[发明专利]握力感觉反馈装置和触笔式力感觉反馈装置

说明书

根据本发明，减小了握力感觉反馈装置的尺寸，并实现轻便且平稳的操作感。握力感觉反馈装置具备：第一旋转构件，其具有由第一虚拟圆锥表面的一部分形成的外周表面，并且该第一旋转构件围绕第一圆锥轴旋转；第二旋转构件，其具有相对表面，该相对表面由第二虚拟圆锥表面的一部分形成且与第一旋转构件的外周表面相对，并且该第二旋转构件围绕第二圆锥轴旋转；绳索，其在两端处耦接到第二旋转构件，并且其中心部分缠绕在第一旋转构件上；以及驱动单元，其通过旋转第一旋转构件来旋转第二旋转构件，以便向与第二旋转构件接触的用户的手指提供反馈力感觉。

技术领域

本公开内容涉及一种握力感觉反馈装置和一种触笔式力感觉反馈装置。

背景技术

例如，当执行内窥镜手术时，使用允许操作者到达受影响区域而不会大幅切割患者身体的医疗设备。在这样的医疗设备中，诸如外科医生的操作者(用户)远程操作具有输入接口的操作设备。然后，根据操作者的操作来操作设置有手术器械的机器人设备以进行手术。在这样的医疗设备中，输入接口是作为用户直接操作的装置的基本结构。

在医疗设备中，内窥镜手术中使用的手术器械包括用由钳子、镊子、切割工具等代表的多个构成部分保持的受影响区域的手术器械(以下也称为“握持型手术器械”)。为了减小用于远程操作握持型手术器械的输入接口的尺寸或重量，使用凸轮结构的握持接口被使用。然而，在使用凸轮结构的握持接口中，减速比根据由构成部分形成的诸如凸轮角度的角度逐渐改变，并且由于凸轮之间的摩擦而难以改善平稳性和耐用性。此外，具有握持接口，其被配置为使用绳索沿着平行轴传递动力。然而，由于扩大的机构部分，这样的握持接口趋于变大。

作为针对上述的对策，专利文献1公开一种动力传递机构，该动力传递机构使用皮带沿着非平行轴传递动力。具体而言，专利文献1提出一种非平行轴传递机构，其在展开平面图中使用多个圆锥形滑轮和具有扇形的扇形皮带作为将输入到多个圆锥形滑轮中的任一个中的动力传递到具有与其不平行的旋转轴的另一个滑轮的动力传递介质。此外，作为可用于手术的接口，专利文献2公开了包括三个自由度和用户接口的力反射触觉接口。具体而言，专利文献2提出反映具有由触笔式设备构成的用户连接部分的触觉接口的力以供用户握持。

引文列表

专利文献

专利文献1：WO 2011-049013

专利文献2：JP 2007-510232T

发明内容

技术问题

然而，使用皮带作为动力传递介质的动力传递机构由于皮带本身很硬而在传递弱力时可能导致大的噪音。此外，使用皮带作为动力传递介质需要大的圆锥形滑轮来增加减速比，这可能会增加设备的尺寸。因此，需要一种能够提供轻便且平稳的操作感的紧凑的握持接口作为由用户操作的握持接口并且向握力提供力感觉反馈。

解决问题的方法

根据本公开，提供了一种握力感觉反馈装置，包括：第一旋转构件，其具有包括第一虚拟圆锥表面的一部分的外周表面，该第一旋转构件围绕第一圆锥轴旋转；第二旋转构件，其具有相对表面，该相对表面包括第二虚拟圆锥表面的一部分并且与第一旋转构件的外周表面相对，该第二旋转构件围绕第二圆锥轴旋转；绳索，其具有连接到第二旋转构件的两个端部并且具有缠绕第一旋转构件的中心部分；以及驱动部分，其通过旋转第一旋转构件并由此使第二旋转构件旋转而向与第二旋转构件接触的用户的手指提供力感反馈。

另外，根据本公开，提供了一种触笔式力感觉反馈装置，包括：旋转构件，其随着用户执行的握持操作而旋转；以及驱动部分，其通过在与由用户执行握持操作引起的与旋转方向相反的方向上向旋转构件施加旋转扭矩来向用户提供力感反馈。

发明的有益效果

如上所述，根据本公开，可以使用户可操作的握力感觉反馈装置紧凑，同时提供轻便且平稳的操作感。