WO2019039362A1 - Medical manipulator bending structure - Google Patents
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- B25J18/06—Arms flexible
Definitions
- the present invention relates to a bending structure applicable to a bending portion of a medical manipulator such as a surgical robot.
- Medical manipulators such as robot forceps and manual forceps insert an endoscopic camera and arm from a patient's small wound and perform surgery with the sense that the forceps are actually moved while the doctor looks at the surgical field with a 3D monitor. make it possible to
- Patent Document 1 there is a manipulator which can secure a high degree of freedom and can perform more precise surgical operation by providing the arm with a joint function by a bending portion.
- a coil spring is used at a bending portion of the arm, and the coil spring is bent by pulling a drive wire passing therethrough.
- the arm of such a medical manipulator is desired to be miniaturized in order to make the patient's wound smaller and to alleviate the mental and physical burden. In accordance with this, it is also desired to miniaturize the bent portion used for the arm.
- the problem to be solved is that there was a limit in securing load resistance and flexibility while achieving miniaturization.
- a flexible tube made of a superelastic alloy, and a medical manipulator which is disposed in the flexible tube and which is made of a superelastic alloy in order to achieve miniaturization and excellent load resistance and flexibility.
- a guide portion for guiding a drive wire wherein the flexible tube is a part of a circumferential direction between a plurality of ring portions continuously provided in the axial direction of the flexible tube and the ring portions adjacent in the axial direction.
- a slit which is defined on both sides in the circumferential direction of the tube connection between the adjacent ring portions in the axial direction and which allows bending of the flexible tube by bending of the tube connection.
- a bending structure in which at least a bending rigidity between the ring portions of the flexible tube is set smaller than a bending rigidity of the tube coupling portion of the flexible tube.
- a second aspect of the present invention is a flexible tube of a medical manipulator made of super elastic alloy, which comprises a plurality of ring portions arranged in a row in the axial direction and a ring portion adjacent in the axial direction.
- a tube joint portion joined in a circumferential direction and a ring joint portion adjacent in the axial direction are divided on both sides in the circumferential direction of the tube joint portion, and allowing bending of the flexible tube by bending of the tube joint portion
- the tube coupling portion is gradually reduced in size in the circumferential direction from one side in the axial direction that is the fixed side during the bending to the other side in the axial direction that is the movable side during the bending Provide a flexible tube.
- a third aspect of the present invention is a flexible tube of a medical manipulator made of super elastic alloy, which comprises: a plurality of ring portions provided continuously in the axial direction; and a ring portion adjacent in the axial direction
- a tube joint portion joined in a circumferential direction and a ring joint portion adjacent in the axial direction are divided on both sides in the circumferential direction of the tube joint portion, and allowing bending of the flexible tube by bending of the tube joint portion
- the ring portion provides a flexible tube whose dimension in the axial direction is equal to or less than the dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling portion.
- a flexible tube made of a superelastic alloy is formed by connecting a plurality of ring portions in the axial direction by a tube joint, and bending is possible by bending the tube joint. Since it has become, it can be made excellent in load resistance and flexibility while achieving miniaturization.
- the bending stiffness of the guide portion at least between the ring portions of the flexible tube is set smaller than the bending stiffness of the tube joint portion of the flexible tube, so that the bending of the flexible tube is prevented.
- the drive wire can be held in an appropriate position to perform a stable and accurate bending operation.
- the size of the circumferential direction is gradually reduced from one side in the axial direction, which is the fixed side during bending, to the other side in the axial direction, which is the movable side during bending. Also on the other side, it is possible to generate sufficient strain during bending of the tube connection.
- the ring portion when the flexible tube is bent, the ring portion is deformed together with the tube connection portion by the configuration in which the axial dimension of the ring portion is equal to or smaller than the circumferential dimension of the largest tube connection portion. It is possible to generate strain in the entire structure of the flexible tube, and as a result, to relieve the strain.
- FIG. 1A is a perspective view from the front side showing a robot forceps using a bending structure
- FIG. 1B is a perspective view from the back side (Example 1).
- 2 (A) and 2 (B) show the robot forceps of FIG. 1
- FIG. 2 (A) is a side view
- FIG. 2 (B) is a front view (Example 1).
- FIG. 3 is a perspective view showing a bending structure of the robot forceps of FIG. 1 (Example 1).
- FIG. 4 is a front view of the bending structure of FIG. 3 (Example 1).
- FIG. 5 is a perspective view showing a flexible tube used in the bending structure of FIG. 3 (Example 1). 6 is a front view showing the flexible tube of FIG.
- FIG. 5 (Example 1). 7 is a partially enlarged front view of the flexible tube of FIG. 5 (Example 1).
- FIG. 8 is a perspective view showing a guide portion used in the bending structure of FIG. 3 (Example 1).
- FIG. 9 is a front view showing the guide part of FIG. 8 (Example 1).
- FIG. 10 is a plan view showing the guide part of FIG. 8 (Example 1).
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the flexible tube used for the bending structure (Example 1).
- FIG. 12 is a front view showing a bending structure (Example 2).
- FIG. 13 is a plan view of the bent structure of FIG. 12 (Example 2).
- FIG. 12 is a front view showing a bending structure (Example 2).
- FIG. 13 is a plan view of the bent structure of FIG. 12 (Example 2).
- FIG. 12 is a front view showing a bending
- FIG. 14 is a perspective view showing a bending structure (Example 3).
- FIG. 15 is a side view showing the bent structure of FIG. 14 (Example 3).
- FIG. 16 is a plan view showing the bent structure of FIG. 14 (Example 3).
- FIG. 17 is a perspective view showing a bending structure (Example 4).
- FIG. 18 is a side view showing the bent structure of FIG. 17 (Example 4).
- FIG. 19 is a plan view showing the bent structure of FIG. 17 (Example 4).
- FIG. 20 is a perspective view showing a bending structure (Example 5).
- FIG. 21 is a side view showing the bent structure of FIG. 20 (Example 5).
- FIG. 22 is a plan view showing the bent structure of FIG. 20 (Example 5).
- FIG. 23 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure (Example 6).
- FIG. 24 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bent structure according to a modification (Example 6).
- FIG. 25 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure (Example 7).
- FIG. 26 is a side view showing a flexible tube of a robot forceps (Example 8).
- FIG. 27 is a front view showing a flexible tube at the time of bending (Example 8).
- FIGS. 28 (A) and 28 (B) are side views of a flexible tube showing strain distribution, and FIG. 28 (A) is Example 8 and FIG. 28 (B) is a comparative example. (Example 8).
- FIG. 29 is a graph showing the relationship between the maximum value of strain and the bending angle (Example 8).
- FIGS. 30 (A) and 30 (B) are graphs showing the relationship between the bending angle and the increase and decrease of the load value, FIG. 30 (A) shows Example 8, and FIG. 30 (B) shows Comparative Example (Example 8).
- 31 (A) and 31 (B) are graphs showing the relationship between the bending angle and the spring constant, and FIG. 31 (A) is Example 8 and FIG. 31 (B) is a comparative example (Example 8).
- FIG. 32 is a graph showing the relationship between the load of the flexible tube and the bending angle (Example 8).
- FIG. 33 is a front view showing a bending structure using a flexible tube (Example 9).
- FIG. 34 is a front view showing the guide portion of the bent structure of FIG. 33 (Example 9).
- FIG. 35 is a front view showing a bending structure using a flexible tube (Example 10).
- FIG. 36 is a side view showing a bending structure using a flexible tube (Example 11).
- FIG. 37 is a side view showing a bending structure using a flexible tube (Example 12).
- FIG. 38 is a side view showing a bending structure using a flexible tube (Example 13).
- FIGS. 40 (A) and 40 (B) are front views of a flexible tube showing strain distribution, FIG. 40 (A) shows Example 14, and FIG. 40 (B) shows a comparative example (Example 14).
- FIGS. 40 (A) and 40 (B) are front views of a flexible tube showing strain distribution, FIG. 40 (A) shows Example 14, and FIG. 40 (B) shows a comparative example (Example 14).
- 41 (A) and 41 (B) are perspective views of a flexible tube showing distribution of strain, FIG. 41 (A) shows Example 14, and FIG. 41 (B) shows a comparative example (Example 14).
- FIG. 42 (A) is an enlarged view of an essential part of FIG. 41 (A)
- FIG. 42 (B) is an enlarged view of an essential part of FIG. 41 (B) (Example 14).
- FIG. 41 (A) is an enlarged view of an essential part of FIG. 41 (A)
- FIG. 42 (B) is an enlarged view of an essential part of
- FIG. 43 is a graph showing the relationship between the maximum value of strain and the bending angle (Example 14).
- FIG. 44 is a graph showing the relationship between the load of a flexible tube and the bending angle (Example 14).
- 45 (A) and 45 (B) show a flexible tube, FIG. 45 (A) is a side view, and FIG. 45 (B) is a front view (Example 15).
- 46 (A) and 46 (B) are front views of a flexible tube showing distribution of strain, FIG. 46 (A) is Example 15, and FIG. 46 (B) is a comparative example (Example 15) .
- 47 (A) and (B) are perspective views of a flexible tube showing distribution of strain, FIG. 47 (A) shows Example 15, and FIG.
- FIG. 47 (B) shows a comparative example (Example 15).
- FIG. 48 is an enlarged view of a portion of XLVIII in FIG. 47 (A) (Example 15).
- 49 (A) and 49 (B) show a flexible tube
- FIG. 49 (A) is a side view
- FIG. 49 (B) is a front view (Example 16).
- FIG. 50 is a front view showing a bending structure (Example 17).
- FIG. 51 is a front view showing the guide portion of the bent structure of FIG. 50 (Example 17).
- FIG. 52 is a front view showing a bending structure using a flexible tube (Example 18).
- FIG. 53 is a side view showing a bending structure using a flexible tube (Example 19).
- FIG. 54 is a side view showing a bending structure using a flexible tube (Example 20).
- FIG. 55 is a side view showing a bending structure using a flexible tube (Example
- the embodiment of the present invention has the object of providing a guide portion in a superelastic alloy flexible tube with the object of achieving compactness, excellent load resistance and flexibility, and enabling stable and accurate bending operation. It was realized.
- the bending structure includes a flexible tube made of a superelastic alloy, and a guide portion disposed in the flexible tube and guiding a drive wire of the medical manipulator.
- the flexible tube has a plurality of ring portions arranged in the axial direction, a tube coupling portion connecting the ring portions adjacent in the axial direction in a part of the circumferential direction, and a tube between the ring portions adjacent in the axial direction And a slit defined on both sides in the circumferential direction of the joint to allow bending of the flexible tube due to bending of the tube joint.
- the guide portion is set such that the bending stiffness at least between the ring portions of the flexible tube is smaller than the bending stiffness of the tube coupling portion of the flexible tube.
- the above object is achieved by connecting a plurality of ring portions provided in a row in the axial direction by means of the tube connecting portion, and the circumferential dimension of the tube connecting portion is fixed from the one side in the axial direction. It is realized by a flexible tube made of a superelastic alloy which is gradually reduced toward the other side in the axial direction which becomes the movable side at the time of bending.
- the above object is achieved by connecting a plurality of axially arranged ring portions by a tube coupling portion, and reducing the axial dimension of the ring portion to the largest dimension of the largest tube coupling portion.
- This is realized by a flexible tube made of a superelastic alloy.
- FIG. 1 (A) is a perspective view from the front side showing a robot forceps using a bending structure
- FIG. 1 (B) is a perspective view from the same back side
- FIG. 2 (A) is the same side view
- FIG. 2 (B) is a front view of the same.
- illustration of the guide part 17 of the bending structure 3 mentioned later is abbreviate
- the robot forceps 1 constitute a robot arm tip of a surgical robot that is a medical manipulator.
- the robot forceps 1 is an example of a medical manipulator.
- the medical manipulator to which the bending structure 3 can be applied is manually operated by a doctor or the like regardless of whether it is attached to a surgical robot or not, provided that it has a bending portion that performs bending operation. It is not a thing. Therefore, the medical manipulator also includes an endoscopic camera and a manual forceps which are not attached to the surgical robot.
- the robot forceps 1 is composed of a shaft portion 5, a bending portion 7 and a gripping portion 9.
- the shaft portion 5 is formed in a cylindrical shape.
- a drive wire 11 (FIG. 10) for driving the bending portion 7 and a push-pull cable 13 (FIG. 10) for driving the grip 9 pass through the shaft portion 5.
- a grip portion 9 is provided at the tip of the shaft portion 5 via the bending portion 7.
- the bending portion 7 is configured by the bending structure 3 of the present embodiment, and can be bent by the operation of the drive wire 11. The details of the bending structure 3 will be described later.
- the forceps portion 9 b is pivotally supported by a base portion 9 a attached to the tip of the bending portion 7.
- the forceps portion 9b is adapted to be opened and closed by advancing and retracting operation (push-pull operation) of the push-pull cable 13.
- the drive of the grip portion 9 is not limited to the push-pull cable 13, and an air tube or a plurality of drive cables may be used.
- FIG. 3 is a perspective view showing a bending structure 3 of the robot forceps 1 of FIG. 1
- FIG. 4 is a front view of the same
- FIG. 5 is a perspective view showing a flexible tube 15 of the bending structure 3 of FIG. 6 is the same front view
- FIG. 7 is the same part enlarged front view.
- the bent structure 3 shown in FIGS. 3 to 7 is slightly different in shape from FIGS. 1 and 2, but the same one is simplified.
- the bending structure 3 includes a flexible tube 15 and a guide portion 17, and can be bent with one side (base end side) in the axial direction as the fixed side and the other side (tip side) in the axial direction as the movable side. ing.
- the proximal end side is the lower side
- the distal end side is the upper side.
- the flexible tube 15 is made of a super elastic alloy, and is constituted by the connecting portions 19a and 19b, the ring portion 21, the tube connecting portions 23a and 23b, and the tube slit 25.
- the superelastic alloy is a titanium-based alloy such as NiTi alloy (nickel-titanium alloy), rubber metal (registered trademark), Cu-Al-Mn alloy (copper-based alloy), Fe-Mn-Al-based alloy (iron-based alloy) And so on.
- the connecting portions 19a and 19b are ring-shaped provided at both ends, and are portions connected to the robot forceps 1 side.
- a plurality of ring portions 21 are located between the connecting portions 19a and 19b.
- the plurality of ring portions 21 are arranged in parallel at equal intervals in the axial direction.
- the distance d between the adjacent ring portions 21 in the axial direction is held constant, and the diameter r1 of each ring portion 21, the axial width w1 as the dimension in the axial direction, and the thickness t are also constant.
- the thickness t is constant in the entire flexible tube 15 including the connecting portions 19a and 19b and the tube connecting portions 23a and 23b.
- Adjacent ring portions 21 are coupled by tube coupling portions 23a and 23b in a part of the circumferential direction.
- the ring portions 21 at both ends are coupled to the coupling portions 19a and 19b by tube coupling portions 23a and 23b.
- the tube coupling portions 23a and 23b are integrally provided in the ring portion 21 and couple between the ring portions 21 adjacent in the axial direction at two circumferentially opposing positions in the radial direction.
- the tube coupling portions 23a and 23b positioned on one side (base end side) in the axial direction and the tube coupling portions 23b and 23a positioned on the other side (tip end side) are 180 / N degrees in the circumferential direction It is placed out of alignment.
- the deviation of the tube coupling portions 23a and 23b here means the deviation between the center lines of the tube coupling portions 23a and 23b (the same applies hereinafter).
- the deviation between the tube coupling portions 23a and 23b may be 60 degrees or the like, but is preferably 90 degrees. This is because the number of ring portions 21 required for bending the flexible tube 15 can be reduced, and the overall length can be made compact.
- Each of the tube coupling portions 23 a and 23 b has a rectangular plate shape extending in the axial direction, and has a slight curvature according to the ring portion 21. Both end portions of the tube coupling portions 23 a and 23 b transition to the ring portion 21 via the arc portion 26. Thereby, between the tube coupling portions 23a and 23b and the ring portion 21 is tangentially continuous.
- the inner and outer peripheries of the tube coupling portions 23a and 23b and the ring portion 21 are transitioned without any step.
- the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b is smaller than the axial width w1 of the ring portion 21.
- the radius of curvature r2 of the arc portion 26 is smaller than the axial width w1 of the ring portion 21 and is the same as or slightly different from the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b.
- the tube coupling portions 23a and 23b allow bending of the flexible tube 15 by compressing one side in the circumferential direction bordering on the neutral axis and bending so as to extend the other side.
- bending in the circumferential direction by the tube coupling portions 23a and 23b shifted by 90 degrees enables bending in two different intersecting directions X and Y.
- the tube slit 25 which permits bending of the flexible tube 15 by bending of tube connection part 23a, 23b is provided in the circumferential direction both sides of each tube connection part 23a, 23b.
- each tube slit 25 is divided on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portions 23a and 23b between the ring portions 21 adjacent in the axial direction.
- Each tube slit 25 has a rectangular shape with rounded corners according to the shapes of the ring portion 21 and the tube coupling portions 23a and 23b.
- the axial width d of the tube slit 25 (the same as the distance d between the ring portions 21) is formed larger than the axial width w1 of the ring portion 21.
- each part of the flexible tube 15 of the present embodiment are the total length L 22.4 mm, the diameter r1 of the ring portion 21 6 mm, the axial width w1 0.8 mm, the thickness t 0.4 mm, and the tube
- the circumferential width w2 of the coupling portions 23a and 23b is 0.2 to 0.5 mm
- the curvature radius r2 of the arc portion 26 is 0.3 mm
- the axial width d of the tube slit 25 is 1.0 mm.
- the dimensions of these parts are only an example, and can be appropriately changed according to the required size and characteristics.
- the thickness t of the ring portion 21 and the tube coupling portions 23a and 23b, the diameter r1 of the ring portion 21, and the axial width w1 may not be constant depending on the characteristics required of the flexible tube 15.
- the relative sizes of the diameter r1 of the ring portion 21, the axial width w1, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b, the curvature radius r2 of the arc portion 26, and the axial width d of the tube slit 25 It is also possible to change
- FIG. 8 is a perspective view showing the guide portion 17 of the bending structure 3 of FIG. 3
- FIG. 9 is a front view thereof
- FIG. 10 is a plan view thereof.
- the guide portion 17 of the present embodiment is disposed in at least a central portion of the flexible tube 15 and suppresses movement of the drive wire 11 beyond the central portion.
- the central portion means an axial center portion where the insertion hole 33b is located in the present embodiment and a region surrounding the axial center portion.
- the guide portion 17 is made of a material having a smaller Young's modulus than the flexible tube 15.
- a material of the guide part 17 it is possible to use resin, such as a polypropylene.
- the guide portion 17 of the present embodiment is formed in a shape corresponding to the flexible tube 15, and is in phase with the flexible tube 15.
- the guide portion 17 is disposed in the flexible tube 15, and at least the bending rigidity of the guide portion 17 between the ring portions 21 of the flexible tube 15 is the bending rigidity of the tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15.
- the shape and the material are not particularly limited as long as the configuration is set smaller than that.
- the guide portion 17 of the present embodiment includes a guide body 27, guide coupling portions 29 a and 29 b, and a guide slit 31.
- the guide body 27 is formed in a disk shape that is positioned on the inner periphery of the plurality of ring portions 21 of the flexible tube 15.
- the thickness T in the axial direction of the guide body 27 of the present embodiment is set so as to be within the range of the ring portion 21 of the flexible tube 15.
- the guide body 27 is set to have a diameter r3 so as to fit on the inner periphery of the ring portion 21.
- the guide body 27 can be loosely fitted on the inner periphery of the ring portion 21.
- Each guide body 27 has insertion holes 33 a and 33 b for inserting the drive wire 11 and the push-pull cable 13.
- the drive wire 11 is fixed to the tip end side of the bending structure 3 after the guide portion 17 is inserted.
- the push-pull cable 13 is coupled to the grip 9.
- the insertion hole 33 b for inserting the push-pull cable 13 is provided at the axial center portion.
- Four insertion holes 33a for inserting the drive wire 11 are provided at every 90 degrees in the circumferential direction in the present embodiment, and each is arranged to be biased radially outward with respect to the insertion holes 33b. There is.
- the drive wire 11 is held in a well-balanced manner every 90 degrees in the circumferential direction.
- the guide portion 17 suppresses movement of each drive wire 11 beyond the central portion of the flexible tube 15.
- the movement beyond the central portion of the flexible tube 15 means that the drive wire 11 moves to the opposite side across the central portion by the movement toward the central portion. In the present embodiment, the drive wire 11 does not move from the holding portion to the central portion side.
- the guide body 27 does not have to be located on the inner periphery of each ring portion 21 of the flexible tube 15.
- the guide body 27 may be located on the inner periphery of the ring portion 21 only at every other portion or in the axial direction middle portion of the flexible tube 15. It is also possible to position.
- the adjacent guide bodies 27 are coupled by the guide coupling portions 29a and 29b.
- the guide coupling portions 29a and 29b are integrally provided to the guide body 27, and couple the adjacent guide bodies 27 in a part of the circumferential direction corresponding to the tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15.
- the guide coupling portion 29 a of the present embodiment is provided between the ring coupling portions 21 of the flexible tubes 15 axially adjacent to each other and between the tube coupling portions 23 a of the flexible tubes 15 opposed in the radial direction.
- the guide coupling portion 29b is similarly provided across the tube coupling portions 23b.
- the guide coupling portions 29a and 29b are formed in a belt shape extending in the radial direction, and lightening holes 35a, 35b and 35c are provided at the central portion in the radial direction and on both sides thereof.
- the guide coupling portions 29a and 29b are shaped so as to overlap the tube coupling portions 23a and 23b in the radial direction, and like the tube coupling portions 23a and 23b, both end portions in the axial direction are guide members through the arc portion 37.
- the state transitions to 27, and the tangent to the ring portion 21 is continuous.
- the guide coupling portions 29a and 29b together with the tube coupling portions 23a and 23b, compress one side in the circumferential direction and bend so as to extend the other side, thereby enabling the bending of the guide portion 17.
- the bending stiffness of the guide coupling portions 29 a and 29 b is set to be lower than the bending stiffness of the tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15.
- At least the bending rigidity of the guide portion 17 between the ring portions 21 of the flexible tube 15 is set smaller than the bending rigidity of the tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15. ing.
- Guide slits 31 which allow bending of the guide portion 17 due to bending of the guide coupling portions 29a and 29b are provided on both circumferential sides of each of the guide coupling portions 29a and 29b.
- each guide slit 31 is divided on both sides in the circumferential direction of the guide coupling portions 29a and 29b between the ring portions 21 adjacent in the axial direction.
- Each guide slit 31 has a rectangular shape with rounded corners according to the shapes of the guide body 27 and the guide coupling portions 29a and 29b.
- one of the tube coupling portions 23a and 23b located on the neutral axis as shown in FIG. It bends so as to compress the flexing inner part relative to the neutral axis and extend the flexing outer part.
- the ring portion 21 on the tip side with respect to the tube coupling portion 23b is displaced so as to close the tube slit 25 with the tube coupling portion 23b as a fulcrum.
- the tube coupling portion 23a which is shifted by 90 degrees in the circumferential direction from the tube coupling portion 23b on the neutral axis holds the posture of the ring portion 21 without bending.
- the flexible tube 15 is bent as a whole by bending the tube coupling portion 23b located on the neutral axis.
- the bending of the flexible tube 15 is not impeded by the guide portion 17. That is, as in the flexible tube 15, the guide portion 17 is bent as a whole by bending one of the guide coupling portions 29a and 29b located on the neutral axis (the guide coupling portion 29b in this embodiment).
- the guide coupling portion 29b since the guide coupling portion 29b has a bending rigidity smaller than that of the tube coupling portion 23b, the guide coupling portion 29b does not hinder the bending of the tube coupling portion 23b.
- the guide coupling portion 29b has a shape corresponding to the tube coupling portion 23b of the flexible tube 15, and the material is significantly smaller in Young's modulus than the flexible tube 15 by about 1/50. It is. For this reason, the bending rigidity of the guide coupling portion 29b is significantly smaller than the bending rigidity of the tube coupling portion 23b, and the bending rigidity of the flexible tube 15 is not hindered.
- the guide portion 17 omits the guide coupling portion 29b so as not to have a portion located between the ring portions 21 of the flexible tube 15, thereby preventing the flexible tube 15 from being bent. It is also possible.
- the bending rigidity of the guide portion 17 between the ring portions 21 of the flexible tube 15 becomes zero, so the bending rigidity of the guide portion 17 becomes smaller than the bending rigidity of the tube coupling portion 23b of the flexible tube 15.
- the bending structure 3 as the bending portion 7 can perform a stable and accurate bending operation according to the operation of the doctor.
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the flexible tube 15 used in the bending structure 3 according to the first embodiment.
- the bending structure 3 even if the bending structure 3 is miniaturized, it can be bent easily and reliably with a small bending radius, and can be excellent in flexibility.
- the bending structure 3 of the present embodiment includes the flexible tube 15 made of superelastic alloy, and the guide portion 17 disposed in the flexible tube 15 and guiding the drive wire 11 of the medical manipulator. Have.
- the flexible tube 15 is a tube coupling portion 23a, 23b which couples the plurality of ring portions 21 continuously provided in the axial direction of the flexible tube 15 and the ring portion 21 adjacent in the axial direction in a part of the circumferential direction. And a tube slit 25 defined on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portions 23a and 23b between the axially adjacent ring portions 21 and allowing bending of the flexible tube 15 by bending of the tube coupling portions 23a and 23b.
- At least the bending rigidity of the guide portion 17 between the ring portions 21 of the flexible tube 15 is set smaller than the bending rigidity of the tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15.
- the flexible tube 15 made of superelastic alloy is formed by connecting the plurality of ring portions 21 in the axial direction by the tube connecting portions 23a and 23b, and the tube connecting portion 23a, 23
- the structure which can be bent by bending of 23b it can be made excellent in load resistance and flexibility, achieving size reduction.
- the bending structure 3 of the present embodiment can be made to be excellent in torsional rigidity by the configuration in which the flexible tube 15 couples the ring portions 21 with each other by the tube coupling portions 23a and 23b.
- the bending rigidity of the guide portion 17 at least between the ring portions 21 of the flexible tube 15 is set smaller than the bending rigidity of the tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15 As a result, the drive wire 11 can be held at an appropriate position and a stable and accurate bending operation can be performed without preventing the bending of the flexible tube 15.
- the tube coupling portions 23a and 23b couple the ring portions 21 adjacent in the axial direction at two positions in the circumferential direction facing each other in the radial direction, and one tube of one ring direction of each ring portion 21
- the coupling portion 23b and the tube coupling portion 23a on the other side in the axial direction are shifted 180 / N degrees, particularly 90 degrees in the circumferential direction, and differ depending on the bending of the tube coupling portions 23b and 23a on one side and the other side in the axial direction
- the bending of the flexible tube 15 in the direction is enabled.
- the bending structure 3 of the present embodiment it is possible to make it possible to bend in all directions through 360 degrees through the operation of the drive wire 11, and it is possible to suppress the anisotropy of bending.
- the guide portion 17 of the present embodiment is made of a material having a Young's modulus smaller than that of the flexible tube, is positioned on the inner periphery of the plurality of ring portions 21 of the flexible tube 15, and has insertion holes 33a through which the drive wire 11 is inserted.
- Guide connecting portions 29a and 29b which connect between a plurality of disk-shaped guide bodies 27 and the guide bodies 27 adjacent in the axial direction in a circumferential direction corresponding to the tube connecting portions 23a and 23b of the flexible tube 15
- guide slits 31 partitioned on both sides of the guide coupling portions 29a and 29b between the guide bodies 27 adjacent in the axial direction.
- the guide portion 17 of this embodiment can be phased with the flexible tube 15, and the stability and accuracy of the operation can be secured.
- FIG. 12 is a front view showing a bending structure according to a second embodiment of the present invention
- FIG. 13 is a plan view thereof.
- the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment is such that the guide portion 17 has a cylindrical shape.
- the flexible tube 15 has the same configuration as that of the first embodiment.
- groove portions 33 c for guiding the drive wire 11 every 90 degrees in the circumferential direction are provided in the cylindrical guide body 27 along the axial direction.
- Each groove 33 c radially extends from the outer peripheral surface of the guide body 27 toward the axial center in a plan view.
- the axial center portion is provided with an insertion hole 33 b for inserting the push-pull cable 13.
- FIG. 14 is a perspective view showing a bending structure according to a third embodiment of the present invention
- FIG. 15 is a side view thereof
- FIG. 16 is a plan view thereof.
- the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment is one in which the guide portion 17 is a coil spring of superelastic alloy. Others are the same shape as Example 1.
- the guide portion 17 has a coil-like inner diameter equal to the outer diameter of the push-pull cable 13, and the push-pull cable 13 is inserted into the coil-like inner peripheral portion.
- the drive wire 11 is disposed on the outer peripheral side of the guide portion 17.
- FIG. 17 is a perspective view showing a bending structure according to a fourth embodiment of the present invention
- FIG. 18 is a side view thereof
- FIG. 19 is a plan view thereof.
- the same components as those in the third embodiment are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment is such that the coil-like inner and outer diameters of the guide portion 17 are larger than those of the third embodiment. Others are the same as in the third embodiment.
- the inner diameter of the guide portion 17 is larger than the outer diameter of the push-pull cable 13, and the coiled outer diameter of the guide portion 17 is correspondingly larger.
- FIG. 20 is a perspective view showing a bending structure according to a fifth embodiment of the present invention
- FIG. 21 is a side view thereof
- FIG. 22 is a plan view thereof.
- the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
- the guide portion of the first embodiment is a first guide portion 17, and a coil spring-like guide portion made of the same superelastic alloy as that of the third embodiment is formed on the first guide portion 17. 2 is added as the guide portion 18. Others are the same as in the first embodiment.
- the insertion hole 33 b of the axial center portion of the first guide portion 17 has a diameter larger than that of the first embodiment.
- the second guide portion 18 is inserted into the insertion hole 33b.
- the drive wire 11 is inserted into the insertion hole 33 a of the first guide portion 17, and the push-pull cable 13 is inserted into the inner circumferential portion of the second guide portion 18.
- FIG. 23 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure according to a sixth embodiment of the present invention.
- the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description will not be repeated.
- the shape of the ring portion 21 of the flexible tube 15 is changed with respect to the first embodiment.
- the guide portion 17 may have a shape corresponding to the flexible tube 15 as in the first embodiment, but a cylindrical shape as in the second embodiment, a coil spring shape as in the third and fourth embodiments, and an embodiment It is also possible to adopt a combination of a guide portion having a shape corresponding to the flexible tube 15 and a guide portion in the form of a coil spring, as in 5, or another shape.
- Each ring portion 21 is axially biased such that a portion in the circumferential direction narrows the tube slit 25 in the axial direction at an intermediate portion in the circumferential direction.
- the ring portion 21 is configured by the parallel portion 21a and the inclined portion 21b.
- the tube coupling portions 23a and 23b are integrally provided on the parallel portion 21a.
- FIG. 24 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure according to a modification.
- the ring portion 21 of the modified example has a wave shape so as to expand the tube slit 25 in the axial direction at the circumferential middle portion, contrary to the sixth embodiment of FIG.
- FIG. 25 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure according to a seventh embodiment of the present invention.
- the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment is different from the first embodiment in that the number of tube coupling portions 23 a and 23 b of the flexible tube 15 is changed.
- the guide portion 17 may have a shape corresponding to the flexible tube 15 as in the first embodiment, but a cylindrical shape as in the second embodiment, a coil spring shape as in the third and fourth embodiments, and an embodiment It is also possible to adopt a combination of a guide portion having a shape corresponding to the flexible tube 15 and a guide portion in the form of a coil spring, as in 5, or another shape.
- three tube coupling portions 23a and 23b are disposed at every 60 degrees in the circumferential direction between the adjacent ring portions 21.
- FIG. 26 is a side view showing a flexible tube of a robot forceps according to an eighth embodiment of the present invention
- FIG. 27 is a front view showing the flexible tube at the time of bending.
- the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description will not be repeated.
- the flexible tube 15 of the present embodiment is used in place of the bending structure 1 of the first embodiment. For this reason, in the present embodiment, the guide portion 17 is omitted.
- the flexible tube 15 has basically the same structure as the flexible tube 1 of the bending structure 1 of the first embodiment. However, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b of the flexible tube 15 gradually decreases from the proximal end side to the distal end side. In the present embodiment, in each ring portion 21, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23b and 23a positioned on the distal end side of the tube coupling portions 23a and 23b positioned on the proximal end side is smaller.
- the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23a located at the most distal end side is the smallest, and the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23b located at the most proximal side is the largest.
- the axial width w1 of each ring portion 21 is set to about twice the circumferential width w2 of the smallest tube coupling portion 23a located on the tip end side.
- each tube coupling portion 23a, 23b is constant.
- the circumferential width w2 of the two tube coupling portions 23a and 23b opposed to each other in the radial direction between the ring portions 21 is the same.
- the circumferential direction width w2 of tube joint part 23a, 23b may be constant from base end to the middle, and a fixed section may exist after that it becomes small gradually to a tip after that. As described above, even if a certain section exists, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b is gradually reduced from the proximal end side to the distal end side.
- the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 29b of the present embodiment can be expressed by the following equation.
- hX is a dimension of the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 29b
- LX is a distance from the tip in the axial direction to the center of the tube coupling portions 23a and 29b
- w is a load
- ⁇ min is The strain at the first tube joint 23a from the tip in the axial direction.
- the strain ⁇ min can be expressed by the following equation.
- Lmin is the distance from the tip in the axial direction to the center of the first tube coupling portion 23a
- hmin is the dimension of the circumferential width w2 of the first tube coupling portion 23a.
- the tube coupling portions 23a and 23b allow bending of the flexible tube 15 by compressing one side in the circumferential direction and bending so as to extend the other side.
- bending in the circumferential direction by the tube coupling portions 23a and 23b shifted by 90 degrees enables bending in two different intersecting directions X and Y.
- the strain can be alleviated by suppressing the maximum value of the strain of the proximal tube coupling portions 23a and 23b. Therefore, in the flexible tube 15 of the present embodiment, the uniformity of strain at the time of bending is improved from the proximal tube coupling portion 23b to the distal tube coupling portion 23b, and the anisotropy of the bending operation is suppressed. The stability and accuracy of the bending motion can be improved.
- FIG. 28 (A) and 28 (B) are side views of the flexible tube 15 showing strain distribution
- FIG. 28 (A) is Example 8
- FIG. 28 (B) is a comparative example.
- the tube coupling portions 23a and 23b have the same circumferential width from the proximal end to the distal end, and the other configuration is the same as that of the eighth embodiment.
- the relatively large strain is shown thick and the relatively small strain is shown thin.
- strain can be sufficiently generated in the tube coupling portions 23a and 23b also on the distal end side, and the tube coupling portions 23a and 23b on the proximal end side Strain can be alleviated.
- the uniformity of strain is improved from the proximal end side to the distal end side tube coupling portion 23b, and when bending the bending portion 7 of the robot forceps 1, the anisotropy of the bending operation can be suppressed. It is possible to secure the stability and accuracy of the bending operation and in turn the bending operation by the doctor.
- strain can not be sufficiently generated in the distal end side tube coupling portion 23b, and distortion of the proximal end tube coupling portion 23b is large, The strain of the distal end side tube coupling portion 23b is gradually reduced.
- the condition of strain is different between the tube coupling portions 23a and 23b at positions shifted by 90 degrees, and when bending the bending portion 7 of the robot forceps 1, an anisotropy of the bending operation is caused and the bending operation is performed. It is difficult compared with Example 1 to ensure the stability and accuracy of the
- FIG. 29 is a graph showing the relationship between the maximum value of strain and the bending angle.
- FIG. 29 is a plot of the load when bent from 0 ° to 90 ° in Example 8 and Comparative Example.
- the maximum value of strain is higher than that of the comparative example at the initial stage of bending in which the bending angle is about 0 to 30 degrees, compared to the comparative example from 30 to 90 degrees. It is also possible to lower the maximum value of strain.
- FIGS. 30 (A) and 30 (B) are graphs showing the relationship between the bending angle and the increase and decrease of the load value, and FIG. 30 (A) is Example 8 and FIG. 30 (B) is a comparative example.
- the flexible tube 15 of the present embodiment has less load anisotropy, can suppress the sense of anisotropy at the time of bending operation by a doctor, and enables stable and accurate operation.
- FIG. 31 is a graph showing the relationship between the bending angle and the spring constant, and FIG. 31 (A) shows Example 8, and FIG. 31 (B) shows a comparative example.
- the rate of increase of the spring constant with respect to the case where the bending angle is 0 degree is about 6%.
- the variation of the spring constant during the bending operation can be reduced, and the stability and accuracy of the operation can be improved from this point as well.
- the increasing rate of the spring constant is about 14% with respect to the case where the bending angle is 0 degree. Therefore, in the comparative example, the spring constant is larger than that of the present example as the bending angle is larger.
- FIG. 32 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the flexible tube 15 according to the eighth embodiment.
- the load is plotted when the bending angle is bent from 0 degrees to 90 degrees, and then returned to 0 degrees.
- a linear characteristic in which the load is 10 N when the bending angle is 90 degrees is taken as an ideal line IS indicating an ideal load resistance characteristic.
- the load at a bending angle of 90 degrees is about 16 N, which is higher than the ideal line IS, and moreover, the hysteresis is small and the linearity is high between the bending time and the return time.
- the flexible tube 15 of the present embodiment can reduce the risk of breakage of the tube coupling portions 23a and 23b, can increase the load, and is excellent in load resistance.
- the load at a bending angle of 90 degrees is slightly lower than that of this embodiment, and the hysteresis is also large and the linearity is low. Therefore, it is understood that the comparative example is inferior in load resistance to the present example.
- the flexible tube 15 even if the flexible tube 15 is miniaturized, it can be bent easily and reliably with a small bending radius, and can be excellent in flexibility.
- the flexible tube 15 of the present embodiment is a flexible tube of a medical manipulator made of super elastic alloy, and between a plurality of ring portions 21 continuously provided in the axial direction and the ring portions 21 adjacent in the axial direction
- the tube coupling portions 23a and 23b coupled in part in the circumferential direction and the ring coupling portions 21 adjacent in the axial direction are divided on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portions 23a and 23b, and bending of the tube coupling portions 23a and 23b is possible
- the flexible tube 15 of the present embodiment can be made compact with excellent load resistance and flexibility.
- the tube connecting portions 23a and 23b are gradually reduced from one side in the axial direction in which the circumferential width w2 is fixed on bending to the other side in the axial direction moving on flexing.
- strain can be sufficiently generated in the tube coupling portions 23a and 23b not only at the proximal end side but also at the distal end side of the flexible tube 15 during bending, and the proximal end tube coupling portion 23a, The strain of 23b can be relieved.
- the uniformity of strain at the time of bending is improved from the proximal tube coupling portion 23b to the distal tube coupling portion 23b, and the load resistance and the flexibility are further improved. It is possible to improve the stability and accuracy of the bending operation and hence the bending operation by the doctor.
- the flexible tube 15 of the present embodiment can be made to be excellent in torsional rigidity by the configuration in which the flexible tube 15 is connected between the ring portions 21 by the tube coupling portions 23a and 23b.
- the tube coupling portion 23b on the proximal end side has a smaller dimension in the circumferential direction with respect to the tube coupling portion 23a on the distal end side.
- the tube coupling portions 23a and 23b couple the ring portions 21 adjacent to each other in the axial direction at two circumferentially opposing positions in the radial direction, and the tube coupling portion 23b on the proximal end side of each ring portion 21 and the distal end side And the tube coupling part 23a of the above are shifted by 180 / N degrees in the circumferential direction, particularly 90 degrees, and bending of the flexible tube 15 in different directions is possible by bending the tube coupling parts 23a and 23b on the distal end side and the proximal end side. And
- the fluctuation of the spring constant during the bending operation can be reduced, and the stability and accuracy of the bending operation and the bending operation can be improved from this point as well.
- each ring portion 21 may be configured by the parallel portion 21a and the inclined portion 21b. Further, the ring portion 21 may have a wave shape as shown in FIG. 24 of the sixth embodiment. Furthermore, as in the seventh embodiment, the number of tube coupling portions 21a and 23b may be changed to three or the like.
- FIG. 33 is a front view showing a bending structure using a flexible tube according to a ninth embodiment of the present invention
- FIG. 34 is a front view showing a guide portion of the bending structure of FIG.
- the same components as those in the first and eighth embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping explanations will be omitted.
- the bending portion 7 of the robot forceps 1 is constituted by the bending structure 3 in which the guide portion 17 is inserted in the flexible tube 15.
- the flexible tube 15 has the same configuration as that of the eighth embodiment.
- the guide portion 17 basically has the same configuration as that of the first embodiment. However, the guide coupling portions 29a and 29b of the guide portion 17 correspond to the tube coupling portions 23a and 23b, and the dimension in the circumferential direction becomes the fixed side at the time of bending. The other side gradually becomes smaller.
- FIG. 35 is a front view showing a bending structure according to Example 10 of the present invention.
- the same components as those in the second and ninth embodiments are denoted by the same reference numerals and the description will not be repeated.
- the bent structure 3 of the present embodiment is, as in the second embodiment, formed into a cylindrical shape of the guide portion 17.
- the flexible tube 15 has the same configuration as that of the eighth embodiment.
- FIG. 36 is a side view showing a bent structure according to Example 11 of the present invention.
- the same components as those in the third and ninth embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment is the one in which the guide portion 17 is a coil spring of superelastic alloy. Others are the same shape as Example 9.
- FIG. 37 is a side view showing a bent structure according to Example 12 of the present invention.
- the same components as those in the fourth, ninth, and eleventh embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
- the bent structure 3 of the present embodiment is, as in the fourth embodiment, the coil-shaped inner and outer diameters of the guide portion 17 larger than those of the eleventh embodiment. Others are the same as in the eleventh embodiment.
- FIG. 31 is a side view showing a bent structure according to Example 13 of the present invention.
- the same components as those in the fifth, ninth, and eleventh embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment uses the guide portion of the ninth embodiment as the first guide portion 17, and the first guide portion 17 is a coil made of the same superelastic alloy as that of the eleventh embodiment.
- a spring-like guide portion is added as a second guide portion 18. Others are the same as that of the ninth embodiment.
- FIG. 39 (A) and 39 (B) show a flexible tube of a robot forceps according to a fourteenth embodiment of the present invention
- FIG. 39 (A) is a front view
- FIG. 39 (B) is a side view.
- the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
- the flexible tube 15 of the present embodiment is used in place of the bending structure 1 of the first embodiment. For this reason, in the present embodiment, the guide portion 17 is omitted.
- the flexible tube 15 has basically the same structure as the flexible tube 1 of the bending structure 1 of the first embodiment.
- the axial direction width w1 which is the dimension in the axial direction of each ring portion 21, is equal to or less than the circumferential width w2 of the largest tube coupling portions 23a and 23b described later.
- the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b is constant, and the circumferential width w2 and the axial width w1 are the same.
- the axial width w1 be made deformable when the ring portion 21 bends, and it is sufficient that the axial width w1 be equal to or less than the circumferential width w2 of the largest tube coupling portions 23a and 23b.
- the ring portion 21 When the flexible tube 15 of the present embodiment is bent as a whole by bending the tube coupling portion 23b positioned on the neutral axis, the ring portion 21 has the same axial direction as the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b. Because of the width w1, not only the tube coupling portion 23b but also the ring portion 21 is deformed by bending.
- FIGS. 42 (A) and (B) are the principal part enlarged views of FIG. 41 (A) and (B) respectively.
- the portion with large strain is thin, and the portion with small strain is thick.
- the ring portion 21 is deformed together with the tube coupling portion 23b at the time of bending, and the tube coupling portion 23b It is also understood that the ring portion 21 is distorted.
- FIG. 43 is a graph showing the relationship between the maximum value of strain and the bending angle.
- FIG. 43 is a plot of the load at the time of bending from 0 degree to 90 degrees in Example 14 and the Comparative Example.
- the maximum value of strain can be made lower than in the comparative example in the range of 0 degrees to 90 degrees.
- FIG. 44 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the flexible tube 15 according to the fourteenth embodiment.
- FIG. 44 shows the fluctuation of the load when the bending angle is changed from 0 degrees to 90 degrees.
- the load at a bending angle of 90 degrees is as high as about 9N. Further, by reducing the fluctuation of the maximum value of strain as described above, the hysteresis of the load is reduced between the bending time and the return time.
- the flexible tube 15 of the present embodiment can reduce the risk of breakage of the tube coupling portions 23a and 23b, can increase the load, and is excellent in load resistance.
- the load when the bending angle is 90 degrees is about 6 N, which is lower than that of the present example, and moreover, as shown in FIG. Therefore, it is understood that the comparative example is inferior in load resistance to the present example.
- the flexible tube 15 even if the flexible tube 15 is miniaturized, it can be bent easily and reliably with a small bending radius, and can be excellent in flexibility.
- the flexible tube 15 of the present embodiment is a flexible tube of a medical manipulator made of superelastic alloy, and is adjacent in the axial direction to the plurality of ring portions 21 continuously provided in the axial direction.
- the tube coupling portions 23a and 23b which couple between the ring portions 21 in the circumferential direction, and the ring coupling portions 21 adjacent in the axial direction, are partitioned on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portions 23a and 23b. , 23b, and a tube slit 25 which allows the flexible tube 15 to bend.
- the flexible tube 15 of the present embodiment can be made compact while achieving excellent torsional rigidity, load resistance, and flexibility.
- the axial direction width w1 which is a dimension in an axial direction is set below the circumferential direction width w2 which is a dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling part 23b.
- the flexible tube 15 of the present embodiment can be deformed into the ring portion 21 together with the tube coupling portions 23a and 23b at the time of bending, and strain can be generated in the entire structure, and the maximum value of strain is reduced to reduce strain. It becomes possible to ease.
- the load resistance and the flexibility can be further improved, and the bending operation and hence the stability and accuracy of the bending operation by the doctor can be improved.
- the tube coupling portions 23a and 23b couple the ring portions 21 adjacent in the axial direction at two positions in the circumferential direction facing each other in the radial direction, and one tube of one ring direction of each ring portion 21
- the coupling portion 23b and the tube coupling portion 23a on the other side in the axial direction are shifted 180 / N degrees, particularly 90 degrees in the circumferential direction, and differ depending on the bending of the tube coupling portions 23a and 23b on one side and the other side in the axial direction
- the bending of the flexible tube 15 in the direction is enabled.
- each ring portion 21 may be configured by the parallel portion 21a and the inclined portion 21b. Further, the ring portion 21 may have a wave shape as shown in FIG. 24 of the sixth embodiment. Furthermore, as in the seventh embodiment, the number of tube coupling portions 21a and 23b may be changed to three or the like.
- FIG. 45 (A) and 45 (B) show a flexible tube according to Embodiment 15 of the present invention
- FIG. 45 (A) is a side view
- FIG. 45 (B) is a front view.
- the same components as those in the fourteenth embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
- the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23a and 23b gradually decreases from the proximal end side to the distal end side. Also in the present embodiment, in each ring portion 21, the circumferential width w2 of the tube coupling portions 23b, 23a positioned on the distal end side of the tube coupling portions 23a, 23b positioned on the proximal end side is smaller.
- the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23a located at the most distal end side is the smallest, and the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23b located at the most proximal side is the largest.
- the axial width w1 of the ring portion 21 is the same as the circumferential width w2 of the tube coupling portion 23a located closest to the tip end.
- the axial width w1 which is the dimension in the axial direction of the ring portion 21 is set to be equal to or less than the circumferential width w2 which is the dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling portion 23b.
- the flexible tube 15 having this configuration has the tube coupling portions 23a and 23b gradually decreasing in width from the proximal end to the distal end, so the distal end tube coupling portion 23b is bent. It will be easy.
- the strain can be alleviated by suppressing the maximum value of the strain of the proximal tube coupling portions 23a and 23b. Therefore, in the flexible tube 15 of the present embodiment, the uniformity of strain at the time of bending is improved from the proximal tube coupling portion 23b to the distal tube coupling portion 23b, and the anisotropy of the bending operation is suppressed. The stability and accuracy of the bending motion can be improved.
- FIG. 46 (A) and 46 (B) are front views of the flexible tube 15 showing strain distribution
- FIG. 46 (A) is Example 15, and FIG. 46 (B) is a comparative example.
- 47 (A) and 47 (B) are perspective views of the flexible tube 15 showing the distribution of strain
- FIG. 47 (A) is an example 15
- FIG. 47 (B) is a comparative example.
- FIG. 48 is an enlarged view of a portion of XLVIII in FIG.
- FIG. 46 shows a portion with large strain thick and a portion with small strain thin. On the contrary, in FIGS. 47 and 48, the portion with large strain is thin and the portion with small strain is thick.
- the tube connecting portions 23a and 23b have the same circumferential width from the proximal end to the distal end, and the other configuration is the same as that of the comparative example used in the first embodiment.
- strain can be sufficiently generated in the tube coupling portions 23a and 23b also on the distal end side, The strain of the proximal tube couplings 23a and 23b can be relaxed.
- the uniformity of strain is improved from the proximal end side to the distal end side tube coupling portion 23b, and when bending the bending portion 7 of the robot forceps 1, the anisotropy of the bending operation can be suppressed. It is possible to secure the stability and accuracy of the bending operation and in turn the bending operation by the doctor.
- strain can not be sufficiently generated in the distal end side tube connecting portion 23b, and the proximal end tube connecting portion
- the strain of 23 b is large, and the strain of the tube coupling portion 23 b on the distal end side is gradually reduced.
- the condition of strain is different between the tube coupling portions 23a and 23b at positions shifted by 90 degrees, and when bending the bending portion 7 of the robot forceps 1, an anisotropy of the bending operation is caused and the bending operation is performed. It is difficult compared with Example 1 to ensure the stability and accuracy of the
- the ring portion 21 since the axial width w1 of the ring portion 21 is the same as the circumferential width w2 of the smallest tube coupling portion 23a, the ring portion 21 can be reliably deformed during bending. The strain can be reliably relieved.
- the uniformity of strain at the time of bending is improved from the proximal tube coupling portion 23b to the distal tube coupling portion 23b, the strain due to the deformation of the ring portion 21 is alleviated.
- the load resistance and the flexibility can be further improved, and the bending operation and, in turn, the stability and accuracy of the bending operation by the doctor can be improved.
- FIG. 49 (A) and 49 (B) show a flexible tube according to Embodiment 16 of the present invention
- FIG. 49 (A) is a side view
- FIG. 49 (B) is a front view.
- the same components as those in the fourteenth and fifteenth embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping explanations will be omitted.
- the flexible tube 15 of the present embodiment is such that the axial width w1 of the ring portion 21 is set to be gradually smaller from the proximal end side to the distal end side with respect to the fifteenth embodiment.
- the ring portion 21 can be reliably deformed together with the tube coupling portions 23a and 23b at the time of bending, and the strain of the ring portion 21 can be made uniform from the proximal end side to the distal end side. .
- the anisotropy can be more reliably suppressed to enable stable and accurate operation.
- FIG. 50 is a front view showing a bent structure using a flexible tube according to Embodiment 17 of the present invention
- FIG. 51 is a front view showing a guide portion of the bent structure of FIG.
- the same components as those in the first and 14th embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping explanations will be omitted.
- the bending portion 7 of the robot forceps 1 is constituted by the bending structure 3 in which the guide portion 17 is inserted in the flexible tube 15.
- the flexible tube 15 has the same configuration as that of the fourteenth embodiment.
- the guide portion 17 basically has the same configuration as that of the first embodiment. However, the thickness in the axial direction of the guide body 27 of the present embodiment is set so as to be within the range of the ring portion 21 of the flexible tube 15.
- the dimension in the axial direction of the guide body 27 is equal to or less than the dimension in the circumferential direction of the largest guide coupling portions 29a and 29b.
- the dimensions of the guide coupling portions 29a and 29b in the circumferential direction are constant, and the dimensions of the guide coupling portions 29a and 29b in the circumferential direction are the same as the dimensions of the guide body 27 in the axial direction. .
- FIG. 52 is a front view showing a bending structure according to an eighteenth embodiment of the present invention.
- configurations corresponding to those in the second and 17th embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions will be omitted.
- the bent structure 3 of the present embodiment is, as in the second embodiment, formed into a cylindrical shape of the guide portion 17.
- the flexible tube 15 has the same configuration as that of the fourteenth embodiment.
- FIG. 53 is a side view showing a bent structure according to Example 19 of the present invention.
- configurations corresponding to those in the third and seventeenth embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment is the one in which the guide portion 17 is a coil spring of superelastic alloy. Others are the same shape as Example 14.
- FIG. 54 is a side view showing a bent structure according to Example 20 of the present invention.
- parts corresponding to those in the fourth and nineteenth embodiments are assigned the same reference numerals and duplicate explanations will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment is, as in the fourth embodiment, the one in which the coil-shaped inner and outer diameters of the guide portion 17 are larger than those of the nineteenth embodiment. Others are the same as that of the nineteenth embodiment.
- FIG. 55 is a side view showing a bent structure according to Example 21 of the present invention.
- the same components as those in the fifth, seventeenth, and nineteenth embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
- the bending structure 3 of the present embodiment uses the guide of the seventeenth embodiment as the first guide 17, and the first guide 17 has a coil made of the same superelastic alloy as that of the nineteenth embodiment.
- a spring-like guide portion is added as a second guide portion 18. Others are the same as that of the seventeenth embodiment.
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Abstract
Description
本発明は、手術ロボット等の医療用マニピュレーターの屈曲部に適用可能な屈曲構造体に関する。 The present invention relates to a bending structure applicable to a bending portion of a medical manipulator such as a surgical robot.
近年の医療においては、手術の際に患者及び医師の双方の負担を軽減可能とする手術ロボットのロボット鉗子や手動鉗子等の医療用マニピュレーターが普及してきている。 In recent medical care, medical manipulators such as a robot forceps of a surgical robot and a manual forceps, which can reduce the burden on both a patient and a doctor at the time of surgery, have become widespread.
ロボット鉗子や手動鉗子等の医療用マニピュレーターは、患者の小さな創から内視鏡カメラとアームを挿入し、医師が3Dモニターを通して術野を目で捉えながら、実際に鉗子を動かしている感覚で手術を行うことを可能とする。 Medical manipulators such as robot forceps and manual forceps insert an endoscopic camera and arm from a patient's small wound and perform surgery with the sense that the forceps are actually moved while the doctor looks at the surgical field with a 3D monitor. Make it possible to
このような医療用マニピュレーターとしては、特許文献1のように、アームに屈曲部による関節機能を持たせることにより、高い自由度を確保でき、より精緻な手術操作を可能とするものがある。
Among such medical manipulators, as in
この医療用マニピュレーターでは、アームの屈曲部にコイルスプリングを用い、内部を通る駆動ワイヤーを引くことによって、コイルスプリングを屈曲させるようになっている。 In this medical manipulator, a coil spring is used at a bending portion of the arm, and the coil spring is bent by pulling a drive wire passing therethrough.
こうした医療用マニピュレーターのアームは、患者の創を小さくして、精神的、肉体的な負担を軽減するために、小型化が望まれる。これに応じて、アームに用いられる屈曲部も、小型化が望まれている。 The arm of such a medical manipulator is desired to be miniaturized in order to make the patient's wound smaller and to alleviate the mental and physical burden. In accordance with this, it is also desired to miniaturize the bent portion used for the arm.
しかし、特許文献1の技術では、屈曲部がコイルスプリングによって構成されているため、耐荷重及び屈曲性を確保する必要性から、小型化に限界があった。
However, in the technique of
このような問題は、上記のようにロボット鉗子や手動鉗子等の医療用マニピュレーターだけでなく、内視鏡カメラ等の他の医療用マニピュレーターにおいても同様に存在する。 Such problems exist not only in medical manipulators such as robot forceps and manual forceps as described above, but also in other medical manipulators such as endoscopic cameras.
解決しようとする問題点は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性を確保することに限界があった点である。 The problem to be solved is that there was a limit in securing load resistance and flexibility while achieving miniaturization.
本発明の第一の態様は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れたものとするために、超弾性合金からなる可撓チューブと、前記可撓チューブ内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤーをガイドするガイド部とを備え、前記可撓チューブは、該可撓チューブの軸線方向に連設された複数のリング部と、前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、前記ガイド部は、少なくとも前記可撓チューブのリング部間での曲げ剛性が前記可撓チューブの前記チューブ結合部の曲げ剛性よりも小さく設定された屈曲構造体を提供する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a flexible tube made of a superelastic alloy, and a medical manipulator which is disposed in the flexible tube and which is made of a superelastic alloy in order to achieve miniaturization and excellent load resistance and flexibility. And a guide portion for guiding a drive wire, wherein the flexible tube is a part of a circumferential direction between a plurality of ring portions continuously provided in the axial direction of the flexible tube and the ring portions adjacent in the axial direction. And a slit which is defined on both sides in the circumferential direction of the tube connection between the adjacent ring portions in the axial direction and which allows bending of the flexible tube by bending of the tube connection. A bending structure in which at least a bending rigidity between the ring portions of the flexible tube is set smaller than a bending rigidity of the tube coupling portion of the flexible tube. To provide.
また、本発明の第二の態様は、超弾性合金からなる医療用マニピュレーターの可撓チューブであって、軸線方向に連設された複数のリング部と、前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、前記チューブ結合部は、前記周方向の寸法が前記屈曲時に固定側となる前記軸線方向の一側から前記屈曲時に可動側となる前記軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている可撓チューブを提供する。 A second aspect of the present invention is a flexible tube of a medical manipulator made of super elastic alloy, which comprises a plurality of ring portions arranged in a row in the axial direction and a ring portion adjacent in the axial direction. A tube joint portion joined in a circumferential direction and a ring joint portion adjacent in the axial direction are divided on both sides in the circumferential direction of the tube joint portion, and allowing bending of the flexible tube by bending of the tube joint portion The tube coupling portion is gradually reduced in size in the circumferential direction from one side in the axial direction that is the fixed side during the bending to the other side in the axial direction that is the movable side during the bending Provide a flexible tube.
また、本発明の第三の態様は、超弾性合金からなる医療用マニピュレーターの可撓チューブであって、軸線方向に連設された複数のリング部と、前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、前記リング部は、前記軸線方向での寸法が、最も大きい前記チューブ結合部の前記周方向での寸法以下である可撓チューブを提供する。 A third aspect of the present invention is a flexible tube of a medical manipulator made of super elastic alloy, which comprises: a plurality of ring portions provided continuously in the axial direction; and a ring portion adjacent in the axial direction A tube joint portion joined in a circumferential direction and a ring joint portion adjacent in the axial direction are divided on both sides in the circumferential direction of the tube joint portion, and allowing bending of the flexible tube by bending of the tube joint portion The ring portion provides a flexible tube whose dimension in the axial direction is equal to or less than the dimension in the circumferential direction of the largest tube coupling portion.
本発明の第一~第三の態様は、超弾性合金からなる可撓チューブが、複数のリング部を軸線方向でチューブ結合部によって結合して形成され、チューブ結合部の曲げによって屈曲が可能となっているため、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れたものとすることができる。 In the first to third aspects of the present invention, a flexible tube made of a superelastic alloy is formed by connecting a plurality of ring portions in the axial direction by a tube joint, and bending is possible by bending the tube joint. Since it has become, it can be made excellent in load resistance and flexibility while achieving miniaturization.
しかも、第一の態様では、少なくとも可撓チューブのリング部間でのガイド部の曲げ剛性が、可撓チューブのチューブ結合部の曲げ剛性よりも小さく設定されたため、可撓チューブの屈曲を妨げることなく、駆動ワイヤーを適切な位置に保持し、安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。 Moreover, in the first aspect, the bending stiffness of the guide portion at least between the ring portions of the flexible tube is set smaller than the bending stiffness of the tube joint portion of the flexible tube, so that the bending of the flexible tube is prevented. Instead, the drive wire can be held in an appropriate position to perform a stable and accurate bending operation.
第二の態様では、周方向の寸法が屈曲時に固定側となる軸線方向の一側から屈曲時に可動側となる軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている構成により、可撓チューブの軸線方向の他側においてもチューブ結合部の曲げ時のひずみを十分に生じさせることができる。 In the second aspect, the size of the circumferential direction is gradually reduced from one side in the axial direction, which is the fixed side during bending, to the other side in the axial direction, which is the movable side during bending. Also on the other side, it is possible to generate sufficient strain during bending of the tube connection.
これにより、軸線方向の一側のチューブ結合部のひずみを緩和でき、ひずみを均一化することができ、耐荷重及び屈曲性にさらに優れたものとすることができる。 As a result, it is possible to relieve the strain at the tube coupling portion on one side in the axial direction, to make the strain uniform, and to be further excellent in load resistance and flexibility.
第三の態様では、リング部の軸線方向での寸法が、最も大きいチューブ結合部の周方向での寸法以下である構成により、可撓チューブの屈曲時には、チューブ結合部と共にリング部を変形させることができ、可撓チューブの構造全体でひずみを発生させ、結果としてひずみを緩和することが可能となる。 In the third aspect, when the flexible tube is bent, the ring portion is deformed together with the tube connection portion by the configuration in which the axial dimension of the ring portion is equal to or smaller than the circumferential dimension of the largest tube connection portion. It is possible to generate strain in the entire structure of the flexible tube, and as a result, to relieve the strain.
本発明の実施形態は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れ、安定且つ正確な屈曲動作を可能にするという目的を、超弾性合金製の可撓チューブ内にガイド部を設けることにより実現した。 The embodiment of the present invention has the object of providing a guide portion in a superelastic alloy flexible tube with the object of achieving compactness, excellent load resistance and flexibility, and enabling stable and accurate bending operation. It was realized.
具体的には、屈曲構造体が、超弾性合金からなる可撓チューブと、可撓チューブ内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤーをガイドするガイド部とを備える。 Specifically, the bending structure includes a flexible tube made of a superelastic alloy, and a guide portion disposed in the flexible tube and guiding a drive wire of the medical manipulator.
可撓チューブは、軸線方向に連設された複数のリング部と、軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、軸線方向で隣接するリング部間においてチューブ結合部の周方向の両側に区画されチューブ結合部の曲げによる可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備える。 The flexible tube has a plurality of ring portions arranged in the axial direction, a tube coupling portion connecting the ring portions adjacent in the axial direction in a part of the circumferential direction, and a tube between the ring portions adjacent in the axial direction And a slit defined on both sides in the circumferential direction of the joint to allow bending of the flexible tube due to bending of the tube joint.
ガイド部は、少なくとも可撓チューブのリング部間での曲げ剛性が可撓チューブのチューブ結合部の曲げ剛性よりも小さく設定される。 The guide portion is set such that the bending stiffness at least between the ring portions of the flexible tube is smaller than the bending stiffness of the tube coupling portion of the flexible tube.
また、実施形態では、上記目的を、軸線方向に連設された複数のリング部をチューブ結合部により結合し、チューブ結合部の周方向の寸法を屈曲時に固定側となる軸線方向の一側から屈曲時に可動側となる軸線方向の他側にかけて漸次小さくした超弾性合金からなる可撓チューブにより実現した。 Moreover, in the embodiment, the above object is achieved by connecting a plurality of ring portions provided in a row in the axial direction by means of the tube connecting portion, and the circumferential dimension of the tube connecting portion is fixed from the one side in the axial direction. It is realized by a flexible tube made of a superelastic alloy which is gradually reduced toward the other side in the axial direction which becomes the movable side at the time of bending.
さらに、実施形態では、上記目的を、軸線方向に連設された複数のリング部をチューブ結合部により結合し、リング部の軸線方向での寸法を最も大きいチューブ結合部の周方向での寸法以下にした超弾性合金からなる可撓チューブにより実現した。 Furthermore, in the embodiment, the above object is achieved by connecting a plurality of axially arranged ring portions by a tube coupling portion, and reducing the axial dimension of the ring portion to the largest dimension of the largest tube coupling portion. This is realized by a flexible tube made of a superelastic alloy.
[ロボット鉗子の構造]
図1(A)は、屈曲構造体を用いたロボット鉗子を示す正面側から見た斜視図、図1(B)は同背面側から見た斜視図、図2(A)は同側面図、図2(B)は同正面図である。なお、図1及び図2では、後述する屈曲構造体3のガイド部17の図示を省略している。
[Structure of robot ladder]
1 (A) is a perspective view from the front side showing a robot forceps using a bending structure, FIG. 1 (B) is a perspective view from the same back side, and FIG. 2 (A) is the same side view, FIG. 2 (B) is a front view of the same. In addition, in FIG.1 and FIG.2, illustration of the
ロボット鉗子1は、医療用マニピュレーターである手術ロボットのロボットアーム先端を構成するものである。なお、ロボット鉗子1は、医療用マニピュレーターの一例である。屈曲構造体3を適用可能な医療用マニピュレーターは、手術ロボットに取り付けるか否かに拘わらず、医師等が手で操作するものであって、屈曲動作を行う屈曲部を有すれば、特に限定されるものではない。従って、医療用マニピュレーターには、手術ロボットに取り付けない内視鏡カメラや手動鉗子等も含まれる。
The
ロボット鉗子1は、シャフト部5、屈曲部7、把持部9によって構成されている。
The
シャフト部5は、円筒形状に形成されている。シャフト部5内には、屈曲部7を駆動するための駆動ワイヤー11(図10)や把持部9を駆動するためのプッシュプルケーブル13(図10)が通っている。シャフト部5の先端には、屈曲部7を介して把持部9が設けられている。
The
屈曲部7は、本実施例の屈曲構造体3によって構成され、駆動ワイヤー11の操作により屈曲可能となっている。屈曲構造体3の詳細は後述する。
The bending
把持部9は、屈曲部7の先端に取り付けられた基部9aに対して鉗子部9bが軸支されている。鉗子部9bは、プッシュプルケーブル13の進退動作(プッシュプル動作)で開閉するようになっている。
The
把持部9の駆動は、プッシュプルケーブル13に限らず、エアチューブや複数の駆動ケーブルを用いても良い。
The drive of the
[屈曲構造体の構造]
図3は、図1のロボット鉗子1の屈曲構造体3を示す斜視図、図4は、同正面図、図5は、図3の屈曲構造体3の可撓チューブ15を示す斜視図、図6は同正面図、図7は同一部拡大正面図である。なお、図3~図7の屈曲構造体3は、図1及び図2とは形状が僅かに異なるが、同一のものを簡略化したものとなっている。
[Structure of bending structure]
3 is a perspective view showing a bending
屈曲構造体3は、可撓チューブ15と、ガイド部17とを備え、軸線方向の一側(基端側)を固定側、軸線方向の他側(先端側)を可動側として屈曲可能となっている。なお、図3~図7において、基端側は下方側、先端側は上方側である。
The bending
可撓チューブ15は、超弾性合金からなり、連結部19a,19bと、リング部21と、チューブ結合部23a,23bと、チューブスリット25とで構成されている。なお、超弾性合金は、NiTi合金(ニッケルチタン合金)、ゴムメタル(登録商標)等のチタン系合金、Cu-Al-Mn合金(銅系合金)、Fe-Mn-Al系合金(鉄系合金)等とすることが可能である。
The
連結部19a,19bは、両端部に設けられたリング状であり、ロボット鉗子1側に連結される部分である。これら連結部19a,19b間には、複数のリング部21が位置している。
The connecting
複数のリング部21は、軸線方向に等間隔で平行に連設されている。軸線方向で隣接するリング部21間の間隔dは一定に保持されており、各リング部21の径r1、軸線方向での寸法としての軸線方向幅w1、及び肉厚tも一定となっている。なお、肉厚tは、連結部19a,19b及びチューブ結合部23a,23bを含めた可撓チューブ15全体において一定である。
The plurality of
隣接するリング部21は、周方向の一部でチューブ結合部23a,23bによって結合されている。両端部のリング部21は、チューブ結合部23a,23bによって連結部19a,19bに結合されている。
チューブ結合部23a,23bは、リング部21に一体に設けられ、軸線方向で隣接するリング部21間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合している。
The
各リング部21において、軸線方向の一側(基端側)に位置するチューブ結合部23a,23bと他側(先端側)に位置するチューブ結合部23b,23aは、周方向に180/N度ずれて配置されている。ここでのチューブ結合部23a,23bのずれは、チューブ結合部23a,23bの中心線間のずれをいう(以下、同じ。)。Nは、2以上の整数である。本実施例では、N=2であり、チューブ結合部23a,23bが90度ずれて配置されている。
In each
なお、チューブ結合部23a,23b間のずれは、60度等とすることも可能であるが、90度にするのが好ましい。これは、可撓チューブ15の屈曲に必要なリング部21の数を少なくでき、全体の長さをコンパクトにすることができるためである。
The deviation between the
各チューブ結合部23a,23bは、軸線方向に伸びる矩形板状であり、リング部21に応じて僅かに曲率を有している。チューブ結合部23a,23bの両端部は、円弧部26を介してリング部21に遷移する。これにより、チューブ結合部23a,23bとリング部21との間は、接線連続となっている。
Each of the
なお、リング部21の径方向において、チューブ結合部23a,23bとリング部21の間は、内外周が段差なく遷移している。ただし、チューブ結合部23a,23bをリング部21よりも厚肉又は薄肉にして段差を有するような形態とすることも可能である。
In the radial direction of the
チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2は、リング部21の軸線方向幅w1よりも小さく形成されている。円弧部26の曲率半径r2は、リング部21の軸線方向幅w1よりも小さく、チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2と同一か僅かに異なる程度となっている。
The circumferential width w2 of the
チューブ結合部23a,23bは、中立軸を境に周方向の一側を圧縮して他側を伸長するように曲がることで可撓チューブ15の屈曲を可能とする。本実施例では、周方向に90度ずれたチューブ結合部23a,23bが曲がることにより、交差する異なる二方向X及びYへの屈曲が可能となっている。
The
各チューブ結合部23a,23bの周方向両側には、チューブ結合部23a,23bの曲げによる可撓チューブ15の屈曲を許容するチューブスリット25が設けられている。
The tube slit 25 which permits bending of the
すなわち、チューブスリット25は、軸線方向で隣接するリング部21間においてチューブ結合部23a,23bの周方向両側に区画されている。各チューブスリット25は、リング部21及びチューブ結合部23a,23bの形状に応じて、角の丸い矩形状となっている。
That is, the tube slits 25 are divided on both sides in the circumferential direction of the
チューブスリット25の軸線方向幅d(リング部21間の間隔dと同じ)は、リング部21の軸線方向幅w1よりも大きく形成されている。
The axial width d of the tube slit 25 (the same as the distance d between the ring portions 21) is formed larger than the axial width w1 of the
なお、本実施例の可撓チューブ15の各部の寸法は、全長Lが22.4mm、リング部21の径r1が6mm、軸線方向幅w1が0.8mm、肉厚tが0.4mm、チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2が0.2~0.5mm、円弧部26の曲率半径r2が0.3mm、チューブスリット25の軸線方向幅dが1.0mmとなっている。
The dimensions of each part of the
ただし、これら各部の寸法は、一例であり、要求される大きさや特性に応じて適宜変更することが可能である。例えば、リング部21及びチューブ結合部23a,23bの肉厚t、リング部21の径r1、軸線方向幅w1は、可撓チューブ15に要求される特性に応じて一定としなくてもよい。また、リング部21の径r1、軸線方向幅w1、チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2、円弧部26の曲率半径r2、チューブスリット25の軸線方向幅dの相対的な大きさの関係を変更することも可能である。
However, the dimensions of these parts are only an example, and can be appropriately changed according to the required size and characteristics. For example, the thickness t of the
図8は、図3の屈曲構造体3のガイド部17を示す斜視図、図9は、同正面図、図10は、同平面図である。
8 is a perspective view showing the
本実施例のガイド部17は、可撓チューブ15の少なくとも中央部分に配置され、中央部分を越えて駆動ワイヤー11が移動することを抑制するものである。中央部分は、本実施例において挿通孔33bの位置する軸心部並びに軸心部を囲む領域をいう。
The
このガイド部17は、可撓チューブ15よりもヤング率の小さい材料からなる。ガイド部17の材料としては、ポリプロピレン等の樹脂を用いることが可能である。また、本実施例のガイド部17は、可撓チューブ15と対応した形状に形成されており、可撓チューブ15に位相を合わせている。
The
ただし、ガイド部17は、可撓チューブ15内に配置され、少なくとも可撓チューブ15のリング部21間でのガイド部17の曲げ剛性が、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの曲げ剛性よりも小さく設定された構成となっていれば、形状や材質は特に限定されるものではない。
However, the
本実施例のガイド部17は、ガイド体27と、ガイド結合部29a,29bと、ガイドスリット31とを備えている。
The
ガイド体27は、可撓チューブ15の複数のリング部21内周にそれぞれ位置する円板状に形成されている。本実施例のガイド体27は、可撓チューブ15のリング部21の範囲内に収まるように軸線方向の板厚Tが設定されている。ガイド体27は、リング部21の内周に嵌合するように径r3が設定されている。なおガイド体27は、リング部21の内周に遊嵌させることも可能である。
The
各ガイド体27は、駆動ワイヤー11及びプッシュプルケーブル13を挿通する挿通孔33a,33bを有する。なお、駆動ワイヤー11は、ガイド部17を挿通した後、屈曲構造体3の先端側に固定される。プッシュプルケーブル13は、把持部9に連結される。
Each
プッシュプルケーブル13を挿通する挿通孔33bは、軸心部に設けられている。駆動ワイヤー11を挿通する挿通孔33aは、本実施例において周方向に90度毎に位置して4つ設けられており、それぞれが挿通孔33bに対して径方向外側に偏倚して配置されている。これにより、周方向に90度毎に駆動ワイヤー11をバランスよく保持する。この保持により、ガイド部17は、各駆動ワイヤー11が可撓チューブ15の中央部分を越えて移動することを抑制する。
The
なお、可撓チューブ15の中央部分を越えた移動とは、駆動ワイヤー11が中央部分へ向かう移動によって、その中央部分を挟んだ反対側へ移動することをいう。本実施例では、駆動ワイヤー11が保持部分から中央部分側へ移動することがない。
The movement beyond the central portion of the
なお、ガイド体27は、可撓チューブ15の各リング部21の内周に位置させる必要はなく、例えば一つおきや可撓チューブ15の軸線方向の中間部でのみリング部21の内周に位置させることも可能である。
The
隣接するガイド体27は、ガイド結合部29a,29bによって結合されている。ガイド結合部29a,29bは、ガイド体27に一体に設けられ、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bに対応した周方向の一部で隣接するガイド体27を結合している。
The
本実施例のガイド結合部29aは、軸線方向で隣接する可撓チューブ15のリング部21間において、径方向で対向する可撓チューブ15のチューブ結合部23a間に渡って設けられている。ガイド結合部29bも、同様にチューブ結合部23b間に渡って設けられている。
The
これにより、ガイド結合部29a,29bは、径方向に延設された帯状に形成され、径方向の中央部及びその両側に肉抜き穴35a,35b,35cが設けられている。
Thus, the
また、ガイド結合部29a,29bは、径方向においてチューブ結合部23a,23bに重なる形状となっており、チューブ結合部23a,23bと同様、軸線方向の両端部が円弧部37を介してガイド体27に遷移し、リング部21との間が接線連続となっている。
The
これらガイド結合部29a,29bは、チューブ結合部23a,23bと共に周方向の一側を圧縮して他側を伸長するように曲がることでガイド部17の屈曲を可能とする。ガイド結合部29a,29bの曲げ剛性は、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの曲げ剛性よりも低く設定されている。
The
従って、本実施例では、少なくとも可撓チューブ15のリング部21間でのガイド部17の曲げ剛性が、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの曲げ剛性よりも小さく設定された構成となっている。
Therefore, in the present embodiment, at least the bending rigidity of the
各ガイド結合部29a,29bの周方向両側には、ガイド結合部29a,29bの曲げによるガイド部17の屈曲を許容するガイドスリット31が設けられている。
Guide slits 31 which allow bending of the
すなわち、ガイドスリット31は、軸線方向で隣接するリング部21間においてガイド結合部29a,29bの周方向両側に区画されている。各ガイドスリット31は、ガイド体27及びガイド結合部29a,29bの形状に応じて、角の丸い矩形状となっている。
That is, the guide slit 31 is divided on both sides in the circumferential direction of the
[屈曲構造体の動作]
屈曲部7としての屈曲構造体3は、医師がロボット鉗子1を操作する際、何れか一つの駆動ワイヤー11を引くことにより、シャフト部5側に位置する固定側に対して把持部9側に位置する可動側が屈曲する。そして、いくつかの駆動ワイヤー11を組み合わせて引くことにより、360度全方位に屈曲させることが可能となる。
[Motion of bending structure]
When the doctor operates the
何れか一つの駆動ワイヤー11を引いて屈曲させる際、可撓チューブ15は、図6のように中立軸上に位置するチューブ結合部23a,23bの一方(実施例ではチューブ結合部23b)が、中立軸に対する屈曲内側部分を圧縮させると共に屈曲外側部分を伸長させるように曲がる。
When one of the
チューブ結合部23bが曲がると、チューブ結合部23bに対する先端側のリング部21がチューブ結合部23bを支点としてチューブスリット25を閉じるように変位する。一方で、中立軸上のチューブ結合部23bから周方向に90度ずれたチューブ結合部23aは、曲がらずにリング部21の姿勢を保持する。
When the
このように、可撓チューブ15は、中立軸上に位置するチューブ結合部23bが曲がることで全体として屈曲することになる。
Thus, the
この可撓チューブ15の屈曲は、ガイド部17によって妨げられることがない。すなわち、ガイド部17は、可撓チューブ15と同様にして、中立軸上に位置するガイド結合部29a,29bの一方(本実施例ではガイド結合部29b)が曲がることで全体として屈曲する。
The bending of the
このとき、ガイド結合部29bは、チューブ結合部23bよりも曲げ剛性が小さいため、チューブ結合部23bの曲げによる屈曲の妨げとはならない。特に、本実施例のガイド部17では、ガイド結合部29bが可撓チューブ15のチューブ結合部23bと対応した形状であり、可撓チューブ15よりもヤング率が1/50程度の大幅に小さい材料である。このため、ガイド結合部29bの曲げ剛性がチューブ結合部23bの曲げ剛性よりも大幅に小さく、可撓チューブ15の屈曲の妨げとなることがない。
At this time, since the
なお、ガイド部17は、ガイド結合部29bを省略して可撓チューブ15のリング部21間に位置する部分を有さないようにし、これにより可撓チューブ15の屈曲の妨げとならないようにすることも可能である。
Note that the
この場合、可撓チューブ15のリング部21間でのガイド部17の曲げ剛性がゼロとなるため、可撓チューブ15のチューブ結合部23bの曲げ剛性よりもガイド部17の曲げ剛性が小さくなる。
In this case, the bending rigidity of the
かかる屈曲時には、ガイド部17によって駆動ワイヤー11を適切な位置に維持するため、医師の操作に応じて屈曲部7としての屈曲構造体3に安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。
Since the
[耐荷重]
図11は、実施例1に係る屈曲構造体3に用いられる可撓チューブ15の荷重と屈曲角との関係を示すグラフである。
Load capacity
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the
図11では、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの周方向幅w2を0.2mm、0.3mm、0.4mmとしたものにおいて、屈曲角が0度から90度となるまで屈曲させ、その後に0度まで戻るときの荷重をプロットしている。なお、本実施例では、屈曲角が90度のときに荷重が10Nとなる線形特性を理想的な耐荷重特性を示す理想線ISとしている。
In FIG. 11, in the case where the circumferential width w2 of the
チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2が0.2mm及び0.3mmの場合は、荷重が全体として理想線ISよりも低いものの、屈曲時と戻り時との間でヒステリシスが少なく線形性が高い。このため、チューブ結合部23a,23bの折損リスクを軽減することができ、耐荷重性が優れたものとなっている。
When the circumferential width w2 of the
チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2が0.4mmの場合は、線形性は低下しているものの、屈曲角90度のときの荷重が15N程度と理想線ISよりも高く、耐荷重性が優れたものとなっている。
When the circumferential width w2 of the
[屈曲性]
本実施例では、図11のように、屈曲角90度のときに、荷重が約3N、5.5N、15Nであり、チューブ結合部23a,23bの折損がなく、曲げ半径Rを約14.3mmと小さくすることができた。なお、曲げ半径Rは、中立軸の曲げ半径をいう(以下、同じ。)。
[Flexibility]
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, when the bending angle is 90 degrees, the load is about 3N, 5.5N, 15N, there is no breakage of the
このように、本実施例では、屈曲構造体3の小型化を図っても、小さい曲げ半径で容易且つ確実に屈曲させることができ、屈曲性に優れたものとすることができる。
As described above, in the present embodiment, even if the bending
[実施例1の効果]
以上説明したように、本実施例の屈曲構造体3は、超弾性合金からなる可撓チューブ15と、可撓チューブ15内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤー11をガイドするガイド部17とを備えている。
[Effect of Example 1]
As described above, the bending
可撓チューブ15は、この可撓チューブ15の軸線方向に連設された複数のリング部21と、軸線方向で隣接するリング部21間を周方向の一部で結合するチューブ結合部23a,23bと、軸線方向で隣接するリング部21間においてチューブ結合部23a,23bの周方向両側に区画されチューブ結合部23a,23bの曲げによる可撓チューブ15の屈曲を許容するチューブスリット25とを備える。
The
そして、ガイド部17は、少なくとも可撓チューブ15のリング部21間での曲げ剛性が可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの曲げ剛性よりも小さく設定されている。
Further, at least the bending rigidity of the
従って、本実施例の屈曲構造体3は、超弾性合金からなる可撓チューブ15が、複数のリング部21を軸線方向でチューブ結合部23a,23bによって結合して形成され、チューブ結合部23a,23bの曲がることによって屈曲が可能となっている構成により、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れたものとすることができる。
Therefore, in the bending
しかも、本実施例の屈曲構造体3は、可撓チューブ15がリング部21間をチューブ結合部23a,23bによって結合する構成により、ねじり剛性に優れたものとすることもできる。
Moreover, the bending
さらに、本実施例の屈曲構造体3は、少なくとも可撓チューブ15のリング部21間でのガイド部17の曲げ剛性が、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの曲げ剛性よりも小さく設定されていることにより、可撓チューブ15の屈曲を妨げることなく、駆動ワイヤー11を適切な位置に保持し、安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。
Further, in the bending
また、本実施例では、チューブ結合部23a,23bが軸線方向で隣接するリング部21間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、各リング部21の軸線方向の一側のチューブ結合部23bと軸線方向の他側のチューブ結合部23aとが周方向に180/N度、特に90度ずれており、軸線方向の一側及び他側のチューブ結合部23b,23aの曲げによって異なる方向への可撓チューブ15の屈曲を可能としている。
Further, in the present embodiment, the
従って、本実施例の屈曲構造体3では、駆動ワイヤー11の操作を通じて360度全方位に屈曲可能とすることができると共に屈曲の異方性を抑制することができる。
Therefore, in the bending
本実施例のガイド部17は、可撓チューブよりもヤング率の小さい材料からなり、可撓チューブ15の複数のリング部21内周にそれぞれ位置し、駆動ワイヤー11を挿通する挿通孔33aを有する円板状の複数のガイド体27と、軸線方向で隣接するガイド体27間を可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bに対応して周方向の一部で結合するガイド結合部29a,29bと、軸線方向で隣接するガイド体27間においてガイド結合部29a,29bの両側に区画されたガイドスリット31とを備える。
The
従って、本実施例のガイド部17は、可撓チューブ15に位相を合わせることができ、動作の安定性、正確性を確保できる。
Therefore, the
図12は、本発明の実施例2に係る屈曲構造体を示す正面図、図13は、同平面図である。なお、実施例2では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 12 is a front view showing a bending structure according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a plan view thereof. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、ガイド部17を円柱形状としたものである。なお、可撓チューブ15は、実施例1と同構成である。
The bending
ガイド部17は、円柱状のガイド体27に、周方向90度毎に駆動ワイヤー11をガイドする溝部33cが軸心方向に沿って設けられている。各溝部33cは、平面視において、ガイド体27の外周面から軸心部に向けて径方向に伸びる。軸心部には、プッシュプルケーブル13を挿通する挿通孔33bが設けられている。
In the
かかる実施例2においても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。 Also in the second embodiment, the same function and effect as the first embodiment can be obtained.
図14は、本発明の実施例3に係る屈曲構造体を示す斜視図、図15は、同側面図、図16は、同平面図である。実施例3では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 14 is a perspective view showing a bending structure according to a third embodiment of the present invention, FIG. 15 is a side view thereof, and FIG. 16 is a plan view thereof. In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、ガイド部17を超弾性合金のコイルばねとしたものである。その他は、実施例1と同一形状である。
The bending
ガイド部17は、コイル状の内径がプッシュプルケーブル13の外径と同等になっており、コイル状の内周部にプッシュプルケーブル13を挿通する構成となっている。駆動ワイヤー11は、ガイド部17の外周側に配置されている。
The
従って、本実施例では、ガイド部17によりプッシュプルケーブル13を適切な位置に保持しつつ駆動ワイヤー11が中央部分を越えて極端に移動することを妨げ、安定且つ正確な屈曲動作を行わせることができる。
Therefore, in the present embodiment, while the push-
その他、本実施例においても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。 In addition, also in the present embodiment, the same function and effect as in the first embodiment can be obtained.
図17は、本発明の実施例4に係る屈曲構造体を示す斜視図、図18は、同側面図、図19は、同平面図である。実施例4では、実施例3と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 17 is a perspective view showing a bending structure according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 18 is a side view thereof, and FIG. 19 is a plan view thereof. In the fourth embodiment, the same components as those in the third embodiment are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例3に対し、ガイド部17のコイル状の内外径を大きくしたものである。その他は、実施例3と同一構成である。
The bending
具体的には、ガイド部17の内径がプッシュプルケーブル13の外径よりも大きく、それに応じてガイド部17のコイル状の外径も大きくなっている。
Specifically, the inner diameter of the
このように構成しても、実施例3と同様の作用効果を奏することができる。 Even with this configuration, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
図20は、本発明の実施例5に係る屈曲構造体を示す斜視図、図21は、同側面図、図22は、同平面図である。実施例5では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 20 is a perspective view showing a bending structure according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 21 is a side view thereof, and FIG. 22 is a plan view thereof. In the fifth embodiment, the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例1のガイド部を第1ガイド部17とし、この第1ガイド部17に実施例3と同一の超弾性合金からなるコイルばね状のガイド部を第2ガイド部18として追加したものである。その他は、実施例1と同一構成である。
In the bending
第1ガイド部17は、軸心部の挿通孔33bが実施例1よりも大きい径を有している。この挿通孔33bには、第2ガイド部18が挿通されている。そして、第1ガイド部17の挿通孔33aには、駆動ワイヤー11が挿通し、第2ガイド部18の内周部には、プッシュプルケーブル13が挿通している。
The
従って、本実施例においても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, also in the present embodiment, the same function and effect as the first embodiment can be obtained.
図23は、本発明の実施例6に係る屈曲構造体の可撓チューブを示す一部拡大正面図である。実施例6では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 23 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure according to a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description will not be repeated.
本実施例では、実施例1に対し、可撓チューブ15のリング部21の形状を変更したものである。なお、ガイド部17は、実施例1と同様、可撓チューブ15に対応した形状とすればよいが、実施例2のように円柱形状、実施例3及び4のようにコイルばね状、実施例5のように可撓チューブ15に対応した形状のガイド部にコイルばね状のガイド部を組み合わせたもの、或は他の形状を採用することも可能である。
In the present embodiment, the shape of the
各リング部21は、周方向一部がチューブスリット25を周方向の中間部で軸線方向に狭めるように軸線方向に偏倚している。具体的には、リング部21が平行部21aと傾斜部21bとで構成されている。平行部21aには、チューブ結合部23a,23bが一体に設けられている。
Each
図24は、変形例に係る屈曲構造体の可撓チューブを示す一部拡大正面図である。 FIG. 24 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure according to a modification.
変形例のリング部21は、図23の実施例6とは逆に、チューブスリット25を周方向の中間部で軸線方向に拡げるように、ウェーブ形状を有している。
The
かかる実施例6及び変形例でも、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。 Also in the sixth embodiment and the modification example, the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained.
図25は、本発明の実施例7に係る屈曲構造体の可撓チューブを示す一部拡大正面図である。実施例7では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 25 is a partially enlarged front view showing a flexible tube of a bending structure according to a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例1に対し、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの数を変更したものである。なお、ガイド部17は、実施例1と同様、可撓チューブ15に対応した形状とすればよいが、実施例2のように円柱形状、実施例3及び4のようにコイルばね状、実施例5のように可撓チューブ15に対応した形状のガイド部にコイルばね状のガイド部を組み合わせたもの、或は他の形状を採用することも可能である。
The bending
本実施例では、隣接するリング部21間において、チューブ結合部23a,23bが周方向60度毎に三つ配置されている。
In the present embodiment, three
このようにチューブ結合部23a,23bの数を変更しても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。
Even if the number of
[可撓チューブ]
図26は、本発明の実施例8に係るロボット鉗子の可撓チューブを示す側面図、図27は、屈曲時の可撓チューブを示す正面図である。実施例8では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
[Flexible tube]
FIG. 26 is a side view showing a flexible tube of a robot forceps according to an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 27 is a front view showing the flexible tube at the time of bending. In the eighth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description will not be repeated.
本実施例の可撓チューブ15は、実施例1の屈曲構造体1に代えて用いられるものである。このため、本実施例では、ガイド部17が省略されている。
The
可撓チューブ15は、基本的に実施例1の屈曲構造体1の可撓チューブ1と同一構造である。ただし、可撓チューブ15のチューブ結合部23a,23bの周方向幅w2は、基端側から先端側にかけて漸次小さくなっている。本実施例では、各リング部21において、基端側に位置するチューブ結合部23a,23bよりも先端側に位置するチューブ結合部23b,23aの周方向幅w2が小さくなっている。
The
これにより、最も先端側に位置するチューブ結合部23aの周方向幅w2が最も小さく、最も基端側に位置するチューブ結合部23bの周方向幅w2が最も大きくなっている。各リング部21の軸線方向幅w1は、先端側に位置する最も小さいチューブ結合部23aの周方向幅w2の2倍程度に設定されている。
Thus, the circumferential width w2 of the
各チューブ結合部23a,23b内での周方向幅w2は、一定となっている。各リング部21間で径方向で相互に対向する二ヵ所のチューブ結合部23a,23bは、周方向幅w2が同一となっている。
The circumferential width w2 in each
なお、チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2は、基端から途中まで一定にし、その後先端まで漸次小さくなる等のように、一定の区間が存在していてもよい。このように一定の区間が存在していても、チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2は、基端側から先端側にかけて漸次小さくなっているものとなる。
In addition, the circumferential direction width w2 of tube
本実施例のチューブ結合部23a,29bの周方向幅w2は、次の式で表すことができる。
The circumferential width w2 of the
@0001
@ 0001
ここで、hXは、チューブ結合部23a,29bの周方向幅w2の寸法であり、LXは、軸線方向における先端からチューブ結合部23a,29bの中心までの距離、wは、荷重、εminは、軸線方向における先端から最初のチューブ結合部23aでのひずみである。
Here, hX is a dimension of the circumferential width w2 of the
ひずみεminは、次の式で表すことができる。 The strain ε min can be expressed by the following equation.
@0002
@ 0002
ここで、Lminは、軸線方向における先端から最初のチューブ結合部23aの中心までの距離、hminは、最初のチューブ結合部23aの周方向幅w2の寸法である。
Here, Lmin is the distance from the tip in the axial direction to the center of the first
かかるチューブ結合部23a,23bは、周方向の一側を圧縮して他側を伸長するように曲がることで可撓チューブ15の屈曲を可能とする。本実施例では、周方向に90度ずれたチューブ結合部23a,23bが曲がることにより、交差する異なる二方向X及びYへの屈曲が可能となっている。
The
本実施例の可撓チューブ15は、中立軸上に位置するチューブ結合部23bが曲がることで全体として屈曲するとき、各チューブ結合部23bに曲げによるひずみが生じる。ここで、本実施例では、チューブ結合部23a,23bが基端側から先端側にかけて漸次周方向幅が小さくなっているので、先端側のチューブ結合部23bが曲がりやすいものとなる。
When the
それによって、本実施例では、屈曲時に可撓チューブ15の基端側だけでなく先端側においてもチューブ結合部23bに曲げによるひずみを十分に生じさせることができる。
Thereby, in the present embodiment, it is possible to sufficiently generate distortion due to bending in the
結果として、基端側のチューブ結合部23a,23bのひずみの最大値を抑えてひずみの緩和をすることができる。従って、本実施例の可撓チューブ15は、基端側のチューブ結合部23bから先端側のチューブ結合部23bにわたって屈曲時のひずみの均一性が向上し、屈曲動作の異方性を抑制し、屈曲動作の安定性、正確性を向上することができる。
As a result, the strain can be alleviated by suppressing the maximum value of the strain of the proximal
図28(A)及び(B)は、ひずみの分布を示す可撓チューブ15の側面図であり、図28(A)は実施例8、図28(B)は比較例である。なお、比較例では、チューブ結合部23a,23bが基端側から先端側にわたって同一の周方向幅を有し、その他の構成が実施例8と同一となっている。図28では、相対的にひずみの大きい部分を濃く、相対的にひずみの小さい部分を薄く示している。
28 (A) and 28 (B) are side views of the
図28(A)のように、本実施例の可撓チューブ15では、先端側においてもチューブ結合部23a,23bにひずみを十分に生じさせることができ、基端側のチューブ結合部23a,23bのひずみを緩和することができている。
As shown in FIG. 28A, in the
この結果、本実施例では、基端側から先端側のチューブ結合部23bにわたってひずみの均一性が向上し、ロボット鉗子1の屈曲部7を屈曲させる際、屈曲動作の異方性を抑制でき、屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を確保できる。
As a result, in the present embodiment, the uniformity of strain is improved from the proximal end side to the distal end side
これに対し、比較例では、図28(B)のように、先端側のチューブ結合部23bにひずみを十分生じさせることができておらず、基端側のチューブ結合部23bのひずみが大きく、先端側のチューブ結合部23bのひずみが漸次小さくなっている。
On the other hand, in the comparative example, as shown in FIG. 28B, strain can not be sufficiently generated in the distal end side
結果として、比較例では、90度ずれた位置のチューブ結合部23a及び23b間でひずみの状況が異なり、ロボット鉗子1の屈曲部7を屈曲させる際、屈曲動作の異方性を招き、屈曲操作の安定性、正確性を確保することが実施例1と比較して困難である。
As a result, in the comparative example, the condition of strain is different between the
図29は、ひずみの最大値と屈曲角との関係を示すグラフである。図29は、実施例8と比較例において、0度~90度まで屈曲させる際の荷重をプロットしたものである。 FIG. 29 is a graph showing the relationship between the maximum value of strain and the bending angle. FIG. 29 is a plot of the load when bent from 0 ° to 90 ° in Example 8 and Comparative Example.
図29のように、本実施例では、屈曲角が0度~30度程度までの屈曲初期に比較例よりもひずみの最大値が高くなっているものの、30度~90度までは比較例よりもひずみの最大値を低くすることができている。 As shown in FIG. 29, in the present example, although the maximum value of strain is higher than that of the comparative example at the initial stage of bending in which the bending angle is about 0 to 30 degrees, compared to the comparative example from 30 to 90 degrees. It is also possible to lower the maximum value of strain.
これにより、本実施例では、異なる方向への屈曲であっても、荷重特性がほぼ変動せず、屈曲時と戻り時との間で荷重のヒステリシスが少なく、チューブ結合部23a,23bの折損リスクを低減することができる。
Thereby, in the present embodiment, even if the bending is in different directions, the load characteristics hardly change, and the hysteresis of the load is small between the bending time and the return time, and the risk of breakage of the
図30(A)及び(B)は、屈曲角と荷重値の増減との関係を示すグラフであり、図30(A)は実施例8、図30(B)は比較例である。 FIGS. 30 (A) and 30 (B) are graphs showing the relationship between the bending angle and the increase and decrease of the load value, and FIG. 30 (A) is Example 8 and FIG. 30 (B) is a comparative example.
図30(A)のように、本実施例では、屈曲角が0度~90度まで変化しても、0度を100%して、荷重値の増減率が-0.3%から1.7%となっており、荷重値の変動を抑制できている。このため、本実施例の可撓チューブ15は、荷重の異方性が少なく、医師による屈曲操作時に異方性を感じさせることを抑制でき、安定且つ正確な動作を可能とする。
As shown in FIG. 30A, in the present embodiment, even if the bending angle changes from 0 degrees to 90 degrees, the change rate of the load value changes from -0.3% to 100%, with 0 degrees being 100%. It is 7% and can control the fluctuation of the load value. For this reason, the
図31は、屈曲角とばね定数との関係を示すグラフであり、図31(A)は実施例8、図31(B)は比較例である。 FIG. 31 is a graph showing the relationship between the bending angle and the spring constant, and FIG. 31 (A) shows Example 8, and FIG. 31 (B) shows a comparative example.
図31(A)のように、本実施例の可撓チューブ15では、屈曲角が90度であっても、屈曲角が0度の場合に対するばね定数の増加率が6%程度となっている。
As shown in FIG. 31A, in the
従って、本実施例では、屈曲動作中のばね定数の変動を小さくすることができ、かかる点からも動作の安定性、正確性を向上することができる。 Therefore, in the present embodiment, the variation of the spring constant during the bending operation can be reduced, and the stability and accuracy of the operation can be improved from this point as well.
これに対し、比較例では、図31(B)のように、屈曲角が90度の場合、屈曲角が0度の場合に対するばね定数の増加率が14%程度となっている。従って、比較例では、屈曲角が大きくなるにつれてばね定数が本実施例よりも大きくなっている。 On the other hand, in the comparative example, as shown in FIG. 31B, when the bending angle is 90 degrees, the increasing rate of the spring constant is about 14% with respect to the case where the bending angle is 0 degree. Therefore, in the comparative example, the spring constant is larger than that of the present example as the bending angle is larger.
[耐荷重]
図32は、実施例8に係る可撓チューブ15の荷重と屈曲角との関係を示すグラフである。
Load capacity
FIG. 32 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the
図32では、屈曲角が0度から90度となるまで屈曲させ、その後に0度まで戻るときの荷重をプロットしている。なお、本実施例では、屈曲角が90度のときに荷重が10Nとなる線形特性を理想的な耐荷重特性を示す理想線ISとしている。 In FIG. 32, the load is plotted when the bending angle is bent from 0 degrees to 90 degrees, and then returned to 0 degrees. In the present embodiment, a linear characteristic in which the load is 10 N when the bending angle is 90 degrees is taken as an ideal line IS indicating an ideal load resistance characteristic.
本実施例では、屈曲角90度のときの荷重が16N程度と理想線ISよりも高く、しかも屈曲時と戻り時との間でヒステリシスが少なく線形性が高い。このため、本実施例の可撓チューブ15は、チューブ結合部23a,23bの折損リスクを軽減することができ、荷重を高めることもでき、耐荷重性が優れたものとなっている。
In this embodiment, the load at a bending angle of 90 degrees is about 16 N, which is higher than the ideal line IS, and moreover, the hysteresis is small and the linearity is high between the bending time and the return time. For this reason, the
これに対し、比較例では、屈曲角90度のときの荷重が本実施例よりも僅かに低く、しかもヒステリシスも大きく線形性が低い。従って、比較例は、本実施例よりも耐荷重性が劣っていることが分かる。 On the other hand, in the comparative example, the load at a bending angle of 90 degrees is slightly lower than that of this embodiment, and the hysteresis is also large and the linearity is low. Therefore, it is understood that the comparative example is inferior in load resistance to the present example.
[屈曲性]
本実施例では、図32のように、屈曲角90度のときに、荷重が約16Nであり、チューブ結合部23a,23bの折損がなく、曲げ半径Rを約10.2mmと小さくすることができた。なお、曲げ半径Rは、中立軸の曲げ半径をいう(以下、同じ。)。
[Flexibility]
In this embodiment, as shown in FIG. 32, when the bending angle is 90 degrees, the load is about 16 N, there is no breakage of the
一方、比較例では、屈曲角90度のときに、荷重が約15.5Nであり、チューブ結合部23a,23bの折損がなかったものの、曲げ半径Rが約14.3mmであった。
On the other hand, in the comparative example, when the bending angle is 90 degrees, the load is about 15.5 N, and the bending radius R is about 14.3 mm although there is no breakage of the
従って、本実施例では、可撓チューブ15の小型化を図っても、小さい曲げ半径で容易且つ確実に屈曲させることができ、屈曲性に優れたものとすることができる。
Therefore, in this embodiment, even if the
[実施例8の効果]
本実施例の可撓チューブ15は、超弾性合金からなる医療用マニピュレーターの可撓チューブであって、軸線方向に連設された複数のリング部21と、軸線方向で隣接するリング部21間を周方向の一部で結合するチューブ結合部23a,23bと、軸線方向で隣接するリング部21間においてチューブ結合部23a,23bの周方向の両側に区画されチューブ結合部23a,23bの曲げによる可撓チューブ15の屈曲を許容するスリットとを備えている。
[Effect of Example 8]
The
従って、本実施例の可撓チューブ15は、小型化を図りつつ耐荷重及び屈曲性に優れたものとすることができる。
Therefore, the
そして、本実施例では、チューブ結合部23a,23bが、周方向幅w2が屈曲時に固定側となる軸線方向の一側から屈曲時に可動側となる軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている。
In the present embodiment, the
従って、本実施例では、屈曲時に可撓チューブ15の基端側だけでなく先端側においてもチューブ結合部23a,23bにひずみを十分に生じさせることができ、基端側のチューブ結合部23a,23bのひずみを緩和することができる。
Therefore, in the present embodiment, strain can be sufficiently generated in the
これにより、本実施例では、基端側のチューブ結合部23bから先端側のチューブ結合部23bに渡って屈曲時のひずみの均一性が向上し、耐荷重及び屈曲性にさらに優れたものとすることができると共に屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を向上することができる。
As a result, in the present embodiment, the uniformity of strain at the time of bending is improved from the proximal
しかも、本実施例の可撓チューブ15は、可撓チューブ15がリング部21間をチューブ結合部23a,23bによって結合する構成により、ねじり剛性に優れたものとすることもできる。
Moreover, the
また、本実施例では、各リング部21において、基端側のチューブ結合部23bが先端側のチューブ結合部23aに対して周方向の寸法が小さいので、より全体として屈曲時のひずみの均一性を向上することができ、耐荷重及び屈曲性にさらに優れたものとし、屈曲動作及び屈曲操作の安定性、正確性をさらに向上することができる。
Further, in the present embodiment, in each
また、チューブ結合部23a,23bは、軸線方向で隣接するリング部21間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、各リング部21の基端側のチューブ結合部23bと先端側のチューブ結合部23aとが周方向に180/N度、特に90度ずれており、先端側及び基端側のチューブ結合部23a,23bの曲げによって異なる方向への可撓チューブ15の屈曲を可能としている。
The
かかる構成により、単一の可撓チューブ15により異なる方向への屈曲を可能としながら、屈曲時のひずみの均一性によって屈曲動作の異方性を抑制することが可能となる。
With this configuration, it is possible to suppress the anisotropy of the bending operation by the uniformity of strain at the time of bending while enabling bending in different directions by the single
また、本実施例では、屈曲動作中のばね定数の変動を小さくすることができ、かかる点からも屈曲動作及び屈曲操作の安定性、正確性を向上することができる。 Further, in the present embodiment, the fluctuation of the spring constant during the bending operation can be reduced, and the stability and accuracy of the bending operation and the bending operation can be improved from this point as well.
なお、実施例8において、実施例6の図23のように各リング部21を平行部21aと傾斜部21bで構成してもよい。また、リング部21は、実施例6の図24のようにウェーブ形状であってもよい。さらに、実施例7のように、チューブ結合部21a,23bの数を、三つ等に変更してもよい。
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 23 of the sixth embodiment, each
図33は、本発明の実施例9に係る可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す正面図、図34は、図33の屈曲構造体のガイド部を示す正面図である。なお、実施例9では、実施例1及び8と対応する構成部分に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 33 is a front view showing a bending structure using a flexible tube according to a ninth embodiment of the present invention, and FIG. 34 is a front view showing a guide portion of the bending structure of FIG. In the ninth embodiment, the same components as those in the first and eighth embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping explanations will be omitted.
本実施例では、実施例1同様、可撓チューブ15内にガイド部17を挿入した屈曲構造体3によってロボット鉗子1の屈曲部7が構成される。なお、可撓チューブ15は、実施例8と同一構成である。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the bending
ガイド部17は、基本的に実施例1と同一構成である。ただし、ガイド部17のガイド結合部29a,29bは、チューブ結合部23a,23bに対応して、周方向の寸法が屈曲時に固定側となる軸線方向の一側から屈曲時に可動側となる軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている。
The
従って、本実施例では、実施例1及び8と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, in the present embodiment, the same effects as those of the first and eighth embodiments can be obtained.
図35は、本発明の実施例10に係る屈曲構造体を示す正面図である。なお、実施例10では、実施例2及び9と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 35 is a front view showing a bending structure according to Example 10 of the present invention. In the tenth embodiment, the same components as those in the second and ninth embodiments are denoted by the same reference numerals and the description will not be repeated.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例2と同様に、ガイド部17を円柱形状としたものである。なお、可撓チューブ15は、実施例8と同構成である。
The
従って、本実施例では、実施例2及び実施例9と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, in this embodiment, the same function and effect as those of the second and ninth embodiments can be obtained.
図36は、本発明の実施例11に係る屈曲構造体を示す側面図である。実施例11では、実施例3及び9と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 36 is a side view showing a bent structure according to Example 11 of the present invention. In the eleventh embodiment, the same components as those in the third and ninth embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例3と同様に、ガイド部17を超弾性合金のコイルばねとしたものである。その他は、実施例9と同一形状である。
As in the third embodiment, the bending
従って、本実施例では、実施例3及び9と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, in the present embodiment, the same function and effect as the third and ninth embodiments can be obtained.
図37は、本発明の実施例12に係る屈曲構造体を示す側面図である。実施例12では、実施例4、9及び11と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 37 is a side view showing a bent structure according to Example 12 of the present invention. In the twelfth embodiment, the same components as those in the fourth, ninth, and eleventh embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例4と同様に、実施例11に対しガイド部17のコイル状の内外径を大きくしたものである。その他は、実施例11と同一構成である。
The
従って、本実施例でも、実施例4及び11と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, also in the present embodiment, the same function and effect as the fourth and eleventh embodiments can be obtained.
図31は、本発明の実施例13に係る屈曲構造体を示す側面図である。実施例13では、実施例5、9、及び11と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 31 is a side view showing a bent structure according to Example 13 of the present invention. In the thirteenth embodiment, the same components as those in the fifth, ninth, and eleventh embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例5と同様に、実施例9のガイド部を第1ガイド部17とし、この第1ガイド部17に実施例11と同一の超弾性合金からなるコイルばね状のガイド部を第2ガイド部18として追加したものである。その他は、実施例9と同一構成である。
Like the fifth embodiment, the bending
従って、本実施例においても、実施例5、9、及び11と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, also in the present embodiment, the same function and effect as the fifth, ninth, and eleventh embodiments can be obtained.
[可撓チューブ]
図39(A)及び(B)は、本発明の実施例14に係るロボット鉗子の可撓チューブを示し、図39(A)は正面図、図39(B)は側面図である。実施例14では、実施例1と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
[Flexible tube]
39 (A) and 39 (B) show a flexible tube of a robot forceps according to a fourteenth embodiment of the present invention, FIG. 39 (A) is a front view, and FIG. 39 (B) is a side view. In the fourteenth embodiment, the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
本実施例の可撓チューブ15は、実施例1の屈曲構造体1に代えて用いられるものである。このため、本実施例では、ガイド部17が省略されている。
The
可撓チューブ15は、基本的に実施例1の屈曲構造体1の可撓チューブ1と同一構造である。
The
ただし、各リング部21の軸線方向での寸法である軸線方向幅w1は、後述する最も大きいチューブ結合部23a,23bの周方向幅w2以下となっている。本実施例では、チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2が一定であり、その周方向幅w2と軸線方向幅w1が同一になっている。
However, the axial direction width w1, which is the dimension in the axial direction of each
なお、軸線方向幅w1は、リング部21が可撓チューブ15の屈曲時に変形可能とすることが重要であり、最も大きいチューブ結合部23a,23bの周方向幅w2以下になっていればよい。
In addition, it is important that the axial width w1 be made deformable when the
本実施例の可撓チューブ15は、中立軸上に位置するチューブ結合部23bが曲がることで全体として屈曲するとき、リング部21がチューブ結合部23a,23bの周方向幅w2と同一の軸線方向幅w1を有するため、チューブ結合部23bだけでなくリング部21も曲げによる変形が生じることになる。
When the
このため、チューブ結合部23b及びリング部21に曲げによるひずみが発生し、これにより可撓チューブ15の構造全体でひずみを発生させることになり、ひずみの最大値を小さくしてひずみを緩和することが可能となる。
For this reason, distortion due to bending is generated in the tube
図40(A)及び(B)は、ひずみの分布を示す可撓チューブ15の正面図であり、図40(A)は実施例14、図40(B)は比較例である。図41(A)及び(B)は、ひずみの分布を示す可撓チューブ15の斜視図であり、図41(A)は実施例14、図41(B)は比較例である。図42(A)及び(B)は、それぞれ図41(A)及び(B)の要部拡大図である。図40~図42において、ひずみの大きい部分は薄く、ひずみの小さい部分は濃く示している。
40 (A) and 40 (B) are front views of the
図40(A)、図41(A)、及び図42(A)のように、本実施例の可撓チューブ15では、屈曲時にチューブ結合部23bと共にリング部21を変形させ、チューブ結合部23bと共にリング部21にひずみを生じさせていることが分かる。
As shown in FIGS. 40 (A), 41 (A) and 42 (A), in the
これに対し、比較例では、図40(B)、図41(B)、及び図42(B)のように、リング部21はほとんど変形しておらず、チューブ結合部23bでのみひずみが大きくなっていることが分かる。
On the other hand, in the comparative example, as shown in FIG. 40 (B), FIG. 41 (B) and FIG. 42 (B), the
図43は、ひずみの最大値と屈曲角との関係を示すグラフである。図43は、実施例14と比較例において、0度~90度まで屈曲させる際の荷重をプロットしたものである。 FIG. 43 is a graph showing the relationship between the maximum value of strain and the bending angle. FIG. 43 is a plot of the load at the time of bending from 0 degree to 90 degrees in Example 14 and the Comparative Example.
図43のように、本実施例では、0度~90度までにおいて、比較例よりもひずみの最大値を低くすることができている。 As shown in FIG. 43, in the present embodiment, the maximum value of strain can be made lower than in the comparative example in the range of 0 degrees to 90 degrees.
これにより、本実施例では、異なる方向への屈曲であっても、荷重特性がほぼ変動せず、屈曲時と戻り時との間で荷重のヒステリシスが少なく、チューブ結合部23a,23bの折損リスクを低減することができる。
Thereby, in the present embodiment, even if the bending is in different directions, the load characteristics hardly change, and the hysteresis of the load is small between the bending time and the return time, and the risk of breakage of the
[耐荷重]
図44は、実施例14に係る可撓チューブ15の荷重と屈曲角との関係を示すグラフである。
Load capacity
FIG. 44 is a graph showing the relationship between the load and the bending angle of the
図44では、屈曲角が0度から90度となるまで屈曲させたときの荷重の変動を示している。 FIG. 44 shows the fluctuation of the load when the bending angle is changed from 0 degrees to 90 degrees.
本実施例では、屈曲角90度のときの荷重が9N程度と高い。また、上記のようにひずみの最大値の変動を小さくすることで、屈曲時と戻り時との間で荷重のヒステリシスが少なくなっている。 In the present embodiment, the load at a bending angle of 90 degrees is as high as about 9N. Further, by reducing the fluctuation of the maximum value of strain as described above, the hysteresis of the load is reduced between the bending time and the return time.
このため、本実施例の可撓チューブ15は、チューブ結合部23a,23bの折損リスクを軽減することができ、荷重を高めることもでき、耐荷重性が優れたものとなっている。
For this reason, the
これに対し、比較例では、屈曲角90度のときの荷重が6N程度と本実施例よりも低く、しかも図43のようにひずみの最大値の変動が大きいのでヒステリシスも大きくなっている。従って、比較例は、本実施例よりも耐荷重性が劣っていることが分かる。 On the other hand, in the comparative example, the load when the bending angle is 90 degrees is about 6 N, which is lower than that of the present example, and moreover, as shown in FIG. Therefore, it is understood that the comparative example is inferior in load resistance to the present example.
[屈曲性]
本実施例では、図44のように、屈曲角90度のときに、荷重が約9Nであり、チューブ結合部23a,23bの折損がなく、曲げ半径Rを約8.6mmと小さくすることができた。
[Flexibility]
In this embodiment, as shown in FIG. 44, when the bending angle is 90 degrees, the load is about 9 N, there is no breakage of the
一方、比較例では、屈曲角90度のときに、荷重が約6Nであり、チューブ結合部23a,23bの折損がなかったものの、曲げ半径Rが約14.3mmであった。
On the other hand, in the comparative example, when the bending angle is 90 degrees, the load is about 6 N, and the bending radius R is about 14.3 mm although there is no breakage of the
従って、本実施例では、可撓チューブ15の小型化を図っても、小さい曲げ半径で容易且つ確実に屈曲させることができ、屈曲性に優れたものとすることができる。
Therefore, in this embodiment, even if the
[実施例14の効果]
以上説明したように、本実施例の可撓チューブ15は、超弾性合金からなる医療用マニピュレーターの可撓チューブであって、軸線方向に連設された複数のリング部21と、軸線方向で隣接するリング部21間を周方向の一部で結合するチューブ結合部23a,23bと、軸線方向で隣接するリング部21間においてチューブ結合部23a,23bの周方向の両側に区画されチューブ結合部23a,23bの曲げによる可撓チューブ15の屈曲を許容するチューブスリット25とを備える。
[Effect of Example 14]
As described above, the
従って、本実施例の可撓チューブ15は、小型化を図りつつねじり剛性、耐荷重、及び屈曲性に優れたものとすることができる。
Therefore, the
そして、本実施例のリング部21は、軸線方向での寸法である軸線方向幅w1が、最も大きいチューブ結合部23bの周方向での寸法である周方向幅w2以下に設定されている。
And as for the
従って、本実施例の可撓チューブ15は、屈曲時にチューブ結合部23a,23bと共にリング部21に変形させて、構造全体でひずみを発生させることができ、ひずみの最大値を小さくしてひずみを緩和することが可能となる。
Therefore, the
これにより、本実施例では、耐荷重及び屈曲性にさらに優れたものとすることができると共に屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を向上することができる。 As a result, in the present embodiment, the load resistance and the flexibility can be further improved, and the bending operation and hence the stability and accuracy of the bending operation by the doctor can be improved.
また、本実施例では、チューブ結合部23a,23bが軸線方向で隣接するリング部21間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、各リング部21の軸線方向の一側のチューブ結合部23bと軸線方向の他側のチューブ結合部23aとが周方向に180/N度、特に90度ずれており、軸線方向の一側及び他側のチューブ結合部23a,23bの曲げによって異なる方向への可撓チューブ15の屈曲を可能としている。
Further, in the present embodiment, the
かかる構成により、単一の可撓チューブ15により異なる方向への屈曲を可能としながら、屈曲時のひずみの均一性やひずみの緩和によって屈曲動作の異方性を抑制することが可能となる。
According to such a configuration, it is possible to suppress the anisotropy of the bending operation by the uniformity of strain at the time of bending and the relaxation of the strain while enabling the bending in different directions by the single
なお、実施例8において、実施例6の図23のように各リング部21を平行部21aと傾斜部21bで構成してもよい。また、リング部21は、実施例6の図24のようにウェーブ形状であってもよい。さらに、実施例7のように、チューブ結合部21a,23bの数を、三つ等に変更してもよい。
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 23 of the sixth embodiment, each
図45(A)及び(B)は、本発明の実施例15に係る可撓チューブを示し、図45(A)は側面図、図45(B)は正面図である。なお、実施例15では、実施例14と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
45 (A) and 45 (B) show a flexible tube according to
実施例15の可撓チューブ15では、実施例8と同様に、チューブ結合部23a,23bの周方向幅w2が、基端側から先端側にかけて漸次小さくなっている。本実施例でも、各リング部21において、基端側に位置するチューブ結合部23a,23bよりも先端側に位置するチューブ結合部23b,23aの周方向幅w2が小さくなっている。
In the
これにより、最も先端側に位置するチューブ結合部23aの周方向幅w2が最も小さく、最も基端側に位置するチューブ結合部23bの周方向幅w2が最も大きくなっている。
Thus, the circumferential width w2 of the
リング部21の軸線方向幅w1は、最も先端側に位置するチューブ結合部23aの周方向幅w2と同一にしている。
The axial width w1 of the
これにより、本実施例では、リング部21の軸線方向での寸法である軸線方向幅w1が、最も大きいチューブ結合部23bの周方向での寸法である周方向幅w2以下に設定されている。
Thus, in the present embodiment, the axial width w1 which is the dimension in the axial direction of the
かかる構成の可撓チューブ15は、実施例8と同様に、チューブ結合部23a,23bが基端側から先端側にかけて漸次周方向幅が小さくなっているので、先端側のチューブ結合部23bが曲がりやすいものとなる。
As in the eighth embodiment, the
それによって、本実施例では、屈曲時に可撓チューブ15の基端側だけでなく先端側においてもチューブ結合部23bに曲げによるひずみを十分に生じさせることができる。
Thereby, in the present embodiment, it is possible to sufficiently generate distortion due to bending in the
結果として、基端側のチューブ結合部23a,23bのひずみの最大値を抑えてひずみの緩和をすることができる。従って、本実施例の可撓チューブ15は、基端側のチューブ結合部23bから先端側のチューブ結合部23bにわたって屈曲時のひずみの均一性が向上し、屈曲動作の異方性を抑制し、屈曲動作の安定性、正確性を向上することができる。
As a result, the strain can be alleviated by suppressing the maximum value of the strain of the proximal
図46(A)及び(B)は、ひずみの分布を示す可撓チューブ15の正面図であり、図46(A)は実施例15、図46(B)は比較例である。図47(A)及び(B)は、ひずみの分布を示す可撓チューブ15の斜視図であり、図47(A)は実施例15、図47(B)は比較例である。図48は、図47(A)のXLVIII部分の拡大図である。図46は、ひずみの大きい部分を濃く、ひずみの小さい部分を薄く示している。逆に、図47及び図48では、ひずみの大きい部分を薄く、ひずみの小さい部分を濃く示している。
46 (A) and 46 (B) are front views of the
なお、比較例では、チューブ結合部23a,23bが基端側から先端側にわたって同一の周方向幅を有し、その他の構成が実施例1で用いた比較例と同一となっている。
In the comparative example, the
図46(A)、図47(A)、及び図48のように、本実施例の可撓チューブ15では、先端側においてもチューブ結合部23a,23bにひずみを十分に生じさせることができ、基端側のチューブ結合部23a,23bのひずみを緩和することができている。
As shown in FIGS. 46A, 47A, and 48, in the
この結果、本実施例では、基端側から先端側のチューブ結合部23bにわたってひずみの均一性が向上し、ロボット鉗子1の屈曲部7を屈曲させる際、屈曲動作の異方性を抑制でき、屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を確保できる。
As a result, in the present embodiment, the uniformity of strain is improved from the proximal end side to the distal end side
これに対し、比較例では、図46(B)及び図47(B)のように、先端側のチューブ結合部23bにひずみを十分生じさせることができておらず、基端側のチューブ結合部23bのひずみが大きく、先端側のチューブ結合部23bのひずみが漸次小さくなっている。
On the other hand, in the comparative example, as shown in FIG. 46 (B) and FIG. 47 (B), strain can not be sufficiently generated in the distal end side
結果として、比較例では、90度ずれた位置のチューブ結合部23a及び23b間でひずみの状況が異なり、ロボット鉗子1の屈曲部7を屈曲させる際、屈曲動作の異方性を招き、屈曲操作の安定性、正確性を確保することが実施例1と比較して困難である。
As a result, in the comparative example, the condition of strain is different between the
このように、本実施例では、リング部21の軸線方向幅w1が、最も小さいチューブ結合部23aの周方向幅w2と同一であるため、屈曲時にリング部21を確実に変形させることができ、確実にひずみを緩和できる。
Thus, in the present embodiment, since the axial width w1 of the
また、本実施例では、基端側のチューブ結合部23bから先端側のチューブ結合部23bにわたって屈曲時のひずみの均一性が向上するため、上記リング部21の変形によるひずみの緩和と相俟って、耐荷重及び屈曲性にさらに優れたものとすることができると共に屈曲動作ひいては医師による屈曲操作の安定性、正確性を向上することができる。
Further, in the present embodiment, since the uniformity of strain at the time of bending is improved from the proximal
その他、本実施例でも、実施例14と同様の作用効果を奏することができる。 In addition, also in the present embodiment, the same function and effect as the fourteenth embodiment can be exhibited.
図49(A)及び(B)は、本発明の実施例16に係る可撓チューブを示し、図49(A)は側面図、図49(B)は正面図である。なお、実施例16では、実施例14及び15と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
49 (A) and 49 (B) show a flexible tube according to
本実施例の可撓チューブ15は、実施例15に対しリング部21の軸線方向幅w1を基端側から先端側にかけて漸次小さく設定したものである。
The
かかる構成により、本実施例では、屈曲時にチューブ結合部23a,23bと共にリング部21を確実に変形させることができ、且つリング部21のひずみを基端側から先端側にわたって均一化することができる。
With this configuration, in the present embodiment, the
従って、本実施例では、より確実に異方性を抑制して安定且つ正確な動作を可能とする。 Therefore, in the present embodiment, the anisotropy can be more reliably suppressed to enable stable and accurate operation.
その他、実施例16でも、実施例14と同様の作用効果を奏することができる。 In addition, also in the sixteenth embodiment, the same function and effect as the fourteenth embodiment can be exhibited.
図50は、本発明の実施例17に係る可撓チューブを用いた屈曲構造体を示す正面図、図51は、図50の屈曲構造体のガイド部を示す正面図である。なお、実施例17では、実施例1及び14と対応する構成部分に同符号を付して重複した説明を省略する。
FIG. 50 is a front view showing a bent structure using a flexible tube according to
本実施例では、実施例1同様、可撓チューブ15内にガイド部17を挿入した屈曲構造体3によってロボット鉗子1の屈曲部7が構成される。なお、可撓チューブ15は、実施例14と同一構成である。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the bending
ガイド部17は、基本的に実施例1と同一構成である。ただし、本実施例のガイド体27は、可撓チューブ15のリング部21の範囲内に収まるように軸線方向の板厚が設定されている。
The
これにより、ガイド体27の軸線方向での寸法は、最も大きいガイド結合部29a,29bの周方向での寸法以下となっている。本実施例では、ガイド結合部29a,29bの周方向での寸法が一定であり、ガイド結合部29a,29bの周方向での寸法とガイド体27の軸線方向での寸法が同一になっている。
Thereby, the dimension in the axial direction of the
従って、本実施例では、実施例1及び14と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, in the present embodiment, the same function and effect as those of the first and fourth embodiments can be obtained.
図52は、本発明の実施例18に係る屈曲構造体を示す正面図である。なお、実施例18では、実施例2及び17と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 52 is a front view showing a bending structure according to an eighteenth embodiment of the present invention. In the eighteenth embodiment, configurations corresponding to those in the second and 17th embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例2と同様に、ガイド部17を円柱形状としたものである。なお、可撓チューブ15は、実施例14と同構成である。
The
従って、本実施例では、実施例2及び17と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, in this embodiment, the same function and effect as those of the second and 17th embodiments can be obtained.
図53は、本発明の実施例19に係る屈曲構造体を示す側面図である。実施例19では、実施例3及び17と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 53 is a side view showing a bent structure according to Example 19 of the present invention. In the nineteenth embodiment, configurations corresponding to those in the third and seventeenth embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例3と同様に、ガイド部17を超弾性合金のコイルばねとしたものである。その他は、実施例14と同一形状である。
As in the third embodiment, the bending
従って、本実施例では、実施例3及び17と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, in the present embodiment, the same function and effect as in the third and seventeenth embodiments can be obtained.
図54は、本発明の実施例20に係る屈曲構造体を示す側面図である。実施例20では、実施例4及び19と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 54 is a side view showing a bent structure according to Example 20 of the present invention. In the twentieth embodiment, parts corresponding to those in the fourth and nineteenth embodiments are assigned the same reference numerals and duplicate explanations will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例4と同様に、実施例19に対しガイド部17のコイル状の内外径を大きくしたものである。その他は、実施例19と同一構成である。
The bending
従って、本実施例でも、実施例3及び19と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, also in the present embodiment, the same function and effect as in the third and 19th embodiments can be obtained.
図55は、本発明の実施例21に係る屈曲構造体を示す側面図である。実施例21では、実施例5、17、及び19と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 55 is a side view showing a bent structure according to Example 21 of the present invention. In the twenty-first embodiment, the same components as those in the fifth, seventeenth, and nineteenth embodiments will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.
本実施例の屈曲構造体3は、実施例5と同様に、実施例17のガイド部を第1ガイド部17とし、この第1ガイド部17に実施例19と同一の超弾性合金からなるコイルばね状のガイド部を第2ガイド部18として追加したものである。その他は、実施例17と同一構成である。
Like the fifth embodiment, the bending
従って、本実施例においても、実施例5、17、及び19と同様の作用効果を奏することができる。
Therefore, also in this embodiment, the same function and effect as those of
1 ロボット鉗子(医療用マニピュレーター)
3 屈曲構造体
15 可撓チューブ
17 ガイド部
21 リング部
23a,23b チューブ結合部
25 チューブスリット
27 ガイド体
29a,29b ガイド結合部
31 ガイドスリット
1 Robot forceps (medical manipulator)
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記可撓チューブ内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤーをガイドするガイド部とを備え、
前記可撓チューブは、該可撓チューブの軸線方向に連設された複数のリング部と、前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、
前記ガイド部は、少なくとも前記可撓チューブのリング部間での曲げ剛性が前記可撓チューブの前記チューブ結合部の曲げ剛性よりも小さく設定された、
ことを特徴とする医療用マニピュレーターの屈曲構造体。 A flexible tube made of a superelastic alloy,
And a guide unit disposed in the flexible tube and guiding a drive wire of the medical manipulator.
The flexible tube has a plurality of ring portions continuously provided in the axial direction of the flexible tube, a tube coupling portion which couples the ring portions adjacent in the axial direction in a circumferential direction, and the axial direction And a slit defined on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portion between adjacent ring portions to allow bending of the flexible tube by bending of the tube coupling portion,
At least the bending stiffness between the ring portions of the flexible tube is set to be smaller than the bending stiffness of the tube coupling portion of the flexible tube.
Bent structure of a medical manipulator characterized in that.
前記チューブ結合部は、前記軸線方向で隣接するリング部間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、
各リング部の前記軸線方向の一側のチューブ結合部と前記軸線方向の他側のチューブ結合部とが周方向に180/N度ずれており、前記軸線方向の一側及び他側の前記チューブ結合部の曲げによって異なる方向への前記可撓チューブの屈曲を可能とし、Nは、2以上の整数である、
ことを特徴とする屈曲構造体。 The bending structure according to claim 1, wherein
The tube coupling portion couples between the ring portions adjacent in the axial direction at two circumferentially opposite positions in the radial direction,
The tube coupling portion on one side in the axial direction of each ring portion and the tube coupling portion on the other side in the axial direction are circumferentially offset by 180 / N degrees, and the tubes on one side and the other side in the axial direction The bending of the joint enables bending of the flexible tube in different directions, and N is an integer of 2 or more.
Bent structure characterized in that.
前記ガイド部は、前記可撓チューブの少なくとも中央部分に配置され、前記中央部分を越えて前記駆動ワイヤーが移動することを抑制する、
ことを特徴とする屈曲構造体。 It is a bending structure of Claim 1 or 2, Comprising:
The guide portion is disposed at least at a central portion of the flexible tube to inhibit movement of the drive wire beyond the central portion.
Bent structure characterized in that.
前記ガイド部は、
前記可撓チューブよりもヤング率の小さい材料からなり、
前記可撓チューブの前記複数のリング部内周にそれぞれ位置し、前記駆動ワイヤーを挿通する挿通孔を有する円板状の複数のガイド体と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間を前記可撓チューブの前記チューブ結合部に対応して周方向の一部で結合するガイド結合部と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間において前記ガイド結合部の両側に区画されたスリットと、
を備えたことを特徴とする屈曲構造体。 A bending structure according to any one of claims 1 to 3, wherein
The guide unit is
It is made of a material whose Young's modulus is smaller than that of the flexible tube,
A plurality of disc-shaped guide bodies each located on an inner periphery of the plurality of ring portions of the flexible tube and having an insertion hole through which the drive wire is inserted;
A guide coupling portion which couples the axially adjacent guide bodies in a circumferential direction corresponding to the tube coupling portion of the flexible tube;
Slits defined on both sides of the guide coupling portion between the axially adjacent guide bodies;
The bending structure characterized by having.
軸線方向に連設された複数のリング部と、
前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、
前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、
前記チューブ結合部は、前記周方向の寸法が前記屈曲時に固定側となる前記軸線方向の一側から前記屈曲時に可動側となる前記軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている、
ことを特徴とする可撓チューブ。 A flexible tube for a medical manipulator made of a superelastic alloy, comprising:
A plurality of ring portions connected in the axial direction;
A tube coupling portion for coupling the axially adjacent ring portions in a circumferential direction;
And a slit defined on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portion between the axially adjacent ring portions to allow bending of the flexible tube by bending of the tube coupling portion,
The tube connecting portion is such that the dimension in the circumferential direction is gradually reduced from one side in the axial direction which is a fixed side at the time of bending to the other side in the axial direction which is a movable side at the time of bending.
A flexible tube characterized by
各リング部において、前記軸線方向の一側のチューブ結合部は、前記軸線方向の他側のチューブ結合部に対して前記周方向の寸法が小さい、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to claim 5, wherein
In each ring portion, the tube coupling portion on one side in the axial direction has a smaller dimension in the circumferential direction than the tube coupling portion on the other side in the axial direction.
A flexible tube characterized by
前記チューブ結合部は、前記軸線方向で隣接するリング部間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、
各リング部の前記軸線方向の一側のチューブ結合部と前記軸線方向の他側のチューブ結合部とが周方向に180/N度ずれており、前記軸線方向の一側及び他側の前記チューブ結合部の曲げによって異なる方向への前記可撓チューブの屈曲を可能とし、
Nは、2以上の整数である、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to claim 5 or 6, wherein
The tube coupling portion couples between the ring portions adjacent in the axial direction at two circumferentially opposite positions in the radial direction,
The tube coupling portion on one side in the axial direction of each ring portion and the tube coupling portion on the other side in the axial direction are circumferentially offset by 180 / N degrees, and the tubes on one side and the other side in the axial direction The bending of the joint allows bending of the flexible tube in different directions,
N is an integer of 2 or more,
A flexible tube characterized by
前記可撓チューブ内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤーをガイドするガイド部を備え、
前記ガイド部は、少なくとも前記可撓チューブのリング部間での曲げ剛性が、前記可撓チューブの前記チューブ結合部の曲げ剛性よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする屈曲構造体。 A bending structure comprising the flexible tube according to any one of claims 5 to 7, comprising:
A guide portion disposed in the flexible tube and guiding a drive wire of the medical manipulator;
At least the bending stiffness between the ring portions of the flexible tube is set to be smaller than the bending stiffness of the tube coupling portion of the flexible tube.
Bent structure characterized in that.
前記ガイド部は、前記可撓チューブの少なくとも中央部分に配置され、前記中央部分を越えて前記駆動ワイヤーが移動することを抑制する、
ことを特徴とする屈曲構造体。 The bending structure according to claim 8, wherein
The guide portion is disposed at least at a central portion of the flexible tube to inhibit movement of the drive wire beyond the central portion.
Bent structure characterized in that.
前記ガイド部は、
前記可撓チューブよりもヤング率の小さい材料からなり、
前記可撓チューブの前記複数のリング部内周にそれぞれ位置し、前記駆動ワイヤーを挿通する挿通孔を有する円板状の複数のガイド体と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間を前記可撓チューブの前記チューブ結合部に対応して周方向の一部で結合するガイド結合部と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間において前記ガイド結合部の両側に区画されたガイドスリットと、を備え、
前記ガイド結合部は、前記周方向の寸法が前記屈曲時に固定側となる前記軸線方向の一側から前記屈曲時に可動側となる前記軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている、
ことを特徴とする屈曲構造体。 A bending structure according to claim 8 or 9, wherein
The guide unit is
It is made of a material whose Young's modulus is smaller than that of the flexible tube,
A plurality of disc-shaped guide bodies each located on an inner periphery of the plurality of ring portions of the flexible tube and having an insertion hole through which the drive wire is inserted;
A guide coupling portion which couples the axially adjacent guide bodies in a circumferential direction corresponding to the tube coupling portion of the flexible tube;
And a guide slit partitioned on both sides of the guide coupling portion between the axially adjacent guide bodies,
The dimension of the circumferential direction is gradually reduced from one side in the axial direction which is a fixed side at the time of bending to the other side in the axial direction which is a movable side at the time of bending.
Bent structure characterized in that.
軸線方向に連設された複数のリング部と、
前記軸線方向で隣接するリング部間を周方向の一部で結合するチューブ結合部と、
前記軸線方向で隣接するリング部間において前記チューブ結合部の周方向の両側に区画され前記チューブ結合部の曲げによる前記可撓チューブの屈曲を許容するスリットとを備え、
前記リング部は、前記軸線方向での寸法が、最も大きい前記チューブ結合部の前記周方向での寸法以下である、
ことを特徴とする可撓チューブ。 A flexible tube for a medical manipulator made of a superelastic alloy, comprising:
A plurality of ring portions connected in the axial direction;
A tube coupling portion for coupling the axially adjacent ring portions in a circumferential direction;
And a slit defined on both sides in the circumferential direction of the tube coupling portion between the axially adjacent ring portions to allow bending of the flexible tube by bending of the tube coupling portion,
The dimension of the ring portion in the axial direction is equal to or less than the dimension of the largest tube coupling portion in the circumferential direction.
A flexible tube characterized by
前記リング部の前記軸線方向での寸法は、最も小さい前記チューブ結合部の前記周方向での寸法と同一である、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to claim 11, wherein
The axial dimension of the ring portion is the same as the circumferential dimension of the smallest tube joint.
A flexible tube characterized by
前記リング部の前記軸線方向での寸法は、前記屈曲時に固定側となる前記軸線方向の一側から前記屈曲時に可動側となる前記軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to claim 11, wherein
The dimension of the ring portion in the axial direction is gradually reduced from one side of the axial direction which is a fixed side at the time of bending to the other side of the axial direction which is a movable side at the time of bending.
A flexible tube characterized by
前記チューブ結合部は、前記周方向の寸法が前記屈曲時に固定側となる前記軸線方向の一側から前記屈曲時に可動側となる前記軸線方向の他側にかけて漸次小さくなっている、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to any one of claims 11 to 13, wherein
The tube connecting portion is such that the dimension in the circumferential direction is gradually reduced from one side in the axial direction which is a fixed side at the time of bending to the other side in the axial direction which is a movable side at the time of bending.
A flexible tube characterized by
前記チューブ結合部は、前記軸線方向で隣接するリング部間を径方向で対向する周方向の二ヵ所で結合し、
各リング部の前記軸線方向の一側のチューブ結合部と前記軸線方向の他側のチューブ結合部とが周方向に180/N度ずれており、前記軸線方向の一側及び他側の前記チューブ結合部の曲げによって異なる方向への前記可撓チューブの屈曲を可能とし、
Nは、2以上の整数である、
ことを特徴とする可撓チューブ。 The flexible tube according to any one of claims 11 to 14, wherein
The tube coupling portion couples between the ring portions adjacent in the axial direction at two circumferentially opposite positions in the radial direction,
The tube coupling portion on one side in the axial direction of each ring portion and the tube coupling portion on the other side in the axial direction are circumferentially offset by 180 / N degrees, and the tubes on one side and the other side in the axial direction The bending of the joint allows bending of the flexible tube in different directions,
N is an integer of 2 or more,
A flexible tube characterized by
前記可撓チューブ内に配置され医療用マニピュレーターの駆動ワイヤーをガイドするガイド部を備え、
前記ガイド部は、少なくとも前記可撓チューブのリング部間での曲げ剛性が、前記可撓チューブの前記チューブ結合部の曲げ剛性よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする屈曲構造体。 A bending structure comprising the flexible tube according to any one of claims 11 to 15, wherein
A guide portion disposed in the flexible tube and guiding a drive wire of the medical manipulator;
At least the bending stiffness between the ring portions of the flexible tube is set to be smaller than the bending stiffness of the tube coupling portion of the flexible tube.
Bent structure characterized in that.
前記ガイド部は、前記可撓チューブの少なくとも中央部分に配置され、前記中央部分を越えて前記駆動ワイヤーが移動することを抑制する、
ことを特徴とする屈曲構造体。 The bending structure according to claim 16, wherein
The guide portion is disposed at least at a central portion of the flexible tube to inhibit movement of the drive wire beyond the central portion.
Bent structure characterized in that.
前記ガイド部は、
前記可撓チューブよりもヤング率の小さい材料からなり、
前記可撓チューブの前記複数のリング部内周にそれぞれ位置し、前記駆動ワイヤーを挿通する挿通孔を有する円板状の複数のガイド体と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間を前記可撓チューブの前記チューブ結合部に対応して周方向の一部で結合するガイド結合部と、
前記軸線方向で隣接するガイド体間において前記ガイド結合部の両側に区画されたガイドスリットと、を備え、
前記ガイド体は、前記軸線方向での寸法が、最も大きい前記ガイド結合部の前記周方向での寸法以下である、
ことを特徴とする屈曲構造体。
The bending structure according to claim 16 or 17, wherein
The guide unit is
It is made of a material whose Young's modulus is smaller than that of the flexible tube,
A plurality of disc-shaped guide bodies each located on an inner periphery of the plurality of ring portions of the flexible tube and having an insertion hole through which the drive wire is inserted;
A guide coupling portion which couples the axially adjacent guide bodies in a circumferential direction corresponding to the tube coupling portion of the flexible tube;
And a guide slit partitioned on both sides of the guide coupling portion between the axially adjacent guide bodies,
The dimension of the guide body in the axial direction is equal to or less than the dimension in the circumferential direction of the largest guide coupling portion.
Bent structure characterized in that.
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