[发明专利]机械手

说明书

技术领域

本发明涉及驱动可自由转动的关节的机械手。

背景技术

能根据体内观察和需要使用处理工具进行处理的内窥镜广泛应用于医疗用领域等中。为了易于将该内窥镜插入到弯曲的体内，在插入部的前端侧设有构成为将多个关节以可自由转动的方式连接起来的弯曲部。

因为是进行通过手动来驱动弯曲部弯曲的操作(需要操作力量)的手动式内窥镜，所以为了进一步提高操作性，使用电动机等电驱动单元来驱动弯曲部弯曲的电动弯曲式内窥镜、即具有机械手的内窥镜也渐趋实用。

另外，在处理工具方面也出现了如下结构：其构成为具有机械手，该机械手构成为通过在操作侧进行的指示操作，由电动机等驱动单元对通过多个关节构成的弯曲部进行驱动，由此进一步提高了操作性。

作为现有例，例如在日本特开平10-315173号公报中公开了如下装置，其具有：模型化的位置控制部和被输入位置指令的作为位置控制模型部的2次滤波器；以及异常检测单元，其由2次滤波器、比较器、绝对值转换部和减法器构成，该2次滤波器比较来自该位置控制模型部的输出信号和表示驱动机械臂的电动机的实际位置的位置信号，当其差在规定值以上时，作为机械臂的异常检测出来。

而且，来自输入系统的信号与对应该输入系统驱动电动机的输出信号之差在规定值以上时，及早检测出机械臂的异常并停止失控状态。

但是，在上述现有例中，没有公开或揭示检测到异常的情况下适当的应对措施。也就是说，在具有机械手的装置中产生了异常的情况下，虽然可以停止该装置的机械手的工作以停止失控状态，然而该装置的工作会在中途成为不正常结束或中断的状态。

这种情况下，如果不使其成为不正常结束或中断的状态，而在被认为适当的规定条件下持续进行用于执行使用者期望的中断前的规定行为的工作，则对使用者而言，可大幅提高操作性。

换言之，在通过驱动信号对关节或驱动关节的驱动部进行驱动的情况下，通过传感器将驱动的工作状态作为工作状态信号检测出来，判定该工作状态信号是否处于规定范围、即允许工作范围内，在判定为脱离了该规定范围内的情况下，可进行在视为合适的规定条件下能持续进行驱动部的驱动的控制，这样一种机械手对于使用者来说是优选的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械手，其在由传感器检测出的工作状态信号脱离了允许工作范围的情况下，也能进行在规定条件下持续进行驱动部的驱动的控制。

本发明涉及的机械手具有：驱动部，其电驱动可自由转动的关节；指示输入部，其进行使上述关节转动的指示输入；驱动信号产生部，其对应于上述指示输入，产生驱动上述驱动部的驱动信号；传感器，其按照时间序列检测上述关节或驱动部的工作状态；设定部，其设定通过上述驱动信号驱动上述驱动部的情况下能进行工作的允许工作范围；判定部，其判定与上述工作状态对应的工作状态信号是否位于上述允许工作范围内，该工作状态信号至少包含由上述传感器检测出的检测信号；控制部，其在判定为上述工作状态信号处于上述允许工作范围内的情况下，使用上述检测信号生成上述判定时之后的驱动信号；以及置换部，其在判定为上述工作状态信号脱离了上述允许工作范围的情况下，将上述检测信号置换成在即将判定为上述工作状态信号已脱离的时间之前判定为处于上述允许工作范围内的以前的检测信号，生成上述判定时之后的驱动信号。

附图说明

图1是表示具有本发明第1实施方式的内窥镜处理系统的整体构成的框图。

图2是表示具有第1实施方式的内窥镜处理系统的工作的处理内容的流程图。

图3A和图3B是表示通过恒定的输出使构成能动机构的电动机旋转的情况下的角度与由传感器获得的角度的传感器值的例子的图。

图4A和图4B是表示通过恒定的输出使构成能动机构的电动机旋转的情况下的角速度与根据由传感器获得的传感器值计算出的角速度的例子的图。

图5A和图5B是表示通过恒定的输出使构成能动机构的电动机旋转的情况下的角加速度与根据由传感器获得的传感器值计算出的角加速度的例子的图。

图6是表示判定为错误的情况下的处理内容的流程图。

图7是变形例中判定为错误的情况下的工作的说明图。

图8是表示包含图1的内窥镜在内的周边装置的具体构成例的构成图。

图9是表示图1的处理工具及其控制装置的具体构成例的构成图。

图10是表示具有本发明第2实施方式的内窥镜处理系统的整体构成的框图。

图11是表示第2实施方式中能量输出所涉及的处理内容的流程图。