御するコントローラ部４は、マニピュレータ３の取付位
置を認識する。同様に、マニピュレータ３-mの周辺に位
置する他のマニピュレータについても、それらの各マニ
ピュレータの取付部材のバーコード読取部により、ベー
ス２７上のバーコード印刷部２８の取付箇所のバーコー
ドが読取られ、この読取ったバーコード情報に基づいて
マニピュレータの取付位置が、それぞれのキー入力部の
ディスプレイに表示される。The controller section 4 for controlling the manipulator 3 by this key input recognizes the mounting position of the manipulator 3. Similarly, for the other manipulators located around the manipulator 3-m, the bar code reading unit of the mounting member of each manipulator reads the bar code of the mounting position of the bar code printing unit 28 on the base 27. The mounting position of the manipulator is displayed on the display of each key input unit based on the read bar code information.

【００８０】従って、操作者が、各ディスプレイにそれ
ぞれ表示された各マニピュレータの取付位置を確認し
て、キー入力部５-mから入力( データ入力 )する。この
キー入力により、マニピュレータ３-mを制御するコント
ローラ部４-mは、周辺に位置するマニピュレータの取付
位置を認識する。Therefore, the operator confirms the mounting positions of the manipulators displayed on the respective displays, and inputs the data from the key input section 5-m (data input). By this key input, the controller unit 4-m that controls the manipulator 3-m recognizes the mounting position of the manipulator located in the periphery.

【００８１】また、以上の操作を他のマニピュレータを
制御するコントローラ部( キー入力部 )について行っ
て、各コントローラ部はそれぞれ、制御するマニピュレ
ータ及びこのマニピュレータの周辺のマニピュレータの
取付位置を確認する。Further, the above operation is performed for the controller section (key input section) for controlling other manipulators, and each controller section confirms the manipulator to be controlled and the mounting position of the manipulator around this manipulator.

【００８２】このように第５実施例によれば、上述した
第１実施例と同様な効果を得ることができる。さらに、
ベース２７上に位置情報が書き込まれたバーコードを印
刷したバーコード印刷部２８及びこのバーコードを読取
るバーコード読取部２９を設けたことにより、ベース２
７上のどの位置にマニピュレータが取付けられたのかを
自動的に検出することができるので、上述した第２実施
例と同様な効果を得ることができる。As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above. further,
By providing a bar code printing section 28 that prints a bar code in which position information is written and a bar code reading section 29 that reads this bar code on the base 27, the base 2
Since which position on the manipulator 7 the manipulator is attached to can be automatically detected, the same effect as that of the second embodiment described above can be obtained.

【００８３】この発明の第６実施例を図１２及び図１３
を参照して説明する。図１２( ａ )は、手術用マニピュ
レータシステムのベット１及びベース３０を示す図であ
る。なお、この第６実施例では図示していないが、前述
した実施例と同様に、前記ベース３０に複数台のマニピ
ュレータが取付可能であり、各マニピュレータにはコン
トローラ部が接続され、コントローラ部にはキー入力部
が接続されている。A sixth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 12 and 13.
Will be described with reference to. FIG. 12 (a) is a diagram showing the bed 1 and the base 30 of the surgical manipulator system. Although not shown in the sixth embodiment, a plurality of manipulators can be attached to the base 30, and a controller unit is connected to each manipulator, and the controller unit is connected to the controller unit, as in the above-described embodiments. The key input section is connected.

【００８４】前記ベース３０上のマニピュレータ３が取
付けられる取付用穴３１-1〜３１-21 が形成され、その
近傍には識別するための記号( 数字１〜２１ )が設けら
れている。Mounting holes 31-1 to 31-21 for mounting the manipulator 3 on the base 30 are formed, and symbols (numerals 1 to 21) for identification are provided in the vicinity thereof.

【００８５】前記取付用穴３１-1〜３１-21 は、図１２
( ｂ )に示すように、その口径形状が正多角形に形成さ
れ、さらに、その各辺には取付方向の情報として記号(
アルファベットａ〜ｈ )が設けられている。The mounting holes 31-1 to 31-21 are shown in FIG.
As shown in (b), the aperture shape is formed into a regular polygon, and each side has a symbol (
Alphabets a to h) are provided.

【００８６】図１３( ａ )は、前記マニピュレータ３の
概略の構成を示す図である。前記マニピュレータ３の取
付部材３２には、前記ベース３０の各取付用穴３１-1〜
３１-21 を嵌合させて( 又は貫通させてナット等により
)固定される取付用ボルト３３が設けられている。この
取付用ボルト３３の形状も、図１３( ｂ )に示すよう
に、前記各取付用穴に３１-1〜３１-21 に嵌合するよう
に、各取付用穴３１-1〜３１-21 の口径形状に対応した
正多角形となっている。FIG. 13 (a) is a diagram showing a schematic structure of the manipulator 3. The mounting member 32 of the manipulator 3 is provided with mounting holes 31-1 to 31-1 of the base 30.
31-21 are fitted (or penetrated with nuts etc.)
) A fixing bolt 33 for fixing is provided. As shown in FIG. 13 (b), the shape of the mounting bolt 33 is such that the mounting holes 31-1 to 31-21 are fitted into the mounting holes 31-1 to 31-21. It is a regular polygon corresponding to the caliber shape of.

【００８７】このような構成の第６実施例においては、
マニピュレータ３は、その取付用ボルト３３をベース３
０の取付用穴３１-1〜３１-21 の中から選択した１つの
取付用穴３１に嵌合して取付ける。このとき、取付用穴
３１及び取付用ボルト３３は正多角形形状であるので、
前記取付用穴３１と前記取付用ボルト３３との嵌合する
向きを選択することにより、マニピュレータ３の取付角
度が選択できる。In the sixth embodiment having such a structure,
The manipulator 3 uses the mounting bolts 33 for the base 3
It is fitted into one mounting hole 31 selected from the mounting holes 31-1 to 31-21 of No. 0 and mounted. At this time, since the mounting holes 31 and the mounting bolts 33 have a regular polygonal shape,
The mounting angle of the manipulator 3 can be selected by selecting the fitting direction of the mounting hole 31 and the mounting bolt 33.

【００８８】このとき、操作者は図示しないキー入力部
により、取付用ボルト３３を取付けた取付用穴３１の近
傍の記号( 数値データ )及び取付方向を示す記号( アル
ファベットデータ )を入力する。At this time, the operator inputs a symbol (numerical data) in the vicinity of the mounting hole 31 in which the mounting bolt 33 is mounted and a symbol (alphabet data) indicating the mounting direction through a key input unit (not shown).

【００８９】図示しないコントローラ部は、この入力さ
れた数値及びアルファベットに対応する所定の基準座標
からの距離及びマニピュレータの固有座標のデータ( 取
付方向の情報を含む )をコントローラ部内のメモリから
読取り、制御するマニピュレータ３の位置を確認する。The controller unit (not shown) reads the distance from a predetermined reference coordinate corresponding to the input numerical value and alphabet and the data of the unique coordinate of the manipulator (including the information on the mounting direction) from the memory in the controller unit, and controls it. Check the position of the manipulator 3.

【００９０】同様に、このマニピュレータ３の周辺に位
置する他のマニピュレータについても、マニピュレータ
３に接続されたコントローラ部に接続されたキー入力部
から、そのマニピュレータの取付ボルトを取付けた取付
用穴の近傍の記号及び取付方向を示す記号を入力する。
このキー入力により、マニピュレータ３に接続されたコ
ントローラ部は、入力された数値及びアルファベットに
対応する所定の基準座標からの距離及び固有座標のデー
タをメモリから読取り、周辺に位置する他のマニピュレ
ータの位置を確認する。Similarly, for the other manipulators located around the manipulator 3, the manipulator 3 is connected to the controller part connected to the manipulator 3 in the vicinity of the mounting hole to which the mounting bolt of the manipulator is mounted. Enter the symbol and the symbol indicating the mounting direction.
By this key input, the controller unit connected to the manipulator 3 reads the data of the distance from the predetermined reference coordinates and the unique coordinates corresponding to the input numerical value and alphabet from the memory, and the positions of other manipulators located in the periphery. To confirm.

【００９１】従って、マニピュレータ３に接続されたコ
ントローラ部は、制御するマニピュレータ３及びこのマ
ニピュレータ３の周辺に位置する他のマニピュレータの
取付位置を確認する。Therefore, the controller unit connected to the manipulator 3 confirms the mounting positions of the manipulator 3 to be controlled and other manipulators located around the manipulator 3.

【００９２】以上の操作を他のマニピュレータを制御す
るコントローラ部( キー入力部 )で行えば、各コントロ
ーラ部はそれぞれ、制御するマニピュレータ及びこのマ
ニピュレータの周辺に位置するマニピュレータの取付位
置を確認する。If the above operation is performed by the controller section (key input section) for controlling other manipulators, each controller section confirms the manipulator to be controlled and the mounting position of the manipulator located around this manipulator.

【００９３】このように第６実施例によれば、上述した
第１実施例と同様な効果を得ることができる。さらに、
ベース３０上のマニピュレータの各取付位置に取付用穴
３１を形成すると共にその取付用穴３１の近傍に取付用
穴３１を識別するための記号とを設けたことにより、上
述した第３実施例と同様な効果を得ることができる。As described above, according to the sixth embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment. further,
By forming mounting holes 31 at each mounting position of the manipulator on the base 30 and providing a symbol for identifying the mounting holes 31 in the vicinity of the mounting holes 31, the third embodiment described above can be obtained. Similar effects can be obtained.

【００９４】また、取付用穴３１及びマニピュレータ３
に設けられた取付用ボルト３３をお互いに正多角形に形
成し嵌合させることにより、マニピュレータの取付角度
を所望の角度に固定して取付けるという効果を得ること
ができる。Further, the mounting hole 31 and the manipulator 3
By forming the fitting bolts 33 provided in the above in a regular polygonal shape and fitting them together, it is possible to obtain the effect of fixing and mounting the manipulator at a desired angle.

【００９５】この発明の第７実施例を図１４を参照して
説明する。図１４は、手術用マニピュレータシステムの
概略の構成を示す図である。各マニピュレータ３-1〜３
-n( 以下３と略す。図１４では３個のマニピュレータ３
-1〜３-3のみを図示する。 )には、それぞれコントロー
ラ部３４-1〜３４-n( 以下３４と略す。３個のコントロ
ーラ部３４-1〜３４-3のみを図示する。 )が接続されて
いる。The seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system. Each manipulator 3-1 to 3
-n (Abbreviated as 3 below. In FIG. 14, three manipulators 3 are used.
Only -1 to 3-3 are shown. ), Controller units 34-1 to 34-n (hereinafter abbreviated as 34. Only three controller units 34-1 to 34-3 are shown in the figure) are connected.

【００９６】これらの各コントローラ部３４は、ＲＳ−
２３２Ｃインターフェイス( 図示せず )を備え、互いに
( 少なくとも周辺に位置するマニピュレータを制御する
コントローラ部に対しては )ＲＳ−２３２Ｃ回線３５-1
〜３５-k( 以下３５と略す。ｋ≦Ｊ＝ｎ( ｎ−１ )／
２、３本のＲＳ−２３２回線３５-1〜３５-3のみを図示
する。 )を介して接続されている。Each of these controller units 34 has an RS-
232C interface (not shown)
(At least for the controller that controls the manipulators located in the periphery) RS-232C line 35-1
~ 35-k (abbreviated as 35 below, k≤J = n (n-1) /
Only a few RS-232 lines 35-1 to 35-3 are shown. ).

【００９７】なお図示しないが、これらの各コントロー
ラ部３４にキー入力部を接続してマニピュレータ３の位
置に関するデータを入力しても良いし、また３次元位置
センサを接続して位置に関する検出データをコントロー
ラ部３４に出力するようにしても良いものである。Although not shown, a data input relating to the position of the manipulator 3 may be input by connecting a key input portion to each of these controller portions 34, or detection data relating to the position may be connected by connecting a three-dimensional position sensor. The output may be output to the controller unit 34.

【００９８】このような構成の第７実施例においては、
各コントローラ部３４には、それぞれが制御するマニピ
ュレータ３の基準座標に対する位置の情報が入力され、
この入力された情報に基づいて、制御するマニピュレー
タ３の取付位置を認識する。In the seventh embodiment having such a configuration,
Position information with respect to the reference coordinates of the manipulator 3 controlled by each is input to each controller unit 34,
The mounting position of the manipulator 3 to be controlled is recognized based on this input information.

【００９９】一方、この各コントローラ部３４が得たそ
れぞれ制御するマニピュレータ３の位置の情報は、ＲＳ
−２３２Ｃ回線３５を介して少なくとも周辺に位置する
マニピュレータを制御する各コントローラ部に出力され
る。On the other hand, the information on the position of the manipulator 3 controlled by each controller 34 is RS
It is output to each controller unit that controls at least the manipulators located in the vicinity via the -232C line 35.

【０１００】従って、各コントローラ部３４には、制御
するマニピュレータ３の位置の情報が直接入力されると
共に、ＲＳ−２３２Ｃ回線３５を介してそのマニピュレ
ータ３の周辺に位置するマニピュレータの位置の情報が
入力される。その結果、各コントローラ部３４は、制御
するマニピュレータ３及びこのマニピュレータ３の周辺
に位置するマニピュレータの位置を認識する。Therefore, the information of the position of the manipulator 3 to be controlled is directly input to each controller unit 34, and the information of the position of the manipulator located around the manipulator 3 is also input via the RS-232C line 35. To be done. As a result, each controller unit 34 recognizes the manipulator 3 to be controlled and the positions of the manipulators located around the manipulator 3.

【０１０１】また、常にＲＳ−２３２Ｃ回線３５を介し
て各コントローラ部３４からそれぞれが制御するマニピ
ュレータ３の位置の情報を出力するので、リアルタイム
で周辺に位置するマニピュレータの位置( 取付位置 )の
移動を認識する。Further, since the information on the position of the manipulator 3 controlled by each controller unit 34 is always output through the RS-232C line 35, the position (attachment position) of the manipulators located in the periphery is moved in real time. recognize.

【０１０２】このように第７実施例によれば、各コント
ローラ部３４を互いにＲＳ−２３２Ｃ回線３５により接
続したことにより、上述した第１実施例から第６実施例
までのいずれかの方法により各コントローラ部３４がそ
れぞれ制御するマニピュレータ３の位置の情報を入力す
ると、各マニピュレータ３の位置の情報がＲＳ−２３２
Ｃ回線を介して各コントローラ部３４に供給されるの
で、各コントローラ部３４はそれぞれ制御するマニピュ
レータ３とこのマニピュレータ３の周辺に位置するマニ
ピュレータとの位置関係を認識することができ、各コン
トローラ部３４は、周辺のマニピュレータの動作範囲を
認識しながら、それぞれが制御するマニピュレータ３を
動作させることが可能であり、このマニピュレータ３と
その周辺のマニピュレータとの干渉、接触等を確実に防
止することができる。As described above, according to the seventh embodiment, since the controller units 34 are connected to each other by the RS-232C line 35, the controller units 34 are connected by any one of the above-described first to sixth embodiments. When the position information of the manipulators 3 controlled by the controller unit 34 is input, the position information of each manipulator 3 is RS-232.
Since it is supplied to each controller unit 34 via the C line, each controller unit 34 can recognize the positional relationship between the manipulator 3 to be controlled and the manipulators located around the manipulator 3, and each controller unit 34 Can operate the manipulators 3 controlled by the manipulators while recognizing the operating ranges of the manipulators in the vicinity, and can reliably prevent interference, contact, etc. between the manipulator 3 and the manipulators in the vicinity thereof. .

【０１０３】また、各コントローラ部は、それぞれが制
御するマニピュレータの位置の情報が入力されるだけで
良く、周辺のマニピュレータの位置の情報は、周辺の各
マニピュレータを制御する各コントローラ部からＲＳ−
２３２Ｃ回線３５を介して得られるので、各コントロー
ラ部毎に周辺のマニピュレータの位置の情報を、例えば
キー入力部等により入力する必要がないので、操作性が
向上できる。Further, each controller unit only needs to be inputted with the information on the position of the manipulator controlled by each, and the information on the position of the manipulators in the periphery is RS-from the controller unit controlling each manipulator in the periphery.
Since it is obtained via the 232C line 35, it is not necessary to input the information on the positions of the manipulators in the periphery for each controller unit, for example, by the key input unit or the like, so that the operability can be improved.

【０１０４】また、ＲＳ−２３２Ｃ回線３５を介して送
受信する情報は、マニピュレータを取り付ける位置の情
報に限らず、各マニピュレータの動作量( モータの回転
数、回転角等 )でも良い。この場合、ＲＳ−２３２Ｃ回
線３５を介して、各コントローラ部は周辺のマニピュレ
ータの動作中の姿勢をリアルタイムで認識することがで
きるので、制御するマニピュレータ３とその周辺のマニ
ピュレータとの干渉、接触等をさらにより確実に防止で
きるという効果を得ることができる。The information transmitted / received via the RS-232C line 35 is not limited to the information on the position at which the manipulator is attached, but may be the operation amount of each manipulator (the number of rotations of the motor, the rotation angle, etc.). In this case, each controller unit can recognize the operating posture of the manipulators in the surroundings in real time via the RS-232C line 35, so that interference, contact, etc. between the manipulator 3 to be controlled and the manipulators in the surroundings can be prevented. Further, it is possible to obtain the effect of being able to prevent more reliably.

【０１０５】この発明の第８実施例を図１５を参照して
説明する。図１５は、手術用マニピュレータシステムの
概略の構成を示す図である。各マニピュレータ３-1〜３
-n( 以下３と略す。図１５では３個のマニピュレータ３
-1〜３-3のみを図示する。 )には、それぞれコントロー
ラ部３６-1〜３６-n( 以下３６と略す。３個のコントロ
ーラ部３６-1〜３６-3のみを図示する。 )が接続されて
いる。An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system. Each manipulator 3-1 to 3
-n (Abbreviated as 3 below. In FIG. 15, three manipulators 3 are used.
Only -1 to 3-3 are shown. ) Are connected to controller units 36-1 to 36-n (hereinafter abbreviated as 36. Only three controller units 36-1 to 36-3 are shown).

【０１０６】これらの各コントローラ部３６は、それぞ
れＬＡＮ( local area network、図示せず )インターフ
ェイスを備え、それぞれＬＡＮ３７を介して接続されて
いる。 なお図示しないが、これらの各コントローラ部
３６にキー入力部を接続してマニピュレータの位置に関
するデータを入力しても良いし、また３次元位置センサ
を接続して位置に関する検出データをコントローラ部３
６に出力するようにしても良いものである。Each of these controller units 36 has a LAN (local area network, not shown) interface, and is connected via a LAN 37. Although not shown, a key input unit may be connected to each of these controller units 36 to input data relating to the position of the manipulator, or a three-dimensional position sensor may be connected to obtain detection data relating to the position.
6 may be output.

【０１０７】このような構成の第８実施例においては、
各コントローラ部３６には、それぞれが制御するマニピ
ュレータ３の基準座標に対する位置の情報が入力され、
この入力された情報に基づいて、制御するマニピュレー
タ３の取付位置を認識する。In the eighth embodiment having such a structure,
Information on the position of the manipulator 3 controlled by the controller unit 36 with respect to the reference coordinates is input to each controller unit 36,
The mounting position of the manipulator 3 to be controlled is recognized based on this input information.

【０１０８】一方、この各コントローラ部３６が得たそ
れぞれ制御するマニピュレータ３の位置の情報は、ＬＡ
Ｎ３７を介して少なくとも周辺に位置するマニピュレー
タ３；を制御する各コントローラ部に出力される。On the other hand, the information on the position of the manipulator 3 controlled by each controller unit 36 is LA
It is output to each controller unit for controlling at least the manipulator 3 located at the periphery through N37.

【０１０９】従って、各コントローラ部３６には、制御
するマニピュレータ３の位置の情報が直接入力されると
共に、ＬＡＮ３７を介してそのマニピュレータ３の周辺
に位置するマニピュレータの位置の情報が入力される。
その結果、各コントローラ部３６は、制御するマニピュ
レータ３及びこのマニピュレータ３の周辺に位置するマ
ニピュレータの位置を認識する。Therefore, the information on the position of the manipulator 3 to be controlled is directly input to each controller section 36, and the information on the position of the manipulator located around the manipulator 3 is also input via the LAN 37.
As a result, each controller unit 36 recognizes the manipulator 3 to be controlled and the positions of the manipulators located around the manipulator 3.

【０１１０】また、常にＬＡＮ３７を介して各コントロ
ーラ部３６からそれぞれが制御するマニピュレータ３の
位置の情報を出力するので、リアルタイムで周辺のマニ
ピュレータの位置( 取付位置 )の移動を認識する。ま
た、位置情報は、各マニピュレータの動作量( モータの
回転数、回転角等 )でも良い。Further, since the information on the position of the manipulator 3 controlled by each controller unit 36 is always output via the LAN 37, the movement of the position (attachment position) of the manipulators in the periphery is recognized in real time. Further, the position information may be the operation amount of each manipulator (rotational speed of motor, rotation angle, etc.).

【０１１１】このように第８実施例によれば、各コント
ローラ部３６をＬＡＮ３７を介して接続したことによ
り、上述した第７実施例と同様な効果を得ることができ
る。この発明の第９実施例を図１６を参照して説明す
る。As described above, according to the eighth embodiment, by connecting each controller unit 36 via the LAN 37, the same effect as that of the seventh embodiment can be obtained. A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【０１１２】図１６は、手術用マニピュレータシステム
の概略の構成を示す図である。各マニピュレータ３-1〜
３-n( 以下３と略する。図１６では３個のマニピュレー
タ３-1〜３-3のみを図示する。 )のアーム３８-1〜３８
-n( 以下３８と略す。図１６では３個のみを図示する
。 )の先端部のスコープ又は処置具を固定する部分の
近傍には、それぞれ加速度センサからなる３次元位置セ
ンサ３９-1〜３９-n( 以下３９と略す。３個の３次元位
置センサ３９-1〜３９-3のみを示す。 )が設けられてい
る。FIG. 16 is a diagram showing a schematic structure of a surgical manipulator system. Each manipulator 3-1 ~
Arms 38-1 to 38 of 3-n (hereinafter abbreviated as 3. In FIG. 16, only three manipulators 3-1 to 3-3 are shown).
-n (hereinafter abbreviated as 38. Only three are shown in FIG. 16) near the portion where the scope or the treatment tool is fixed at the distal end portion of the three-dimensional position sensors 39-1 to 39-39 each including an acceleration sensor. -n (hereinafter abbreviated as 39. Only three three-dimensional position sensors 39-1 to 39-3 are shown) are provided.

【０１１３】前記各マニピュレータ３には、それぞれコ
ントローラ部４０-1〜４０-n( 以下４０と略す。３個の
コントローラ部４０-1〜４０-3のみを図示する。 )が接
続されている。Controller units 40-1 to 40-n (hereinafter abbreviated as 40; only three controller units 40-1 to 40-3 are shown) are connected to the manipulators 3, respectively.

【０１１４】これらの各コントローラ４０は、ＲＳ−２
３２Ｃインターフェイス( 図示せず)を備え、互いにＲ
Ｓ−２３２Ｃ回線３５-1〜３５-k( 以下３５と略す、３
本のＲＳ−２３２回線３５-1〜３５-3のみを図示する。
)を介して接続されている。Each of these controllers 40 is an RS-2.
32C interface (not shown)
S-232C lines 35-1 to 35-k (hereinafter abbreviated as 35, 3
Only the RS-232 lines 35-1 to 35-3 of the book are shown.
).

【０１１５】前記各コントローラ４０は、それぞれ前記
各３次元位置センサ３９により得られた３次元的な加速
度データを入力し、この入力した３次元的な加速度デー
タを処理して、制御するマニピュレータ３の取付位置を
認識する。Each controller 40 inputs the three-dimensional acceleration data obtained by each three-dimensional position sensor 39, processes the input three-dimensional acceleration data, and controls the manipulator 3. Recognize the mounting position.

【０１１６】また、このような構成の第９実施例におい
ては、各コントローラ４０によりマニピュレータ３を動
作させ、マニピュレータ３のアーム３８が移動すると、
３次元位置センサ３９により、その移動量が３次元的な
加速度データとして得られる。Further, in the ninth embodiment having such a configuration, when the manipulator 3 is operated by each controller 40 and the arm 38 of the manipulator 3 moves,
The movement amount is obtained by the three-dimensional position sensor 39 as three-dimensional acceleration data.

【０１１７】この得られた３次元的な加速度データに基
づいて、各コントローラ部４０は、それぞれが制御する
マニピュレータ３の動作量を算出し、このマニピュレー
タ３の位置を認識する。Based on the obtained three-dimensional acceleration data, each controller unit 40 calculates the operation amount of the manipulator 3 controlled by the controller unit 40 and recognizes the position of the manipulator 3.

【０１１８】各コントローラ部４０の制御するマニピュ
レータ３の位置の情報は、ＲＳ−２３２Ｃ回線３５を介
して、少なくとも周辺に位置するマニピュレータを制御
するコントローラ部へ出力される。The information on the position of the manipulator 3 controlled by each controller unit 40 is output via the RS-232C line 35 to at least the controller unit controlling the manipulators located in the periphery.

【０１１９】従って、各コントローラ部４０は、それぞ
れが制御するマニピュレータ３の位置の情報が３次元位
置センサ３９からの３次元的な加速度データにより直接
入力されると共に、ＲＳ−２３２Ｃ回線３５を介して、
少なくともそのマニピュレータ３の周辺に位置するマニ
ピュレータの位置の情報が入力される。その結果、各コ
ントローラ部４０は、それぞれが制御するマニピュレー
タ３及びこのマニピュレータの周辺に位置するマニピュ
レータの位置を認識する。Therefore, each controller section 40 receives the information of the position of the manipulator 3 controlled by the controller section 40 directly from the three-dimensional acceleration data from the three-dimensional position sensor 39 and also via the RS-232C line 35. ,
At least information on the positions of manipulators located around the manipulator 3 is input. As a result, each controller unit 40 recognizes the positions of the manipulator 3 and the manipulators located around this manipulator, which are controlled by the respective controller units 40.

【０１２０】このように第９実施例によれば、上述した
第７実施例と同様な効果を得ることができる。また、加
速度センサを有する３次元位置センサ３９を使用して、
各コントローラ部４０のそれぞれが制御するマニピュレ
ータ３の位置の情報を入力しているので、操作者がマニ
ピュレータ３の位置に関する測定及び計算する必要がな
く、単に各キー入力部５のディスプレイ８に表示された
位置情報を、キー入力部５から入力するだけで良いの
で、操作性を向上させることができる。さらに、このキ
ー入力部５のキー入力を省略して、直接３次元位置セン
サ３９からのマニピュレータの位置の情報をコントロー
ラ部４０に入力すれば、操作者は、全くマニピュレータ
３の位置をコントローラ部に入力する操作を行わずに済
むので、操作性を一層向上させることができる。As described above, according to the ninth embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the seventh embodiment. Also, by using the three-dimensional position sensor 39 having an acceleration sensor,
Since the information on the position of the manipulator 3 controlled by each of the controller units 40 is input, the operator does not need to measure and calculate the position of the manipulator 3, and the information is simply displayed on the display 8 of each key input unit 5. Since it is only necessary to input the positional information from the key input unit 5, the operability can be improved. Further, by omitting the key input of the key input unit 5 and directly inputting the manipulator position information from the three-dimensional position sensor 39 to the controller unit 40, the operator completely sets the position of the manipulator 3 to the controller unit. Since it is not necessary to perform an input operation, operability can be further improved.

【０１２１】なお、この第９実施例では３次元位置セン
サとして加速度センサを使用したものについて説明した
が、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば
第２実施例で説明した磁界検出センサを使用しても良い
ものである。Although the acceleration sensor is used as the three-dimensional position sensor in the ninth embodiment, the present invention is not limited to this. For example, the magnetic field detection sensor described in the second embodiment. Is a good thing to use.

【０１２２】この発明の第１０実施例を図１７及び図１
８を参照して説明する。図１７は、手術用マニピュレー
タシステムの概略の構成を示す図である。各マニピュレ
ータ３-1〜３-n( 以下３と略する。図１６では３個のマ
ニピュレータ３-1〜３-3のみを図示する。 )は、直接中
央コントローラ部４１に接続されている。17 and FIG. 1 of the tenth embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system. Each of the manipulators 3-1 to 3-n (hereinafter abbreviated to 3. Only three manipulators 3-1 to 3-3 are shown in FIG. 16) are directly connected to the central controller unit 41.

【０１２３】この中央コントローラ部４１には位置情報
共有メモリ４２が設けられ、前記中央コントローラ部４
１は、この位置情報共有メモリ４２に記憶された位置情
報に基づいて各マニピュレータ３を制御する。The central controller section 41 is provided with a position information sharing memory 42, and the central controller section 4
1 controls each manipulator 3 based on the position information stored in the position information shared memory 42.

【０１２４】図１８は、前記中央コントローラ部４１が
行う処理の構成を示す機能ブロック図である。前記各マ
ニピュレータ３-1〜３-nをそれぞれ制御する第１マニピ
ュレータ制御ルーチン４３-1〜第ｎマニピュレータ制御
ルーチン４３-nと、システム全体を管理し、前記各マニ
ピュレータ制御ルーチン４３-1〜４３-nにより制御され
る各マニピュレータ３-1〜３-n間の位置関係をチェック
して干渉、接触等を防止するシステム制御ルーチン４４
とから、前記中央コントローラ部４１のルーチンは構成
される。なお、各ルーチン４３-1〜４３-n，４４は、そ
れぞれ位置情報共有メモリ４２に各マニピュレータ３-1
〜３-nの位置情報を書込むと共に、書込まれた位置情報
に基づいて制御を行うようになっている。FIG. 18 is a functional block diagram showing a configuration of processing performed by the central controller unit 41. The first manipulator control routine 43-1 to the n-th manipulator control routine 43-n for controlling the manipulators 3-1 to 3-n, respectively, and the manipulator control routines 43-1 to 43-for managing the entire system. A system control routine 44 for checking the positional relationship among the manipulators 3-1 to 3-n controlled by n to prevent interference, contact, etc.
Thus, the routine of the central controller unit 41 is constructed. Each of the routines 43-1 to 43-n, 44 stores the manipulator 3-1 in the position information shared memory 42.
The position information of 3 to 3-n is written, and the control is performed based on the written position information.

【０１２５】このような構成の第１０実施例において、
中央コントローラ部４１は、システム制御ルーチン４４
及び各マニピュレータ制御ルーチン４３-1〜４３-nとに
より各マニピュレータ３-1〜３-nが制御される。各マニ
ピュレータ３の位置情報は、上述した第１実施例〜第６
実施例に示すいずれかの方法により入力されるようにな
っており、入力された位置情報は位置情報共有メモリ４
２に記憶される。In the tenth embodiment having such a structure,
The central controller unit 41 uses the system control routine 44.
And the manipulator control routines 43-1 to 43-n control the manipulators 3-1 to 3-n. The position information of each manipulator 3 is the first to sixth embodiments described above.
The position information is input by one of the methods shown in the embodiment, and the input position information is stored in the position information shared memory 4
2 is stored.

【０１２６】さらにシステム制御ルーチン４４は、位置
情報共有メモリ４２に記憶されている情報に基づいて、
各マニピュレータ３の位置を認識して、各マニピュレー
タ間の位置関係をチェックし、マニピュレータ間で干
渉、接触等が予想される場合には、その干渉等を回避す
る指示を該当する各マニピュレータ制御ルーチンへ出
す。Further, the system control routine 44, based on the information stored in the position information shared memory 42,
The position of each manipulator 3 is recognized, the positional relationship between the manipulators is checked, and when interference, contact, etc. are expected between the manipulators, an instruction to avoid the interference etc. is given to the corresponding manipulator control routine. put out.

【０１２７】各マニピュレータ制御ルーチンは、このシ
ステム制御ルーチン４４から出された干渉等を回避する
指示にしたがって、各マニピュレータ３の制御を変更す
る。例えば、マニピュレータ３の動作速度を低速にした
り、またマニピュレータ３の動作を停止する等の変更が
行われる。Each manipulator control routine changes the control of each manipulator 3 in accordance with the instruction issued from the system control routine 44 to avoid interference or the like. For example, the operation speed of the manipulator 3 is reduced, and the operation of the manipulator 3 is stopped.

【０１２８】このように第１０実施例によれば、各マニ
ピュレータ３を制御する中央コントローラ４１と、各マ
ニピュレータ３毎にそれぞれの位置の情報を記憶する位
置情報を記憶する位置情報共有メモリ４２とを設け、上
述した第１実施例から第６実施例までのいずれかの方法
により各マニピュレータ３の位置の情報を入力すると、
その位置の情報を位置情報共有メモリ４２に記憶し、こ
の位置情報共有メモリ４２に記憶された各マニピュレー
タ３の位置の情報に基づいて中央コントローラ４１が各
マニピュレータ３を制御することにより、各マニピュレ
ータ３とこのマニピュレータ３の周辺に位置するマニピ
ュレータとの位置関係を認識することができ、周辺のマ
ニピュレータの動作範囲を認識しながら、マニピュレー
タ３を動作させることが可能であり、このマニピュレー
タ３とその周辺のマニピュレータとの干渉、接触等を確
実に防止することができる。As described above, according to the tenth embodiment, the central controller 41 for controlling each manipulator 3 and the position information shared memory 42 for storing the position information for each manipulator 3 are stored. If the information about the position of each manipulator 3 is input by any of the methods of the first to sixth embodiments described above,
Information of the position is stored in the position information sharing memory 42, and the central controller 41 controls the manipulators 3 based on the position information of the manipulators 3 stored in the position information sharing memory 42. And the manipulators located around the manipulator 3 can be recognized, and the manipulator 3 can be operated while recognizing the operating range of the manipulators around the manipulator 3. It is possible to reliably prevent interference, contact, etc. with the manipulator.

【０１２９】また、各マニピュレータ３の位置の情報
は、位置情報共有メモリ４２を使用して中央コントロー
ラ部４１が集中管理すると共に、マニピュレータ３の制
御も中央コントローラ部４１が集中管理しているので、
通信を行わずにしかもマニピュレータ３の位置の情報の
入力が１度で済むので、処理速度及び操作性を向上させ
ることができる。Further, since the central controller unit 41 centrally manages the position information of each manipulator 3 using the positional information shared memory 42, the central controller unit 41 also centrally manages the control of the manipulators 3.
Since the information on the position of the manipulator 3 need only be input once without performing communication, the processing speed and operability can be improved.

【０１３０】なお、位置情報は、取付位置に限らず、各
マニピュレータ３の動作中の位置情報( 各モータの回転
数、回転角等 )でも良い。この場合でも、動作中の位置
情報を基にマニピュレータ３とその周辺のマニピュレー
タの干渉、接触等を確実に防止することができる。The position information is not limited to the mounting position, and may be position information during operation of each manipulator 3 (rotation speed of each motor, rotation angle, etc.). Even in this case, it is possible to reliably prevent the manipulator 3 and its surrounding manipulators from interfering with each other and contacting with each other, based on the position information during operation.

【０１３１】この発明の第１１実施例を図１９を参照し
て説明する。図１９は、手術用マニピュレータシステム
の概略の構成を示す図である。各マニピュレータ３-1〜
３-n( 以下３と略す。図１５では３個のマニピュレータ
３-1〜３-3のみを図示する。 )には、それぞれコントロ
ーラ部４５-1〜４５-n( 以下４５と略す。３個のコント
ローラ部４５-1〜４５-3のみを図示する。 )が接続され
ている。The eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system. Each manipulator 3-1 ~
3-n (hereinafter abbreviated as 3. In FIG. 15, only the three manipulators 3-1 to 3-3 are shown), the controller units 45-1 to 45-n (hereinafter abbreviated to 45. Only the controller units 45-1 to 45-3 are shown in FIG.

【０１３２】これらの各コントローラ部４５は、メイン
コントローラ部４６と接続され、このメインコントロー
ラ部４６には、位置情報共有メモリ４２が設けられてい
る。前記各コントローラ部４５は、メインコントローラ
部４６を介して供給される位置情報に基づいてそれぞれ
制御するマニピュレータ３を制御する。Each of these controller units 45 is connected to a main controller unit 46, and the main controller unit 46 is provided with a position information shared memory 42. Each of the controller units 45 controls the manipulator 3 that controls each of them based on the position information supplied via the main controller unit 46.

【０１３３】なお、この第１１実施例は前述の第１０実
施例の変形例であり、前記各コントローラ部４５は、第
１０実施例の各マニピュレータ制御ルーチンを行うため
の専用コントローラであり、前記メインコントローラ部
４６は、システム制御ルーチンを行うための専用コント
ローラである。The eleventh embodiment is a modification of the tenth embodiment, and each controller section 45 is a dedicated controller for executing each manipulator control routine of the tenth embodiment. The controller unit 46 is a dedicated controller for performing a system control routine.

【０１３４】このような構成の第１１実施例において、
各コントローラ部４５は、それぞれメインコントローラ
部４６から出力される指令及び位置情報共有メモリ４２
からの位置情報に基づいて、それぞれ各マニピュレータ
３を制御する。In the eleventh embodiment having such a structure,
Each controller unit 45 has a command and position information shared memory 42 output from the main controller unit 46.
Each manipulator 3 is controlled based on the position information from.

【０１３５】各マニピュレータの位置情報は、上述した
第１実施例〜第６実施例に示す方法のいずれかにより各
コントローラ部４５に入力されたものが、メインコント
ローラ部４６に出力され、メインコントローラ部４６
は、入力した位置情報を位置情報共有メモリ４２に書込
むと共に、この位置情報共有メモリから各マニピュレー
タの位置情報を読取る。The position information of each manipulator, which is input to each controller section 45 by any of the methods shown in the first to sixth embodiments, is output to the main controller section 46, and the main controller section 46 is output. 46
Writes the input position information in the position information sharing memory 42 and reads the position information of each manipulator from the position information sharing memory.

【０１３６】メインコントローラ部４６は、この読取っ
た位置情報に基づいて、各マニピュレータ３の位置を認
識して各マニピュレータ間の位置関係をチェックし、マ
ニピュレータ間で干渉、接触等が予想される場合には、
その干渉等を回避する指示を該当する各コントローラ部
４５に出力する。The main controller section 46 recognizes the positions of the manipulators 3 based on the read position information, checks the positional relationship between the manipulators, and detects interference, contact, etc. between the manipulators. Is
An instruction to avoid the interference or the like is output to each corresponding controller unit 45.

【０１３７】従って、各コントローラ部４６は、メイン
コントローラ部４６から出力された干渉、接触等を回避
する指示にしたがって、各マニピュレータ３の制御を変
更する。Therefore, each controller section 46 changes the control of each manipulator 3 in accordance with the instruction outputted from the main controller section 46 to avoid interference, contact, and the like.

【０１３８】なお、位置情報は、前述した第１０実施例
と同様にマニピュレータの動作中の位置情報でも良い。
このように第１１実施例によれば、上述した第１０実施
例の中央コントローラ部４１の機能の一部、すなわち各
マニピュレータ制御ルーチン４３をコントローラ部４５
として独立させ、各マニピュレータ３の位置の情報を集
中管理して、各コントローラ部４５にマニピュレータの
制御の指令を出力するメインコントローラ部４６を設け
たことにより、上述した第１０実施例と同様な効果を得
ることができる。The position information may be position information during operation of the manipulator as in the tenth embodiment described above.
As described above, according to the eleventh embodiment, a part of the functions of the central controller unit 41 of the tenth embodiment described above, that is, each manipulator control routine 43 is executed by the controller unit 45.
The same effect as the tenth embodiment described above is achieved by providing the main controller unit 46 that independently controls the position information of each manipulator 3 and outputs a command for controlling the manipulator to each controller unit 45. Can be obtained.

【０１３９】さらに、各マニピュレータ制御ルーチン４
３をコントローラ部として独立させているので、マニピ
ュレータ制御ルーチン４３を並列に処理でき、しかもメ
インコントローラ部４１は、システム制御ルーチン４４
のみを処理すれば良いので、処理速度のより高速化を図
ることができる。Further, each manipulator control routine 4
Since 3 is made independent as a controller unit, the manipulator control routine 43 can be processed in parallel, and the main controller unit 41 is configured by the system control routine 44.
Since only the processing is required, the processing speed can be further increased.

【０１４０】( 追記 ) ( １ )体腔内の観察を行うスコープや体腔内で患部の処
置を行う処置具等を制御する複数のマニピュレータユニ
ットから構成されたマニピュレータシステムにおいて、
前記各マニピュレータユニットは、スコープ又は処置具
等を支持するマニピュレータと、このマニピュレータの
基準位置の情報及び少なくともこのマニピュレータの周
辺に位置する他の各マニピュレータユニットに設けられ
たマニピュレータの基準位置の情報を入力するためのキ
ー部と、このキー部から入力された各マニピュレータの
基準位置の情報に基づいて前記マニピュレータを制御す
る制御手段とを設けたことを特徴とするマニピュレータ
システム。(Additional Note) (1) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity and a treatment tool for treating an affected part in the body cavity,
Each of the manipulator units, a manipulator that supports a scope or a treatment tool, and information of the reference position of this manipulator and at least information of the reference position of the manipulator provided in each other manipulator unit around this manipulator is input. A manipulator system, comprising: a key unit for operating the manipulator; and a control unit for controlling the manipulator based on the reference position information of each manipulator input from the key unit.

【０１４１】( ２ )体腔内の観察を行うスコープや体腔
内で患部の処置を行う処置具等を制御する複数のマニピ
ュレータユニットから構成されたマニピュレータシステ
ムにおいて、マニピュレータの基準位置を判定するため
の検出対象部を設け、前記各マニピュレータユニット
は、スコープ又は処置具等を支持するマニピュレータ
と、前記マニピュレータの基準位置の情報及び少なくと
もこのマニピュレータの周辺に位置する他の各マニピュ
レータユニットに設けられたマニピュレータの基準位置
の情報を発生する発生手段と、この発生手段により発生
した各マニピュレータの基準位置の情報に基づいて前記
マニピュレータを制御する制御手段とを設けたことを特
徴とするマニピュレータシステム。(2) Detection for determining the reference position of the manipulator in a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of the body cavity and a treatment tool for treating the affected area in the body cavity A target part is provided, and each of the manipulator units is a manipulator that supports a scope, a treatment tool, or the like, information on a reference position of the manipulator, and a reference of a manipulator provided on at least another manipulator unit located around the manipulator A manipulator system comprising: a generating unit that generates position information; and a control unit that controls the manipulator based on the reference position information of each manipulator generated by the generating unit.

【０１４２】( ３ )体腔内の観察を行うスコープや体腔
内で患部の処置を行う処置具等を制御する複数のマニピ
ュレータユニットから構成されたマニピュレータシステ
ムにおいて、軌道と、前記軌道上に設けられこの軌道上
の各位置を示す位置検出マークとを設け、前記各マニピ
ュレータユニットは、スコープ又は処置具等を支持する
と共に前記軌道上を移動するマニピュレータと、前記マ
ニピュレータの基準位置の情報及び少なくともこのマニ
ピュレータの周辺に位置する他の各マニピュレータユニ
ットに設けられたマニピュレータの基準位置の情報を発
生する発生手段と、この発生手段により発生した各マニ
ピュレータの基準位置の情報に基づいて前記マニピュレ
ータを制御する制御手段とを設けたことを特徴とするマ
ニピュレータシステム。(3) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity and a treatment tool for treating an affected part in the body cavity, a trajectory and a manipulator system provided on the trajectory. A position detection mark indicating each position on the orbit is provided, and each manipulator unit is a manipulator that moves on the orbit while supporting a scope, a treatment tool, or the like, and at least information of the reference position of the manipulator and this manipulator. Generating means for generating information on the reference position of the manipulator provided in each of the other manipulator units located in the periphery, and control means for controlling the manipulator based on the information on the reference position of each manipulator generated by the generating means. Manipulator system characterized by having Mu.

【０１４３】( ４ )前記検出対象部は、位置を示すマー
クと、このマークを識別するための記号とを設けたこと
を特徴とする前記２に記載されるマニピュレータシステ
ム。 ( ５ )前記記号は数字であることを特徴とする前記４に
記載されるマニピュレータシステム。(4) The manipulator system described in the above item 2, wherein the detection target portion is provided with a mark indicating a position and a symbol for identifying the mark. (5) The manipulator system as described in 4 above, wherein the symbol is a numeral.

【０１４４】( ６ )前記記号はアルファベットであるこ
とを特徴とする前記４に記載されるマニピュレータシス
テム。 ( ７ )体腔内の観察を行うスコープや体腔内で患部の処
置を行う処置具等を制御する複数のマニピュレータユニ
ットから構成されたマニピュレータシステムにおいて、
前記各マニピュレータユニットは、スコープ又は処置具
等を支持するマニピュレータと、このマニピュレータの
基準位置の情報及び少なくともこのマニピュレータの周
辺に位置する他の各マニピュレータユニットに設けられ
たマニピュレータの基準位置を検出する３次元位置セン
サと、この３次元位置センサにより検出された各マニピ
ュレータの基準位置の情報に基づいて前記マニピュレー
タを制御する制御手段とを設けたことを特徴とするマニ
ピュレータシステム。(6) The manipulator system as described in 4 above, wherein the symbol is an alphabet. (7) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity and a treatment tool for treating an affected part in the body cavity,
Each of the manipulator units detects a manipulator that supports a scope, a treatment tool, or the like, information on a reference position of the manipulator, and at least a reference position of a manipulator provided on each of the other manipulator units located around the manipulator. A manipulator system comprising: a three-dimensional position sensor; and control means for controlling the manipulator based on information on a reference position of each manipulator detected by the three-dimensional position sensor.

【０１４５】( ８ )前記３次元位置センサは磁気センサ
であることを特徴とする前記７に記載されるマニピュレ
ータシステム。 ( ９ )体腔内の観察を行うスコープや体腔内で患部の処
置を行う処置具等を制御する複数のマニピュレータユニ
ットから構成されたマニピュレータシステムにおいて、
軌道と、前記軌道上に設けられた電気抵抗部材とを設
け、前記各マニピュレータユニットは、スコープ又は処
置具等を支持すると共に前記軌道上を移動するマニピュ
レータと、前記電気抵抗部材の抵抗値の変化から前記マ
ニピュレータの基準位置の情報及び少なくともこのマニ
ピュレータの周辺に位置する他の各マニピュレータユニ
ットに設けられたマニピュレータの基準位置の判定する
判定手段と、この判定手段により判定した各マニピュレ
ータの基準位置に基づいて前記マニピュレータを制御す
る制御手段とを設けたことを特徴とするマニピュレータ
システム。 ( １１ )前記位置検出マークはバーコードであることを
特徴とする前記３に記載されるマニピュレータシステ
ム。 ( １２ )体腔内の観察を行うスコープや体腔内で患部の
処置を行う処置具等を制御する複数のマニピュレータユ
ニットから構成されたマニピュレータシステムにおい
て、軌道と、前記軌道上に設けられこの軌道上の各位置
を示すバーコードとを設け、前記各マニピュレータユニ
ットは、スコープ又は処置具等を支持すると共に前記軌
道上を移動するマニピュレータと、軌道上に設けられた
前記バーコードを読取るバーコード読取手段と、このバ
ーコード読取手段により読取ったバーコード情報に基づ
いて、前記マニピュレータの基準位置の情報及び少なく
ともこのマニピュレータの周辺に位置する他の各マニピ
ュレータユニットに設けられたマニピュレータの基準位
置を判定する判定手段と、この判定手段により判定した
各マニピュレータの基準位置に基づいて前記マニピュレ
ータを制御する制御手段とを設けたことを特徴とするマ
ニピュレータシステム。 ( １３ )前記検出対象部は、マニピュレータの取付位置
を示す穴と、この穴を識別するための記号とを設けたこ
とを特徴とする前記２に記載されるマニピュレータシス
テム。 ( １４ )前記穴の断面は多角形であることを特徴とする
前記１３に記載されるマニピュレータシステム。 ( １５ )前記記号は数字であることを特徴とする前記１
３に記載されるマニピュレータシステム。 ( １６ )前記記号はアルファベットであることを特徴と
する前記１３に記載されるマニピュレータシステム。 ( １７ )体腔内の観察を行うスコープや体腔内で患部の
処置を行う処置具等を制御する複数のマニピュレータユ
ニットから構成されたマニピュレータシステムにおい
て、前記各マニピュレータユニットは、スコープ又は処
置具等を支持するマニピュレータと、このマニピュレー
タの基準位置及び姿勢を検出する自己検出手段と、他の
マニピュレータユニットに対して前記自己検出手段によ
り検出された前記マニピュレータの基準位置及び姿勢を
情報として出力すると共に、他のマニピュレータからの
基準位置及び姿勢の情報を入力する情報入出力手段と、
前記自己検出手段及び前記情報入出力手段からの各マニ
ピュレータの基準位置及び姿勢の情報に基づいて前記マ
ニピュレータを制御する制御手段とを設けたことを特徴
とするマニピュレータシステム。 ( １８ )前記情報入出力手段は通信回線を介して基準位
置及び姿勢の情報の交換を行うことを特徴とする前記１
７に記載されるマニピュレータシステム。 ( １９ )前記情報入出力手段はＲＳ−２３２Ｃ回線を介
して基準位置及び姿勢の情報の交換を行うことを特徴と
する前記１７に記載されるマニピュレータシステム。 ( ２０ )前記情報入出力手段はローカルエリアネットワ
ークを介して基準位置及び姿勢の情報の交換を行うこと
を特徴とする前記１７に記載されるマニピュレータシス
テム。 ( ２１ )体腔内の観察を行うスコープや体腔内で患部の
処置を行う処置具等を制御する複数のマニピュレータユ
ニットから構成されたマニピュレータシステムにおい
て、前記各マニピュレータユニットは、スコープ又は処
置具等を支持するマニピュレータと、このマニピュレー
タの位置を移動させるためのモータと、このモータの回
転状態を検出するエンコーダと、このエンコーダからの
モータの回転状態から前記マニピュレータの基準位置及
び姿勢を判定する自己判定手段と、他のマニピュレータ
ユニットに対して前記自己判定手段により判定された前
記マニピュレータの基準位置及び姿勢を情報として出力
すると共に、他のマニピュレータからの基準位置の情報
及び姿勢情報を入力する情報入出力手段と、前記自己判
定手段及び前記情報入出力手段からの各マニピュレータ
の基準位置及び姿勢の情報に基づいて前記マニピュレー
タを制御する制御手段とを設けたことを特徴とするマニ
ピュレータシステム。 ( ２２ )体腔内の観察を行うスコープや体腔内で患部の
処置を行う処置具等を制御する複数のマニピュレータユ
ニットから構成されたマニピュレータシステムにおい
て、前記各マニピュレータユニットは、スコープ又は処
置具等を支持するマニピュレータと、このマニピュレー
タの基準位置及び姿勢を検出する３次元位置センサと、
他のマニピュレータユニットに対して前記３次元位置セ
ンサにより検出された前記マニピュレータの基準位置及
び姿勢を情報として出力すると共に、他のマニピュレー
タからの基準位置の情報及び姿勢情報を入力する情報入
出力手段と、前記３次元位置センサ及び前記情報入出力
手段からの各マニピュレータの基準位置及び姿勢の情報
に基づいて前記マニピュレータを制御する制御手段とを
設けたことを特徴とするマニピュレータシステム。 ( ２３ )前記３次元位置センサは加速度センサであるこ
とを特徴とする前記２２に記載されるマニピュレータシ
ステム。 ( ２４ )前記３次元位置センサは磁気センサであること
を特徴とする前記２２に記載されるマニピュレータシス
テム。 ( ２５ )前記情報入出力手段はメモリを介して基準位置
及び姿勢の情報の交換を行うことを特徴とする前記１７
に記載されるマニピュレータシステム。(8) The manipulator system described in (7) above, wherein the three-dimensional position sensor is a magnetic sensor. (9) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity and a treatment tool for treating an affected part in the body cavity,
A track and an electric resistance member provided on the track are provided, and each manipulator unit supports a scope, a treatment tool, or the like, and a manipulator that moves on the track, and a change in the resistance value of the electric resistance member. From the reference position information of the manipulator and at least determination means for determining the reference position of the manipulator provided in each other manipulator unit located around the manipulator, and based on the reference position of each manipulator determined by this determination means And a control means for controlling the manipulator. (11) The manipulator system as described in 3 above, wherein the position detection mark is a bar code. (12) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity and a treatment tool for treating an affected area in the body cavity, a trajectory and a trajectory provided on the trajectory and on the trajectory A bar code indicating each position is provided, and each manipulator unit is a manipulator that moves on the orbit while supporting a scope or a treatment tool, and a bar code reading unit that reads the bar code provided on the orbit. Determination means for determining reference position information of the manipulator and reference positions of manipulators provided at least in other manipulator units located around the manipulator based on the bar code information read by the bar code reading means. And the basis of each manipulator determined by this determination means A manipulator system comprising: a control unit that controls the manipulator based on a quasi position. (13) The manipulator system according to the above 2, wherein the detection target portion is provided with a hole indicating a mounting position of the manipulator and a symbol for identifying the hole. (14) The manipulator system as described in 13 above, wherein the cross section of the hole is polygonal. (15) The above-mentioned 1 characterized in that the symbol is a numeral
The manipulator system described in 3. (16) The manipulator system as described in 13 above, wherein the symbol is an alphabet. (17) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity, a treatment tool for treating an affected area in the body cavity, each of the manipulator units supports a scope, a treatment tool, or the like. Manipulator, and a self-detecting means for detecting the reference position and orientation of this manipulator, and outputs as a reference position and orientation of the manipulator detected by the self-detecting means for other manipulator units, as well as other Information input / output means for inputting information on the reference position and posture from the manipulator,
A manipulator system comprising: a control means for controlling the manipulator based on the information of the reference position and orientation of each manipulator from the self-detection means and the information input / output means. (18) The information input / output means exchanges information on a reference position and orientation via a communication line.
The manipulator system described in 7. (19) The manipulator system described in (17), wherein the information input / output unit exchanges information on a reference position and an attitude via an RS-232C line. (20) The manipulator system described in (17), wherein the information input / output unit exchanges information on a reference position and orientation via a local area network. (21) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity, a treatment tool for treating an affected part in the body cavity, each manipulator unit supports a scope, a treatment tool, or the like. A manipulator, a motor for moving the position of this manipulator, an encoder for detecting the rotation state of this motor, and a self-determination means for determining the reference position and attitude of the manipulator from the rotation state of the motor from this encoder. An information input / output unit for outputting the reference position and the posture of the manipulator determined by the self-determination unit to another manipulator unit as information, and inputting the reference position information and the posture information from the other manipulator. , The self-determination means and the information input A manipulator system comprising: a control unit that controls the manipulator based on information on a reference position and a posture of each manipulator from an output unit. (22) In a manipulator system composed of a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity and a treatment tool for treating an affected part in the body cavity, each manipulator unit supports a scope, a treatment tool, or the like. A manipulator, and a three-dimensional position sensor that detects the reference position and orientation of the manipulator,
An information input / output unit that outputs the reference position and orientation of the manipulator detected by the three-dimensional position sensor as information to another manipulator unit, and inputs the reference position information and orientation information from another manipulator. A manipulator system for controlling the manipulator based on the reference position and posture information of each manipulator from the three-dimensional position sensor and the information input / output device. (23) The manipulator system described in the paragraph 22, wherein the three-dimensional position sensor is an acceleration sensor. (24) The manipulator system described in 22 above, wherein the three-dimensional position sensor is a magnetic sensor. (25) The information input / output means exchanges information on a reference position and orientation via a memory.
The manipulator system described in.

【０１４６】[0146]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
各マニピュレータの位置を認識してマニピュレータ間で
干渉、接触等が発生するのを確実に防止することができ
るマニピュレータシステムを提供できる。As described above in detail, according to the present invention,
A manipulator system capable of recognizing the position of each manipulator and reliably preventing interference, contact, etc. between the manipulators can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の第１実施例の手術用マニピュレータ
システムの概略の構成を示す図及び基準座標系と固有座
標系との間の捩じれ各説明するための図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator system for surgery according to a first embodiment of the present invention and a diagram for explaining a twist between a reference coordinate system and an intrinsic coordinate system.

【図２】同実施例の手術用マニピュレータシステムのマ
ニピュレータの基本的な構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of a manipulator of the surgical manipulator system of the same embodiment.

【図３】同実施例の手術用マニピュレータシステムのキ
ー入力部を示す図。FIG. 3 is a view showing a key input unit of the surgical manipulator system of the same embodiment.

【図４】この発明の第２実施例の手術用マニピュレータ
システムの概略の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator system for surgery according to a second embodiment of the present invention.

【図５】同実施例の手術用マニピュレータシステムのマ
ニピュレータの概略の構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator of the surgical manipulator system of the same embodiment.

【図６】この発明の第３実施例の手術用マニピュレータ
システムの概略の構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator system for surgery according to a third embodiment of the present invention.

【図７】同実施例の手術用マニピュレータシステムのマ
ニピュレータの概略の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator of the surgical manipulator system of the same embodiment.

【図８】この発明の第４実施例の手術用マニピュレータ
システムの概略の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator system for surgery according to a fourth embodiment of the present invention.

【図９】同実施例の手術用マニピュレータシステムのマ
ニピュレータの概略の構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator of the surgical manipulator system of the same embodiment.

【図１０】この発明の第５実施例の手術用マニピュレー
タシステムの概略の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator system for surgery according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１１】同実施例の手術用マニピュレータシステムの
マニピュレータの概略の構成を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator of the surgical manipulator system of the same embodiment.

【図１２】この発明の第６実施例の手術用マニピュレー
タシステムのベット及びベースを示す図。FIG. 12 is a view showing a bed and a base of the surgical manipulator system according to the sixth embodiment of the present invention.

【図１３】同実施例の手術用マニピュレータシステムの
マニピュレータの概略の構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator of the surgical manipulator system of the same embodiment.

【図１４】この発明の第７実施例の手術用マニピュレー
タシステムの概略の構成を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system of a seventh embodiment of the present invention.

【図１５】この発明の第８実施例の手術用マニピュレー
タシステムの概略の構成を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system according to an eighth embodiment of the present invention.

【図１６】この発明の第９実施例の手術用マニピュレー
タシステムの概略の構成を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator system for surgery according to a ninth embodiment of the present invention.

【図１７】この発明の第１０実施例の手術用マニピュレ
ータシステムの概略の構成を示す図。FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a surgical manipulator system according to a tenth embodiment of the present invention.

【図１８】同実施例の手術用マニピュレータシステムの
中央コントローラ部が行う処理の構成を示す機能ブロッ
ク図。FIG. 18 is a functional block diagram showing a configuration of processing performed by a central controller unit of the surgical manipulator system of the embodiment.

【図１９】この発明の第１１実施例の手術用マニピュレ
ータシステムの概略の構成を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a manipulator system for surgery according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図２０】一般的なマニピュレータシステムの構成を示
す図。FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a general manipulator system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３…マニピュレータ、 ４，１１，３４，３６，４０，４５…コントローラ部、 ５…キー入力部、 ６…スコープ( 内視鏡 )、 ７…処置具、 ８…ディスプレイ、 １２…３次元位置センサ、 １３…ソース、 １４…磁界検出センサ、 １５，１６，２１…マーク、 ２３…メモリ、 ２５…電気抵抗スケール、 ２８…バーコード印刷部、 ２９…バー読取部、 ３１…取付穴、 ３３…取付用ボルト ３５…ＲＳ−２３２Ｃ回線、 ３７…ＬＡＮ、 ３９…加速度センサ、 ４２…位置情報共有メモリ、 ４１…中央コントローラ部、 ４６…メインコントローラ部。 3 ... Manipulator, 4, 11, 34, 36, 40, 45 ... Controller part, 5 ... Key input part, 6 ... Scope (endoscope), 7 ... Treatment tool, 8 ... Display, 12 ... Three-dimensional position sensor, 13 ... Source, 14 ... Magnetic field detection sensor, 15, 16, 21 ... Mark, 23 ... Memory, 25 ... Electrical resistance scale, 28 ... Bar code printing section, 29 ... Bar reading section, 31 ... Mounting hole, 33 ... For mounting Volt 35 ... RS-232C line, 37 ... LAN, 39 ... Acceleration sensor, 42 ... Position information shared memory, 41 ... Central controller section, 46 ... Main controller section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 体腔内の観察を行うスコープ又は体腔内
で患部の処置を行う処置具等を制御する複数のマニピュ
レータユニットから構成されたマニピュレータシステム
において、前記各マニピュレータユニットは、 スコープ又は処置具等を支持するマニピュレータと、 このマニピュレータの基準位置の情報及び少なくともこ
のマニピュレータの周辺に位置する他の各マニピュレー
タユニットに設けられたマニピュレータの基準位置の情
報を発生する発生手段と、 この発生手段により発生した各マニピュレータの基準位
置の情報に基づいてマニピュレータを制御する制御手段
とを設けたことを特徴とするマニピュレータシステム。1. A manipulator system comprising a plurality of manipulator units for controlling a scope for observing the inside of a body cavity or a treatment tool for treating an affected part in the body cavity, wherein each of the manipulator units is a scope, a treatment tool, or the like. A manipulator for supporting the manipulator, generating means for generating information on the reference position of the manipulator and information on the reference position of the manipulator provided on at least each of the other manipulator units located around the manipulator, and the generating means generated by the generating means. A manipulator system comprising: a control unit that controls the manipulator based on information on a reference position of each manipulator.