[发明专利]内窥镜处置用机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及适当维持被插入体腔内的处置器具的把持状态的内窥镜处置用机器人系统。

背景技术

一般而言，已知内窥镜用机器人臂系统，其对被插入体腔内的内窥镜主体和穿过钳子通道中的处置器具进行远程操作，使其进行所希望的动作。

在该系统中，被设置在外部的主部由操作部和主控制部构成，所述操作部由操纵杆或多个关节部件和连杆部件交替地连接而构成，所述主控制部将操作部的动作变换为电信号，并作为操作信号进行输出。处置器具的前端部分的可动部位经由柔索等与处置器具驱动部内由电动机驱动的滑轮等连接。对该操作部进行操作，由此通过电动机使滑轮旋转，拉出或牵引柔索。其结果是，能够通过被插入体腔内的处置器具、例如利用把持钳子的臂和被设置在臂前端的把持部来把持活体样本(病变部等)并向上方提起等，使其在把持的状态下向所希望的方向移动。作为其代表例，已知具有柔性部的多自由度机器人处置器具。

专利文献

专利文献1：日本特开2002-200091号公报

上述多自由度机器人处置器具在通过设置在臂前端的把持部把持着活体样本的状态下，通过臂的关节部的弯折或柔性部的弯曲而得以自如地驱动。

存在着在弯折臂的关节而使把持状态下的把持部移动到所希望的位置时根据其移动方向进行弯曲的关节部或进行延伸的关节部。如果因这些弯曲或延伸动作而在维持把持状态的柔索上产生松弛，从而使把持力降低，则活体样本可能从把持部掉落。相反地，也存在该柔索的拉力变强而使把持力进一步变强的可能性。下面所述被认为是上述现象的原因：在柔性部和关节部弯曲的状态下，在结构上，由于在弯曲部的外侧和内侧柔索的路径长度不同，并且挂在关节部上的柔索与穿过柔索的盘管之间的摩擦变化，因此，根据弯曲的程度不同，把持力产生偏差。

此外，作为处置器具，已知：由两个高频刀构成的可动把持部件夹持活体并进行处置的双极高频处置器具；以及利用一侧由高频刀构成而另一侧由陶瓷等绝缘材料构成的可动把持部件来夹持活体并进行处置的单极高频处置器具。在这些高频处置器具中，为了实现正确的处置，即使移动了把持部，也必须维持用适当的把持力把持作为处置对象的活体的状态。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种内窥镜处置用机器人系统，其具备检测多关节结构的机器人处置器具上设置的用于把持活体的把持部的把持力的检测部，能够根据在把持着活体的把持部的移动中得到的检测值，维持正常的把持状态。

本发明为了实现上述目的，提供了一种内窥镜处置用机器人系统，其具备：把持部，其附随内窥镜装置插入体腔内，由通过柔索操作而活动的把持部件把持所希望的活体；机械手部，其在前端设置所述把持部，具有具备至少一自由度以上的自由度且向所希望的角度弯曲或延伸的多关节结构；处置器具驱动部，其进行用于所述把持部的把持动作以及使所述多关节结构的部位活动的柔索的牵引以及拉出；把持力检测部，其在所述把持部把持住所述活体时，检测所述把持部件中的把持力；以及控制部，其在移动了把持状态的所述把持部时，对所述处置器具驱动部指示所述把持部件的柔索操作，使得所述把持力检测部检测出的所述把持力处于预先设定的阈值的范围内。

本发明的内窥镜处置用机器人系统具备检测多关节结构的机器人处置器具上设置的用于把持活体的把持部的把持力的检测部，能够根据把持住活体的把持部的移动中得到的检测值，维持正常的把持状态。

本发明的内窥镜处置用机器人系统在通过机械手部的驱动移动了把持部时，进行推拉驱动把持部的柔索的控制，直至从检测部得到的检测值落入预先确定的阈值范围内，所以消除了由伴随移动而产生的柔索的路径长度差引起的把持力变化和柔索与盘管之间的摩擦引起的把持力偏差，在柔索上不会产生松弛和多余的牵引力，能够维持活体的正常把持状态。

附图说明

图1是示出本发明第一实施方式的内窥镜处置用机器人系统的总体结构的图。

图2是示出第一实施方式中的用于控制各结构部的结构与检测信号和控制信号等的流动的图。

图3是用于说明第一实施方式中的使用了柔索张力传感器的柔索张力控制处理的流程图。

图4是示出本发明第二实施方式的内窥镜处置用机器人系统的总体结构的图。

图5A是示出第二实施方式中为了检测把持力而设置了压力传感器的把持部的结构例的图。

图5B是示出单极高频处置器具的把持部的结构例的图，所述单极高频处置器具的把持部作为图5A所示的第二实施方式的把持部的第一变形例。