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WO2016088205A1 - 医療用マニピュレータ - Google Patents

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WO2016088205A1
WO2016088205A1 PCT/JP2014/081890 JP2014081890W WO2016088205A1 WO 2016088205 A1 WO2016088205 A1 WO 2016088205A1 JP 2014081890 W JP2014081890 W JP 2014081890W WO 2016088205 A1 WO2016088205 A1 WO 2016088205A1
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WO
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wire
pressing member
tension
medical manipulator
unit
Prior art date
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PCT/JP2014/081890
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French (fr)
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修哉 城ケ崎
雅敏 飯田
浩志 若井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Priority to PCT/JP2014/081890 priority patent/WO2016088205A1/ja
Publication of WO2016088205A1 publication Critical patent/WO2016088205A1/ja
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    • G01L5/103—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means using sensors fixed at one end of the flexible member

Definitions

  • the present invention relates to a medical manipulator.
  • an actuator unit provided with a motor, a connection unit including a pulley that is detachably attached to the actuator unit and connected to a rotation shaft of the motor, and a pulley connected to a tip of a coupling shaft extending from the connection unit via a wire
  • a tip operating portion that interlocks
  • This medical manipulator includes a tension detection unit attached to a midway position of the wire, and detects the tension of the wire by a strain sensor provided in the tension detection unit.
  • the medical manipulator of Patent Document 1 detects the tension of the wire by a tension detection unit fixed to the wire, when the wire is driven by the operation of the motor, the tension detection unit also moves with the wire. For this reason, unless the tension detector is configured to be relatively small, the stroke of the wire is limited due to interference with other components. Further, since the wiring for supplying power to the tension detection unit or taking out the signal is a movable wiring, it is necessary to route the wiring and secure a space, and the durability of the wiring is lower than that of the fixed wiring.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and detects the tension of the wire without restricting the stroke of the wire and without using the movable wiring, and accurately controls the tip movable portion. It aims at providing the medical manipulator which can do.
  • One aspect of the present invention is a drive unit including a motor, an attachment / detachment unit detachably attached to the drive unit, and connected to a rotation shaft of the motor, and an elongated insertion connected to the attachment / detachment unit And a tip movable portion arranged at the tip of the insertion portion, the rotating body and the tip movable portion are connected, and the tension generated by the power of the motor is transmitted to the tip movable portion to move the tip.
  • a wire for operating the wire a pressing member made of an elastic material that presses a midway position in the longitudinal direction of the wire in the radial direction, and attached to the pressing member, and is generated in the pressing member according to the tension of the wire
  • a medical manipulator including a sensor for detecting an elastic deformation amount is provided.
  • the rotating body of the attaching / detaching part is connected to the rotating shaft of the motor, and the rotating body is rotated by the driving force of the motor.
  • the wire connected at one end is wound around the rotating body, and tension is generated in the wire. Since the tip movable part arranged at the tip of the elongated insertion part is connected to the other end of the wire, when tension is generated in the wire, the tip movable part is operated by the tension.
  • the pressing member provided in the middle position in the longitudinal direction of the wire presses the wire in the radial direction
  • the force with which the wire pushes back the pressing member changes. That is, when the tension of the wire increases, the force to push back the pressing member increases, so that the pressing member made of an elastic material is elastically deformed, and the amount of elastic deformation is detected by the sensor.
  • the tension generated in the wire can be indirectly detected by the sensor.
  • it is not necessary to fix the sensor to the wire it is possible to accurately control the tip movable portion by detecting the wire tension without limiting the stroke of the wire and without using the movable wiring. .
  • the pressing member may be a leaf spring that is elastically deformed according to the tension of the wire.
  • the elastic force of the leaf spring can be used to reliably press the wire and elastically deform in proportion to the force that the wire pushes back, so that the tension can be accurately detected by the sensor.
  • the base member which supports the said rotary body rotatably is provided, and the said press member consists of a shaft by which one end was fixed with respect to the said base member, and it can rotate to the other end of this shaft You may provide the pulley attached and twisting the middle position of the said wire. By doing this, when the tension is generated in the wire by the drive of the motor and the wire moves in the longitudinal direction, the pulley that rotates the midway position of the wire is rotated to inhibit the movement of the wire. It can be moved smoothly without any problems.
  • the shaft attached to the tip of the pulley is elastically deformed, so the amount of elastic deformation of the shaft is detected by a sensor, so that the wire tension is indirectly detected. be able to.
  • the base member which supports the said rotary body rotatably is provided, and one end is fixed with respect to this base member, and it has a parallel axis line arrange
  • the wires are alternately turned around to the opposite sides of the pulleys provided at the tips of the three shafts having parallel axes that are not arranged on the same plane, so that the wires are substantially cut by the central pulley. It can be curved in a U shape. Thereby, the direction of the tension applied to the wire and the direction of the elastic deformation of the shaft can be matched, and the tension can be detected more reliably.
  • the said press member may be formed in the curved tubular shape which penetrates the said wire.
  • the present invention it is possible to detect the tension of the wire without restricting the stroke of the wire and without using the movable wiring, and to control the tip movable portion with high accuracy.
  • a medical manipulator 3 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • a medical manipulator system 1 includes, for example, a master device 2 operated by an operator A, a medical manipulator 3 inserted into a body cavity of a patient O, and a master device, as shown in FIG. 2, a control unit 4 that controls the medical manipulator 3 based on an operation input to 2 and a monitor 5 are provided.
  • a medical manipulator 3 As shown in FIG. 2, a medical manipulator 3 according to the present embodiment is provided with a manipulator body 7 having an elongated flexible insertion portion 6 inserted into a body cavity, and is detachably provided on the manipulator body 7. And a drive unit 9 including 8.
  • the manipulator body 7 includes a base (base member) 10 fixed to the base end side of the insertion portion 6, an attachment / detachment portion 12 including a pulley (rotary body) 11 rotatably attached to the base 10, and an insertion portion A distal end movable portion 13 such as a grasping forceps disposed at the distal end of the wire 6, a wire 14 connecting the pulley 11 of the detachable portion 12 and the distal end movable portion 13, and a tension detecting portion 15 that detects the tension of the wire 14. I have.
  • a spline shaft 16 is provided on the rotation shaft of the motor 8. Further, the pulley 11 is provided with a spline hole 17 that meshes with the spline shaft 16 of the motor 8 so as to be inserted and removed. Further, as shown in FIG. 3, a wire 14 is wound around the pulley 11, and the wire 14 is fixed to the pulley 11 at a fixing point P by welding or the like. The wire 14 is inserted into the guide sheath 18 and penetrates through the insertion portion 6.
  • the tension detection unit 15 includes a pressing member 19 disposed in the middle of the longitudinal direction between the pulley 11 and the tip movable unit 13, and a sensor 20 including a strain gauge attached to the pressing member 19. It has. As shown in FIG. 4, the pressing member 19 is formed by bending a band plate-like member, thereby bending a curved portion 21 that is convexly convex in one direction, and flat portions 22 a and 22 b that extend at both ends of the curved portion 21. It is comprised by the leaf
  • One flat portion 22a is fixed to the flat side surface 10a of the mounting member fixed to the base 10 by, for example, a screw 10b, and the other flat portion 22b is movable along the side surface 10a without being fixed. Is arranged.
  • a groove 23 for accommodating the wire 14 is formed on the outer surface on the convex side of the curved portion 21 in the center in the width direction.
  • a sensor 20 is attached to the surface of the curved portion 21 opposite to the groove 23. The sensor 20 detects an elastic deformation generated in the bending portion 21 and outputs it to the control portion 4.
  • the pressing member 19 is arranged at a midway position in the longitudinal direction of the wire 14 from the pulley 11 toward the distal end movable portion 13, and the midway position of the wire 14 is accommodated in the groove 23 of the bending portion 21, as shown in FIG.
  • the wire 14 is pressed in the radial direction. That is, when the tension related to the wire 14 increases, the wire 14 presses the bending portion 21 in contact with the wire 14 in the direction of the arrow X, so that the bending portion is displaced while the unfixed flat portion 22b is displaced in the direction of the arrow Y. 21 is elastically deformed in the direction to be crushed.
  • the control unit 4 controls the operation of the medical manipulator 3 based on the tension of the wire 14 detected by the sensor 20. That is, when the insertion portion 6 of the medical manipulator 3 is curved, the wire 14 inserted into the insertion portion 6 via the guide sheath 18 comes into contact with the inner surface of the guide sheath 18 to increase the frictional force. To do.
  • the operator A inserts the insertion part 6 of the medical manipulator 3 into the body cavity of the patient O from the distal end movable part 13 side. Then, the distal end movable portion 13 is made to oppose the affected area while observing an image acquired by the separately inserted endoscope on the monitor 5.
  • the operator A operates the master device 2 so that the operation amount of the master device 2 is input to the control unit 4, and the control unit 4 generates a driving force in the motor 8 according to the operation amount and is connected to the rotating shaft.
  • the pulley 11 thus driven is rotated in one direction.
  • the tension applied to one wire 14 increases and the tension applied to the other wire 14 decreases, so that the tip movable portion 13 connected to the tip of the wire 14 is opened or closed.
  • the detected elastic deformation is output from the sensor 20 to the control unit 4 and used in the control unit 4 to control the medical manipulator 3. That is, in this embodiment, when the tension applied to the wire 14 increases, the control unit 4 increases the driving force of the motor 8, so that the wire 14 is pulled against the frictional force and disposed at the distal end of the insertion unit 6. There is an advantage that the tip movable portion 13 that is being operated can be operated with high accuracy.
  • the tension of the wire 14 is detected by the deformation of the pressing member 19 fixed to the base 10, so that it is not necessary to limit the stroke of the wire 14, and the sensor
  • the wiring for power supply to 20 and the signal take-out need not be a movable wiring.
  • the pressing member 19 is configured by curving a belt-like plate spring.
  • the pipe 24 that penetrates the wire 14 is curved.
  • the wire 14 may be pressed in the radial direction by the inner surface of the bending portion 21 and the deformation of the pipe 24 due to the tension of the wire 14 may be detected by the sensor 20. In this way, even if the tension applied to the wire 14 is reduced and the wire 14 is slackened, it is possible to prevent the wire 14 from falling off the pipe 24. There is an advantage that the tension of 14 can be detected.
  • the tension detector 15 detects the tension of the wire 14 by elastic deformation of the pressing member 19 by sliding the wire 14 against the pressing member 19 formed of a leaf spring.
  • the pulley 11 is instructed to rotate around the axis of the shaft 25 at the tip of the shaft 25 fixed to the base 10 in a cantilever shape as the tension detector 15. May be arranged, the sensor 20 may be attached to the shaft 25, and the midway position of the wire 14 may be turned around the pulley 11.
  • three shafts 25 having pulleys 11 as shown in FIG. 6 are prepared, and as shown in FIG. 7, the shafts of the three shafts 25 are arranged in parallel so that they are not arranged on the same plane,
  • the wires 14 may be alternately turned to the opposite sides of the three pulleys 11. As shown in FIG. 7, the wire 14 is bent in a substantially U shape by the central pulley 11, so that the direction of tension applied to the wire 14 (arrow Z) and the bending direction of the shaft 25 (arrow X) are changed. Can be matched. That is, there is an advantage that the tension applied to the wire 14 can be detected more reliably by arranging the sensor 20 on the shaft 25 that supports the central pulley 11. The position of the sensor 20 may be arranged on another shaft 25.
  • a contact for connecting wiring to transmit the power of the battery to the sensor 20 is connected to the drive unit 9 and the manipulator. You may arrange

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Abstract

ワイヤのストロークを制限せず、かつ、可動配線を用いることなくワイヤの張力を検出して、先端可動部を精度よく制御することを目的として、本発明に係る医療用マニピュレータ（３）は、モータ（８）を備える駆動部（９）と、該駆動部（９）に着脱可能に取り付けられ、モータ（８）の回転軸に接続される回転体（１１）を備える着脱部（１２）と、該着脱部（１２）に連結された細長い挿入部（６）と、該挿入部（６）の先端に配置される先端可動部（１３）と、回転体（１１）と先端可動部（１３）とを接続し、モータ（８）の動力により発生する張力を先端可動部（１３）に伝達して該先端可動部（１３）を作動させるワイヤ（１４）と、該ワイヤ（１４）の長手方向の途中位置を線径方向に押圧する弾性材料からなる押圧部材と、該押圧部材に取り付けられ、ワイヤ（１４）の張力に応じて押圧部材に発生する弾性変形量を検出するセンサとを備える。

Description

医療用マニピュレータ
　本発明は、医療用マニピュレータに関するものである。
　医療用マニピュレータとしては、モータを備えたアクチュエータ部と、アクチュエータ部に着脱自在でモータの回転軸に接続されるプーリを備える接続部と、接続部から延びる連結シャフトの先端にワイヤを介してプーリに連動する先端動作部（以下、先端可動部という。）とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この医療用マニピュレータは、ワイヤの途中位置に取り付けられた張力検出部を備え、張力検出部に設けられた歪みセンサによって、ワイヤの張力を検出することとしている。
特開２０１０－４６３８４号公報
　特許文献１の医療用マニピュレータは、ワイヤの張力をワイヤに固定した張力検出部によって検出するので、モータの作動によりワイヤが駆動されると張力検出部もワイヤとともに移動してしまう。このため、張力検出部を比較的小さく構成しないと、他の構成部品との干渉によりワイヤのストロークが制限されてしまう。また、張力検出部への電力供給あるいは信号取り出しのための配線が可動配線となるため、配線の引き回し処理やスペースの確保が必要となり、固定配線と比較して配線の耐久性も低い。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ワイヤのストロークを制限せず、かつ、可動配線を用いることなくワイヤの張力を検出して、先端可動部を精度よく制御することができる医療用マニピュレータを提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、モータを備える駆動部と、該駆動部に着脱可能に取り付けられ、前記モータの回転軸に接続される回転体を備える着脱部と、該着脱部に連結された細長い挿入部と、該挿入部の先端に配置される先端可動部と、前記回転体と前記先端可動部とを接続し、前記モータの動力により発生する張力を前記先端可動部に伝達して該先端可動部を作動させるワイヤと、該ワイヤの長手方向の途中位置を線径方向に押圧する弾性材料からなる押圧部材と、該押圧部材に取り付けられ、前記ワイヤの張力に応じて前記押圧部材に発生する弾性変形量を検出するセンサとを備える医療用マニピュレータを提供する。
　本態様によれば、駆動部に対して着脱可能な着脱部を取り付けると、着脱部の回転体がモータの回転軸に接続されて、モータの駆動力により回転体が回転され、該回転体に一端が接続されているワイヤが回転体に巻き取られてワイヤに張力が発生する。ワイヤの他端には、細長い挿入部の先端に配置された先端可動部が接続されているので、ワイヤに張力が発生すると、該張力によって先端可動部が作動させられる。
　この場合において、ワイヤの長手方向の途中位置に設けられた押圧部材が、ワイヤを線径方向に押圧しているので、ワイヤの張力が変動すると、ワイヤが押圧部材を押し戻す力が変動する。すなわち、ワイヤの張力が増大すると、押圧部材を押し戻す力が増大するので、弾性材料からなる押圧部材が弾性変形させられ、その弾性変形量がセンサにより検出される。これにより、ワイヤに生ずる張力をセンサによって間接的に検出することができる。この場合に、センサをワイヤに固定せずに済むので、ワイヤのストロークを制限せず、かつ、可動配線を用いることなくワイヤの張力を検出して、先端可動部を精度よく制御することができる。
　上記態様においては、前記押圧部材が、前記ワイヤの張力に応じて弾性変形させられる板バネであってもよい。
　このようにすることで、板バネの弾発力によって、ワイヤを確実に押圧し、かつ、ワイヤが押し戻す力に比例して弾性変形させられるので、センサによって張力を精度よく検出することができる。
　また、上記態様においては、前記回転体を回転可能に支持するベース部材を備え、前記押圧部材が、前記ベース部材に対して一端が固定されたシャフトからなり、該シャフトの他端に回転可能に取り付けられ前記ワイヤの途中位置を回し掛けるプーリを備えていてもよい。
　このようにすることで、モータの駆動によりワイヤに張力が発生してワイヤが長手方向に移動する際に、該ワイヤの途中位置を回し掛けているプーリを回転させて、ワイヤの移動を阻害することなくスムーズに移動させることができる。また、ワイヤが押し戻す力がプーリにかかると、プーリを先端に取り付けているシャフトが弾性変形させられるので、該シャフトの弾性変形量をセンサによって検出することにより、間接的にワイヤの張力を検出することができる。
　また、上記態様においては、前記回転体を回転可能に支持するベース部材を備え、該ベース部材に対して一端が固定され、同一平面上に配置されない位置関係に配置された平行な軸線を有する３本のシャフトと、該シャフトの他端に各前記軸線回りに回転可能に取り付けられ、前記ワイヤが交互に逆側に回し掛けられるプーリとを備え、前記押圧部材が、いずれかの前記シャフトからなっていてもよい。
　このようにすることで、同一平面上に配されない平行な軸線を有する３本のシャフトの先端に設けられたプーリにワイヤが交互に逆側に回し掛けられることにより、中央のプーリによってワイヤを略Ｕ字状に湾曲させることができる。これにより、ワイヤにかかる張力の方向とシャフトの弾性変形の方向とを一致させ、張力をより確実に検出することができる。
　また、上記態様においては、前記押圧部材が、前記ワイヤを貫通させる湾曲した管状に形成されていてもよい。
　このようにすることで、管状の押圧部材の弾性変形により、該押圧部材を貫通させているワイヤの張力を検出することができる。
　本発明によれば、ワイヤのストロークを制限せず、かつ、可動配線を用いることなくワイヤの張力を検出して、先端可動部を精度よく制御することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータシステムを示す全体構成図である。 図１の医療用マニピュレータシステムに備えられる本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータの一部を破断した状態を示す分解図である。 図２の医療用マニピュレータのワイヤおよび張力検出部を示す平面図である。 図２の医療用マニピュレータの張力検出部を示す斜視図である。 図４の張力検出部の変形例を示す縦断面図である。 図４の張力検出部の他の変形例を示す斜視図である。 図４の張力検出部の他の変形例を示す斜視図である。
　本発明の一実施形態に係る医療用マニピュレータ３について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る医療用マニピュレータシステム１は、例えば、図１に示されるように、オペレータＡにより操作されるマスタ装置２と、患者Ｏの体腔内に挿入される医療用マニピュレータ３と、マスタ装置２への操作入力に基づいて医療用マニピュレータ３を制御する制御部４と、モニタ５とを備えている。
　本実施形態に係る医療用マニピュレータ３は、図２に示されるように、体腔内に挿入される細長い軟性の挿入部６を備えるマニピュレータ本体７と、該マニピュレータ本体７に着脱可能に設けられ、モータ８を備える駆動部９とを備えている。
　マニピュレータ本体７は、挿入部６の基端側に固定されたベース（ベース部材）１０と、該ベース１０に回転可能に取り付けられたプーリ（回転体）１１とを備える着脱部１２と、挿入部６の先端に配置された把持鉗子等の先端可動部１３と、着脱部１２のプーリ１１と先端可動部１３とを接続するワイヤ１４と、該ワイヤ１４の張力を検出する張力検出部１５とを備えている。
　モータ８の回転軸にはスプライン軸１６が設けられている。また、プーリ１１には、モータ８のスプライン軸１６を挿脱可能に噛み合わせるスプライン孔１７が設けられている。
　また、プーリ１１には、図３に示されるようにワイヤ１４が巻きかけられ、ワイヤ１４は、プーリ１１に固定点Ｐにおいて溶接等により固定されている。ワイヤ１４がガイドシース１８に挿入されて挿入部６内を貫通させられている。
　張力検出部１５は、プーリ１１と先端可動部１３との間に配置される長手方向の途中位置に配置された押圧部材１９と、該押圧部材１９に貼り付けられた歪みゲージからなるセンサ２０とを備えている。
　押圧部材１９は、図４に示されるように、帯板状部材を曲げ成形することにより、一方向に凸に湾曲した湾曲部２１と、該湾曲部２１の両端に伸びる平坦部２２ａ，２２ｂとを備える板バネ部材により構成されている。一方の平坦部２２ａは、ベース１０に固定された取付部材の平坦な側面１０ａに、例えば、ネジ１０ｂにより固定され、他方の平坦部２２ｂは、固定されることなく、側面１０ａに沿って移動可能に配置されている。
　また、湾曲部２１の凸側の外面には、その幅方向の中央に、ワイヤ１４を収容する溝２３が形成されている。また、湾曲部２１の溝２３とは反対側の表面には、センサ２０が貼り付けられている。センサ２０は、湾曲部２１に発生した弾性変形を検出して制御部４に出力するようになっている。
　また、押圧部材１９は、プーリ１１から先端可動部１３に向かうワイヤ１４の長手方向の途中位置に配置され、湾曲部２１の溝２３内にワイヤ１４の途中位置を収容しつつ、図３に示されるように、ワイヤ１４をその線径方向に押圧するようになっている。
　すなわち、ワイヤ１４に係る張力が増大すると、ワイヤ１４は接触している湾曲部２１を矢印Ｘの方向に押圧するので、固定されていない平坦部２２ｂを矢印Ｙの方向に変位させながら、湾曲部２１が潰れる方向に弾性変形するようになっている。
　センサ２０は押圧部材１９の弾性変形に応じた信号を出力するので、ワイヤ１４に発生している張力を検出するようになっている。
　制御部４は、センサ２０により検出されたワイヤ１４の張力に基づいて、医療用マニピュレータ３の動作を制御するようになっている。すなわち、医療用マニピュレータ３の挿入部６が湾曲すると、該挿入部６内にガイドシース１８を介して挿入されているワイヤ１４がガイドシース１８の内面に多く接触するようになって摩擦力が増大する。
　したがって、摩擦力に抗して先端可動部１３を作動させるには、より大きな張力をワイヤ１４にかけなければならなくなるので、制御部４は、センサ２０から受け取った張力が大きくなった場合には、マスタ装置２への操作入力に対するモータ８の駆動力を増大させ、張力が小さくなった場合にはモータ８の駆動力を低下させるように制御するようになっている。
　このように構成された本実施形態に係る医療用マニピュレータ３の作用について説明する。
　本実施形態に係る医療用マニピュレータ３を用いて体腔内の患部の処置を行うには、オペレータＡは、患者Ｏの体腔内に医療用マニピュレータ３の挿入部６を先端可動部１３側から挿入し、別途挿入した内視鏡により取得された画像をモニタ５で観察しながら患部に対して先端可動部１３を対向させる。
　次いで、オペレータＡはマスタ装置２を操作することにより、マスタ装置２の操作量が制御部４に入力され、制御部４が操作量に応じてモータ８に駆動力を発生させ、回転軸に連結されたプーリ１１が一方向に回転駆動される。これにより、一方のワイヤ１４にかかる張力が増大し、他方のワイヤ１４に係る張力が減少することで、ワイヤ１４の先端に接続されている先端可動部１３が、開動作または閉動作させられる。
　この場合において、ワイヤ１４に弛まない程度の張力がかかっていれば、ワイヤ１４は押圧部材１９の湾曲部２１外面に形成されている溝２３内に収容状態に維持され、センサ２０によって張力を検出し続けることができる。そして、ワイヤ１４にかかる張力が増大すると、ワイヤ１４の途中位置に接触させられている板バネ部材の湾曲部２１が凸形状を潰す方向にワイヤ１４によって押される力が増大し、その力によって発生した湾曲部２１の弾性変形がセンサ２０によって検出される。
　検出された弾性変形は、センサ２０から制御部４に出力され、制御部４において医療用マニピュレータ３の制御に利用される。すなわち、本実施形態においては、ワイヤ１４にかかる張力が増大すると、制御部４がモータ８の駆動力を増大させるので、ワイヤ１４が摩擦力に抗して牽引されて挿入部６の先端に配置されている先端可動部１３を精度よく作動させることができるという利点がある。
　また、本実施形態に係る医療用マニピュレータ３によれば、ベース１０に固定された押圧部材１９の変形によりワイヤ１４の張力を検出するので、ワイヤ１４のストロークを制限せずに済み、かつ、センサ２０への電力供給や信号取り出しのための配線を可動配線とせずに済むという利点もある。
　なお、本実施形態においては、帯板状の板バネを湾曲させて押圧部材１９を構成したが、これに代えて、図５に示されるように、ワイヤ１４を貫通させるパイプ２４を湾曲させて、湾曲部２１の内面によってワイヤ１４を線径方向に押圧し、ワイヤ１４の張力によるパイプ２４の変形をセンサ２０により検出することにしてもよい。このようにすることで、ワイヤ１４にかかる張力が低減されてワイヤ１４に弛みが発生しても、パイプ２４からのワイヤ１４の脱落を防止でき、次に張力が増大したときに、確実にワイヤ１４の張力を検出することができるという利点がある。
　また、本実施形態においては、張力検出部１５が、板バネからなる押圧部材１９に対してワイヤ１４を摺動させることにより、押圧部材１９の弾性変形によってワイヤ１４の張力を検出することとした。これに代えて、図６に示されるように、張力検出部１５として、ベース１０に片持ち梁状に固定されたシャフト２５の先端に該シャフト２５の軸線回りに回転可能に指示されたプーリ１１を配置し、シャフト２５にセンサ２０を取り付け、プーリ１１にワイヤ１４の途中位置を回し掛けてもよい。
　このようにすることで、ワイヤ１４が牽引されて長手方向に移動する際に、プーリ１１がシャフト２５に対して回転するので、張力検出部１５においてワイヤ１４にかける摩擦を低減することができる。ワイヤ１４に張力がかかると、片持ち梁状のシャフト２５が弾性変形によって湾曲するので、その弾性変形をセンサ２０によって検出することにより、ワイヤ１４の張力を間接的に検出することができる。
　また、図６に示されるようなプーリ１１を備えるシャフト２５を３個用意し、図７に示されるように、３つのシャフト２５の軸線が同一平面上に配置されないように平行に配置して、３つのプーリ１１にワイヤ１４を交互に逆側に回し掛けることにしてもよい。ワイヤ１４は、図７に示されるように、中央のプーリ１１によって略U字状に湾曲させられるので、ワイヤ１４にかかる張力の方向（矢印Ｚ）とシャフト２５の湾曲方向（矢印Ｘ）とを一致させることができる。すなわち、中央のプーリ１１を支持するシャフト２５にセンサ２０を配置しておくことにより、ワイヤ１４にかかる張力を、より確実に検出することができるという利点がある。なお、センサ２０の位置は他のシャフト２５に配置されていてもよい。
　また、駆動部９側にバッテリを配置し、駆動部９とマニピュレータ本体７とが連結されたときに、バッテリの電力をセンサ２０に伝達するために配線を接続する接点が、駆動部９とマニピュレータ本体７との間に配置されていてもよい。また、センサ２０から出力される信号については、駆動部９とマニピュレータ本体７との間の電気的な接点によってマニピュレータ本体７から外部に取り出してもよいし、無線によって取り出してもよい。
３　医療用マニピュレータ
６　挿入部
８　モータ
９　駆動部
１０　ベース（ベース部材）
１１　プーリ（回転体）
１２　着脱部
１３　先端可動部
１４　ワイヤ
１９　押圧部材
２０　センサ
２５　シャフト（押圧部材）

Claims (5)

  1. 　モータを備える駆動部と、
    　該駆動部に着脱可能に取り付けられ、前記モータの回転軸に接続される回転体を備える着脱部と、
    　該着脱部に連結された細長い挿入部と、
    　該挿入部の先端に配置される先端可動部と、
    　前記回転体と前記先端可動部とを接続し、前記モータの動力により発生する張力を前記先端可動部に伝達して該先端可動部を作動させるワイヤと、
    　該ワイヤの長手方向の途中位置を線径方向に押圧する弾性材料からなる押圧部材と、
    　該押圧部材に取り付けられ、前記ワイヤの張力に応じて前記押圧部材に発生する弾性変形量を検出するセンサとを備える医療用マニピュレータ。
  2. 　前記押圧部材が、前記ワイヤの張力に応じて弾性変形させられる板バネである請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  3. 　前記回転体を回転可能に支持するベース部材を備え、
    　前記押圧部材が、前記ベース部材に対して一端が固定されたシャフトからなり、
    　該シャフトの他端に回転可能に取り付けられ前記ワイヤの途中位置を回し掛けるプーリを備える請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  4. 　前記回転体を回転可能に支持するベース部材を備え、
    　該ベース部材に対して一端が固定され、同一平面上に配置されない位置関係に配置された平行な軸線を有する３本のシャフトと、
    　該シャフトの他端に各前記軸線回りに回転可能に取り付けられ、前記ワイヤが交互に逆側に回し掛けられるプーリとを備え、
    　前記押圧部材が、いずれかの前記シャフトからなる請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
  5. 　前記押圧部材が、前記ワイヤを貫通させる湾曲した管状に形成されている請求項１に記載の医療用マニピュレータ。
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