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公開番号2025123352
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2025098666,2021202426
出願日2025-06-12,2021-12-14
発明の名称連続体ロボット
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類A61B 1/005 20060101AFI20250815BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】耐久性を向上させ、線状部材のスムーズな移動を実現する連続体ロボットを提供する。
【解決手段】第1のピッチ円に沿って設けられた線状部材(W)を有する湾曲可能体(11)と、第1のピッチ円を外側にオフセットした第2のピッチ円に沿って設けられた出力軸(Ma)を有し、線状部材(W)を駆動して前記湾曲可能体を湾曲させるモータ(M)と、を備えた連続体ロボットであって、第1のピッチ円を外側にオフセットし、かつ第2のピッチ円を内側にオフセットした第3のピッチ円に沿って設けられた中間支持軸(21cs)と、線状部材(W)の端部の被保持部(Wa)と中間支持軸(21cs)とを接続する第1の接続部材(21cb、21ch)と、中間支持軸(21cs)と出力軸(Ma)とを接続し、出力軸(Ma)の回転を直線運動に変換して中間支持軸(21cs)を移動させる第2の接続部材(21ct)とを備える。
【選択図】図18
特許請求の範囲【請求項１】
第１のピッチ円に沿って設けられた複数の線状部材を有する湾曲可能体と、前記第１のピッチ円を外側にオフセットした第２のピッチ円に沿って設けられた複数の出力軸をそれぞれ有し、前記複数の線状部材をそれぞれ駆動して前記湾曲可能体を湾曲させる複数のモータと、を備えた連続体ロボットであって、
前記第１のピッチ円を外側にオフセットし、かつ前記第２のピッチ円を内側にオフセットした第３のピッチ円に沿って設けられた複数の中間支持軸と、
前記複数の線状部材の端部と前記複数の中間支持軸とをそれぞれ接続する複数の第１の接続部材と、
前記複数の中間支持軸と前記複数の出力軸とをそれぞれ接続し、前記出力軸の回転を直線運動に変換して前記中間支持軸を直線移動させる複数の第２の接続部材と、を備えたことを特徴とする連続体ロボット。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記モータを支持する第１の支持部材と、
前記中間支持軸、前記第１の接続部材、および前記第２の接続部材を含む連結部を支持する第２の支持部材とを備え、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とは、前記連結部の内側に配置される支持部連結部を介して連結することを特徴とする請求項１に記載の連続体ロボット。
【請求項３】
前記連結部の内側に配置される位置決め軸を備え、
前記位置決め軸が、前記支持部連結部に連結することを特徴とする請求項２に記載の連続体ロボット。
【請求項４】
前記第１の接続部材の保持部と前記線状部材の被保持部とが、固定した状態および固定が解除された状態に切り替えられて、着脱可能に構成され、
操作部の移動と連動する連動部によって、前記固定した状態と前記固定が解除された状態とに切り替えられ、
前記連動部は、前記中間支持軸、前記第１の接続部材、および前記第２の接続部材を含む連結部のうちの所定の部位の外側に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
【請求項５】
前記操作部は、前記被保持部を前記保持部から着脱する方向に向けて延びる回転軸の周りに回転可能に構成されることを特徴とする請求項４に記載の連続体ロボット。
【請求項６】
前記第１のピッチ円の径を変化させるように前記線状部材を屈曲させる第１の屈曲部および第２の屈曲部を備え、
ピッチ円の変化前後の半径の差が、前記第１の屈曲部と前記第２の屈曲部との間のピッチ円の軸方向の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
【請求項７】
前記第１の屈曲部および前記第２の屈曲部を含むパイプ状の屈曲ガイドを備え、前記屈曲ガイドの内部を前記線状部材が移動可能となるように構成されることを特徴とする請求項６に記載の連続体ロボット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続体ロボットに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駆動ワイヤを有する湾曲可能体と、アクチュエータとを備え、アクチュエータにより駆動ワイヤを後退および前進させて、湾曲可能体を操作するように構成された連続体ロボットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２０－５１８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ピッチ円に沿って並べられる複数のワイヤを駆動して動かす連続体ロボットでは、ワイヤの駆動源として複数のモータが必要となる。
この場合に、特許文献１にあるように、モータ同士の互いの干渉を避けるため、ワイヤの端部に対し、ピッチ円の径方向の外側にオフセットした位置にモータ軸を配し、ワイヤの端部を、牽引器（本願でいうトラクタに相当）を介してモータ軸に接続する構成が考えられる。
しかしながら、当該構成において、ワイヤの端部とモータ軸との距離が大きくなると、駆動の際にトラクタに加わるモーメントが大きくなる。そのため、モータ軸とトラクタとの間の摩耗が大きくなり、耐久性に劣り、ワイヤのスムーズな移動が阻害されるおそれがある。
また、ワイヤの端部とモータ軸との距離を小さくするために、ワイヤをピッチ円の径方向の外側に屈曲させるようにガイドとすると、駆動の際にワイヤの移動を妨げる方向の摩擦力が生じる。そのため、ワイヤへの駆動力伝達のロスとなり、ワイヤのスムーズな移動が阻害されるおそれがある。
【０００５】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させ、線状部材のスムーズな移動を実現する連続体ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の連続体ロボットは、第１のピッチ円に沿って設けられた複数の線状部材を有する湾曲可能体と、前記第１のピッチ円を外側にオフセットした第２のピッチ円に沿って設けられた複数の出力軸をそれぞれ有し、前記複数の線状部材をそれぞれ駆動して前記湾曲可能体を湾曲させる複数のモータと、を備えた連続体ロボットであって、前記第１のピッチ円を外側にオフセットし、かつ前記第２のピッチ円を内側にオフセットした第３のピッチ円に沿って設けられた複数の中間支持軸と、前記複数の線状部材の端部と前記複数の中間支持軸とをそれぞれ接続する複数の第１の接続部材と、前記複数の中間支持軸と前記複数の出力軸とをそれぞれ接続し、前記出力軸の回転を直線運動に変換して前記中間支持軸を直線移動させる複数の第２の接続部材と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、耐久性を向上させ、線状部材のスムーズな移動を実現する連続体ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
医療システムの全体図である。
医療装置および支持台を示す斜視図である。
カテーテルの説明図である。
カテーテルユニットの説明図である。
ベースユニットおよびワイヤ駆動部の説明図である。
ワイヤ駆動部、連結装置、湾曲駆動部の説明図である。
カテーテルユニットの装着の説明図である。
カテーテルユニットとベースユニットの連結を説明する図である。
カテーテルユニットとベースユニットの連結を説明する分解図である。
連結部による駆動ワイヤの固定について説明する図である。
連結部による駆動ワイヤの固定について説明する図である。
連結部による駆動ワイヤの固定について説明する図である。
連結部による駆動ワイヤの固定について説明する図である。
連結部による駆動ワイヤの固定について説明する図である。
カテーテルユニットとベースユニットの説明図である。
操作部の動作を説明する図である。
操作部の動作を説明する断面図である。
駆動力伝達機構のレイアウトを説明する断面図である。
駆動力伝達機構のレイアウトを説明する断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件等により適宜変更されるべきものである。
＜医療システムおよび医療装置＞
図１、図２を用いて、医療システム１Ａおよび医療装置（連続体ロボット）１について説明する。図１は、医療システム１Ａの全体図である。図２は医療装置１および支持台２を示す斜視図である。
医療システム１Ａは、医療装置１と、医療装置１を取り付ける支持台２と、医療装置１を制御する制御装置３を備える。本実施例において、医療システム１Ａは、表示装置としてのモニタ４を備える。
【００１０】
医療装置１は、湾曲可能体としてのカテーテル１１を備えるカテーテルユニット（湾曲可能ユニット）１００と、ベースユニット（駆動ユニット、被装着ユニット）２００を備える。カテーテルユニット１００は、ベースユニット２００に対して着脱可能に構成されている。
本実施例において、医療システム１Ａおよび医療装置１の使用者は、対象の内部にカテーテル１１を挿入することにより、対象の内部の観察、対象の内部からの各種検体の採取、対象の内部に対する処置等の作業を行うことができる。一つの実施形態として、使用者は、カテーテル１１を対象としての患者の内部に挿入できる。具体的には、患者の口腔もしくは鼻腔を介して気管支に挿入することにより、肺組織の観察、採取、切除等の作業を行うことができる。
カテーテル１１は、上記作業を行うための医療器具をガイドするガイド（シース）として用いることができる。医療器具（ツール）の例としては、内視鏡、鉗子、アブレーション装置等が挙げられる。また、カテーテル１１自身が上記の医療器具としての機能を有していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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