[发明专利]机械手装置和医疗设备系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械手装置和医疗设备系统，特别涉及根据目的处置进 行有效驱动的具有多个关节的机械手装置和具有所述机械手装置的医疗 设备系统。

背景技术

近年来，如下的内窥镜下的外科手术正在盛行：在体壁开设插入孔， 通过该插入孔将内窥镜或处置器械经皮肤插入体腔内，由此在体腔内进 行各种处置。这种手术方式不需要进行大的切开且伤害小，在胆囊摘出 手术或摘出并去除肺的一部分的手术等中广泛应用。进而，为了提高这 种手术方式中的操作性，考虑了基于主从方式的医疗用机械手装置。

例如，在日本特开平9-66056号公报中公开了如下的医疗用机械手 系统：在使用了多个医疗用机械手装置的手术中，即使在机械手装置产 生某些动作不良的情况下，也能够迅速地对其进行应对，安全性和操作 性优异，能够缩短手术时间，且能够降低对患者的伤害。

另一方面，在多关节机械手的控制中，为了求出机械手前端的位置 和姿态的目标值、即赋予了轨迹规划时各关节的关节角轨迹，使用逆运 动学计算。而且，在关节角轨迹的计算中，当驱动的关节数多时，各个 关节的驱动误差重叠，整体的误差变大，所以，在日本特开平3-12709 号公报中公开了如下的计算方法：使用模糊推理来算出能够以最少的驱 动关节数达成目标值的关节角轨迹。

作为比内窥镜下的外科手术伤害更小的手术，具有使用配设在内窥 镜的前端部的医疗器械来进行处置的内窥镜手术。然而，贯穿插入于内 窥镜的钳子通道中且从前端部突出的处置器械的操作性不好，所以，研 究了使用超小型的机械手来使处置器械多自由度化和能动化的方法。该 情况下，从前端部突出来使用的超小型的机械手由于其大小的制约而难 以成为复杂的结构，另一方面，要求高精度和高效性。但是，在这种超 小型的机械手装置中，难以同时实现高精度和高效性。

并且，期望从前端部突出来使用高精度和高效性的超小型的机械手 的医疗设备系统。

发明内容

本发明的目的在于，提供进行高精度和高效性的驱动的具有多个关 节的机械手装置和具备所述机械手装置的医疗设备系统。

为了达成上述目的，本发明的机械手装置具有：机械手，其具有多 个关节；参数存储单元，其存储所述多个关节的各个关节的关节参数； 轨迹输入单元，其输入使所述机械手的前端从当前位置和姿态移动到目 标位置和姿态的轨迹来作为轨迹规划；以及轨迹设定单元，其根据所述 关节参数和轨迹规划来设定所述各个关节的关节角轨迹，所述轨迹设定 单元根据存储在所述参数存储单元中的所述各个关节的最大力量，来设 定能够移动到所述目标位置和姿态的最少的驱动关节数的关节角轨迹中 的最大力量的关节角轨迹。

并且，本发明的医疗设备系统具有机械手装置，该机械手装置具有： 机械手，其具有多个关节，并在体内使用；参数存储单元，其存储所述 多个关节的各个关节的关节参数；轨迹输入单元，其输入使所述机械手 的前端从当前位置和姿态移动到目标位置和姿态的轨迹来作为轨迹规 划；以及轨迹设定单元，其基于所述关节参数和所述轨迹规划，根据存 储在所述参数存储单元中的所述各个关节的最大力量，设定能够移动到 所述目标位置和姿态的最少的驱动关节数的关节角轨迹中的最大力量的 关节角轨迹，来作为所述各个关节的关节角轨迹。

附图说明

图1是用于说明医疗设备系统的概要的概要图。

图2是示出医疗设备系统的外观的外观图。

图3A是用于说明机械手的关节功能的说明图。

图3B是用于说明机械手的关节功能的说明图。

图4是机械手的外观立体图。

图5是机械手的剖视图。

图6是用于说明机械手的动作的剖视图。

图7是医疗设备系统的构成图。

图8是用于说明机械手装置的动作流程的流程图。

图9是示出基于机械手的处置的内窥镜摄像图像。

图10是示出所设定的关节角轨迹的例子的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

<医疗设备系统的概要>