[发明专利]医用机械臂装置、医用机械臂控制系统、医用机械臂控制方法、及程序

说明书

为用户加强能用性，并且减少用户的负担。提供一种医用机械臂装置，包括：多个联接部，所述多个联接部被配置为连接多个链接件，并且在配置有该多个链接件的多链接件结构驱动时实现至少6以上的自由度；和驱动控制部，被配置为基于联接部的状态控制联接部的驱动。附接至多链接件结构的前端的前端单元包括至少一种医疗工具。

技术领域

本公开涉及一种医用机械臂装置、医用机械臂控制系统、医用机械臂控制方法、以及程序。

背景技术

近年来，在医疗领域和工业领域中，已经广泛使用机械装置，从而以高准确度快速执行任务。通常，机械装置是其中通过联接单元将多个链接件彼此连接的多链接件结构，并且当控制该多个联接单元的旋转驱动时，控制整个机械装置的驱动。

此处，位置控制和力控制被称为机械装置和各个联接单元的控制方法。例如，在位置控制中，将诸如角度等命令值提供给联接单元的致动器，并且根据命令值控制联接单元的驱动。同时，在力控制中，给定通过整个机械装置施加到任务目标的力的目标值，并且控制联接单元的驱动(例如，由联接单元产生的扭矩)，以使得实现由目标值所指示的力。

通常，因为位置控制便于控制并且系统配置简单，所以通过位置控制驱动大多数机械装置。然而，位置控制因不能容易地灵活处理外部力而通常被称为“硬性控制”，并且位置控制不适用于在与各种外界执行物理相互作用(例如，与人的物理相互作用)的同时执行任务(运动目的)的机械装置。同时，力控制虽然具有复杂的系统配置，但是，能够实现动力级的“软性控制”，因此，力控制是一种特别适用于执行与人的物理相互作用的机械装置的控制方法和具有良好能用性的控制方法。

例如，作为对其施加力控制的机械装置，专利文献1公开了包括配置有2个轮的移动机构和配置有多个联接单元的臂单元、并且执行控制以使得以协同方式整体驱动轮和联接单元(执行整体协同控制)的机械装置。

此外，在力控制中，需要以高准确度检测机械装置的每个联接单元的扭矩(包括通过联接单元产生的生成的扭矩和从外部施加到联接单元的外部扭矩)并且执行反馈控制和/或前馈控制。例如，专利文献2公开了包括解耦结构并且执行其中尽可能减少振动影响的高准确度扭矩检测的扭矩传感器。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2010-188471A

专利文献2：JP 2011-209099A

发明内容

技术问题

同时，近年来，在医疗领域中，尝试使用其中在执行各个医疗程序(例如，手术或者检查)时将各个医疗单元(前端单元)安装在臂单元的前端处的平衡臂。例如，已经提出了这样一种方法，即，其中，将诸如显微镜、内诊镜、或者成像单元(摄像机)等具有各种成像功能的单元安装在平衡臂上作为前端单元的臂单元的前端上，并且执业者(用户)在观察通过前端单元捕获的疫区图像同时执行各种医疗程序。然而，当移动臂单元并且由此使设备尺寸趋于增大时，不得不将平衡臂配备有用于保持力平衡的制衡重体(也被称为衡重体或者平衡体)。医疗程序中使用的设备尺寸不得不变小，因为需要确保用于医疗程序的任务空间，但是，所提出的一般平衡臂很难满足这种需求。此外，在平衡臂中，仅臂单元的某种驱动，例如，仅用于在(二维)平面内移动前端单元的双轴驱动为电驱动，并且需要执业者或者其周围医务人员的手动定位来移动臂单元和前端单元。因此，在一般平衡臂中，在拍摄时难以确保稳定性(例如，前端单元的定位准确度、振动抑制等)并且难以确保可以在各个方向上进行拍摄的拍摄自由度，例如，在其中将患者身体的特定部位固定为进行拍摄的部位的状态下进行拍摄的拍摄自由度。