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WO2023195344A1 - 退避機構 - Google Patents

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Publication number
WO2023195344A1
WO2023195344A1 PCT/JP2023/011371 JP2023011371W WO2023195344A1 WO 2023195344 A1 WO2023195344 A1 WO 2023195344A1 JP 2023011371 W JP2023011371 W JP 2023011371W WO 2023195344 A1 WO2023195344 A1 WO 2023195344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnet
force
evacuation
spring
mechanism according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/011371
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕之 鈴木
飛鳥 手島
佑樹 小笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Group Corp
Original Assignee
Sony Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Group Corp filed Critical Sony Group Corp
Priority to EP23784634.0A priority Critical patent/EP4506118A4/en
Priority to US18/851,688 priority patent/US20250213315A1/en
Priority to JP2024514216A priority patent/JPWO2023195344A1/ja
Publication of WO2023195344A1 publication Critical patent/WO2023195344A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B25J19/063—Safety devices working only upon contact with an outside object
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B90/03—Automatic limiting or abutting means, e.g. for safety
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73—Manipulators for magnetic surgery
    • A61B2034/731—Arrangement of the coils or magnets
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    • A61B90/03—Automatic limiting or abutting means, e.g. for safety
    • A61B2090/033—Abutting means, stops, e.g. abutting on tissue or skin
    • A61B2090/034—Abutting means, stops, e.g. abutting on tissue or skin abutting on parts of the device itself
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B90/08—Accessories or related features not otherwise provided for
    • A61B2090/0801—Prevention of accidental cutting or pricking
    • A61B2090/08021—Prevention of accidental cutting or pricking of the patient or his organs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms

Definitions

  • the present disclosure relates to an evacuation mechanism.
  • the present disclosure proposes an evacuation mechanism that enables safe evacuation operations.
  • an evacuation mechanism includes a first member, a second member, and a retracting mechanism that biases the first member toward the second member. a first structure for stopping the first member; a second structure for releasing the first member from being stopped by the first structure in response to a force applied to the first member; and a third structure for releasing the first member from being stopped by the first structure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration example of a retraction mechanism according to the first embodiment. 2 is a diagram for explaining forces applied to each part in the configuration shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 3 is a simplified schematic diagram showing the evacuation mechanism according to the first embodiment. 4 is a diagram for explaining the equation of motion of system 1 in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the equation of motion of system 2 in FIG. 3.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the force when active retraction and passive retraction are started in the retraction mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the distance dependence of the attractive force generated between magnets.
  • FIG. 3 is a diagram (part 1) for explaining an example of operation during active evacuation according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the operation during active evacuation according to the first embodiment (part 2).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of operation during passive evacuation according to the first embodiment (Part 1).
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of operation during passive evacuation according to the first embodiment (part 2);
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a model constructed when analyzing the evacuation mechanism according to the first embodiment using a dynamic simulation.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a temporal change in the traction force of the link mechanism in the model illustrated in FIG. 12;
  • 13 is a diagram showing an example of a change over time in the contact force
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a change over time in the contact force between the biasing magnet and the second member when the traction force shown in FIG. 13 is applied to the model shown in FIG. 12.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the amount of displacement of the second member when the traction force shown in FIG. 13 is applied to the model shown in FIG. 12.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration example of a retraction mechanism according to a second embodiment. It is a schematic diagram which shows the example of a schematic structure of the evacuation mechanism based on the modification of 2nd Embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration example of a retraction mechanism according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a schematic configuration of a retraction mechanism according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a specific example of a magnet according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another specific example of the magnet according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration example of a retraction mechanism according to a fifth embodiment.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system according to an embodiment of the present disclosure.
  • First embodiment 1.1 Schematic configuration example of evacuation mechanism 1.2 Operating principle 1.3 Operation example during active evacuation 1.4 Operation example during passive evacuation 1.5 Actions and effects 1.6. Operation confirmation using dynamic simulation 2. Second Embodiment 2.1 Modification 3. Third embodiment 4. Fourth embodiment 5. Fifth embodiment 6. Schematic configuration example of surgical system
  • the magnitude of the force that triggers active retreat or passive retreat depends on the attributes of the operator and the purpose of use of the robot (also called application). Therefore, it is difficult to achieve both. From the operator's perspective, the physical operating force that humans can perform varies depending on gender and age, but with a small operating force of 0.1 N (Newton), there is a risk of erroneous operation due to tremor. Further, an extremely large operating force of 10 N or more causes ergonomic problems.
  • forceps, electric scalpels, and injection needles are attached to the tip of an arm of a medical robot such as an ophthalmoscope, a surgical microscope, or an endoscope system, and can be operated remotely by the surgeon.
  • a medical robot such as an ophthalmoscope, a surgical microscope, or an endoscope system
  • the evacuation mechanism according to the present disclosure is implemented on a surgical instrument such as a probe of an endoscope or the like.
  • the evacuation mechanism according to the present disclosure is not limited to medical robots, and may be applied to industrial robots and manipulators that perform work such as assembling products and transporting goods in factories, etc., when the need for emergency evacuation from the target arises. can be implemented for a variety of devices.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration example of the evacuation mechanism according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the force applied to each part in the configuration shown in FIG. 1.
  • the evacuation mechanism 1 includes a first member 18, a second member 10, a third member 15, magnets 11 and 12, springs 13 and 16, and a surgical instrument 14. , and a link mechanism 17.
  • the magnet 11 will be referred to as a fixed magnet 11, and the magnet 12 will be referred to as an energizing magnet 12.
  • the fixed magnet 11 and the biasing magnet 12 constitute a first mechanism that biases the first member 18 in a first direction (direction from the biasing magnet 12 toward the fixed magnet 11).
  • the second member 10 and the spring 13 constitute, for example, a second mechanism that urges the first member 18 in a second direction opposite to the first direction.
  • the spring 16 constitutes a third mechanism that biases the first member 18 in the second direction via the second member 10 and the biasing magnet 12.
  • the fixed magnet 11 and the third member 15 are fixed in the system of the evacuation mechanism 1 (mechanical GND).
  • the fixed magnet 11 and the third member 15 are fixed to the tip of an arm of a robot on which the evacuation mechanism 1 is mounted.
  • the second member 10 is arranged so that the reference position is a predetermined distance away from the third member 15. In other words, the second member 10 is spaced apart from the third member 15 by a clearance distance while in contact with the fixed magnet 11 .
  • This second member 10 is urged in the opposite direction to the fixed magnet 11 (toward the right in the drawing) by a spring 16 whose one end is fixed to the third member 15.
  • This spring 16 may be any of various springs, such as a coil spring or a leaf spring. Further, the spring 16 is not limited to a metal spring such as a coil spring or a plate spring, but may be a comb spring, an air spring, a liquid spring, or the like, for example. In addition, various elastic bodies such as a diaphragm may be used for the spring 16.
  • a surgical instrument 14 for performing treatment on a patient is fixed to the second member 10.
  • the surgical instrument 14 is a treatment section that exerts some action on a target (in this example, a patient).
  • the direction in which the surgical instrument 14 is attached to the second member 10 may be, for example, the direction (to the left in the drawing) opposite to the direction in which the second member 10 is biased by the spring 16 (to the right in the drawing).
  • the surgical tool 14 may be, for example, forceps, an electric scalpel, a hypodermic needle, or an endoscope probe.
  • the biasing magnet 12 is arranged to face the fixed magnet 11 with the second member 10 in between. At this time, the biasing magnet 12 is arranged so that its magnetization direction is in a direction (horizontal direction in the drawing) in which it exhibits an attractive force with the fixed magnet 11.
  • This biasing magnet 12 is fixed to the first member 18.
  • the first member 18 is biased by a spring 13 whose one end is fixed to the second member 10 in a direction opposite to the attraction direction between the fixed magnet 11 and the biasing magnet 12 (toward the right in the drawing).
  • the spring 13 may be made of various elastic bodies such as a coil spring or a plate spring.
  • the elastic force of the spring 13 and the elastic force of the spring 16 may have characteristics with different inclinations, or may have characteristics with the same inclination.
  • an elastic body having an elastic property in which the magnitude of the force changes linearly depending on the position of the first member 18 with respect to the fixed magnet 11 is used. is illustrated, but the present invention is not limited to this example, and an elastic body having elastic properties in which the magnitude of force changes nonlinearly may be used.
  • k A is the spring constant of spring A
  • k B is the spring constant of spring B
  • ⁇ x A is the amount of displacement of spring A from its natural length
  • ⁇ x B is the amount of displacement of spring B from its natural length.
  • the force (this is referred to as force f11) applied to the first member 18 by the fixed magnet 11, the biasing magnet 12, and the spring A supported by the second member 10 is the force exerted by the fixed magnet 11 and the biasing magnet 12.
  • force f12 the force applied to the second member 10 by the fixed magnet 11, the biasing magnet 12, and the spring B supported by the third member 15 is the force exerted by the fixed magnet 11 and the biasing magnet 12.
  • the sum of the adsorption force f mag (force toward the left in the drawing) and the force k B ⁇ x B (force toward the right in the drawing) that pulls the second member 10 by the spring B (f12 f mag - k B ⁇ x B ).
  • the explanation returns to Figure 1.
  • the other end of the link mechanism 17 is fixed to the first member 18 to which the biasing magnet 12 is fixed.
  • the link mechanism 17 may be, for example, a thread, a wire, a rod-shaped member, or the like.
  • the configuration is not limited to these, and includes, for example, pneumatics, hydraulics, links, shape memory, soft actuators, etc., which can remotely apply a traction force to the first member 18 (more specifically, the biasing magnet 12). If so, various changes may be made.
  • the traction force f s force directed to the right in the drawing
  • the first member 18 is omitted, and the spring 13 and link mechanism 17 are directly attached to the biasing magnet 12.
  • the spring 13 is also referred to as spring A
  • the spring 16 is also referred to as spring B
  • the fixed magnet 11 is also referred to as magnet B
  • the biasing magnet 12 is also referred to as magnet A.
  • a system 2 is formed that starts an evacuation operation (passive evacuation operation) when the external force f t applied to the surgical instrument 14 reaches a second threshold value as a trigger.
  • m1 is the mass of the second part 10
  • mA is the mass of the biasing magnet 12 (magnet A)
  • mB is the mass of the fixed magnet 11 (magnet B)
  • NA is the mass of the system 1.
  • Normal force that magnet A receives from second member 10 normal force that second member 10 receives from magnet B in system 2
  • N B is normal force that magnet A receives from second part 10 in system 2
  • f mag is magnet AB
  • the magnetic force (attraction force) between the two, f t may be the acting force (external force) at the tip of the surgical instrument 14, and f s may be the traction force (internal force) of the link mechanism 17.
  • equation of motion of magnet A biasing magnet 12, corresponding to first member 18
  • equation of motion of the second part 10 can be expressed by the following equation (2).
  • the retraction condition for starting active retraction in system 1 is expressed by the following equation (6)
  • the retraction condition for starting active retraction in system 2 is expressed as follows:
  • the save condition for starting is expressed by the following equation (7).
  • active retraction is performed when a traction force fs of 0.1N or more is applied to the link mechanism 17, and an external force ft of 0.9N or more is applied to the surgical instrument 14.
  • Passive evacuation can be designed to be performed in given cases.
  • the attraction force f mag between the fixed magnet 11 and the biasing magnet 12 depends on the position of the biasing magnet 12 or the first member 18 with respect to the fixed magnet 11. It has characteristics that change nonlinearly. Specifically, the attraction force f mag has a characteristic that it decreases exponentially (nonlinearly) in inverse proportion to the distance between the magnets.
  • K is a constant
  • d0 is the distance between the magnets (corresponding to the thickness of the second member 10) when the biasing magnet 12 approaches the fixed magnet 11
  • d is the distance that the biasing magnet 12 has moved in the direction away from the fixed magnet 11.
  • the biasing magnet 12 is moved from the fixed magnet 11 to a distance (d 0 +d) at which the attraction force f mag (d) between the magnets is smaller than the restoring force k A ⁇ x A of the spring 13.
  • the biasing magnet 12 is no longer restrained by the fixed magnet 11, and the first member 18 suddenly moves in the direction of the third member 15 due to the restoring force kA ⁇ xBA of the spring 13 and the traction force fs of the link mechanism 17. do.
  • the support of the second member 10 by the biasing magnet 12 is released, so that the second member 10, together with the surgical instrument 14, rapidly moves in the direction of the third member 15 due to the restoring force k B ⁇ x B of the spring 16. (active evacuation).
  • the second member 10 moves through the clearance distance (for example, 5 mm) between the second member 10 and the third member 15, comes into contact with the third member 15, and stops.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining an example of the operation during passive evacuation according to this embodiment.
  • the biasing magnet 12 is moved from the fixed magnet 11 to a distance (d 0 +d) at which the attraction force f mag (d) between the magnets is smaller than the restoring force k B ⁇ x B of the spring 16.
  • the biasing magnet 12 is no longer restrained by the fixed magnet 11, and the second member 10 suddenly moves due to the restoring force k B ⁇ x B of the spring 16 and the force f s + f t applied to the surgical instrument 14 and the link mechanism 17. then moves in the direction of the third member 15 (passive retreat).
  • the second member 10 moves through the clearance distance (for example, 5 mm) between the second member 10 and the third member 15, comes into contact with the third member 15, and stops.
  • the system 1 for realizing active evacuation and the system 2 for realizing passive evacuation are different systems. Therefore, it is possible to automatically execute each task using forces of different magnitudes as triggers. For example, it is possible to achieve both active evacuation using an ergonomically appropriate operating force and passive evacuation using an operating force corresponding to an external force.
  • the distance between the second member 10 and the third member 15 is the clearance distance, it is also possible to obtain a retract distance of the surgical instrument 14 with high reproducibility.
  • the spring constant of the spring 13 when the spring constant of the spring 13 is set to a large value, active retraction can be achieved using an ergonomically appropriate operating force, while passive retraction is performed when a relatively large external force is applied to the surgical instrument 14. Therefore, it is possible to construct an evacuation mechanism suitable for a surgical robot used in, for example, laparoscopic surgery.
  • the present invention is not limited to this, and the spring constant of the spring 13 may be set to a small value (for example, less than or equal to the spring constant of the spring 16).
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a model constructed for analyzing the evacuation mechanism according to the present embodiment by dynamic simulation.
  • object A1 is a magnetic attraction characteristic between magnets 11 and 12
  • object A2 is a fixed magnet 11
  • object A3 is a biasing magnet 12
  • object A4 is a second member 10
  • object A5 is a spring 13
  • object A6 is a spring.
  • Object A7 corresponds to the traction force by the link mechanism 17
  • object A8 corresponds to the third member 15.
  • nodes B1 to B3 each correspond to contact between parts.
  • the spring constant of the spring 13 is 1.4 N/mm
  • the preload of the spring 13 is 0.5 mm
  • the spring constant of the spring 16 is 0.01 N/mm.
  • the preload of the spring 16 was set to 10 mm
  • the characteristics illustrated in FIG. 7 were used as the magnet attraction characteristics between the magnets 11 and 12.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the temporal change in the traction force of the link mechanism in the model illustrated in FIG. 12.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a change over time in the contact force between the fixed magnet and the second member when the traction force shown in FIG. 13 is applied to the model shown in FIG. 12.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a time change in the contact force between the biasing magnet and the second member when the traction force shown in FIG. 13 is applied to the model shown in FIG. 12.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the amount of displacement of the second member when the traction force shown in FIG. 13 is applied to the model shown in FIG. 12.
  • this simulation assumes that a traction force f s of 0.4 N is applied with steep rises and falls for 0.2 to 0.3 seconds.
  • the contact force between the fixed magnet 11 and the second member 10 decreases sharply as the traction force fs rises, while as illustrated in FIG. Since the second member 10 is pulled by the spring 16, the contact force between the second member 11 and the second member 10 gradually decreases.
  • the second member 10 suddenly turns toward the third member 15 at the timing when the contact force between the fixed magnet 11 and the second member 10 becomes substantially zero. After starting to move by a predetermined clearance distance (5 mm), it comes into contact with the third member 15 and stops.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of a schematic configuration of the evacuation mechanism according to the present embodiment.
  • the evacuation mechanism 2 according to the present embodiment has the same configuration as the evacuation mechanism 1 according to the first embodiment, in which the first member 18 and the second member 10 are connected to the first member 28 and the second member 10, respectively.
  • the surgical instrument 14 is fixed to the first member 28 and one end of the link mechanism 17 is attached to the second member 20. That is, in the second embodiment, the surgeon is configured to operate the surgical instrument 14 by moving the second member 20 using the link mechanism 17.
  • the fixed magnet 11 and the biasing magnet 12 constitute a first mechanism that biases the first member 28 in the first direction.
  • the second member 20 and the spring 13 constitute, for example, a second mechanism that biases the first member 28 in a second direction opposite to the first direction.
  • the spring 16 constitutes a third mechanism that biases the first member 28 in the second direction via the second member 20 and the biasing magnet 12.
  • the fixed magnet 11 and the biasing The magnet 12 and the spring 13 constitute a mechanism for passively retracting when an excessive load (external force f t ) is applied to the surgical tool 14, and the fixed magnet 11, the biasing magnet 12, and the spring 16 constitutes a mechanism for actively retracting in response to the internal force (traction force f s ) applied to the link mechanism 17. That is, the spring for active retraction and the spring for passive retraction are exchanged.
  • equation of motion of magnet A (energizing magnet 12, which corresponds to the first member 28 in this embodiment) in system 1 can be expressed as the following equation (10), and the equation of motion of magnet A in system 2
  • equation of motion of the member 20 can be expressed as in equation (11) below.
  • the traction force fs applied to the link mechanism 17 acts on the second component 20 in the system 2, and the external force ft applied to the surgical tool 14 acts on the magnet A (biasing magnet 12. Acts on the first member (corresponding to the first member 28).
  • the spring constant of the spring 13 is set to a small value, active retraction with an ergonomically appropriate operating force can be achieved while a relatively small external force is applied to the surgical instrument 14. Since it is possible to configure the robot to perform passive evacuation, it is possible to construct an evacuation mechanism suitable for surgical robots used in surgeries that handle relatively fragile biological tissues, such as in ophthalmology and neurosurgery. I can do it.
  • the present invention is not limited thereto, and the spring constant of the spring 13 may be set to a large value (for example, greater than or equal to the spring constant of the spring 16).
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of a schematic configuration of the evacuation mechanism according to the present embodiment.
  • the retraction mechanism 3 according to the present embodiment has the same configuration as the retraction mechanism 2 according to the second embodiment, but the third member 15 and the spring 16 are omitted, and the second member 25 is retracted.
  • the link mechanism 17 is fixed (mechanically GND) in the system of the mechanism 3, and one end of the link mechanism 17 is attached to the first member 28.
  • the mechanisms for performing passive retraction and active retraction are both composed of a fixed magnet 11, a biasing magnet 12, and a spring 13. That is, in this embodiment, passive evacuation and active evacuation are performed using the same mechanism. Therefore, in this embodiment, the conditions under which the first member 28 starts to move due to the external force f t applied to the surgical instrument 14 and the traction force f s applied to the link mechanism 17 are set. The conditions for starting are the same for both.
  • FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration example of the evacuation mechanism according to the present embodiment.
  • the evacuation mechanism 4 according to the present embodiment has the same configuration as the evacuation mechanism 2 according to the second embodiment, but a biasing magnet is placed around the fixed magnet 11 facing the biasing magnet 12.
  • the structure includes a fixed magnet 41 (mechanical GND) for suppressing lateral displacement of the magnet 12.
  • FIGS. 21 and 22 are diagrams for explaining specific examples of the magnet according to this embodiment.
  • the magnet 41 may have a ring shape, for example, and the fixed magnet 11 may be housed in a hole in the center. Further, as shown in FIG. 22, the magnet 41 may be composed of a plurality of magnets 41a arranged so as to surround the fixed magnet 11.
  • the magnet 41 is arranged so that its magnetization direction is opposite to the magnetization direction of the fixed magnet 11. As a result, even if the biasing magnet 12 deviates vertically, horizontally, or vertically from the area facing the fixed magnet 11, the magnet 41 and the biasing magnet 12 repel each other, so that the biasing magnet 12 moves away from the area facing the fixed magnet 11. It becomes possible to suppress misalignment.
  • FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration example of the evacuation mechanism according to the present embodiment.
  • the retraction mechanism 5 according to the present embodiment has the same configuration as the retraction mechanism 2 according to the second embodiment, but has an adjustment mechanism 50 provided on the second member 20, and one side of the spring 13.
  • the end has a structure that can be attached to the slider 51 of the adjustment mechanism 50.
  • the adjustment mechanism 50 includes a rail extending along the direction in which the fixed magnets 11 and the biasing magnets 12 are arranged.
  • the slider 51 is slidably attached to this rail. Therefore, by moving the slider 51 along the rail, it is possible to adjust the preload of the spring 13, that is, the restoring force k A ⁇ x A of the spring 13 in the non-retracted state. Thereby, it becomes possible to adjust the magnitude of the force (traction force f s ) that triggers the system constituted by the fixed magnet 11, the biasing magnet 12, and the spring 13, that is, the mechanism for active retraction. .
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system according to the present disclosure.
  • FIG. 24 shows a surgeon 5067 performing surgery on a patient 5071 on a patient bed 5069 using the endoscopic surgery system 5000.
  • the endoscopic surgery system 5000 includes an endoscope 5001, other surgical tools 5017, a support arm 5027 that supports the endoscope 5001, and various types of equipment for endoscopic surgery.
  • the cart 5037 is equipped with a device. The details of the endoscopic surgery system 5000 will be sequentially explained below.
  • Surgical tool 5017 In endoscopic surgery, instead of cutting the abdominal wall and opening the abdomen, for example, a plurality of cylindrical hole opening instruments called trocars 5025a to 5025d are punctured into the abdominal wall. Then, the lens barrel 5003 of the endoscope 5001 and other surgical instruments 5017 are inserted into the body cavity of the patient 5071 from the trocars 5025a to 5025d. In the example shown in FIG. 24, as other surgical instruments 5017, a pneumoperitoneum tube 5019, an energy treatment instrument 5021, and forceps 5023 are inserted into the body cavity of a patient 5071. Further, the energy treatment tool 5021 is a treatment tool that performs incision and peeling of tissue, sealing of blood vessels, etc. using high frequency current or ultrasonic vibration. However, the surgical tool 5017 shown in FIG. 24 is just an example, and examples of the surgical tool 5017 include various surgical tools commonly used in endoscopic surgery, such as a lever and a retractor.
  • the support arm portion 5027 has an arm portion 5031 extending from the base portion 5029.
  • the arm portion 5031 includes joint portions 5033a, 5033b, 5033c, and links 5035a, 5035b, and is driven by control from an arm control device 5045.
  • the endoscope 5001 is supported by the arm portion 5031, and the position and posture of the endoscope 5001 are controlled. Thereby, the endoscope 5001 can be stably fixed in position.
  • the endoscope 5001 includes a lens barrel 5003 whose distal end has a predetermined length inserted into the body cavity of a patient 5071, and a camera head 5005 connected to the proximal end of the lens barrel 5003.
  • an endoscope 5001 configured as a so-called rigid scope having a rigid tube 5003 is illustrated, but the endoscope 5001 is configured as a so-called flexible scope having a flexible tube 5003.
  • An opening into which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 5003.
  • a light source device (medical light source device) 5043 is connected to the endoscope 5001, and light generated by the light source device 5043 is directed to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 5003. The light is guided through the objective lens to an observation target within the body cavity (for example, the abdominal cavity) of the patient 5071.
  • the endoscope 5001 may be a direct front mirror or a perspective mirror, and is not particularly limited.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 5005, and reflected light (observation light) from an observation target is focused on the image sensor by the optical system.
  • the image sensor photoelectrically converts the observation light, and generates an electric signal corresponding to the observation light, that is, a pixel signal corresponding to the observation image.
  • the pixel signal is transmitted as RAW data to a camera control unit (CCU) 5039.
  • the camera head 5005 is equipped with a function of adjusting the magnification and focal length by appropriately driving its optical system.
  • the camera head 5005 may be provided with a plurality of image sensors, for example, in order to support stereoscopic viewing (stereo system).
  • a plurality of relay optical systems are provided inside the lens barrel 5003 in order to guide observation light to each of the plurality of image sensors.
  • different types of imaging elements may be provided, which will be described later. Further, details of the camera head 5005 and lens barrel 5003 according to the embodiment of the present disclosure will also be described later.
  • the display device 5041 displays an image based on pixel signals subjected to image processing by the CCU 5039. If the endoscope 5001 is compatible with high resolution imaging such as 4K (horizontal pixels 3840 x vertical pixels 2160) or 8K (horizontal pixels 7680 x vertical pixels 4320), and/or If the display device 5041 is compatible with 3D display, a corresponding one capable of high resolution display and/or one capable of 3D display is used. Furthermore, a plurality of display devices 5041 having different resolutions and sizes may be provided depending on the purpose.
  • an image of the surgical site inside the body cavity of the patient 5071 taken by the endoscope 5001 is displayed on the display device 5041.
  • the surgeon 5067 can use the energy treatment instrument 5021 and forceps 5023 to perform a treatment such as cutting off the affected area while viewing the image of the surgical site displayed on the display device 5041 in real time.
  • the pneumoperitoneum tube 5019, the energy treatment instrument 5021, and the forceps 5023 may be supported by the surgeon 5067, an assistant, or the like during the surgery.
  • the CCU 5039 is configured by a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and can control the operations of the endoscope 5001 and the display device 5041 in an integrated manner. Specifically, the CCU 5039 performs various image processing, such as development processing (demosaic processing), on the pixel signal received from the camera head 5005 in order to display an image based on the pixel signal. Further, the CCU 5039 provides the display device 5041 with the pixel signal subjected to the image processing. Further, the CCU 5039 transmits a control signal to the camera head 5005 to control its driving. The control signal can include information regarding imaging conditions such as magnification and focal length. Note that details of the CCU 5039 according to the embodiment of the present disclosure will be described later.
  • the light source device 5043 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light to the endoscope 5001 when photographing the surgical site. Note that details of the light source device 5043 according to the embodiment of the present disclosure will be described later.
  • the arm control device 5045 is configured by a processor such as a CPU, and operates according to a predetermined program to control the drive of the arm portion 5031 of the support arm portion 5027 in accordance with a predetermined control method. Note that details of the arm control device 5045 according to the embodiment of the present disclosure will be described later.
  • the input device 5047 is an input interface for the endoscopic surgery system 5000.
  • the surgeon 5067 can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 5000 via the input device 5047.
  • the surgeon 5067 inputs various information related to the surgery, such as patient's physical information and information about the surgical technique, via the input device 5047.
  • the surgeon 5067 may also issue an instruction to drive the arm portion 5031 or change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) of the endoscope 5001 via the input device 5047.
  • An instruction to drive the energy treatment instrument 5021, etc. can be input.
  • the type of the input device 5047 is not limited, and the input device 5047 may be any of various known input devices.
  • the input device 5047 for example, a mouse, a keyboard, a touch panel, a switch, a foot switch 5057, a lever, etc. can be applied.
  • the touch panel may be provided on the display surface of the display device 5041.
  • the input device 5047 may be a device worn on a part of the surgeon 5067's body, such as a glasses-type wearable device or a head mounted display (HMD). In this case, various inputs will be performed according to the gestures and line of sight of the surgeon 5067 detected by these devices.
  • the input device 5047 can include a camera that can detect the movement of the surgeon 5067, and various inputs can be performed according to the gestures and line of sight of the surgeon 5067 detected from the image captured by the camera. It's okay to be hurt.
  • the input device 5047 can include a microphone that can pick up the voice of the surgeon 5067, and various inputs may be performed by voice through the microphone.
  • the input device 5047 is configured to be able to input various information without contact, a user who belongs to a clean area (for example, a surgeon 5067) can operate equipment belonging to a dirty area without contact. becomes possible. Further, since the surgeon 5067 can operate the equipment without taking his hand off the surgical instrument in his possession, convenience for the surgeon 5067 is improved.
  • a clean area for example, a surgeon 5067
  • the treatment tool control device 5049 controls the driving of the energy treatment tool 5021 for cauterizing tissue, incising, sealing blood vessels, etc.
  • the pneumoperitoneum device 5051 inflates the body cavity of a patient 5071 through a pneumoperitoneum tube 5019 in order to secure a field of view for the endoscope 5001 and a working space for the surgeon 5067. Inject gas.
  • the recorder 5053 is a device that can record various information regarding surgery.
  • the printer 5055 is a device that can print various types of information regarding surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the support arm portion 5027 includes a base portion 5029 that is a base, and an arm portion 5031 extending from the base portion 5029.
  • the arm part 5031 is composed of a plurality of joint parts 5033a, 5033b, 5033c and a plurality of links 5035a, 5035b connected by the joint part 5033b. Therefore, the configuration of the arm portion 5031 is illustrated in a simplified manner. Specifically, the shapes, numbers, and arrangement of the joints 5033a to 5033c and links 5035a and 5035b, the direction of the rotation axis of the joints 5033a to 5033c, etc.
  • arm part 5031 has the desired degree of freedom.
  • arm portion 5031 may be suitably configured to have six or more degrees of freedom. This allows the endoscope 5001 to be moved freely within the movable range of the arm portion 5031, making it possible to insert the lens barrel 5003 of the endoscope 5001 into the body cavity of the patient 5071 from a desired direction. It becomes possible.
  • Actuators are provided in the joints 5033a to 5033c, and the joints 5033a to 5033c are configured to be rotatable around a predetermined rotation axis by driving the actuators.
  • the arm control device 5045 By controlling the drive of the actuator by the arm control device 5045, the rotation angle of each joint portion 5033a to 5033c is controlled, and the drive of the arm portion 5031 is controlled. Thereby, control of the position and posture of the endoscope 5001 can be realized.
  • the arm control device 5045 can control the drive of the arm portion 5031 using various known control methods such as force control or position control.
  • the drive of the arm portion 5031 is appropriately controlled by the arm control device 5045 in accordance with the operation input, and the internal The position and orientation of endoscope 5001 may be controlled.
  • the arm portion 5031 may be operated in a so-called master-slave manner.
  • the arm section 5031 (slave) can be remotely controlled by the surgeon 5067 via an input device 5047 (master console) installed at a location away from the operating room or inside the operating room.
  • the endoscope 5001 is supported by a doctor called a scopist.
  • the position of the endoscope 5001 can be fixed more reliably without manual intervention, so that the image of the surgical site can be can be obtained stably, making it possible to perform surgery smoothly.
  • the arm control device 5045 does not necessarily have to be provided on the cart 5037. Further, the arm control device 5045 does not necessarily have to be one device. For example, the arm control device 5045 may be provided at each joint portion 5033a to 5033c of the arm portion 5031 of the support arm portion 5027, and the arm portion 5031 is driven by the plurality of arm control devices 5045 cooperating with each other. Control may be implemented.
  • the light source device 5043 supplies irradiation light to the endoscope 5001 when photographing the surgical site.
  • the light source device 5043 is composed of a white light source composed of, for example, an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high precision, so the light source device 5043 white balances the captured image. adjustments can be made.
  • the laser light from each RGB laser light source is irradiated onto the observation target in a time-sharing manner, and the drive of the image sensor of the camera head 5005 is controlled in synchronization with the irradiation timing, thereby supporting each of RGB. It is also possible to capture images in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the image sensor.
  • the driving of the light source device 5043 may be controlled so that the intensity of the light it outputs is changed at predetermined intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 5005 in synchronization with the timing of the change in the light intensity to acquire images in a time-division manner and compositing the images, high dynamic It is possible to generate an image of a range.
  • the light source device 5043 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band compatible with special light observation.
  • Special light observation uses, for example, the wavelength dependence of light absorption in body tissues to illuminate the mucosal surface layer by irradiating a narrower band of light than the light used for normal observation (i.e., white light). So-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained using fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • excitation light is irradiated onto a body tissue and the fluorescence from the body tissue is observed (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is examined. Then, excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent is irradiated to obtain a fluorescence image.
  • the light source device 5043 may be configured to be able to supply narrowband light and/or excitation light compatible with such special light observation.
  • the evacuation mechanism according to the embodiment described above is applied to the lens barrel 5003 of the endoscope 5001, the pneumoperitoneum tube 5019, the energy treatment instrument 5021, the forceps 5023, etc. in the endoscopic surgery system 5000 illustrated in FIG. Good too.
  • the present technology can also have the following configuration.
  • the second structure urges the first member in a second direction opposite to the first direction,
  • the retraction mechanism according to (1), wherein the third structure urges the first member in the second direction.
  • the first characteristic in which the first structure generates a first force that urges the first member in the first direction depending on the position of the first member is such that the second structure generates a first force that urges the first member in the first direction depending on the position of the first member.
  • the retraction mechanism according to (2) above is different from the third characteristic that generates the third force urging the retracting mechanism.
  • the first characteristic is a characteristic in which the magnitude of the first force changes nonlinearly depending on the position of the first member
  • At least one of the second characteristic and the third characteristic is a characteristic in which the magnitude of the second force or the third force changes linearly depending on the position of the first member.
  • evacuation mechanism described in ).
  • the first structure is a fixed first magnet; a second magnet movable in the first direction relative to the first magnet; Equipped with The retraction mechanism according to any one of (2) to (4), wherein the second magnet is fixed to the first member.
  • the second structure is a first elastic body that urges the first member in the second direction; Equipped with The retraction mechanism according to any one of (2) to (5), wherein the third structure includes a second elastic body that urges the second member in the second direction. (7) At least one of the first elastic body and the second elastic body is a spring or a diaphragm. The retraction mechanism according to (6).
  • the first structure is a fixed first magnet; a second magnet movable in the first direction relative to the first magnet; Equipped with the first member holds the second magnet,
  • the second structure is a second member partially sandwiched between the first magnet and the second magnet; a first elastic body having one end attached to the first member and the other end attached to the second member so as to bias the first member in the second direction; Equipped with (2)
  • the third structure includes a second elastic body having one end attached to the second member and the other end fixed so as to bias the second member in the second direction.
  • the evacuation mechanism according to any one of (7) to (7).
  • (9) The evacuation mechanism according to any one of (2) to (8), wherein the second structure includes a structure that pulls the first member in the second direction according to a user's operation.

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Abstract

実施形態に係る退避機構は、第１部材と、第２部材と、前記第１部材を前記第２部材へ付勢することで前記第１部材を停止させる第１構造と、前記第１部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第２構造と、前記第２部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第３構造と、を備える。

Description

退避機構
　本開示は、退避機構に関する。
　近年、運搬などの大きな力を必要とする作業や人の臓器を処置するなどの力加減の繊細な作業や人が入ることができない遠隔地での作業等を、人の代わりに、産業用ロボットや医療用ロボットなどに実行させる技術が開発されてきている。
国際公開第２０１７／０２６１６７号
　ロボット操作においては、ロボット制御系が暴走したときに安全にロボットを停止させ、アームや術具等をターゲットから退避させることが重要となる。例えば、遠隔操作型手術ロボットにおいては、ロボット術具が暴走した場合に危惧される問題として、生体組織の破壊やロボット術具の故障等がある。術者は速やかに術具を術野から遠ざけることが必要であるが、従来の電気的な指令によって術具を抜去する構成は、ロボット制御を介するものであるため、安全上の観点から適切ではない。
　そこで本開示は、安全に退避動作を行うことを可能とする退避機構を提案する。
　上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の退避機構は、第１部材と、第２部材と、前記第１部材を前記第２部材へ付勢することで前記第１部材を停止させる第１構造と、前記第１部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第２構造と、前記第２部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第３構造と、を備える。
第１の実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。 図１に示す構成において各部に与えられる力を説明するための図である。 第１の実施形態に係る退避機構を簡略化して示す模式図である。 図３における系１の運動方程式を説明するための図である。 図３における系２の運動方程式を説明するための図である。 第１の実施形態に係る退避機構において能動的退避及び受動的退避が開始される際の力を説明するための図である。 磁石間に生じる吸着力の距離依存性の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る能動的退避時の動作例を説明するための図である（その１）。 第１の実施形態に係る能動的退避時の動作例を説明するための図である（その２）。 第１の実施形態に係る受動的退避時の動作例を説明するための図である（その１）。 第１の実施形態に係る受動的退避時の動作例を説明するための図である（その２）。 第１の実施形態に係る退避機構を動力学シミュレーションにより解析するにあたり構築したモデルの一例を示す図である。 図１２に例示するモデルにおいてリンク機構の牽引力の時間変化の一例を示す図である。 図１２に例示するモデルに対して図１３に例示する牽引力を与えた場合における固定磁石と第２部材との接触力の時間変化の一例を示す図である。 図１２に例示するモデルに対して図１３に例示する牽引力を与えた場合における付勢磁石と第２部材との接触力の時間変化の一例を示す図である。 図１２に例示するモデルに対して図１３に例示する牽引力を与えた場合における第２部材の変位量の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。 第２の実施形態の変形例に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。 第３の実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。 第４の実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。 第４の実施形態に係る磁石の具体例を説明するための図である。 第４の実施形態に係る磁石の他の具体例を説明するための図である。 第５の実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。 本開示の実施形態に係る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　０．はじめに
　　１．第１の実施形態
　　　１．１　退避機構の概略構成例
　　　１．２　動作原理
　　　１．３　能動的退避時の動作例
　　　１．４　受動的退避時の動作例
　　　１．５　作用・効果
　　　１．６．　動力学シミュレーションによる動作確認
　　２．第２の実施形態
　　　２．１　変形例
　　３．第３の実施形態
　　４．第４の実施形態
　　５．第５の実施形態
　　６．手術システムの概略構成例
　０．はじめに
　上述したように、ロボットやマニピュレータ等の自律又は他律で動作する機械（以下、これらをまとめてロボットと称する）の制御においては、制御系が暴走したときに安全にロボットを停止させ、アームや術具等のターゲットに対して何らかの作用を及ぼす部位（以下、作用部位又は処置部ともいう）をターゲットから退避させることが重要となる。例えば、遠隔操作型手術ロボットにおいてロボット術具が暴走した場合には、術者による操作によって術具を術野から遠ざかる方向に適切に退避させる必要がある（これを能動的退避とも称する）。また、視野外でロボット術具と生体組織とが意図せずに接触した場合など、術者が認識困難な状況で危険な荷重が加わった場合には、術具を自動的に退避させることが安全上望ましい（これを受動的退避とも称する）。
　ただし、以上のような能動的退避と受動的退避とを制御によって実現することは、ロボットが制御不能な状態で暴走した場合に対処することが事実上不可能であるため、安全上の観点から適切であるとは言えない。
　そこで、以下の実施形態では、制御を介さずに、能動的退避及び受動的退避を実現することが可能な退避機構について、例を挙げて説明する。
　ここで、能動的退避や受動的退避のトリガーとなる力の大きさは、操作者の属性やロボットの使用目的（アプリケーションともいう）に依存する。そのため、両者を両立させることは困難である。操作者の側面では、人間が行える物理的な操作力は性別や年齢によって様々であるが、０．１Ｎ（ニュートン）の小さな操作力では振戦による誤操作のリスクがある。また、１０Ｎ以上の極めて大きな操作力では人間工学上の問題が生じる。
　一方で、アプリケーションの側面では、眼科や脳外科など脆弱な生体組織を扱う用途では、術具操作力は比較的小さく、０．１Ｎ程度である。対照的に、腹腔鏡下手術では、臓器の持ち上げ操作などに大きな力が必要となり、１０Ｎ以上の術具操作力が必要となる。
　このように、作用部位をターゲットから退避させる目的において、人間工学上適切な操作力による能動的退避と、外力に応じた操作力による受動的退避とを両立させることは、技術的に困難である。
　そこで、以下の実施形態のうちの少なくとも一部では、特性の異なる弾性体を組み合わせることで、トリガーとなる力の大きさが異なる能動的退避と受動的退避とを両立させることを可能にする。例えば、以下の実施形態のうちの少なくとも１つでは、磁石吸着力の非線形的特性とバネ弾性の線形的特性とを組み合わせることで、能動的退避と受動的退避とを両立させる。また、以下の実施形態のうちの少なくとも他の１つでは、ある線形的な弾性特性を備える弾性体と、この弾性特性とは異なる線形的な弾性特性を備える弾性体とを組み合わせることで、能動的退避と受動的退避とを両立させる。
　以下に、本開示の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、眼底鏡や手術顕微鏡や内視鏡システムなどの医療用ロボットが備えるアームの先端に取り付けられ、術者が遠隔に操作することが可能な鉗子や電気メスや注射針や内視鏡のプローブなどの術具に対して、本開示に係る退避機構が実装された場合を例示する。ただし、本開示に係る退避機構は、医療用ロボットに限定されず、工場等において製品の組立てや物品の運搬等の作業を行う産業用ロボットやマニピュレータなど、ターゲットからの緊急退避の必要性が生じ得る種々の装置に対して実装されることが可能である。
　１．第１の実施形態
　まず、本開示の第１の実施形態に係る退避機構について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、磁石吸着力の非線形的特性とバネ弾性の線形的特性とを組み合わせることで能動的退避と受動的退避とを両立させる場合について、例挙げて説明する。
　１．１　退避機構の概略構成例
　図１は、本実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。図２は、図１に示す構成において各部に与えられる力を説明するための図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る退避機構１は、第１部材１８、第２部材１０と、第３部材１５と、磁石１１及び１２と、バネ１３及び１６と、術具１４と、リンク機構１７とを備える。なお、以下の説明においおて、磁石１１と磁石１２とを区別するため、磁石１１を固定磁石１１と称し、磁石１２を付勢磁石１２と称する。
　上記構成において、固定磁石１１及び付勢磁石１２、例えば、第１部材１８を第１方向（付勢磁石１２から固定磁石１１へ向かう方向）に付勢する第１機構を構成する。また、第２部材１０及びバネ１３は、例えば、第１部材１８を第１方向とは反対の第２方向に付勢する第２機構を構成する。さらに、バネ１６は、第２部材１０及び付勢磁石１２を介することで、第１部材１８を第２方向に付勢する第３機構を構成する。
　固定磁石１１と第３部材１５とは、退避機構１の系において固定されている（メカニカルＧＮＤ）。例えば、固定磁石１１及び第３部材１５は、退避機構１を実装するロボットのアーム先端に固定されている。
　第２部材１０は、第３部材１５から所定距離離れた位置が基準位置となるように配置される。言い換えれば、第２部材１０は、固定磁石１１と当接している状態で第３部材１５からクリアランス距離離間している。
　この第２部材１０は、一方の端が第３部材１５に固定されたバネ１６によって固定磁石１１と反対方向（図面中右向き）へ付勢されている。このバネ１６は、例えば、コイルバネや板バネなど、種々のバネであってよい。また、バネ１６は、コイルバネや板バネなどの金属バネに限定されず、例えば、コムバネや空気バネや液体バネなどであってもよい。その他、バネ１６には、ダイヤフラムなど、種々の弾性体が用いられてもよい。
　また、第２部材１０には、患者に対して処置を施すための術具１４が固定されている。本例において、術具１４は、ターゲット（本例では患者）に対して何らかの作用を及ぼす処置部である。第２部材１０に対して術具１４が取り付けられる向きは、例えば、バネ１６によって第２部材１０が付勢される方向（図面中右向き）と反対の方向（図面中左向き）であってよい。なお、上述のように、術具１４は、例えば、鉗子や電気メスや注射針や内視鏡のプローブなどであってよい。
　付勢磁石１２は、第２部材１０を挟んで固定磁石１１と対向するように配置される。その際、付勢磁石１２は、その磁化方向が固定磁石１１と吸着力を発揮する向き（図面中横方向）となるように配置される。
　この付勢磁石１２は、第１部材１８に固定されている。第１部材１８は、一方の端が第２部材１０に固定されたバネ１３によって固定磁石１１及び付勢磁石１２間による吸着方向と反対方向（図面中右向き）へ付勢されている。バネ１３は、バネ１６と同様に、例えば、コイルバネや板バネなどの種々の弾性体が用いられてもよい。その際、バネ１３の弾性力とバネ１６の弾性力とは、異なる傾きを持つ特性であってよいし、同じ傾きを持つ特性であってもよい。また、本実施形態では、バネ１３及び／又はバネ１６として、固定磁石１１に対する第１部材１８の位置に応じて力の大きさが線形的に変化する弾性特性を備えた弾性体を使用した場合を例示したが、これに限定されず、力の大きさが非線形的に変化する弾性特性を備えた弾性体が使用されてもよい。
　以上のような構成とした場合、図２に示すように、第２部材１０には、付勢磁石１２によって固定磁石１１側へ押される力（復元力）ｋＡΔｘＡ（図面中左向きの力）と、バネ１６によって固定磁石１１と反対側へ引っ張られる力（復元力）ｋＢΔｘＢ（図面中右向きの力）とが与えられることとなる。なお、以下の説明において、バネ１３をバネＡとも称し、バネ１６をバネＢとも称する。また、ｋＡはバネＡのバネ定数、ｋＢはバネＢのバネ定数、ΔｘＡはバネＡの自然長からの変位量、ΔｘＢはバネＢの自然長からの変位量である。
　したがって、固定磁石１１及び付勢磁石１２と第２部材１０に支持されたバネＡとによって第１部材１８に掛かる力（これを力ｆ１１とする）は、固定磁石１１と付勢磁石１２との間の吸着力ｆｍａｇ（図面中左向きの力）と、バネＡが第１部材１８を引っ張る力ｋＡΔｘＡ（図面中右向きの力）との合計値（ｆ１１＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）となる。
　また、固定磁石１１及び付勢磁石１２と第３部材１５に支持されたバネＢとによって第２部材１０に掛かる力（これを力ｆ１２とする）は、固定磁石１１と付勢磁石１２との間の吸着力ｆｍａｇ（図面中左向きの力）と、バネＢによって第２部材１０を引っ張る力ｋＢΔｘＢ（図面中右向きの力）との合計値（ｆ１２＝ｆｍａｇ－ｋＢΔｘＢ）となる。
　説明を図１に戻す。付勢磁石１２が固定された第１部材１８には、一方の端が術者の操作によって移動する第１部材１８に取り付けられたリンク機構１７の他方の端が固定される。リンク機構１７は、例えば、糸やワイヤや棒状の部材などであってよい。ただし、これらに限定されず、例えば、空圧、油圧、リンク、形状記憶、ソフトアクチュエータなど、第１部材１８（より具体的には、付勢磁石１２）に対して遠隔から牽引力を与えられる構成であれば、種々変更されてよい。
　リンク機構１７による牽引力ｆｓ（図面中右向きの力）が術者による通常の操作力の範囲内である場合、言い換えれば、リンク機構１７による牽引力ｆｓが固定磁石１１及び付勢磁石１２間の吸着力ｆｍａｇとバネＡによる復元力ｋＡΔｘＡとの合計の力ｆ１１（＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）以下である場合（ｆｓ≦ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）、術者は、リンク機構１７を操作することで、第２部材１０に取り付けられた術具１４を操作することが可能である。
　１．２　動作原理
　次に、本実施形態に係る退避機構１の動作原理を説明する。なお、ここでは、説明の明確化のため、本実施形態に係る退避機構１の構成を図３のように簡略化する。
　図３に例示される簡略化された退避機構１では、第１部材１８が省略されて、バネ１３及びリンク機構１７が直接、付勢磁石１２に取り付けられている。また、以下の説明において、バネ１３をバネＡ、バネ１６をバネＢともいい、固定磁石１１を磁石Ｂ、付勢磁石１２を磁石Ａともいう。
　このような構成では、図４に示すような、リンク機構１７の牽引力（内力）ｆｓが第１の閾値に達したことをトリガーとして退避動作（能動的退避動作）を開始すると、図５に示すような、術具１４に印加された外力ｆｔが第２の閾値に達したことをトリガーとして退避動作（受動的退避動作）を開始する系２とが形成されている。
　なお、以下の説明において、ｍ１は第２部品１０の質量、ｍＡは付勢磁石１２（磁石Ａ）の質量、ｍＢは固定磁石１１（磁石Ｂ）の質量、ＮＡは系１では磁石Ａが第２部材１０から受ける垂直抗力、系２では第２部材１０が磁石Ｂから受ける垂直抗力、ＮＢは系２において磁石Ａが第２部品１０から受ける垂直抗力、ｆｍａｇは磁石ＡＢ間の磁力（吸着力）、ｆｔは術具１４の先端での作用力（外力）、ｆｓはリンク機構１７の牽引力（内力）であってよい。
　このことから、図４に示される系１において、磁石Ａ（付勢磁石１２。第１部材１８に相当）の運動方程式は、以下の式（１）で表すことができ、図５に示す系２において、第２部品１０の運動方程式は、以下の式（２）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上記運動方程式（１）及び（２）より、系１及び系２の両方が静止するための静止条件は、以下の式（３）～式（５）のように求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　一方、上記運動方程式（１）より、系１において能動的退避が開始されるための退避条件は、以下の式（６）で表され、上記運動方程式（２）より、系２において受動的退避が開始されるための退避条件は、以下の式（７）で表されることとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、ΔｘＡ＞ΔｘＢとなるようにバネＡ及びバネＢそれぞれの初期位置（静止時の自然長からの変位量）を調整することで、以下の式（８）のように、系１の退避条件を満たすための力（能動的退避のトリガーとなる力＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）を、系２の退避条件を満たすための力（受動的退避のトリガーとなる力＝ｆｍａｇ－ｋＢΔｘＢ）よりも小さくすることが可能となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　例えば、能動的退避のトリガーとなる力（＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）が０．１Ｎ、受動的退避のトリガーとなる力（＝ｆｍａｇ－ｋＢΔｘＢ）が０．９Ｎとなるように設計した場合、図６に示すように、リンク機構１７に０．１Ｎ以上の牽引力ｆｓが与えられた場合に能動的退避が実行され、術具１４に０．９Ｎ以上の外力ｆｔが与えられた場合に受動的退避が実行されるように設計することができる。
　また、図７及び以下の式（９）に示すように、固定磁石１１と付勢磁石１２との吸着力ｆｍａｇは、固定磁石１１に対する付勢磁石１２又は第１部材１８の位置に応じて非線形的に変化する特性を有する。具体的には、吸着力ｆｍａｇは、磁石間の距離に反比例して指数関数的（非線形的）に小さくなる特性を有する。なお、式（９）において、Ｋは定数であり、ｄ０は付勢磁石１２が固定磁石１１に最接近した際の磁石間の距離（第２部材１０の厚さに相当）であり、ｄは付勢磁石１２が固定磁石１１から遠ざかる方向に移動した距離である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　１．３　能動的退避時の動作例
　次に、リンク機構１７に所定の値よりも大きな内力（牽引力ｆｓ）が加わった場合に術具１４を自動的に退避させる場合（能動的退避）の動作例について説明する。図８及び図９は、本実施形態に係る能動的退避時の動作例を説明するための図である。
　上述の退避条件の式（６）より、リンク機構１７に力ｆ１１（＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）よりも大きな牽引力ｆｓが加わると、第１部材１８が固定磁石１１から遠ざかる方向へ移動を開始する。その際、第２部材１０は、バネ１６により第３部材１５側へ引っ張られているため、第１部材１８の移動とともに第３部材１５側へ移動する。
　つづいて、図９に示すように、磁石間の吸着力ｆｍａｇ（ｄ）がバネ１３の復元力ｋＡΔｘＡよりも小さくなる距離（ｄ０＋ｄ）まで付勢磁石１２が固定磁石１１から遠ざかると、固定磁石１１による付勢磁石１２の拘束が解かれ、第１部材１８がバネ１３の復元力ｋＡΔｘＢＡ及びリンク機構１７の牽引力ｆｓにより急激に第３部材１５の方向へ移動する。それにより、付勢磁石１２による第２部材１０の支持が解放されるため、第２部材１０が術具１４ごとバネ１６の復元力ｋＢΔｘＢにより第３部材１５の方向へ急激に移動する（能動的退避）。
　その後、第２部材１０は、第２部材１０と第３部材１５との間のクリアランス距離（例えば、５ｍｍ）を移動し、第３部材１５に当接して停止する。
　このように、本実施形態に係る退避機構１では、リンク機構１７に予め設計しておいた力（ｆ１１＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）よりも大きな牽引力ｆｓが加わった場合、すなわち、術具１４を操作する術者が故意または過失により予め設計しておいた力（ｆ１１＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）よりも大きな牽引力ｆｓをリンク機構１７に発生させた場合、固定磁石１１によるロックを解除して自動的に術具１４を安全な方向へ退避させることが可能である。
　１．４　受動的退避時の動作例
　つづいて、術具１４に設定値よりも大きな外力ｆｔが加わった場合に術具１４を自動的に退避させる場合（受動的退避）の動作例について説明する。図１０及び図１１は、本実施形態に係る受動的退避時の動作例を説明するための図である。
　上述の退避条件の式（７）より、術具１４及びリンク機構１７に力ｆ１２（＝ｆｍａｇ－ｋＢΔｘＢ）よりも大きな力ｆｓ＋ｆｔが加わると、第２部材１０が固定磁石１１から遠ざかる方向へ移動を開始する。その際、付勢磁石１２は、バネ１３で付勢された第１部材１８により第２部材１０と当接しているため、第２部材１０の移動とともに第３部材１５側へ移動する。
　つづいて、図１１に示すように、磁石間の吸着力ｆｍａｇ（ｄ）がバネ１６の復元力ｋＢΔｘＢよりも小さくなる距離（ｄ０＋ｄ）まで付勢磁石１２が固定磁石１１から遠ざかると、固定磁石１１による付勢磁石１２の拘束が解かれ、第２部材１０がバネ１６の復元力ｋＢΔｘＢと術具１４及びリンク機構１７に与えられた力ｆｓ＋ｆｔにより急激に第３部材１５の方向へ移動する（受動的退避）。
　その後、第２部材１０は、第２部材１０と第３部材１５との間のクリアランス距離（例えば、５ｍｍ）を移動し、第３部材１５に当接して停止する。
　このように、本実施形態に係る退避機構１では、術具１４及びリンク機構１７に予め設計しておいた力（ｆ１２＝ｆｍａｇ－ｋＢΔｘＢ）よりも大きな力ｆｓ＋ｆｔが加わった場合、固定磁石１１によるロックを解除して自動的に術具１４を安全な方向へ退避させることが可能である。
　１．５　作用・効果
　上述のように、本実施形態に係る退避機構１では、能動的退避を実現する系１と受動的退避を実現する系２とが異なる系で構成されている。そのため、大きさの異なる力をトリガーとしてそれぞれを自動的に実行することが可能となる。例えば、人間工学上適切な操作力による能動的退避と、外力に応じた操作力による受動的退避とを両立させることが可能となる。
　また、第２部材１０と第３部材１５との間隔がクリアランス距離となるため、再現性の高い術具１４の退避距離を得ることも可能となる。
　さらに、付勢磁石１２により押された第２部材１０が固定磁石１１に当接した状態でリンク機構１７を用いて術具１４を操作する構成であるため、バックラッシレスの機構を実現することも可能である。
　なお、上記構成において、バネ１３及び１６のバネ定数やプリロードの大きさ（非退避時に自然長から延びた長さ）、磁石１１及び１２間のサイズや磁力や材料等を適宜調整することで、能動的退避及び受動的退避それぞれのトリガーとなる力の大きさを独立に設定することが可能である。
　例えば、バネ１３のバネ定数を大きな値とした場合、人間工学上適切な操作力による能動的退避を実現しつつ、比較的大きな外力が術具１４にかかった場合に受動的退避が実行されるように構成することが可能となるため、例えば、腹腔鏡下手術などで使用される手術ロボットに好適な退避機構を構築することができる。ただし、これに限定されず、バネ１３のバネ定数を小さな値（例えば、バネ１６のバネ定数以下）とすることも可能である。
　１．６．　動力学シミュレーションによる動作確認
　図１２は、本実施形態に係る退避機構を動力学シミュレーションにより解析するにあたり構築したモデルの一例を示す図である。図１２において、オブジェクトＡ１は磁石１１及び１２間の磁石吸着特性、オブジェクトＡ２は固定磁石１１、オブジェクトＡ３は付勢磁石１２、オブジェクトＡ４は第２部材１０、オブジェクトＡ５はバネ１３、オブジェクトＡ６はバネ１６、オブジェクトＡ７はリンク機構１７による牽引力、オブジェクトＡ８は第３部材１５に対応しいている。また、ノードＢ１～Ｂ３は、それぞれ部品間の接触に対応している。
　なお、図１２に示すモデルを用いた動力学シミュレーションによる解析を行うあたり、バネ１３のバネ定数を１．４Ｎ／ｍｍ、バネ１３のプリロードを０．５ｍｍ、バネ１６のバネ定数を０．０１Ｎ／ｍｍ、バネ１６のプリロードを１０ｍｍとし、磁石１１及び１２間の磁石吸引特性に図７に例示した特性を使用した。
　図１３は、図１２に例示するモデルにおいてリンク機構の牽引力の時間変化の一例を示す図である。図１４は、図１２に例示するモデルに対して図１３に例示する牽引力を与えた場合における固定磁石と第２部材との接触力の時間変化の一例を示す図である。図１５は、図１２に例示するモデルに対して図１３に例示する牽引力を与えた場合における付勢磁石と第２部材との接触力の時間変化の一例を示す図である。図１６は、図１２に例示するモデルに対して図１３に例示する牽引力を与えた場合における第２部材の変位量の一例を示す図である。
　図１３に示すように、本シミュレーションでは、０．２～０．３秒の間に０．４Ｎの牽引力ｆｓを急峻な立ち上がり及び立ち下がりで与えた場合が想定されている。その場合、図１４に例示するように、固定磁石１１と第２部材１０との間の接触力は牽引力ｆｓの立ち上がりに併せて急峻に減少する一方、図１５に例示するように、固定磁石１１と第２部材１０との間の接触力は、第２部材１０がバネ１６で引っ張られているため、緩やかに減少する。その結果、図１６に例示するように、第２部材１０は、固定磁石１１と第２部材１０との間の接触力が実質的にゼロとなったタイミングで、急激に第３部材１５へ向けての移動を開始し、所定のクリアランス距離（５ｍｍ）を移動すると、第３部材１５と当接して停止する。
　この動力学シミュレーション結果から、本実施形態に係る退避機構１では、リンク機構１７に予め設計しておいた力（ｆ１１＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）よりも大きな牽引力ｆｓが加わった場合、すなわち、術具１４を操作する術者が故意または過失により予め設計しておいた力（ｆ１１＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）よりも大きな牽引力ｆｓをリンク機構１７に発生させた場合、固定磁石１１によるロックを解除して自動的に術具１４を安全な方向へ退避できていることが分かる。
　２．第２の実施形態
　次に、本開示の第２の実施形態に係る退避機構について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成、動作及び効果については、それらを引用することで重複する説明を省略する。
　図１７は、本実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。図１７に示すように、本実施形態に係る退避機構２は、第１の実施形態に係る退避機構１と同様の構成において、第１部材１８及び第２部材１０がそれぞれ第１部材２８及び第２部材２０に置き換えらえるとともに、術具１４が第１部材２８に固定され、リンク機構１７の一方の端が第２部材２０に取り付けられた構成を備える。すなわち、第２の実施形態では、術者は、リンク機構１７を用いて第２部材２０を移動させることで術具１４を操作するように構成されている。
　上記構成において、固定磁石１１及び付勢磁石１２、例えば、第１部材２８を第１方向に付勢する第１機構を構成する。また、第２部材２０及びバネ１３は、例えば、第１部材２８を第１方向とは反対の第２方向に付勢する第２機構を構成する。さらに、バネ１６は、第２部材２０及び付勢磁石１２を介することで、第１部材２８を第２方向に付勢する第３機構を構成する。
　このように、術具１４が第１部材２８に取り付けられ、リンク機構１７が第２部材２０に取り付けられた構成では、第１の実施形態に係る退避機構１と異なり、固定磁石１１及び付勢磁石１２とバネ１３とが、術具１４に過大な負荷（外力ｆｔ）が与えられた場合に受動的退避を実行するための機構を構成し、固定磁石１１及び付勢磁石１２とバネ１６とが、リンク機構１７に与えられた内力（牽引力ｆｓ）に応じて能動的退避を実行するための機構を構成している。すなわち、能動的退避のためのバネと受動的退避のためのバネとが入れ替わっている。
　本実施形態では、系１における磁石Ａ（付勢磁石１２。本実施形態では第１部材２８に相当）の運動方程式は以下の式（１０）のように表すことができ、系２における第２部材２０の運動方程式は以下の式（１１）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　このように、本実施形態では、リンク機構１７に与えられた牽引力ｆｓが系２において第２部品２０へ作用し、術具１４に与えられた外力ｆｔが系１において磁石Ａ（付勢磁石１２。第１部材２８に相当）へ作用する。
　したがって、術具１４に与えられた外力ｆｔにより第１部材２８が移動を開始するときの条件は、以下の式（１２）のように表され、リンク機構１７に与えられた牽引力ｆｓにより第２部材２０が移動を開始するときの条件は、以下の式（１３）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　このように、本実施形態に係る退避機構２では、術具１４及びリンク機構１７に予め設計しておいた力（ｆ２１＝ｆｍａｇ－ｋＢΔｘＢ）よりも大きな力ｆｓ＋ｆｔが加わった場合、固定磁石１１によるロックを解除して自動的に術具１４を安全な方向へ退避させることが可能である（受動的退避）。
　また、本実施形態に係る退避機構２では、リンク機構１７に予め設計しておいた力（ｆ２２＝ｆｍａｇ－ｋＡΔｘＡ）よりも大きな牽引力ｆｓが加わった場合、固定磁石１１によるロックを解除して自動的に術具１４を安全な方向へ退避させることが可能である（能動的退避）。
　その他の構成、動作及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な瀬悦明を省略する。
　なお、本実施形態において、例えば、バネ１３のバネ定数を小さな値とした場合、人間工学上適切な操作力による能動的退避を実現しつつ、比較的小さな外力が術具１４にかかった場合に受動的退避が実行されるように構成することが可能となるため、例えば、眼科や脳外科などの比較的脆弱な生体組織を扱う手術などで使用される手術ロボットに好適な退避機構を構築することができる。ただし、これに限定されず、バネ１３のバネ定数を大きな値（例えば、バネ１６のバネ定数以上）とすることも可能である。
　２．１　変形例
　なお、第２の実施形態では、一方の端が第１部材２８に取り付けられたバネ１３の他方の端が第２部材２０に取り付けられる場合（図１７参照）が例示されているが、これに限定されず、例えば、図１８に例示される退避機構２Ａのように、バネ１３の他方の端を第３部材１５に取り付けることも可能である。このように構成した場合でも、図１７に例示された退避機構２と同様に、固定磁石１１及び付勢磁石１２とバネ１３とが、術具１４に過大な負荷（外力ｆｔ）が与えられた場合に受動的退避を実行するための機構を構成し、固定磁石１１及び付勢磁石１２とバネ１６とが、リンク機構１７に与えられた内力（牽引力ｆｓ）に応じて能動的退避を実行するための機構を構成する。
　３．第３の実施形態
　次に、本開示の第３の実施形態に係る退避機構について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成、動作及び効果については、それらを引用することで重複する説明を省略する。
　図１９は、本実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。図１９に示すように、本実施形態に係る退避機構３は、第２の実施形態に係る退避機構２と同様の構成において、第３部材１５及びバネ１６が省略され、第２部材２５が退避機構３の系において固定（メカニカルＧＮＤ）され、リンク機構１７の一方の端が第１部材２８に取り付けられた構成を備える。
　このような構成では、受動的退避及び能動的退避を実行するための機構が共に固定磁石１１及び付勢磁石１２とバネ１３から構成されている。すなわち、本実施形態では、受動的退避及び能動的退避が同じ機構を用いて実行される。そのため、本実施形態では、術具１４に与えられた外力ｆｔにより第１部材２８が移動を開始するときの条件、及び、リンク機構１７に与えられた牽引力ｆｓにより第１部材２８が移動を開始するときの条件は、共に同じ条件となる。
　なお、本実施形態では、受動的退避及び能動的退避を実行するための機構が共通化されているため、受動的退避及び能動的退避を実行する際のトリガーとなる力の大きさは同じ大きさとなる。
　その他の構成、動作及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な瀬悦明を省略する。
　４．第４の実施形態
　次に、本開示の第４の実施形態に係る退避機構について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成、動作及び効果については、それらを引用することで重複する説明を省略する。なお、以下の説明では、第２の実施形態に係る退避機構２をベースとした場合を例示するが、これに限定されず、他の実施形態又はその変形例に係る退避機構がベースとされてもよい。
　図２０は、本実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。図２０に示すように、本実施形態に係る退避機構４は、第２の実施形態に係る退避機構２と同様の構成において、付勢磁石１２と対向する固定磁石１１の周囲に、付勢磁石１２の横ズレを抑制するための磁石４１が固定（メカニカルＧＮＤ）された構成を備える。
　図２１及び図２２は、本実施形態に係る磁石の具体例を説明するための図である。図２１に示すように、磁石４１は、例えばリング形状を有し、中央の孔に固定磁石１１が収容されてもよい。また、図２２に示すように、磁石４１は、固定磁石１１を取り囲むように配置された複数の磁石４１ａから構成されてもよい。
　磁石４１は、その磁化方向が固定磁石１１の磁化方向と反対方向となるように配置される。それにより、付勢磁石１２が固定磁石１１と対向する領域から上下左右にズレた場合でも、磁石４１と付勢磁石１２とが反発するため、付勢磁石１２が固定磁石１１と対向する領域からズレることを抑制することが可能となる。
　その他の構成、動作及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
　５．第５の実施形態
　次に、本開示の第５の実施形態に係る退避機構について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成、動作及び効果については、それらを引用することで重複する説明を省略する。なお、以下の説明では、第２の実施形態に係る退避機構２をベースとした場合を例示するが、これに限定されず、他の実施形態又はその変形例に係る退避機構がベースとされてもよい。
　図２３は、本実施形態に係る退避機構の概略構成例を示す模式図である。図２３に示すように、本実施形態に係る退避機構５は、第２の実施形態に係る退避機構２と同様の構成において、第２部材２０に調整機構５０が設けられ、バネ１３の一方の端が調整機構５０のスライダ５１に取り付け得られた構成を備える。
　調整機構５０は、固定磁石１１及び付勢磁石１２の配列方向に沿って延在するレールを備える。スライダ５１は、このレールに摺動可能に取り付けられる。したがって、スライダ５１をレールに沿って移動させることで、バネ１３のプリロード、すなわち非退避状態におけるバネ１３の復元力ｋＡΔｘＡを調整することが可能となる。それにより、固定磁石１１及び付勢磁石１２とバネ１３とが構成する系、すなわち、能動的退避のための機構のトリガーとなる力（牽引力ｆｓ）の大きさを調整することが可能となる。
　その他の構成、動作及び効果は、上述した実施形態と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
　６．手術システムの概略構成例
　次に、上述した実施形態に係る退避機構が適用され得る手術システムの一例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、退避機構が適用され得るシステムとして、内視鏡手術システムを例示するが、適用対象はこれに限定されず、作用部位をターゲットから退避させる必要の生じ得る種々のシステムとすることが可能である。
　図２４は、本開示に係る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。図２４では、執刀医５０６７が、内視鏡手術システム５０００を用いて、患者ベッド５０６９上の患者５０７１に手術を行っている様子が図示されている。図２４に示すように、内視鏡手術システム５０００は、内視鏡５００１と、その他の術具５０１７と、内視鏡５００１を支持する支持アーム部５０２７と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５０３７とを有する。以下、内視鏡手術システム５０００の詳細について、順次説明する。
　（術具５０１７）
　内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、例えば、トロッカ５０２５ａ～５０２５ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５０２５ａ～５０２５ｄから、内視鏡５００１の鏡筒５００３や、その他の術具５０１７が患者５０７１の体腔内に挿入される。図２４に示す例では、その他の術具５０１７として、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３が、患者５０７１の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５０２１は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図２４に示す術具５０１７はあくまで一例であり、術具５０１７としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具を挙げることができる。
　（支持アーム部５０２７）
　支持アーム部５０２７は、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１を有する。図２４に示す例では、アーム部５０３１は、関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃ、及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂから構成されており、アーム制御装置５０４５からの制御により駆動される。そして、アーム部５０３１によって内視鏡５００１が支持され、内視鏡５００１の位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５００１の安定的な位置の固定が実現され得る。
　（内視鏡５００１）
　内視鏡５００１は、先端から所定の長さの領域が患者５０７１の体腔内に挿入される鏡筒５００３と、鏡筒５００３の基端に接続されるカメラヘッド５００５とから構成される。図２４に示す例では、硬性の鏡筒５００３を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５００１を図示しているが、内視鏡５００１は、軟性の鏡筒５００３を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよく、本開示の実施形態においては、特に限定されるものではない。
　鏡筒５００３の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５００１には光源装置（医療用光源装置）５０４３が接続されており、当該光源装置５０４３によって生成された光が、鏡筒５００３の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導かれ、対物レンズを介して患者５０７１の体腔内（例えば、腹腔内）の観察対象に向かって照射される。なお、本開示の実施形態においては、内視鏡５００１は、前方直視鏡であってもよいし、斜視鏡であってもよく、特に限定されるものではない。
　カメラヘッド５００５の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画素信号が生成される。当該画素信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）５０３９に送信される。なお、カメラヘッド５００５には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
　なお、例えば立体視（ステレオ方式）等に対応するために、カメラヘッド５００５には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５００３の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられることとなる。また、本開示の実施形態においては、異なる種類の撮像素子が設けられることができるが、これについては後述する。さらに、本開示の実施形態に係るカメラヘッド５００５及び鏡筒５００３の詳細についても後述する。
　（カートに搭載される各種の装置について）
　まず、表示装置５０４１は、ＣＣＵ５０３９からの制御により、当該ＣＣＵ５０３９によって画像処理が施された画素信号に基づく画像を表示する。内視鏡５００１が、例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は、３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５０４１として、それぞれに対応する、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は、３Ｄ表示可能なものが用いられる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５０４１が設けられていてもよい。
　また、内視鏡５００１によって撮影された患者５０７１の体腔内の術部の画像は、当該表示装置５０４１に表示される。執刀医５０６７は、表示装置５０４１に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５０２１や鉗子５０２３を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行うことができる。なお、図示を省略しているが、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３は、手術中に、執刀医５０６７又は助手等によって支持されてもよい。
　また、ＣＣＵ５０３９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡５００１及び表示装置５０４１の動作を統括的に制御することができる。具体的には、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５から受け取った画素信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画素信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。さらに、ＣＣＵ５０３９は、当該画像処理を施した画素信号を表示装置５０４１に提供する。また、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号は、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報を含むことができる。なお、本開示の実施形態に係るＣＣＵ５０３９の詳細については後述する。
　光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５００１に供給する。なお、本開示の実施形態に係る光源装置５０４３の詳細については後述する。
　アーム制御装置５０４５は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム部５０２７のアーム部５０３１の駆動を制御する。なお、本開示の実施形態に係るアーム制御装置５０４５の詳細については後述する。
　入力装置５０４７は、内視鏡手術システム５０００に対する入力インターフェースである。執刀医５０６７は、入力装置５０４７を介して、内視鏡手術システム５０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、執刀医５０６７は、入力装置５０４７を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、執刀医５０６７は、入力装置５０４７を介して、アーム部５０３１を駆動させる旨の指示や、内視鏡５００１による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５０２１を駆動させる旨の指示等を入力することができる。なお、入力装置５０４７の種類は限定されず、入力装置５０４７は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５０４７としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５０５７、及び／又は、レバー等が適用され得る。例えば、入力装置５０４７としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５０４１の表示面上に設けられていてもよい。
　あるいは、入力装置５０４７は、例えば、メガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Ｈｅａｄ　Ｍｏｕｎｔｅｄ　Ｄｉｓｐｌａｙ）等の、執刀医５０６７の身体の一部に装着されるデバイスであってもよい。この場合、これらのデバイスによって検出される執刀医５０６７のジェスチャや視線に応じて、各種の入力が行われることとなる。また、入力装置５０４７は、執刀医５０６７の動きを検出可能なカメラを含むことができ、当該カメラによって撮像された画像から検出される執刀医５０６７のジェスチャや視線に応じて、各種の入力が行われてもよい。さらに、入力装置５０４７は、執刀医５０６７の声を収音可能なマイクロフォンを含むことができ、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われてもよい。このように、入力装置５０４７が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば執刀医５０６７）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、執刀医５０６７は、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、執刀医５０６７の利便性が向上する。
　処置具制御装置５０４９は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５０２１の駆動を制御する。気腹装置５０５１は、内視鏡５００１による視野の確保及び執刀医５０６７の作業空間の確保の目的で、患者５０７１の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５０１９を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５０５３は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５０５５は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　さらに、支持アーム部５０２７の詳細構成の一例について説明する。支持アーム部５０２７は、基台であるベース部５０２９と、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１とを有する。図２４に示す例では、アーム部５０３１は、複数の関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃと、関節部５０３３ｂによって連結される複数のリンク５０３５ａ、５０３５ｂとから構成されているが、図２４では、簡単のため、アーム部５０３１の構成を簡略化して図示している。具体的には、アーム部５０３１が所望の自由度を有するように、関節部５０３３ａ～５０３３ｃ及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５０３３ａ～５０３３ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５０３１は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５０３１の可動範囲内において内視鏡５００１を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５００１の鏡筒５００３を患者５０７１の体腔内に挿入することが可能になる。
　関節部５０３３ａ～５０３３ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５０３３ａ～５０３３ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５０４５によって制御されることにより、各関節部５０３３ａ～５０３３ｃの回転角度が制御され、アーム部５０３１の駆動が制御される。これにより、内視鏡５００１の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５０４５は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５０３１の駆動を制御することができる。
　例えば、執刀医５０６７が、入力装置５０４７（フットスイッチ５０５７を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５０４５によってアーム部５０３１の駆動が適宜制御され、内視鏡５００１の位置及び姿勢が制御されてよい。なお、アーム部５０３１は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５０３１（スレーブ）は、手術室から離れた場所または手術室内に設置される入力装置５０４７（マスターコンソール）を介して執刀医５０６７によって遠隔操作され得る。
　ここで、一般的には、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５００１が支持されていた。これに対して、本開示の実施形態においては、支持アーム部５０２７を用いることにより、人手によらずに内視鏡５００１の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
　なお、アーム制御装置５０４５は必ずしもカート５０３７に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５０４５は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５０４５は、支持アーム部５０２７のアーム部５０３１の各関節部５０３３ａ～５０３３ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５０４５が互いに協働することにより、アーム部５０３１の駆動制御が実現されてもよい。
　次に、光源装置５０４３の詳細構成の一例について説明する。光源装置５０４３は、内視鏡５００１に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５０４３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置５０４３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置５０４３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又は、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５０４３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光、及び／又は、励起光を供給可能に構成され得る。
　上述した実施形態に係る退避機構は、図２４に例示される内視鏡手術システム５０００において、内視鏡５００１の鏡筒５００３、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１、鉗子５０２３等に適用されてもよい。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　第１部材と、
　第２部材と、
　前記第１部材を前記第２部材へ付勢することで前記第１部材を停止させる第１構造と、
　前記第１部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第２構造と、
　前記第２部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第３構造と、
　を備える退避機構。
（２）
　前記第１構造は、前記第１部材を前記第２部材へ向く第１方向に付勢し、
　前記第２構造は、前記第１部材を前記第１方向とは反対の第２方向に付勢し、
　前記第３構造は、前記第１部材を前記第２方向に付勢する
　前記（１）に記載の退避機構。
（３）
　前記第１構造が前記第１部材の位置に応じて前記第１部材を前記第１方向へ付勢する第１力を発生させる第１特性は、前記第２構造が前記第１部材の位置に応じて前記第１部材を前記第２方向へ付勢する第２力を発生させる第２特性、及び、前記第３構造が前記第１部材の位置に応じて前記第１部材を前記第２方向へ付勢する第３力を発生させる第３特性とは異なる
　前記（２）に記載の退避機構。
（４）
　前記第１特性は、前記第１部材の位置に応じて前記第１力の大きさが非線形的に変化する特性であり、
　前記第２特性及び前記第３特性のうち位の少なくとも一方は、前記第１部材の位置に応じて前記第２力又は前記第３力の大きさが線形的に変化する特性である
　前記（３）に記載の退避機構。
（５）
　前記第１構造は、
　　固定された第１磁石と、
　　前記第１磁石に対して前記第１方向に移動可能な第２磁石と、
　を備え、
　前記第２磁石は、前記第１部材に固定される
　前記（２）～（４）の何れか１つに記載の退避機構。
（６）
　前記第２構造は、
　　前記第１部材を前記第２方向に付勢する第１弾性体と、
　を備え、
　前記第３構造は、前記第２部材を前記第２方向に付勢する第２弾性体を備える
　前記（２）～（５）の何れか１つに記載の退避機構。
（７）
　前記第１弾性体及び前記第２弾性体のうちの少なくとも一方は、バネ又はダイヤフラムである
　前記（６）に記載の退避機構。
（８）
　前記第１構造は、
　　固定された第１磁石と、
　　前記第１磁石に対して前記第１方向に移動可能な第２磁石と、
　を備え、
　前記第１部材は、前記第２磁石を保持し、
　前記第２構造は、
　　一部が前記第１磁石と前記第２磁石との間に挟まれた第２部材と、
　　一方の端が前記第１部材に取り付けられ、他方の端が前記第１部材を前記第２方向に付勢するように前記第２部材に取り付けられた第１弾性体と、
　を備え、
　前記第３構造は、一方の端が前記第２部材に取り付けられ、他方の端が前記第２部材を前記第２方向に付勢するように固定された第２弾性体を備える
　前記（２）～（７）の何れか１つに記載の退避機構。
（９）
　前記第２構造は、ユーザによる操作に従って前記第１部材を前記第２方向に牽引する構造を備える
　前記（２）～（８）の何れか１つに記載の退避機構。
（１０）
　前記第２部材に取り付けられた処置部をさらに備え、
　前記第２構造は、ユーザによる操作に従って前記第１部材を前記第２方向に牽引する構造を備える
　前記（６）又は（７）に記載の退避機構。
（１１）
　前記第３構造は、ユーザによる操作に従って前記第２部材を前記第２方向に牽引する構造を備える
　前記（６）又は（７）に記載の退避機構。
（１２）
　前記第１部材に取り付けられた処置部をさらに備える
　前記（１１）に記載の退避機構。
（１３）
　前記第１磁石に対して前記第１方向と垂直な第３方向に、前記第２磁石と反発するように配置された第３磁石をさらに備える
　前記（５）に記載の退避機構。
（１４）
　前記第２構造が前記第１部材を前記第２方向に付勢する力を調整する調整機構をさらに備える
　前記（２）～（１３）の何れか１つに記載の退避機構。
（１５）
　前記第１弾性体における前記他方の端の前記第２部材に対する取り付け位置を前記第２方向に沿って調整する調整機構をさらに備える
　前記（８）に記載の退避機構。
（１６）
　前記第２構造と前記第３構造とは、同一である
　前記（１）又は（２）に記載の退避機構。
　１、２、２Ａ、３、４、５　退避機構
　１０、２０　第２部材
　１１　固定磁石
　１２　付勢磁石
　１３、１６　バネ
　１４　術具
　１５　第３部材
　１７　リンク機構
　１８、２８　第１部材
　４１、４１ａ　磁石
　５０　調整機構
　５１　スライダ

Claims (16)

  1. 　第１部材と、
    　第２部材と、
    　前記第１部材を前記第２部材へ付勢することで前記第１部材を停止させる第１構造と、
    　前記第１部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第２構造と、
    　前記第２部材に加わる力に応じて、前記第１構造による前記第１部材の停止を解除する第３構造と、
    　を備える退避機構。
  2. 　前記第１構造は、前記第１部材を前記第２部材へ向く第１方向に付勢し、
    　前記第２構造は、前記第１部材を前記第１方向とは反対の第２方向に付勢し、
    　前記第３構造は、前記第１部材を前記第２方向に付勢する
    　請求項１に記載の退避機構。
  3. 　前記第１構造が前記第１部材の位置に応じて前記第１部材を前記第１方向へ付勢する第１力を発生させる第１特性は、前記第２構造が前記第１部材の位置に応じて前記第１部材を前記第２方向へ付勢する第２力を発生させる第２特性、及び、前記第３構造が前記第１部材の位置に応じて前記第１部材を前記第２方向へ付勢する第３力を発生させる第３特性とは異なる
    　請求項２に記載の退避機構。
  4. 　前記第１特性は、前記第１部材の位置に応じて前記第１力の大きさが非線形的に変化する特性であり、
    　前記第２特性及び前記第３特性のうち位の少なくとも一方は、前記第１部材の位置に応じて前記第２力又は前記第３力の大きさが線形的に変化する特性である
    　請求項３に記載の退避機構。
  5. 　前記第１構造は、
    　　固定された第１磁石と、
    　　前記第１磁石に対して前記第１方向に移動可能な第２磁石と、
    　を備え、
    　前記第２磁石は、前記第１部材に固定される
    　請求項２に記載の退避機構。
  6. 　前記第２構造は、
    　　前記第１部材を前記第２方向に付勢する第１弾性体と、
    　を備え、
    　前記第３構造は、前記第２部材を前記第２方向に付勢する第２弾性体を備える
    　請求項２に記載の退避機構。
  7. 　前記第１弾性体及び前記第２弾性体のうちの少なくとも一方は、バネ又はダイヤフラムである
    　請求項６に記載の退避機構。
  8. 　前記第１構造は、
    　　固定された第１磁石と、
    　　前記第１磁石に対して前記第１方向に移動可能な第２磁石と、
    　を備え、
    　前記第１部材は、前記第２磁石を保持し、
    　前記第２構造は、
    　　一部が前記第１磁石と前記第２磁石との間に挟まれた第２部材と、
    　　一方の端が前記第１部材に取り付けられ、他方の端が前記第１部材を前記第２方向に付勢するように前記第２部材に取り付けられた第１弾性体と、
    　を備え、
    　前記第３構造は、一方の端が前記第２部材に取り付けられ、他方の端が前記第２部材を前記第２方向に付勢するように固定された第２弾性体を備える
    　請求項２に記載の退避機構。
  9. 　前記第２構造は、ユーザによる操作に従って前記第１部材を前記第２方向に牽引する構造を備える
    　請求項２に記載の退避機構。
  10. 　前記第２部材に取り付けられた処置部をさらに備え、
    　前記第２構造は、ユーザによる操作に従って前記第１部材を前記第２方向に牽引する構造を備える
    　請求項６に記載の退避機構。
  11. 　前記第３構造は、ユーザによる操作に従って前記第２部材を前記第２方向に牽引する構造を備える
    　請求項６に記載の退避機構。
  12. 　前記第１部材に取り付けられた処置部をさらに備える
    　請求項１１に記載の退避機構。
  13. 　前記第１磁石に対して前記第１方向と垂直な第３方向に、前記第２磁石と反発するように配置された第３磁石をさらに備える
    　請求項５に記載の退避機構。
  14. 　前記第２構造が前記第１部材を前記第２方向に付勢する力を調整する調整機構をさらに備える
    　請求項２に記載の退避機構。
  15. 　前記第１弾性体における前記他方の端の前記第２部材に対する取り付け位置を前記第２方向に沿って調整する調整機構をさらに備える
    　請求項８に記載の退避機構。
  16. 　前記第２構造と前記第３構造とは、同一である
    　請求項１に記載の退避機構。
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