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特開2023-125941ロボット手術システムおよびロボット手術システムの制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023125941
(43)【公開日】2023-09-07
(54)【発明の名称】ロボット手術システムおよびロボット手術システムの制御方法
(51)【国際特許分類】
A61B 34/35 20160101AFI20230831BHJP
B25J 15/08 20060101ALI20230831BHJP
【ＦＩ】
A61B34/35
B25J15/08 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022030319
(22)【出願日】2022-02-28
(71)【出願人】
【識別番号】514063179
【氏名又は名称】株式会社メディカロイド
(71)【出願人】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 薫
(72)【発明者】
【氏名】小林 礼貴
(72)【発明者】
【氏名】谷 英紀
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS35
3C707DS01
3C707ES03
3C707ET02
3C707EU05
3C707EU11
3C707HS17
3C707LV10
3C707LV20
(57)【要約】
【課題】手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、ジョー部材の把持力の低下を抑制することが可能なロボット手術システムを提供すること。
【解決手段】このロボット手術システム１００は、ケーブルＡ１、Ａ２により開閉される一対のジョー部材４３ａ、４３ｂを含む手術器具４０と、ケーブルＡ１、Ａ２を駆動するモータ２１２ａを含み、手術器具４０が取り付けられるロボットアーム２１ａと、所定の電流値Ｉ１となるときのモータ２１２ａの回転角度に対応する値θ１を予め記憶する記憶部４５と、所定の電流値Ｉ１となるときのモータ２１２ａの回転角度に対応する値θ２を取得し、値θ２と値θ１とに基づいてジョー部材４３ａ、４３ｂの閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行うコントローラ２４と、を備える。
【選択図】図１１
【解決手段】このロボット手術システム１００は、ケーブルＡ１、Ａ２により開閉される一対のジョー部材４３ａ、４３ｂを含む手術器具４０と、ケーブルＡ１、Ａ２を駆動するモータ２１２ａを含み、手術器具４０が取り付けられるロボットアーム２１ａと、所定の電流値Ｉ１となるときのモータ２１２ａの回転角度に対応する値θ１を予め記憶する記憶部４５と、所定の電流値Ｉ１となるときのモータ２１２ａの回転角度に対応する値θ２を取得し、値θ２と値θ１とに基づいてジョー部材４３ａ、４３ｂの閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行うコントローラ２４と、を備える。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
細長要素により開閉される一対のジョー部材を含む手術器具と、
前記細長要素を駆動するモータを含み、前記手術器具が取り付けられるロボットアームと、
所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第１の値を予め記憶する第１記憶部と、
前記所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第２の値を取得し、取得した前記第２の値と前記第１記憶部に記憶された前記第１の値とに基づいて前記ジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行う制御部と、を備える、ロボット手術システム。
前記細長要素を駆動するモータを含み、前記手術器具が取り付けられるロボットアームと、
所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第１の値を予め記憶する第１記憶部と、
前記所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第２の値を取得し、取得した前記第２の値と前記第１記憶部に記憶された前記第１の値とに基づいて前記ジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行う制御部と、を備える、ロボット手術システム。
【請求項2】
前記制御部は、前記第２の値と、前記第１の値とに基づいて、前記ジョー部材の閉じ方向への前記モータの回転角度に対応する第３の値を補正する、請求項１に記載のロボット手術システム。
【請求項3】
前記第１記憶部は、前記ジョー部材の閉じ方向への前記モータの最大回転角度に対応する前記第３の値を予め記憶しており、
前記制御部は、前記第２の値と、前記第１の値とに基づいて、前記第３の値を補正する、請求項２に記載のロボット手術システム。
前記制御部は、前記第２の値と、前記第１の値とに基づいて、前記第３の値を補正する、請求項２に記載のロボット手術システム。
【請求項4】
前記制御部は、前記第２の値と前記第１の値との差分を、前記第３の値に加えることにより、前記第３の値を補正する、請求項３に記載のロボット手術システム。
【請求項5】
前記第１の値と、前記第２の値と、前記第３の値とは、前記ジョー部材の閉め込み角度を表す値である、請求項２～４のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項6】
前記第３の値は、前記ジョー部材の閉じ方向への前記モータの最大回転角度に対応する前記ジョー部材の最大閉め込み角度を表す値であり、
前記制御部は、前記第２の値と前記第１の値との閉め込み角度の差分を前記第３の値の閉め込み角度に加えた閉め込み角度まで、前記ジョー部材が閉め込み可能となるように、前記３の値を補正する、請求項５に記載のロボット手術システム。
前記制御部は、前記第２の値と前記第１の値との閉め込み角度の差分を前記第３の値の閉め込み角度に加えた閉め込み角度まで、前記ジョー部材が閉め込み可能となるように、前記３の値を補正する、請求項５に記載のロボット手術システム。
【請求項7】
前記制御部は、前記第２の値と前記第１の値との差分が正常範囲内であるか否かを、第１しきい値に基づいて判定し、前記第２の値と前記第１の値との差分が正常範囲内であると判定した場合、前記第３の値を補正し、前記第２の値と前記第１の値との差分が正常範囲外であると判定した場合、前記第２の値を取得し直す、請求項２～６のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項8】
前記制御部は、前記第２の値が前記第１の値に対して所定範囲内であるか否かを、第２しきい値に基づいて判定し、前記第２の値が前記第１の値に対して所定範囲内であると判定した場合、前記第３の値を補正せず、前記第２の値が前記第１の値に対して所定範囲外であると判定した場合、前記第３の値を補正する、請求項２～７のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項9】
前記第１記憶部は、前記手術器具に設けられている、請求項１～８のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項10】
前記ロボットアームが設けられるロボット本体と、
前記第２の値と前記第１の値とに基づく補正値を記憶する第２記憶部と、をさらに備え、
前記第２記憶部は、前記ロボット本体に設けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
前記第２の値と前記第１の値とに基づく補正値を記憶する第２記憶部と、をさらに備え、
前記第２記憶部は、前記ロボット本体に設けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項11】
前記制御部は、前記ロボットアームに前記手術器具を取り付けたタイミング、および、前記キャリブレーションを実行する操作を受け付けるユーザインターフェースを操作したタイミング、のうちの少なくともいずれか一方のタイミングで、前記キャリブレーションを開始する、請求項１～１０のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項12】
前記制御部は、前記手術器具の前記ロボットアームへの取り付けが、手術中において初回であるか否かを判定し、前記手術器具の前記ロボットアームへの取り付けが、手術中において初回であると判定した場合、前記キャリブレーションを開始し、前記手術器具の前記ロボットアームへの取り付けが、手術中において初回ではないと判定した場合、前記キャリブレーションを開始しない、請求項１１に記載のロボット手術システム。
【請求項13】
前記制御部は、前記第２の値と、前記第１の値と、前記手術器具の使用回数に応じて予め決められた前記モータの回転角度に対応する第４の値とに基づいて、前記第３の値を補正する、請求項２に記載のロボット手術システム。
【請求項14】
前記細長要素は、ケーブルである、請求項１～１３のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項15】
前記第３の値の絶対値は、前記第１の値の絶対値よりも大きい、請求項２に記載のロボット手術システム。
【請求項16】
前記制御部は、前記ジョー部材が閉じた状態から、前記キャリブレーションを開始する、請求項１～１５のいずれか１項に記載のロボット手術システム。
【請求項17】
前記制御部は、前記モータの回転角度に対応する値が前記第３の値になるように前記モータを回転させて前記ジョー部材を閉じている際中に、前記第２の値を取得する、請求項２に記載のロボット手術システム。
【請求項18】
細長要素により開閉される一対のジョー部材を含む手術器具と、前記細長要素を駆動するモータを含み、前記手術器具が取り付けられるロボットアームと、を備える、ロボット手術システムの制御方法であって、
予め記憶された所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第１の値と対応する、前記所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第２の値を取得するステップと、
取得した前記第２の値と予め記憶された前記第１の値とに基づいて前記ジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行うステップと、を備える、ロボット手術システムの制御方法。
予め記憶された所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第１の値と対応する、前記所定の電流値となるときの前記モータの回転角度に対応する第２の値を取得するステップと、
取得した前記第２の値と予め記憶された前記第１の値とに基づいて前記ジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行うステップと、を備える、ロボット手術システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、ロボット手術システムおよびロボット手術システムの制御方法に関し、特に、一対のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御するロボット手術システムおよびロボット手術システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ケーブルにより開閉される一対のジョー部材を含む手術器具を備えるロボット手術システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１には、ケーブルにより開閉される一対のジョー部材を含む手術器具を備えるロボット手術システムが開示されている。このロボット手術システムでは、手術器具を使用しているうちに一対のジョー部材を駆動するケーブルが伸び、一対のジョー部材により所望の把持力を発揮できなくなるため、ケーブルの伸びを補償している。具体的には、このロボット手術システムでは、上限トルクと下限トルクとの間の所定のトルク範囲でジョー部材を駆動するように、モータをトルクで制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第９０１４８５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１に記載されたロボット手術システムでは、ジョー部材を駆動するモータをトルクで制御しているが、ジョー部材を駆動するモータを回転角度で制御することが有効である場合もある。たとえば、モータをトルクで制御する場合、減速比の高い減速機を使用すると、手術器具の先端側の挙動がモータのトルクの変化として反映されにくくなる。この場合、モータのトルクの変化を検出することによって手術器具の先端側の挙動を検知することが困難になる。この問題を解決するためには、ジョー部材を駆動するモータを回転角度で制御することが有効である。しかしながら、ジョー部材を駆動するモータを回転角度で制御する場合には、上記特許文献１に記載された方法を使用することができない。このため、ジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、ジョー部材の把持力の低下を抑制することが望まれている。
【0006】
この発明は、手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、ジョー部材の把持力の低下を抑制することが可能なロボット手術システムおよびロボット手術システムの制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の第１の局面によるロボット手術システムは、細長要素により開閉される一対のジョー部材を含む手術器具と、細長要素を駆動するモータを含み、手術器具が取り付けられるロボットアームと、所定の電流値となるときのモータの回転角度に対応する第１の値を予め記憶する第１記憶部と、所定の電流値となるときのモータの回転角度に対応する第２の値を取得し、取得した第２の値と第１記憶部に記憶された第１の値とに基づいてジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行う制御部と、を備える。
【0008】
この発明の第１の局面によるロボット手術システムでは、上記のように、所定の電流値となるときのモータの回転角度に対応する第２の値を取得し、取得した第２の値と第１記憶部に記憶された第１の値とに基づいてジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行う制御部を設ける。これにより、手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、細長要素の伸びを補償するキャリブレーションを実施することができるので、手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、ジョー部材の把持力の低下を抑制することができる。
【0009】
この発明の第２の局面によるロボット手術システムの制御方法は、細長要素により開閉される一対のジョー部材を含む手術器具と、細長要素を駆動するモータを含み、手術器具が取り付けられるロボットアームと、を備える、ロボット手術システムの制御方法であって、予め記憶された所定の電流値となるときのモータの回転角度に対応する第１の値と対応する、所定の電流値となるときのモータの回転角度に対応する第２の値を取得するステップと、取得した第２の値と予め記憶された第１の値とに基づいてジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行うステップと、を備える。
【0010】
この発明の第２の局面によるロボット手術システムの制御方法では、上記のように、予め記憶された所定の電流値となるときのモータの回転角度に対応する第１の値と対応する、所定の電流値となるときのモータの回転角度に対応する第２の値を取得するステップと、取得した第２の値と予め記憶された第１の値とに基づいてジョー部材の閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行うステップと、を設ける。これにより、手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、細長要素の伸びを補償するキャリブレーションを実施することができるので、手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、ジョー部材の把持力の低下を抑制することが可能なロボット手術システムの制御方法を提供することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、ジョー部材の把持力の低下を抑制することが可能なロボット手術システムおよびロボット手術システムの制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態によるロボット手術システムの構成を示す図である。
【図2】一実施形態によるロボット手術システムの制御的な構成を示したブロック図である。
【図3】一実施形態による操作ハンドルの構成を示す図である。
【図4】一実施形態によるロボットアームにアダプタを介して手術器具が取り付けられた状態を示した斜視図である。
【図5】一実施形態によるロボットアームにアダプタを介して手術器具が取り付けられる状態を示した分解斜視図である。
【図6】一実施形態による手術器具を下方から見た斜視図である。
【図7】一実施形態による手術器具の基体からカバー部を取り外した状態を示した斜視図である。
【図8】一実施形態による手術器具の基体からカバー部を取り外した状態を示した平面図である。
【図9】一実施形態による手術器具のエンドエフェクタを示した斜視図である。
【図10】一実施形態による一対のジョー部材、モータ、減速機、電流検出部、位置検出部およびコントローラを示した図である。
【図11】一実施形態によるキャリブレーションを説明するためのグラフである。
【図12】一実施形態による手術器具のロボットアームへの取付時の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図13】一実施形態によるキャリブレーションモードの制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図14】変形例によるキャリブレーションを説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
以下、本発明を具体化した本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
【0016】
図１に示すように、ロボット手術システム１００は、操作者側装置である遠隔操作装置１０と、手術支援ロボットである患者側装置２０と、を備えている。遠隔操作装置１０は、患者側装置２０に設けられた医療器具（ｍｅｄｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を遠隔操作するために設けられている。患者側装置２０によって実行されるべき動作態様指令が術者（ｓｕｒｇｅｏｎ）である操作者により遠隔操作装置１０に入力されると、遠隔操作装置１０は、動作態様指令をコントローラ２４を介して患者側装置２０に送信する。そして、患者側装置２０は、遠隔操作装置１０から送信された動作態様指令に応答して、ロボットアーム２１ａに取り付けられた手術器具（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）４０、および、ロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０等の医療器具を操作する。これにより、低侵襲手術が行われる。なお、コントローラ２４は、制御部の一例である。
【0017】
患者側装置２０は、患者Ｐに対して手術を行うインターフェイスを構成する。患者側装置２０は、患者Ｐが横たわる手術台３０の傍らに配置される。患者側装置２０は、複数のロボットアーム２１ａ、２１ｂと、アームベース２２と、ポジショナ２３と、コントローラ２４と、記憶部２５と、一時記憶部２６とを備えている。複数のロボットアーム２１ａ、２１ｂのうち、１つのロボットアーム２１ｂに内視鏡５０が取り付けられ、その他のロボットアーム２１ａに手術器具４０が取り付けられる。各ロボットアーム２１ａ、２１ｂは、アームベース２２に共通に支持されている。複数のロボットアーム２１ａ、２１ｂは複数の関節を有し、それぞれの関節には、サーボモータを含む駆動部と、エンコーダ等の位置検出器とが設けられている。ロボットアーム２１ａ、２１ｂは、コントローラ２４を介して与えられた駆動信号によりロボットアーム２１ａ、２１ｂに取り付けられた医療器具が所望の動作を行うように制御されるように構成されている。
【0018】
アームベース２２は、手術室の床の上に載置されたポジショナ２３に支持されている。ポジショナ２３は、垂直多関節ロボットを含んでいる。ポジショナ２３は、アームベース２２の位置を３次元的に移動させるように構成されている。コントローラ２４は、ＣＰＵ等の演算器と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリとを有する制御回路である。記憶部２５は、データストレージであり、後述するしきい値θＳ１と、後述するしきい値θＳ２とが記憶される。一時記憶部２６は、後述する差分Δθが記憶される。記憶部２５および一時記憶部２６は、ロボットアーム２１ａ、２１ｂが設けられるロボット本体２７に設けられている。なお、一時記憶部２６は、第２記憶部の一例である。しきい値θＳ１は、第２しきい値の一例である。しきい値θＳ２は、第１しきい値の一例である。
【0019】
ロボットアーム２１ａには、先端部に医療器具としての手術器具４０が着脱可能に取り付けられる。手術器具４０は、ロボットアーム２１ａに取り付けられるハウジング４１（図４参照）と、細長形状のシャフト４２（図４参照）と、シャフト４２の先端部（遠位端部）に設けられたエンドエフェクタ４３（図４参照）とを備えている。エンドエフェクタ４３として、たとえば、把持鉗子、シザーズ、フック、高周波ナイフ、スネアワイヤ、クランプ、ステイプラー、クリップアプライア、電気メス、ニードルが挙げられるがこれに限られるものではなく、各種の処置具を適用することができる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ａは、患者Ｐの体表に留置したカニューラ（トロッカ）を介して患者Ｐの体内に手術器具４０を導入する。そして、手術器具４０のエンドエフェクタ４３は、手術部位の近傍に配置される。
【0020】
ロボットアーム２１ｂには、先端部に医療器具としての内視鏡５０が着脱可能に取り付けられる。内視鏡５０は、患者Ｐの体腔内を撮影するものであり、撮影した画像は、遠隔操作装置１０に対して出力される。内視鏡５０として、３次元画像を撮影することができる３Ｄ内視鏡または２Ｄ内視鏡が用いられる。患者側装置２０を用いた手術において、ロボットアーム２１ｂは、患者Ｐの体表に留置したトロッカを介して患者Ｐの体内に内視鏡５０を導入する。そして、内視鏡５０が手術部位の近傍に配置される。
【0021】
遠隔操作装置１０は、操作者とのインターフェイスを構成する。遠隔操作装置１０は、ロボットアーム２１ａ、２１ｂに取り付けられた医療器具を操作者が操作するための装置である。すなわち、遠隔操作装置１０は、操作者によって入力された手術器具４０および内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令をコントローラ２４を介して患者側装置２０へ送信可能に構成されている。遠隔操作装置１０は、たとえば、マスタの操作をしながらも患者Ｐの様子がよく見えるように手術台３０の傍らに設置される。なお、遠隔操作装置１０は、たとえば、動作態様指令を無線で送信するようにし、手術台３０が設置された手術室とは別室に設置することも可能である。
【0022】
手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、手術器具４０の動作（一連の位置及び姿勢）及び手術器具４０個別の機能によって実現される動作の態様である。たとえば、手術器具４０が把持鉗子である場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、エンドエフェクタ４３の手首のロール回転位置及びピッチ回転位置と、ジョーの開閉を行う動作である。また、手術器具４０が高周波ナイフである場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、高周波ナイフの振動動作、具体的には高周波ナイフに対する電流の供給であり得る。また、手術器具４０がスネアワイヤである場合には、手術器具４０によって実行されるべき動作態様とは、束縛動作および束縛状態の解放動作であり得る。また、バイポーラやモノポーラに電流を供給することによって手術対象部位を焼き切る動作であり得る。
【0023】
内視鏡５０によって実行されるべき動作態様とは、たとえば、内視鏡５０先端の位置及び姿勢、又はズーム倍率の設定である。
【0024】
【0025】
操作ハンドル１１は、ロボットアーム２１ａ、２１ｂに取り付けられた医療器具を遠隔で操作するために設けられている。具体的には、操作ハンドル１１は、医療器具（手術器具４０、内視鏡５０）を操作するための操作者による操作を受け付ける。操作ハンドル１１は、水平方向に沿って２つ設けられている。つまり、２つの操作ハンドル１１のうち一方の操作ハンドル１１は、操作者の右手により操作され、２つの操作ハンドル１１のうち他方の操作ハンドル１１は、操作者の左手により操作される。
【0026】
また、操作ハンドル１１は、遠隔操作装置１０の後方側から、前方側に向かって延びるように配置されている。操作ハンドル１１は、所定の３次元の操作領域内で動かすことができるように構成されている。すなわち、操作ハンドル１１は、上下方向、左右方向、前後方向、および回転して動かすことができるように構成されている。
【0027】
図３に示すように、操作ハンドル１１は、操作者が手で操作するハンドコントローラである。操作ハンドル１１は、支持部材１１ａと、支持部材１１ａを挟んで支持部材１１ａの両側にそれぞれ設けられた一対のグリップ部材１１ｂと、一対のグリップ部材１１ｂの各々に設けられた指挿入部１１ｃとを有する。操作者は、一対の指挿入部１１ｃに指（親指および中指など）を挿入して操作ハンドル１１を操作する。すなわち、一対のグリップ部材１１ｂは、それぞれの基端が支持部材１１ａに対して回動可能に接続されており、一対のグリップ部材１１ｂの開き角度を大きくしたり小さくしたりすることにより、後述する一対のジョー部材４３ａ、４３ｂの開き角度が変更される。操作ハンドル１１には、一対のジョー部材４３ａ、４３ｂを開閉させる指令が入力される。一対のグリップ部材１１ｂの開き角度は、例えばセンサにより検知される。例えば、操作ハンドル１１は、支持部材１１ａにホールセンサを有するとともに一対のグリップ部材１１ｂの一方又は両方に磁石を有することにより、一対のグリップ部材１１ｂの開き角度が検知される。あるいは、操作ハンドル１１は、一対のグリップ部材１１ｂの一方にホールセンサを有するとともに一対のグリップ部材１１ｂの他方に磁石を有することにより、一対のグリップ部材１１ｂの開き角度が検知される。検知された一対のグリップ部材１１ｂの開き角度に関する信号に基づいて、一対のジョー部材４３ａ、４３ｂが開閉される。
【0028】
図１に示すように、遠隔操作装置１０と患者側装置２０とは、ロボットアーム２１ａおよびロボットアーム２１ｂの動作の制御においては、マスタスレーブ型のシステムを構成する。すなわち、操作ハンドル１１は、マスタスレーブ型のシステムにおけるマスタ側の操作部を構成し、医療器具が取り付けられたロボットアーム２１ａおよびロボットアーム２１ｂはスレーブ側の動作部を構成する。そして、操作ハンドル１１を操作者が操作すると、操作ハンドル１１の動きをロボットアーム２１ａの先端部（手術器具４０のエンドエフェクタ４３）またはロボットアーム２１ｂの先端部（内視鏡５０）がトレースして移動するようにロボットアーム２１ａまたはロボットアーム２１ｂの動作が制御される。
【0029】
また、患者側装置２０は、設定された動作倍率に応じてロボットアーム２１ａの動作を制御するよう構成されている。たとえば、動作倍率が１／２倍に設定されている場合、手術器具４０のエンドエフェクタ４３は、操作ハンドル１１の移動距離の１／２の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。
【0030】
操作ペダル部１２は、医療器具に関する機能を実行するための複数のペダルを含んでいる。複数のペダルは、凝固ペダルと、切断ペダルと、カメラペダルと、クラッチペダルと、を含んでいる。また、複数のペダルは、操作者の足により操作される。
【0031】
凝固ペダルは、手術器具４０を用いて手術部位を凝固させる操作を行うことができる。具体的には、凝固ペダルは、操作されることにより、手術器具４０に凝固用の電圧が印加されて、手術部位の凝固が行われる。切断ペダルは、手術器具４０を用いて手術部位を切断させる操作を行うことができる。具体的には、切断ペダルは、操作されることにより、手術器具４０に切断用の電圧が印加されて、手術部位の切断が行われる。
【0032】
カメラペダルは、体腔内を撮像する内視鏡５０の位置及び姿勢を操作するために用いられる。具体的には、カメラペダルは、内視鏡５０の操作ハンドル１１による操作を有効にする。つまり、カメラペダルが押されている間は、操作ハンドル１１により内視鏡５０の位置および姿勢を操作することが可能である。たとえば、内視鏡５０は、左右の操作ハンドル１１の両方を用いることにより操作される。具体的には、左右の操作ハンドル１１の中間点を中心に左右の操作ハンドル１１を回動させることにより、内視鏡５０が回動される。また、左右の操作ハンドル１１を共に押し込むことにより、内視鏡５０が奥に進む。また、左右の操作ハンドル１１を共に引っ張ることにより、内視鏡５０が手前に戻る。また、左右の操作ハンドル１１を共に上下左右に移動させることにより、内視鏡５０が上下左右に移動する。
【0033】
クラッチペダルは、ロボットアーム２１ａと、操作ハンドル１１との操作接続を一時切断し手術器具４０の動作を停止させる場合に用いられる。具体的には、クラッチペダルが操作されている間は、操作ハンドル１１を操作しても、患者側装置２０のロボットアーム２１ａが動作しない。たとえば、操作により操作ハンドル１１が移動可能な範囲の端部近傍に来た場合に、クラッチペダルが操作されることにより、操作接続を一時切断して、操作ハンドル１１を中央位置付近に戻すことができる。そして、クラッチペダルの操作を中止するとロボットアーム２１ａと操作ハンドル１１とが再び接続され、中央付近で操作ハンドル１１の操作を再開することができる。
【0034】
表示部１３は、内視鏡５０が撮像した画像を表示することができるものである。表示部１３は、スコープ型表示部または非スコープ型表示部からなる（図１では、スコープ型表示部を示す）。スコープ型表示部とは、たとえば、覗き込むタイプの表示部である。また、非スコープ型表示部とは、通常のパーソナルコンピュータのディスプレイのような覗き込むタイプではない平坦な画面を有する開放型の表示部を含む概念である。
【0035】
スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０のロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０により撮像された３Ｄ画像が表示される。非スコープ型表示部が取り付けられた場合にも、患者側装置２０に設けられた内視鏡５０により撮像された３Ｄ画像が表示される。なお、非スコープ型表示部が取り付けられた場合、患者側装置２０に設けられた内視鏡５０により撮像された２Ｄ画像が表示されてもよい。
【0036】
タッチパネル１４は、操作部兼表示部である。タッチパネル１４は、遠隔操作装置１０の設定の操作のための画面を表示したり、遠隔操作装置１０の設定の操作を受け付けたりする。
【0037】
図２に示すように、制御装置１５は、たとえば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部１５１と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリを有する記憶部１５２と、画像制御部１５３とを含んでいる。制御装置１５は、集中制御する単独の制御装置により構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御装置により構成されてもよい。制御部１５１は、操作ハンドル１１により入力された動作態様指令を、操作ペダル部１２の切替状態に応じて、ロボットアーム２１ａによって実行されるべき動作態様指令であるか、または、内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令であるかを判定する。そして、制御部１５１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が手術器具４０によって実行されるべき動作態様指令であると判断すると、コントローラ２４を介してロボットアーム２１ａに対して動作態様指令を送信する。これによって、コントローラ２４により、ロボットアーム２１ａが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ａに取り付けられた手術器具４０の動作が制御される。
【0038】
また、制御部１５１は、操作ハンドル１１に入力された動作態様指令が内視鏡５０によって実行されるべき動作態様指令であると判定すると、コントローラ２４を介してロボットアーム２１ｂに対して動作態様指令を送信する。これによって、ロボットアーム２１ｂが駆動され、この駆動によってロボットアーム２１ｂに取り付けられた内視鏡５０の動作が制御される。
【0039】
記憶部１５２には、たとえば、手術器具４０の種類に応じた制御プログラムが記憶されていて、取り付けられた手術器具４０の種類に応じて制御部１５１がこれらの制御プログラムを読み出すことにより、遠隔操作装置１０の操作ハンドル１１及び／又は操作ペダル部１２の動作指令が個別の手術器具４０に適合した動作をさせることができる。
【0040】
画像制御部１５３は、内視鏡５０が取得した画像を表示部１３に伝送する。画像制御部１５３は、必要に応じて画像の加工修正処理を行う。
【0041】
【0042】
ここで、手術器具４０の延びる方向（シャフト４２の延びる方向）をＹ方向とし、Ｙ方向のうち手術器具４０の先端側方向（エンドエフェクタ４３側方向）をＹ１方向とし、Ｙ１方向の反対側をＹ２方向とする。手術器具４０とアダプタ６０とが隣接する方向をＺ方向とし、Ｚ方向のうち手術器具４０側をＺ１方向とし、Ｚ１方向の反対側をＺ２方向とする。また、Ｙ方向およびＺ方向に直交する方向をＸ方向とし、Ｘ方向のうち一方側をＸ１方向とし、Ｘ方向のうち他方側をＸ２方向とする。
【0043】
図４および図５に示すように、手術器具４０は、ロボットアーム２１ａに取り外し可能に取り付けられる。具体的には、手術器具４０は、ロボットアーム２１ａにアダプタ６０を介して取り外し可能に取り付けられる。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａを覆うための滅菌処理されたドレープ７０をロボットアーム２１ａとの間に挟み込むためのドレープアダプタである。
【0044】
手術器具４０は、アダプタ６０のＺ１方向側に取り付けられる。アダプタ６０は、ロボットアーム２１ａのＺ１方向側に取り付けられる。
【0045】
ロボットアーム２１ａは、清潔区域において使用されるため、ドレープ７０により覆われる。ここで、手術室では、手術により切開した部分および医療機器が病原菌や異物などにより汚染されることを防ぐため、清潔操作が行われる。この清潔操作においては、清潔区域および清潔区域以外の区域である汚染区域が設定される。手術部位は、清潔区域に配置される。操作者を含む手術チームのメンバーは、手術中、清潔区域に殺菌されている物体のみが位置するよう配慮し、かつ、汚染区域に位置している物体を清潔区域に移動させるときは、この物体に滅菌処理を施す。同様に、操作者を含む手術チームの補助者がその手を汚染区域に位置させたときは、清潔区域に位置している物体に直接接触する前に、手の滅菌処理を行う。清潔区域において用いられる器具は、滅菌処理が行われる、または、滅菌処理されたドレープ７０により覆われる。
【0046】
図５に示すように、ドレープ７０は、ロボットアーム２１ａを覆う本体部７１と、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０との間に挟み込まれる取付部７２とを備えている。本体部７１は、フィルム状に形成された可撓性フィルム部材により構成されている。可撓性フィルム部材は、熱可塑性ポリウレタンやポリエチレンなどの樹脂材料からなる。本体部７１には、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。本体部７１の開口部には、取付部７２が設けられている。取付部７２は、樹脂成形部材により構成されている。樹脂成形部材は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂材料からなる。取付部７２は、本体部７１に比べて硬く（撓みにくく）形成されている。取付部７２は、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０とが互いに係合可能なように、開口部が設けられている。取付部７２の開口部は、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０との係合する部分に対応するように設けられていてもよい。また、取付部７２の開口部は、ロボットアーム２１ａとアダプタ６０との複数の係合する部分に対応するように複数設けられていてもよい。
【0047】
図５および図６に示すように、手術器具４０は、複数（４個）の被駆動部材４４ａ、４４ｂ、４４ｃおよび４４ｄと、記憶部４５とを有している。記憶部４５は、ハウジング４１内に設けられている。記憶部４５には、手術器具４０を表すシリアル番号、手術器具４０の使用回数、後述する値θ１、および、値θ０が記憶される。なお、本実施形態において、値θ１は、値θ０のほぼ１／２に設定されている。手術器具４０がロボットアーム２１ａに取り付けられると、記憶部４５は、コントローラ２４に通信可能に接続される。なお、記憶部４５は、第１記憶部の一例である。また、値θ１は、第１の値の一例である。また、値θ０は、第３の値の一例である。
【0048】
被駆動部材４４ａ～４４ｄは、ハウジング４１内に設けられ、Ｚ方向に延びる回転軸線を中心に回転可能に設けられている。複数の被駆動部材４４ａ～４４ｄは、エンドエフェクタ４３を操作（駆動）するために設けられている。被駆動部材４４ｂ～４４ｄは、シャフト４２内に挿通された細長要素であるケーブルＡにより、エンドエフェクタ４３と接続されている。これにより、被駆動部材４４ｂ～４４ｄの回転に応じてケーブルＡが駆動されるとともに、ケーブルＡの駆動に応じてエンドエフェクタ４３が操作（駆動）される。また、被駆動部材４４ａは、ギア４２ａ（図７参照）を介してシャフト４２に接続されている。これにより、被駆動部材４４ａの回転に応じてシャフト４２が回転されるとともに、シャフト４２の回転に応じてエンドエフェクタ４３も回転する。
【0049】
複数の被駆動部材４４ａ～４４ｄの各々は、ロボットアーム２１ａからの駆動力をエンドエフェクタ４３に伝達させるために、アダプタ６０の駆動伝達部材６１と係合する突起４４１および４４２を含んでいる。突起４４１および４４２は、被駆動部材４４ａ～４４ｄのＺ２方向側の表面からアダプタ６０側（Ｚ２方向側）に向かって突出している。また、突起４４１および４４２は、直線状に複数並んでいる。また、被駆動部材４４ａおよび４４ｂに設けられた突起４４１と、被駆動部材４４ｃおよび４４ｄに設けられた突起４４２とは、互いに異なる形状を有している。
【0050】
図５に示すように、アダプタ６０は、複数（４個）の駆動伝達部材６１を有している。駆動伝達部材６１は、ロボットアーム２１ａからの駆動力を手術器具４０の被駆動部材４４ａ～４４ｄに伝達するように構成されている。つまり、駆動伝達部材６１は、手術器具４０の被駆動部材４４ａ～４４ｄに対応するように設けられている。駆動伝達部材６１は、Ｚ方向に延びる回転軸線を中心に回転可能に設けられている。
【0051】
複数の駆動伝達部材６１の各々は、手術器具４０の被駆動部材４４ａ～４４ｄの突起４４１および４４２と係合する係合凹部６１１を含んでいる。係合凹部６１１は、駆動伝達部材６１の手術器具４０側（Ｚ１方向側）に設けられているとともに、駆動伝達部材６１のＺ１方向側の表面から手術器具４０側とは反対側（Ｚ２方向側）に向かって窪んでいる。複数の駆動伝達部材６１の各々は、Ｚ２方向側の面に、ロボットアーム２１ａの係合凸部２１３と係合する係合凹部を含んでいる。
【0052】
ロボットアーム２１ａは、フレーム２１１と、複数（４個）の駆動部２１２と、複数の係合凸部２１３とを有している。複数の駆動部２１２は、手術器具４０の複数（４個）の被駆動部材４４ａ～４４ｄおよびアダプタ６０の複数（４個）の駆動伝達部材６１にそれぞれ対応するように設けられている。駆動部２１２は、係合凸部２１３をＺ方向に延びる回転軸線回りに回転駆動するように構成されている。係合凸部２１３は、駆動伝達部材６１のＺ２方向側の面の係合凹部と係合する。係合凸部２１３は、ロボットアーム２１ａのＺ１方向側の表面からＺ１方向側（アダプタ６０側）に向かって突出している。駆動部２１２は、係合凸部２１３と係合したアダプタ６０の駆動伝達部材６１をＺ方向に延びる回転軸線回りに回転駆動させるとともに、駆動伝達部材６１と係合した手術器具４０の被駆動部材４４ａ～４４ｄをＺ方向に延びる回転軸線回りに回転駆動させるように構成されている。
【0053】
（手術器具の詳細な構成）
次に、図７～図９を参照して、手術器具４０の詳細な構成について説明する。ここでは、手術器具４０のエンドエフェクタ４３が一対のジョー部材４３ａ、４３ｂを有する把持鉗子である例について説明する。なお、本発明の手術器具は、一対のジョー部材を有していればよく、一対のジョー部材は例えばシザーズ等であってもよい。
次に、図７～図９を参照して、手術器具４０の詳細な構成について説明する。ここでは、手術器具４０のエンドエフェクタ４３が一対のジョー部材４３ａ、４３ｂを有する把持鉗子である例について説明する。なお、本発明の手術器具は、一対のジョー部材を有していればよく、一対のジョー部材は例えばシザーズ等であってもよい。
【0054】
【0055】
被駆動部材４４ｂには、ケーブルＡ３が巻き止められている。具体的には、被駆動部材４４ｂの上部には、ケーブルＡ３の第１部分Ａ３ａが時計回りに巻き止められ、被駆動部材４４ｂの下部には、ケーブルＡ３の第２部分Ａ３ｂが反時計回りに巻き止められている。
【0056】
また、被駆動部材４４ｃには、ケーブルＡ１が巻き止められている。具体的には、被駆動部材４４ｃの上部には、ケーブルＡ１の第１部分Ａ１ａが時計回りに巻き止められ、被駆動部材４４ｃの下部には、ケーブルＡ１の第２部分Ａ１ｂが反時計回りに巻き止められている。
【0057】
また、被駆動部材４４ｄには、ケーブルＡ２が巻き止められている。具体的には、被駆動部材４４ｄの上部には、ケーブルＡ２の第１部分Ａ２ａが時計回りに巻き止められ、被駆動部材４４ｄの下部には、ケーブルＡ２の第２部分Ａ２ｂが反時計回りに巻き止められている。
【0058】
ケーブルＡは、被駆動部材４４ｂ～４４ｄの各々から、シャフト４２を通り、エンドエフェクタ４３に掛けられて、再びシャフト４２を通り、被駆動部材４４ｂ～４４ｄに到達している。また、ケーブルＡは、プーリ４６に掛けられている。プーリ４６は、プーリ保持部４６１により保持されている。
【0059】
図８および図９に示すように、被駆動部材４４ｃは、回転軸を中心に回転することにより、エンドエフェクタ４３のジョー部材４３ａ、４３ｂのうちのジョー部材４３ａを操作する。具体的には、被駆動部材４４ｃは、駆動部２１２によって回転されることにより、ケーブルＡ１を駆動させる。ケーブルＡ１は、シャフト４２の内部を介してジョー部材４３ａと被駆動部材４４ｃとを接続している。具体的には、ジョー部材４３ａの根元に設けられたプーリ４３ｄに、ケーブルＡ１が巻き掛けられている。被駆動部材４４ｃは、Ｃ１方向（図８参照）に回転することにより、ケーブルＡ１の第１部分Ａ１ａを引っ張り第２部分Ａ１ｂを送り出してジョー部材４３ａをジョー部材４３ａが開く方向であるＣ１ａ方向（図９参照）に駆動する。また、被駆動部材４４ｃは、Ｃ１方向とは反対方向であるＣ２方向（図８参照）に回転することにより、ケーブルＡ１の第２部分Ａ１ｂを引っ張り第１部分Ａ１ａを送り出してジョー部材４３ａをジョー部材４３ａが閉じる方向であるＣ２ａ方向（図９参照）に駆動する。
【0060】
被駆動部材４４ｄは、回転軸を中心に回転することにより、エンドエフェクタ４３のジョー部材４３ａ、４３ｂのうちのジョー部材４３ｂを操作する。具体的には、被駆動部材４４ｄは、駆動部２１２によって回転されることにより、ケーブルＡ２を駆動させる。ケーブルＡ２は、シャフト４２の内部を介してジョー部材４３ｂと被駆動部材４４ｄとを接続している。具体的には、ジョー部材４３ｂの根元に設けられたプーリ４３ｅに、ケーブルＡ２が巻き掛けられている。被駆動部材４４ｄは、Ｃ３方向（図８参照）に回転することにより、ケーブルＡ２の第１部分Ａ２ａを引っ張り第２部分Ａ２ｂを送り出してジョー部材４３ｂをジョー部材４３ｂが開く方向であるＣ３ａ方向（図９参照）に駆動する。また、被駆動部材４４ｄは、Ｃ３方向とは反対方向であるＣ４方向（図８参照）に回転することにより、ケーブルＡ２の第２部分Ａ２ｂを引っ張り第１部分Ａ２ａを送り出してジョー部材４３ｂをジョー部材４３ｂが閉じる方向であるＣ４ａ方向（図９参照）に駆動する。被駆動部材４４ｂ、４４ｃのケーブルＡの駆動によりジョー部材４３ａ、４３ｂが開閉される。なお、ケーブルＡ１、Ａ２は、細長要素の一例である。
【0061】
被駆動部材４４ｂは、回転軸を中心に回転することにより、エンドエフェクタ４３の手首部４３ｃを操作する。具体的には、被駆動部材４４ｂは、駆動部２１２によって回転されることにより、ケーブルＡ３を駆動させる。ケーブルＡ３は、シャフト４２の内部を介して手首部４３ｃと被駆動部材４４ｂとを接続している。被駆動部材４４ｂは、Ｃ５方向（図８参照）に回転することにより、ケーブルＡ３の第１部分Ａ３ａを引っ張り第２部分Ａ３ｂを送り出して手首部４３ｃをＣ５ａ方向（図９参照）に駆動する。また、被駆動部材４４ｂは、Ｃ５方向とは反対方向であるＣ６方向（図８参照）に回転することにより、ケーブルＡ３の第２部分Ａ３ｂを引っ張り第１部分Ａ３ａを送り出して手首部４３ｃをＣ５ａ方向とは反対方向であるＣ６ａ方向（図９参照）に駆動する。
【0062】
ギア４４３を有する被駆動部材４４ａは、シャフト４２の近位端に接続されたギア４２ａとギア４４３が係合した状態で、駆動部２１２によって回転軸を中心に回転されることにより、シャフト４２を操作して、エンドエフェクタ４３を操作する。具体的には、被駆動部材４４ａは、Ｃ７方向（図８参照）に回転することにより、シャフト４２をＣ７ａ方向（図９参照）に回転駆動して、エンドエフェクタ４３をＣ７ａ方向に回転駆動する。また、被駆動部材４４ａは、Ｃ８方向（図８参照）に回転することにより、シャフト４２をＣ７ａ方向とは反対方向であるＣ８ａ方向（図９参照）に回転駆動して、エンドエフェクタ４３をＣ８ａ方向に回転駆動する。
【0063】
【0064】
図１０に示すように、駆動部２１２は、モータ２１２ａと、減速機２１２ｂと、位置検出部２１２ｃとを含んでいる。モータ２１２ａは、サーボモータからなり、ケーブルＡ１（Ａ２）およびジョー部材４３ａ（４３ｂ）を駆動する駆動源である。減速機２１２ｂは、モータ２１２ａの回転を減速して出力する。位置検出部２１２ｃは、アブソリュートエンコーダからなり、モータ２１２ａの回転角度を検出する。また、モータ２１２ａに対して、電流検出部２１４が設けられている。電流検出部２１４は、モータ２１２ａの電流値を検出する。
【0065】
コントローラ２４は、操作ハンドル１１からの信号に基づいて、モータ２１２ａを駆動する。これにより、減速機２１２ｂと、係合凸部２１３と、駆動伝達部材６１と、被駆動部材４４ｃ、４４ｄとが回転されて、ケーブルＡ１、Ａ２が駆動される。この結果、ジョー部材４３ａ、４３ｂが開閉される。コントローラ２４は、ジョー部材４３ａ、４３ｂの開き角度が操作ハンドル１１からの信号に応じた開き角度（目標開き角度）になるように、モータ２１２ａを駆動する。コントローラ２４は、位置検出部２１２ｃによるモータ２１２ａの回転角度の検出結果に基づいて、目標開き角度に対応する回転角度になるように、モータ２１２ａの回転角度を制御する。すなわち、コントローラ２４は、ジョー部材４３ａ、４３ｂの駆動をモータ２１２ａの回転角度で制御する。
【0066】
なお、たとえば、以下のような場合、ジョー部材４３ａ、４３ｂを駆動するモータ２１２ａをトルクで制御するよりも、ジョー部材４３ａ、４３ｂを駆動するモータ２１２ａを回転角度で制御することが有効である。すなわち、作業領域を確保できるように術野周辺のロボットアーム２１ａを小型化するためには、モータ２１２ａを小型化することが有効である。モータ２１２ａを小型化するためには、減速比の高い減速機２１２ｂを使用することが有効である。しかしながら、モータ２１２ａをトルクで制御する場合、減速比の高い減速機２１２ｂを使用すると、手術器具４０の先端側の挙動がモータ２１２ａのトルクの変化として反映されにくくなる。このため、モータ２１２ａのトルクの変化を検出することによって手術器具４０の先端側の挙動を検知することが困難になる。この問題を解決するためには、ジョー部材４３ａ、４３ｂを駆動するモータ２１２ａを回転角度で制御することが有効である。
【0067】
また、ジョー部材４３ａ、４３ｂが閉じた状態（すなわち、開き角度がゼロの状態）から、ジョー部材４３ａ、４３ｂの閉じ方向へモータ２１２ａをさらに回転させることにより、ジョー部材４３ａ、４３ｂにより閉め込む力（把持力）を発生させることが可能である。以下では、ジョー部材４３ａ、４３ｂの開き角度がゼロの状態からさらに閉め込む場合の指令角度のことを、閉め込み角度と呼ぶ。なお、本実施形態では、閉め込み角度は負の値であるが、これに限られない。閉め込み角度は、モータ２１２ａの回転角度に対応する値の一例であり、以下の式（１）で計算される。
θ＝２×Ｒｐ×Ｒｍ×θｍ ・・・（１）
ここで、
θ：閉め込み角度
Ｒｐ：被駆動部材４４ｃ、４４ｄとジョー部材４３ａ、４３ｂのプーリ４３ｄ、４３ｅとの減速比
Ｒｍ：減速機２１２ｂの減速比
θｍ：モータ２１２ａの回転角度
である。
θ＝２×Ｒｐ×Ｒｍ×θｍ ・・・（１）
ここで、
θ：閉め込み角度
Ｒｐ：被駆動部材４４ｃ、４４ｄとジョー部材４３ａ、４３ｂのプーリ４３ｄ、４３ｅとの減速比
Ｒｍ：減速機２１２ｂの減速比
θｍ：モータ２１２ａの回転角度
である。
【0068】
ここで、手術器具４０は、手術後に洗浄、滅菌されて、複数回使用される。このため、手術器具４０を使用しているうちにジョー部材４３ａ、４３ｂを駆動するケーブルＡ１、Ａ２が伸びる場合がある。ケーブルＡ１、Ａ２が伸びた場合、モータ２１２ａを所定の回転角度に制御しても、ジョー部材４３ａ、４３ｂを十分に閉め込めず、ジョー部材４３ａ、４３ｂの把持力が低下する。
【0069】
そこで、本実施形態では、図１１に示すように、コントローラ２４は、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びを補償するキャリブレーションを実施する。具体的には、記憶部４５は、所定の電流値Ｉ１となるときの閉め込み角度θ１を予め記憶している。コントローラ２４は、所定の電流値Ｉ１となるときの閉め込み角度θ２を取得し、取得した値θ２と記憶部４５に記憶された値θ１とに基づいてジョー部材４３ａ、４３ｂの閉め込み動作の指令角度を変更するキャリブレーションを行う。具体的には、コントローラ２４は、閉め込み角度θ１と、閉め込み角度θ２とに基づいて、最大閉め込み角度θ０を補正する。最大閉め込み角度は、絶対値が最大となる閉め込み角度である。これにより、手術器具４０のジョー部材４３ａ、４３ｂの駆動をモータ２１２ａの回転角度で制御する構成において、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びを補償するキャリブレーションを実施することができるので、手術器具４０のジョー部材４３ａ、４３ｂの駆動をモータ２１２ａの回転角度で制御する構成において、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが原因のジョー部材４３ａ、４３ｂの把持力の低下を抑制することができる。なお、図１１のグラフでは、右側が負側となっている。
【0070】
また、本実施形態では、記憶部４５は、最大閉め込み角度θ０を予め記憶している。最大閉め込み角度θ０は、ジョー部材４３ａ、４３ｂの閉じ方向へのモータ２１２ａの最大回転角度に対応する値の一例である。コントローラ２４は、値θ２と、値θ１とに基づいて、値θ０を補正する。これにより、ジョー部材４３ａ、４３ｂの最大閉め込み角度θ０を補正することができるので、ジョー部材４３ａ、４３ｂの閉じ方向へ回転可能なモータ２１２ａの最大回転角度を大きくすることができる。その結果、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが原因のジョー部材４３ａ、４３ｂの把持力の低下を確実に抑制することができる。
【0071】
具体的には、本実施形態では、コントローラ２４は、値θ２と値θ１との差分Δθを、値θ０に加えることにより、値θ０を補正する。これにより、値θ２と値θ１との差分Δθを、値θ０に加えるだけで、値θ０を補正することができるので、キャリブレーションの補正処理を簡単な処理で行うことができる。コントローラ２４は、指令角度としての値θ０を、値θ０＋Δθに変更するキャリブレーションを行う。
【0072】
より具体的には、本実施形態では、コントローラ２４は、値θ２と値θ１との閉め込み角度の差分Δθを値θ０の閉め込み角度に加えた閉め込み角度（θ０＋Δθ）まで、ジョー部材４３ａ、４３ｂが閉め込み可能となるように、値θ０を補正する。これにより、値θ２と値θ１との閉め込み角度の差分Δθを値θ０の閉め込み角度に加えた閉め込み角度（すなわち、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びを考慮した最大閉め込み角度θ０＋Δθ）まで、ジョー部材４３ａ、４３ｂを閉め込み可能とすることができるので、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが原因のジョー部材４３ａ、４３ｂの把持力の低下をより確実に抑制することができる。
【0073】
ここで、本実施形態における、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びを補償するキャリブレーションの原理について説明する。記憶部４５には、所定の電流値Ｉ１となるときの閉め込み角度の値θ１と、最大閉め込み角度θ０とが、初期値として予め記憶されている。値θ１と値θ０とは、手術器具４０が製造元から出荷される前に、製造元の作業者により、記憶部４５に予め記憶される。製造元では、ケーブルＡ１、Ａ２の初期のたるみを考慮して、値θ１と値θ０とが取得される。値θ０は、ジョー部材４３ａ、４３ｂが所定の把持力を発揮可能となる値に設定される。なお、値θ０の絶対値は、値θ１の絶対値よりも大きい。
【0074】
コントローラ２４は、ジョー部材４３ａ、４３ｂが閉じた状態（ジョー部材４３ａ、４３ｂの開き角度がゼロの状態）から、キャリブレーションを開始する。コントローラ２４は、モータ２１２ａを最大閉め込み角度θ０となるように回転駆動する。また、コントローラ２４は、モータ２１２ａの回転角度に対応する値が値θ０になるように（値θ０を目標値として）モータ２１２ａを回転させてジョー部材４３ａ、４３ｂを閉じている際中に、値θ２を取得する。ここで、ジョー部材４３ａ、４３ｂが閉じた状態でさらに閉じていくと、モータ２１２ａの電流値が上昇する。モータ２１２ａの電流値は、電流検出部２１４により検出（監視）されている。ケーブルＡ１、Ａ２が伸びると、ジョー部材４３ａ、４３ｂの閉め込み角度が値θ１となっても、モータ２１２ａの電流値は、所定の電流値Ｉ１よりも小さい値となる。コントローラ２４は、電流検出部２１４によるモータ２１２ａの電流値の検出結果に基づいて、所定の電流値Ｉ１となるときの閉め込み角度の値θ２を取得する。また、コントローラ２４は、値θ２と値θ１との差分Δθを計算する。値θ２と値θ１との差分Δθは、ケーブルＡ１、Ａ２の使用による伸びに対応している。また、コントローラ２４は、値θ２と値θ１との差分Δθを初期の最大閉め込み角度の値θ０に加えた閉め込み角度θ０＋Δθまで、ジョー部材４３ａ、４３ｂが閉め込み可能となるように、値θ０を補正する。これにより、モータ２１２ａの初期の電流応答と、モータ２１２ａのケーブルＡ１、Ａ２が伸びたときの電流応答とを同等にすることができるので、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが原因のジョー部材４３ａ、４３ｂの把持力の低下を抑制することができる。なお、値θ０の絶対値は、値θ２の絶対値よりも大きい。
【0075】
また、本実施形態では、コントローラ２４は、値θ２が値θ１に対して所定範囲内であるか否かを、しきい値θＳ１に基づいて判定し、値θ２が値θ１に対して所定範囲内であると判定した場合、値θ０を補正せず、値θ２が値θ１に対して所定範囲外であると判定した場合、値θ０を補正する。これにより、値θ２が値θ１に対して所定範囲内であると判定した場合（すなわち、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが小さく、補正が必要ない場合）、値θ０を不必要に補正しないようにすることができる。また、値θ２が値θ１に対して所定範囲外であると判定した場合（すなわち、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが大きく、補正が必要な場合）、値θ０を適切に補正することができる。
【0076】
具体的には、コントローラ２４は、値θ２が、値θ１±θＳ１の範囲内であるか否かを判定する。しきい値θＳ１は、特に限られないが、ジョー部材４３ａ、４３ｂの設定把持力の範囲（Ｘ±Ｙニュートンなど）の上下限を決定する値（Ｙニュートンなど）を、変換係数により、閉め込み角度に変換した値とすることができる。なお、ジョー部材４３ａ、４３ｂの種類（すなわち、エンドエフェクタ４３の種類）によって、設定把持力の範囲が異なる場合、エンドエフェクタ４３の種類ごとに、しきい値θＳ１が異なっていてもよい。しきい値θＳ１は、本実施形態では正の値であり、ロボット本体２７に設けられる記憶部２５に設けられている。
【0077】
また、本実施形態では、コントローラ２４は、値θ２と値θ１との差分Δθが正常範囲内であるか否かを、しきい値θＳ２に基づいて判定し、値θ２と値θ１との差分Δθが正常範囲内であると判定した場合、値θ０を補正し、値θ２と値θ１との差分Δθが正常範囲外であると判定した場合、値θ２を取得し直す。これにより、値θ２と値θ１との差分Δθが正常範囲内であると判定した場合、値θ０を補正するので、キャリブレーションを適切に実施することができる。また、値θ２と値θ１との差分Δθが正常範囲外であると判定した場合、値θ２を取得し直すので、過大な値θ２（および差分Δθ）が取得されることを回避することができる。その結果、過大なθ２（および差分Δθ）に基づいて、値θ０が過大な値に補正されることを回避することができる。これにより、値θ０が過大な値に補正されることに起因してケーブルＡ１、Ａ２に過大な負荷が掛かり、ケーブルＡ１、Ａ２が破損することを回避することができる。
【0078】
具体的には、コントローラ２４は、値θ２と値θ１との差分Δθが、θＳ２＜Δθ＜０の範囲内であるか否かを判定する。また、しきい値θＳ２は、特に限られないが、エンドエフェクタ４３の種類によらず、共通の値とすることができる。しきい値θＳ２は、本実施形態では負の値であり、実験などにより予め求められ、ロボット本体２７に設けられる記憶部２５に記憶されている。
【0079】
また、本実施形態では、値θ１を記憶する記憶部４５は、手術器具４０に設けられている。これにより、手術器具４０ごとに異なる値θ１を、手術器具４０に設けられた記憶部４５に予め記憶させておくことができるので、手術器具４０を使用する際、手術器具４０ごとに適切な値θ１を容易に使用することができる。また、本実施形態では、記憶部４５には、値θ０も記憶されている。これにより、値θ１と同様に手術器具４０ごとに異なる値θ０を、手術器具４０に設けられた記憶部４５に予め記憶させておくことができるので、手術器具４０を使用する際、手術器具４０ごとに適切な値θ０を容易に使用することができる。
【0080】
また、本実施形態では、値θ２と値θ１とに基づく補正値（Δθ）を記憶する一時記憶部２６は、ロボット本体２７に設けられている。これにより、手術中において、手術器具４０をロボットアーム２１ａから取り外して、ロボットアーム２１ａに再び取り付ける場合にも、ロボット本体２７に設けられた一時記憶部２６に補正値（Δθ）が記憶されているので、補正値（Δθ）を取得し直す必要がない。その結果、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けのたびに、補正値（Δθ）を取得し直す手間を省くことができる。一時記憶部２６に記憶された補正値（Δθ）は、手術ごとに（例えば、ロボット本体２７の電源を落としたり再起動したりするごとに）リセット（削除）される。このため、手術ごとに適切なΔθを取得することが可能である。
【0081】
また、本実施形態では、コントローラ２４は、ロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り付けたタイミング、および、キャリブレーションを実行する操作を受け付けるユーザインターフェース（操作ハンドル１１またはタッチパネル１４など）を操作したタイミング、のうちの少なくともいずれか一方のタイミングで、キャリブレーションを開始する。これにより、ロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り付けたタイミングでキャリブレーションを開始する場合、ロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り付けるだけで、キャリブレーションを実施することができるので、ユーザの手間を省くことができる。また、キャリブレーションを実行する操作を受け付けるユーザインターフェースを操作したタイミングでキャリブレーションを開始する場合、ユーザの所望のタイミングでキャリブレーションを実施することができる。なお、操作ハンドル１１またはタッチパネル１４は、ユーザインターフェースの一例である。
【0082】
また、ロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り付けたタイミングでキャリブレーションを開始する場合、コントローラ２４は、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回であるか否かを判定する。コントローラ２４は、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回であると判定した場合、キャリブレーションを開始し、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回ではないと判定した場合、キャリブレーションを開始しない。これにより、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回であると判定した場合（すなわち、キャリブレーションが未実施の場合）、キャリブレーションを適切に開始することができる。また、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回ではないと判定した場合（すなわち、キャリブレーションが実施済みの場合）、キャリブレーションを開始しないので、キャリブレーションが不必要に実施されることを回避することができる。
【0083】
コントローラ２４は、ロボットアーム２１ａに手術器具４０が取り付けられると、記憶部４５から手術器具４０のシリアル番号を取得し、取得した手術器具４０のシリアル番号に基づいて、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回であるか否かを判定する。具体的には、コントローラ２４は、取得した手術器具４０のシリアル番号が、記憶部２５または一時記憶部２６に記憶されていない場合、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回であると判定する。また、コントローラ２４は、取得した手術器具４０のシリアル番号を記憶部２５または一時記憶部２６に記憶させる。また、コントローラ２４は、取得した手術器具４０のシリアル番号が、記憶部２５または一時記憶部２６に記憶されている場合、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回ではない（２回目以降である）と判定する。コントローラ２４は、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回ではないと判定した場合、キャリブレーションを開始せず、初回取付時の補正値（Δθ）によりθ０を補正する。
【0084】
また、本実施形態では、コントローラ２４は、値θ２と、値θ１と、手術器具４０の使用回数に応じて予め決められたモータ２１２ａの回転角度に対応する値θａとに基づいて、値θ０を補正する。これにより、値θ２と、値θ１とだけでなく、手術器具４０の使用回数に応じて予め決められた閉め込み角度θａにも基づいて、値θ０を補正することができるので、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが原因のジョー部材４３ａ、４３ｂの把持力の低下をより確実に抑制することができる。値θａは、手術器具４０の使用回数に応じて決められた固定値であり、実験などにより予め求められている。なお、値θａは、第４の値の一例である。
【0085】
（手術器具の取付時の制御処理）
次に、図１２を参照して、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取付時の制御処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、ロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り付けたタイミングで、キャリブレーションを開始する例について説明する。
次に、図１２を参照して、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取付時の制御処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、ロボットアーム２１ａに手術器具４０を取り付けたタイミングで、キャリブレーションを開始する例について説明する。
【0086】
図１２に示すように、まず、ステップＳ１０１において、アダプタ６０を介した手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが行われる。そして、ステップＳ１０２において、嵌合動作モードが開始される。嵌合動作モードでは、ロボットアーム２１ａの係合凸部２１３と、アダプタ６０の駆動伝達部材６１の係合凹部とが嵌合され、アダプタ６０の駆動伝達部材６１の係合凹部６１１と、被駆動部材４４ａ～４４ｄの突起４４１および４４２とが嵌合される。
【0087】
そして、ステップＳ１０３において、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回であるか否かが判定される。手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回であると判定された場合、ステップＳ１０４に進む。そして、ステップＳ１０４において、キャリブレーションが実施されるキャリブレーションモードが開始される。そして、ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ１０６に進む。なお、キャリブレーションモードの処理の詳細については、後述する。
【0088】
また、ステップＳ１０３において、手術器具４０のロボットアーム２１ａへの取り付けが、手術中において初回ではないと判定された場合、ステップＳ１０５に進む。そして、ステップＳ１０５において、閉め角補正が行われる。ステップＳ１０５では、後述する初回取付時のキャリブレーションモードにおいて、θ０ｃ＝θ０＋θａ＋Δθ（θ０ｃは補正後の最大閉め込み角度）の式により、閉め角補正が行われる。そして、ステップＳ１０６に進む。
【0089】
そして、ステップＳ１０６において、把持力チェックモードが開始される。把持力チェックモードでは、ジョー部材４３ａ、４３ｂによる把持力として、所定の把持力が出力可能であるか否かが判定される。そして、ジョー部材４３ａ、４３ｂによる把持力として、所定の把持力が出力可能である場合、制御処理が終了される。
【0090】
（キャリブレーションモードの制御処理）
次に、図１３を参照して、キャリブレーションモードの制御処理をフローチャートに基づいて説明する。
次に、図１３を参照して、キャリブレーションモードの制御処理をフローチャートに基づいて説明する。
【0091】
図１３に示すように、ステップＳ２０１において、ジョー部材４３ａ、４３ｂの閉め込み動作が行われる。閉め込み動作では、ジョー部材４３ａ、４３ｂが、θ０＋θａ＋Δθ（ただし、Δθ＝０）の閉め込み角度まで閉め込まれるように駆動される。
【0092】
そして、ステップＳ２０２において、所定の電流値Ｉ１となるときのモータ２１２ａの回転角度が取得される。この際、モータ２１２ａの電流値は、モータ２１２ａの摩擦および慣性を考慮して取得される。また、この際、位置検出部２１２ｃにより検出された所定の電流値Ｉ１となるときのモータ２１２ａの回転角度が、上記式（１）により、ジョー部材４３ａ、４３ｂの閉め込み角度に変換されることにより、閉め込み角度の値θ２が取得される。
【0093】
そして、１回目のステップＳ２０３において、値θ２が、値θ１に対して所定範囲内であるか否かが、しきい値θＳ１に基づいて判定される。具体的には、値θ２が、θ１－θＳ１≦θ２－Δθ≦θ１＋θＳ１（ただし、Δθ＝０）の範囲内であるか否かが判定される。値θ２が、値θ１に対して所定範囲内であると判定された場合、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが小さく、補正が必要ないと判定できるため、補正が行われずに、制御処理が終了される。この場合、記憶部４５に予め記憶されているθ０が、最大閉め込み角度として使用される。
【0094】
また、１回目のステップＳ２０３において、値θ２が、値θ１に対して所定範囲内ではないと判定された場合、ケーブルＡ１、Ａ２の伸びが大きく、補正が必要であると判定できるため、ステップＳ２０４に進む。
【0095】
そして、ステップＳ２０４において、値θ２と値θ１との差分Δθが、補正値として取得される。
【0096】
そして、ステップＳ２０５において、差分Δθが、正常範囲内であるか否かが、しきい値θＳ２に基づいて判定される。具体的には、差分Δθが、θＳ２＜Δθ＜０の範囲内であるか否かが判定される。差分Δθが、正常範囲内であると判定された場合、ステップＳ２０７に進む。
【0097】
そして、ステップＳ２０７において、値θ１と、値θ２とに基づいて、値θ０を補正する閉め角補正が行われる。具体的には、値θ１と値θ２との差分Δθを、値θ０に加えることにより、値θ０が補正される。より具体的には、θ０ｃ＝θ０＋θａ＋Δθ（θ０ｃは補正後の最大閉め込み角度）の式で表されるように、最大閉め込み角度が補正される。
【0098】
そして、ステップＳ２０８において、ジョー部材４３ａ、４３ｂの再閉め込み動作が行われる。再閉め込み動作では、ジョー部材４３ａ、４３ｂが、補正後の最大閉め込み角度θ０ｃまで閉め込まれるように駆動される。そして、ステップＳ２０２に進む。そして、ステップＳ２０２において、所定の電流値Ｉ１となるときの閉め込み角度θ２が再び取得される。
【0099】
そして、ステップＳ２０８を経由した２回目のステップＳ２０３では、θ２－Δθ（ただし、Δθ＝θ２－θ１）が、θ１－θＳ１≦θ２－Δθ≦θ１＋θＳ１の範囲内であるか否かが判定される。ここで、θ２－Δθは、θ２－θ２＋θ１であり、θ１となる。このため、ステップＳ２０３において、θ２－Δθが、θ１－θＳ１≦θ２－Δθ≦θ１＋θＳ１の範囲内であると判定され、補正が行われた状態で、制御処理が終了される。
【0100】
また、ステップＳ２０５において、差分Δθが、正常範囲内ではないと判定された場合、ステップＳ２０９に進む。
【0101】
そして、ステップＳ２０９において、差分Δθが、２回連続で正常範囲内ではないと判定されたか否かが判定される。差分Δθが、２回連続で正常範囲内ではないと判定されていないと判定された場合、ステップＳ２０１に進む。そして、ステップＳ２０１～Ｓ２０５の処理が繰り返される。また、差分Δθが、２回連続で正常範囲内ではないと判定されていないと判定された場合、ステップＳ２１０に進む。そして、ステップＳ２１０において、エラー表示が行われて、制御処理が終了される。
【0102】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0103】
たとえば、上記実施形態では、モータの回転角度に対応する値（θ１、θ２、θ０など）が、ジョー部材の閉め込み角度を表す値である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、モータの回転角度に対応する値が、ジョー部材の閉め込み角度以外を表す値であってもよい。たとえば、モータの回転角度に対応する値が、モータの回転角度であってもよい。
【0104】
また、上記実施形態では、第３の値（θ０）が、ジョー部材の閉じ方向へのモータの最大回転角度に対応する値である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第３の値が、値θ１よりも絶対値が大きい、ジョー部材の閉じ方向へのモータの最大回転角度以外の回転角度に対応する値であってもよい。
【0105】
また、上記実施形態では、第２の値（θ２）と第１の値（θ１）の差分（Δθ）が、正常範囲内であるか否かを判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２の値と第１の値の差分が、正常範囲内であるか否かを判定しなくてもよい。
【0106】
また、上記実施形態では、第２の値（θ２）が第１の値（θ１）に対して所定範囲であるか否かを判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２の値が第１の値に対して所定範囲であるか否かを判定しなくてもよい。
【0107】
また、上記実施形態では、第１の値（θ１）と第３の値（θ０）とを記憶する第１記憶部（４５）が手術器具に設けられ、第２の値（θ２）と第１の値とに基づく補正値（Δθ）を記憶する第２記憶部（２６）がロボット本体に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１記憶部がロボット本体に設けられていてもよいし、第２記憶部が手術器具に設けられていてもよい。また、第２記憶部が、一時記憶部でなくてもよい。
【0108】
また、上記実施形態では、手術器具のロボットアームへの取り付けが、手術中において初回であるか否かを判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、手術器具のロボットアームへの取り付けるたびに、キャリブレーションが開始されてもよい。
【0109】
また、上記実施形態では、第２の値（θ２）と、第１の値（θ１）と、第４の値（θａ）とに基づいて、第３の値（θ０）を補正する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第３の値（θ０）の補正に、第４の値（θａ）を使用しなくてもよい。
【0110】
また、上記実施形態では、手術器具のジョー部材の駆動をモータの回転角度で制御する構成において、ケーブルの伸びが原因のジョー部材の把持力の低下を抑制する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、細長要素としてロッドを使用してもよく、また、被駆動部材として、ギア、プーリ、ベアリングを使用しても良く、手術器具のギア、プーリ、ベアリングおよびロッドの摩耗、焼き付き、かじり、欠けおよび錆等が原因のジョー部材の把持力の低下を補正しても良い。また、本発明では、ジョー部材の摩耗に伴う把持力の低下を補正しても良い。
【0111】
本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。
【0112】
また、上記実施形態では、第２の値（θ２）と、第１の値（θ１）とに基づいて、指令角度としての第３の値（θ０）を補正する例を示したが、図１４に示す変形例のようにしてもよい。図１４に示す変形例では、コントローラ２４は、値θ２と、値θ１と値θ０との差分Δθ２とに基づいて、値θ０を補正せずに、ジョー部材４３ａ、４３ｂの閉め込み動作の指令角度を変更する、キャリブレーションを行う。図１４に示す変形例では、値θ１、および、値θ１と値θ０との差分Δθ２が、記憶部４５に予め記憶されている。キャリブレーションにおいて、コントローラ２４は、モータ２１２ａの回転角度に対応する値が値θ１＋Δθ２になるように（値θ１＋Δθ２を目標値として）モータ２１２ａを回転させてジョー部材４３ａ、４３ｂを閉じている際中に、値θ２を取得する。また、コントローラ２４は、差分Δθ２を、値θ２に加える。これにより、コントローラ２４は、指令角度としての値θ１＋Δθ２を、値θ２＋Δθ２に変更するキャリブレーションを行う。ジョー部材４３ａ、４３ｂは、差分Δθ２を値θ２に加えた閉め込み角度まで、閉め込み可能となる。
【0113】
また、図１５は、差分Δθ２を用いた別の変形例を示す。この例では、値θ０、および、値θ１と値θ０との差分Δθ２が、記憶部４５に予め記憶されている。キャリブレーションにおいて、コントローラ２４は、モータ２１２ａの回転角度に対応する値が値θ０になるように（値θ０を目標値として）モータ２１２ａを回転させてジョー部材４３ａ、４３ｂを閉じている際中に、値θ２を取得する。また、コントローラ２４は、差分Δθ２を、値θ２に加える。これにより、コントローラ２４は、指令角度としての値θ０を、値θ２＋Δθ２に変更するキャリブレーションを行う。ジョー部材４３ａ、４３ｂは、差分Δθ２を値θ２に加えた閉め込み角度まで、閉め込み可能となる。
【符号の説明】
【0114】
２１ａ：ロボットアーム、２４：コントローラ（制御部）、２６：一時記憶部（第２記憶部）、２７：ロボット本体、４０：手術器具、４３ａ、４３ｂ：ジョー部材、４５：記憶部（第１記憶部）、１００：ロボット手術システム、２１２ａ：モータ、Ａ１、Ａ２：ケーブル（細長要素）、Ｉ１：所定の電流値、θ０：値（第３の値）、θ１：値（第１の値）、θ２：値（第２の値）、θａ：値（第４の値）、θＳ１：しきい値（第２しきい値）、θＳ２：しきい値（第１しきい値）、Δθ：差分
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】