机械手系统技术方案

提供机械手系统(100)，其具有：机械手(1)，其具有处置器具(6)、具有多个通道的插入部(5)以及使处置器具(6)在通道内进行进退和/或旋转的处置器具驱动部(13A、13B)；操作输入部(2)，其输入操作指示；使用通道检测部(22)，其检测插入有处置器具(6)的通道；补偿值设定部(3)，其根据由该使用通道检测部(22)检测出的通道来设定补偿值；以及控制部(3)，其根据操作指示来生成控制信号，使用补偿值将所生成的控制信号校正后发送给处置器具驱动部(13A、13B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机械手系统。
技术介绍
一般情况下，在内窥镜的插入部中设置有在长度方向上贯通形成的处置器具用的通道，能够经由该通道内将患部的处置所需要的处置器具引导到体内。另外，通过操作者对操作指示装置进行操作，通道内的处置器具能够进退和旋转(例如，参照专利文献1)。作为用于使处置器具进退和旋转的机构，采用通过电动的电动机使处置器具的基端部分在前后方向上推拉并且在周向上旋转的方式。通过使电动机旋转与输入到操作指示装置的操作量成比例的量，能够使处置器具进退和旋转与操作量对应的量。但是，实际上由于处置器具与通道的内表面之间的摩擦或通道内的处置器具的松弛等，施加到处置器具的基端部分的进退运动和旋转运动在被传递到处置器具的前端的期间衰减。即，利用电动机而施加到处置器具的基端部分的进退量/旋转量与处置器具的前端的进退量/旋转量具有非线性的关系。而且，该非线性依赖于插入部的弯曲形状而变化。因此，若仅使电动机的旋转量与操作量成正比例，对于操作者的操作来说，不能获得处置器具良好且相同的响应性。因此，在专利文献1中，根据作为使处置器具的动作的响应性下降的主要原因的弯曲部的弯曲形状来控制电动机，以补偿弯曲部的响应性的下降和偏差，由此，实现上述响应性的改善。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-89808号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，使处置器具的动作的响应性下降的主要原因也在于上述的弯曲部的弯曲形状以外的因素。因此，如专利文献1那样，仅考虑弯曲部的弯曲形状，则存在处置器具的动作的响应性的提高存在界限的问题。本专利技术就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够高精度地补偿处置器具的动作的响应性的下降和偏差而始终获得良好且相同的响应性的机械手系统。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术提供以下手段。本专利技术提供机械手系统，该机械手系统具有：机械手，其具有细长的插入部、处置器具以及处置器具驱动部，其中，该插入部具有在长度方向上贯通形成的多个通道，该处置器具插入于该插入部的所述通道内，该处置器具驱动部使所述处置器具在所述通道内进行进退和旋转中的至少一方的动作；操作输入部，其被操作者输入针对所述处置器具的操作指示；控制部，其根据输入到该操作输入部的所述操作指示而生成用于驱动所述处置器具驱动部的控制信号；使用通道检测部，其检测所述多个通道中的插入有所述处置器具的通道；以及补偿值设定部，其根据由该使用通道检测部检测出的通道来设定针对所述控制信号的补偿值，所述控制部使用由所述补偿值设定部设定的所述补偿值来校正所述控制信号，将被校正的所述控制信号发送给所述处置器具驱动部。根据本专利技术，当操作者向操作输入部输入操作指示时，控制部将根据该操作指示而生成的控制信号向处置器具驱动部发送，由此，处置器具进行与操作指示对应的进退和旋转中的至少一方的动作。由此，例如，能够使用配置于体外的操作输入部远距离操作经由插入部的通道而配置于体内的处置器具。在这种情况下，控制部使用由补偿值设定部设定的补偿值将控制信号校正后发送到处置器具驱动部。处置器具的动作相对于操作信号的响应性依赖于每个通道的特性、例如内径或内表面的摩擦系数等。根据由使用通道检测部检测出的插入有处置器具的通道来设定补偿值。由此，能够高精度地补偿处置器具的动作的响应性的下降和偏差，始终获得良好且相同的响应性。在上述专利技术中，也可以是，该机械手系统具有处置器具识别部，该处置器具识别部对插入于各所述通道内的所述处置器具进行识别，所述补偿值设定部还根据由所述处置器具识别部识别到的处置器具的力学特性来设定各所述补偿值。由此，处置器具的响应性也依赖于该处置器具所具有的力学特性。因此，通过在补偿值中也反映处置器具的力学特性，能够进一步高精度地补偿处置器具的响应性的下降和偏差。在上述专利技术中，也可以是，所述插入部具有细长的具有挠性的软性部和设置于该软性部的前端侧的能够弯曲的弯曲部，该机械手系统具有检测该弯曲部的弯曲形状的弯曲部形状检测部，所述补偿值设定部还根据由所述弯曲部形状检测部检测出的所述弯曲部的弯曲形状来设定各所述补偿值。由此，处置器具的响应性也依赖于弯曲部的弯曲形状。因此，通过在补偿值中也反映弯曲部的弯曲形状，能够进一步高精度地补偿处置器具的响应性的下降和偏差。在上述专利技术中，也可以是，所述插入部具有细长的具有挠性的软性部和设置于该软性部的前端侧的能够弯曲的弯曲部，该机械手系统具有检测所述软性部的弯曲形状的软性部形状检测部，所述补偿值设定部还根据由所述软性部形状检测部检测出的所述软性部的弯曲形状来设定各所述补偿值。由此，处置器具的响应性也依赖于软性部的弯曲形状。因此，通过在补偿值中也反映软性部的弯曲形状，能够进一步高精度地补偿处置器具的响应性的下降和偏差。在上述专利技术中，也可以是，该机械手系统具有体外部分形状检测部，该体外部分形状检测部检测所述处置器具的被从所述插入部向外部拉出的基端侧的部分的弯曲形状，所述补偿值设定部还根据由所述体外部分形状检测部检测出的所述处置器具的基端侧的部分的弯曲形状来设定各所述补偿值。由此，处置器具的响应性也依赖于位于插入部的外部的基端侧的部分的弯曲形状。因此，通过在补偿值中也反映处置器具的基端侧的部分的弯曲形状，能够进一步高精度地补偿处置器具的响应性的下降和偏差。在上述专利技术中，也可以是，所述通道由在所述插入部内沿长度方向配置的管构成，该管在所述插入部内的径向的位置被固定。由此，作为处置器具的响应性的偏差的主要原因的在处置器具中产生的摩擦或松弛等的偏差依赖于穿过插入部内的处置器具的路径。通过固定插入部内的管的径向的位置来规定处置器具的路径，能够降低所述摩擦或松弛的偏差，提高基于补偿值的处置器具的响应性的下降和偏差的补偿精度。在上述专利技术中，也可以是，所述控制部对所述处置器具驱动部进行前馈控制或者反馈控制，所述补偿值设定部将所述控制部在所述前馈控制或者反馈控制中使用的增益作为所述补偿值。由此，能够利用简单的控制方法补偿弯曲部的响应性的下降和偏差。在上述专利技术中，也可以是，所述控制部将重叠了偏移信号的所述控制信号发送给所述处置器具驱动部，所述补偿值设定部将在所述处置器具的动作的方向切换成相反方向时符号反转的所述偏移信号设定为各所述补偿值。由此，能够有效地消除处置器具的动作的方向反转时产生的反冲力。专利技术效果根据本专利技术，发挥了能够高精度地补偿处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械手系统，其中，该机械手系统具有：机械手，其具有细长的插入部、处置器具以及处置器具驱动部，其中，该插入部具有在长度方向上贯通形成的多个通道，该处置器具插入于该插入部的所述通道内，该处置器具驱动部使所述处置器具在所述通道内进行进退和旋转中的至少一方的动作；操作输入部，其被操作者输入针对所述处置器具的操作指示；控制部，其根据输入到该操作输入部的所述操作指示而生成用于驱动所述处置器具驱动部的控制信号；使用通道检测部，其检测所述多个通道中的插入有所述处置器具的通道；以及补偿值设定部，其根据由该使用通道检测部检测出的通道来设定针对所述控制信号的补偿值，所述控制部使用由所述补偿值设定部设定的所述补偿值来校正所述控制信号，将被校正的所述控制信号发送给所述处置器具驱动部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.26 JP 2013-1558821.一种机械手系统，其中，该机械手系统具有：
机械手，其具有细长的插入部、处置器具以及处置器具驱动部，其中，该插入
部具有在长度方向上贯通形成的多个通道，该处置器具插入于该插入部的所述通道
内，该处置器具驱动部使所述处置器具在所述通道内进行进退和旋转中的至少一方的
动作；
操作输入部，其被操作者输入针对所述处置器具的操作指示；
控制部，其根据输入到该操作输入部的所述操作指示而生成用于驱动所述处置
器具驱动部的控制信号；
使用通道检测部，其检测所述多个通道中的插入有所述处置器具的通道；以及
补偿值设定部，其根据由该使用通道检测部检测出的通道来设定针对所述控制
信号的补偿值，
所述控制部使用由所述补偿值设定部设定的所述补偿值来校正所述控制信号，
将被校正的所述控制信号发送给所述处置器具驱动部。
2.根据权利要求1所述的机械手系统，其中，
该机械手系统具有处置器具识别部，该处置器具识别部对插入于各所述通道内
的所述处置器具进行识别，
所述补偿值设定部还根据由所述处置器具识别部识别到的处置器具的力学特性
来设定各所述补偿值。
3.根据权利要求1或2所述的机械手系统，其中，
所述插入部具有细长的具有挠性的软性部和设置于该软性部的前端侧的能够弯
曲的弯曲部，
该机械手系统具有检测该弯曲部的弯曲形状的弯曲部形状检测部，
所述补偿值设定部还根据由所述弯曲部形状检测部检测出的所述弯曲部的弯曲
形状来设定各所述补偿值。
4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：畠山直也，若井浩志，饭田雅敏，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP