專利名稱：主·從式機械手系統及其操作輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及主·從式機械手系統及其操作輸入裝置。
背景技術：
現已開發了很多主·從式機械手系統，這些系統由操作者對操作輸入裝置進行操作，機械手根據該操作進行動作。
可是，通常的主·從式機械手中，即使在機械手臂的動作范圍內存在必須躲避通過的障礙物或不可進入的危險領域等，但是當把操作輸入裝置移動到與該障礙物或危險領域對應的位置上的話，機械手臂依然會碰到障礙物或者進入危險領域。
為了解決這類問題，特開平7-124876號公報(專利文獻1)中，在與由于機械手臂而成為障礙物的位置相對應的操作輸入裝置的動作范圍內配置了位置限制構件，以使操作輸入裝置不會移向禁止機械手臂移動的領域。
此外，特開2004-22328號公報(專利文獻2)中，通過診斷裝置預先取得機械手臂的動作范圍信息，確定用于治療的機械手臂可移動的領域，當操作者要使機械手臂在設定領域外動作時，通過配置在操作輸入裝置中的電機限制操作輸入裝置的可動范圍，從而限制機械手臂向設定領域外動作。
另外，特開平11-333764號公報(專利文獻3)中，在臂接觸對象物時，使用動力傳遞可調裝置對操作輸入裝置提示力反饋并使之感到阻力。
現有的主·從式機械手系統，為了不使操作輸入裝置在機械手臂不可移動的領域內移動，在操作輸入裝置中設置了致動器，通過把力返回給操作者以限制動作。可是，若在操作輸入裝置上設置致動器的話，操作輸入裝置大型化，而且有時會因故障等原因對操作者產生過大的力。
此外，如果在操作輸入裝置中，使用致動器在力反饋上表現動作范圍及壁的話，則在感到臂的部分和可自由動作的部分的領域，還會出現控制復雜且容易產生振動性舉動的問題。
另外，在不希望出現噪音等的環境下，使用通常的電機作為致動器有時也比較困難。例如，在使用MRI裝置作為診斷裝置的這種手術支援機械手系統中，操作輸入裝置使用電機時，由于產生MRI裝置和噪音干涉，故難以利用。
再有，專利文獻1，由于在操作輸入裝置中物理性配置了位置限制構件和接觸元件以限制操作輸入裝置的動作范圍，所以雖然不需要使用電機，但是當障礙物的位置或可動作范圍經常變換時，難以對應。
專利文獻2，是有關機械手臂可動作范圍的設定方法，作為限制操作輸入裝置可動范圍的方法，只能考慮使用電機。
專利文獻3，是有關從屬臂接觸對象物時的操作輸入裝置的力反饋提示，其目的并不是回避障礙物或危險領域。此外，不與對象物接觸的動作，雖然由于使用動力傳遞可調裝置而不受電機的影響，但是機械手與對象物接觸時，卻使用電機的動力以提示力反饋。
發明內容
本發明的目的在于，提供可在操作輸入裝置不使用電機的情況下在力反饋上提示障礙物及動作范圍的限制，并且可靠性優異、小型且操作性良好的主·從式機械手系統及其操作輸入裝置。
為了實現上述目的，本發明的第一形態是，在具備具有臂的機械手、使上述機械手的臂動作的操作輸入裝置、對上述機械手及上述操作輸入裝置進行控制的控制器的主·從式機械手系統中，上述操作輸入裝置，具備在其關節上可對動力傳遞的切斷和使動力傳遞接續的該動力傳遞接續方向進行選擇的動作方向限制切換機構。
適合這種本發明第一形態的比較理想的具體構成例如下所示。
(1)具有可取得上述機械手的臂的動作范圍內的幾何學信息及障礙物信息的傳感器或者診斷裝置，并具備根據由上述傳感器或者上述診斷裝置檢測的上述機械手的臂的動作范圍內的幾何學信息及障礙物信息，對上述機械手的臂可動作的領域進行設定的手段，上述控制器，在要通過上述操作輸入裝置在上述機械手的臂不可動作的領域對上述機械手的臂進行操作時，利用可對配置在上述操作輸入裝置的各關節上的動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇的機構，限制在上述機械手的臂不可移動的領域操作上述操作輸入裝置。
(2)可對配置在上述操作輸入裝置的各關節上的動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇的機構，是使用雙向離合器和三位置電磁線圈及齒條齒輪的直動關節機構。
(3)可對配置在上述操作輸入裝置的各關節上的動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇的機構，是使用雙向離合器和三位置電磁線圈及構成關節的兩個連桿的旋轉關節機構。
(4)上述操作輸入裝置，具備可對上述動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇，并可任意限制握持開閉大小的握持開閉機構。
(5)使用MRI裝置作為取得上述機械手的臂的動作范圍內幾何學信息的診斷裝置。
(6)CT裝置是作為取得上述機械手的臂的動作范圍內幾何學信息的診斷裝置。
(7)上述控制器是控制上述動作方向限制切換機構的選擇以限制上述機械手的臂的動作范圍而構成。
(8)上述控制器，通過選擇上述動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向以精細地切換接續，從而提示上述機械手的臂接觸對象物時的力反饋。
此外，本發明的第二形態，是在主·從式機械手系統中使機械手的臂動作的操作輸入裝置，其中具備在其關節上可對動力傳遞的切斷和使動力傳遞接續的該動力傳遞接續方向進行選擇的動作方向限制切換機構。
根據本發明，可以提供可在操作輸入裝置不使用電機的情況下在力反饋上提示障礙物及動作范圍的限制，并且可靠性優異、小型且操作性良好的主·從式機械手系統及其操作輸入裝置。
圖1是表示本發明一實施形態的主·從式機械手系統的總體構成的概念圖。
圖2是圖1中操作輸入裝置的概念圖。
圖3是圖1中動作方向限制切換機構的概念圖。
圖4是把圖1中動作方向限制切換機構用于直動關節的立體圖。
圖5是使用了圖4的動作方向限制切換機構的操作輸入裝置的立體圖。
圖6是圖5中握持輸入裝置打開狀態的概念圖。
圖7是圖5中握持輸入裝置閉合狀態的概念圖。
具體實施例方式
以下，使用圖1至圖7說明本發明的一實施形態。
圖1是表示本發明一實施形態的主·從式機械手系統的總體構成的概念圖。本實施形態的機械手系統所舉的例子是手術支援系統。
作為操作者的手術醫生170，可以一邊參照由第一機械手110保持的內視鏡125所拍攝的手術器具135，一邊使用操作輸入裝置190的輸入界面165，對位于第二機械手130前端的手術器具135進行操作。參照顯示器100所顯示的圖像，是用第一機械手110保持的內視鏡125拍攝的患者140的患部，通常，手術器具135也與患部一起進入內視鏡125的視野。此外，第一機械手110也可以與第二機械手130一樣使用操作輸入裝置190的輸入界面165使之動作。
患者140的患部的信息，可在手術前或手術中由診斷裝置120取得，該信息被收集到位置信息綜合控制器115。對于被位置信息綜合控制器115取得的患部信息，通過輸入界面116或者操作輸入裝置190的輸入界面165，輸入機械手110、130可動作的安全領域及機械手110、130不可運動的危險領域等。安全領域(可動作領域)及危險領域等信息，通過轉換器105重合映在內視鏡125的圖像上，從而可在參照顯示器100上進行提示。
機械手110、130的信息，被收集到從屬控制器145，機械手110、130的位置姿勢等信息，被送到位置信息綜合控制器115。位置信息綜合控制器115，對設定的安全領域及危險領域等信息和機械手110、130的當前位置的信息進行比較，當機械手110、130要離開安全領域或者要進入危險領域時，則計算出機械手110、130不可運動的方向，并把該信息發送給從屬控制器145。從屬控制器145把該信息發送給主控制器150。
主控制器150，在與機械手110、130不可運動的方向相對應的操作輸入裝置190的一個以上的關節175處，通過驅動電磁線圈185，對雙向離合器180的動力傳遞進行接續，以約束操作輸入裝置190的輸入界面165，不在機械手110、130不可運動的方向運動。
在通常的操作輸入時，被安裝在各關節175上的雙向離合器180，處于動力傳遞被電磁線圈185切斷的狀態，手術醫生170可使輸入界面165自由運動。各關節175設有編碼器及電位差計等傳感器155，由傳感器155取得的關節移動量信息被送至主控制器150。主控制器150，根據這些關節移動量信息，計算操作者170希望機械手110、130移動的方向和姿勢量，并把信息發送給從屬控制器145。從屬控制器145，計算機械手110、130的逆運動學，驅動機械手110、130的各關節，從而使機械手110、130實現操作者170所希望的動作。由此，內視鏡125及手術器具135可按照操作者170的意圖動作。
此外，診斷裝置120，為MRI裝置、CT裝置、超聲波探頭、激光測距器或內視鏡等，可以用圖像或CG等顯示患部及其周圍的信息。輸入界面116，是由鼠標、操縱桿及鍵盤等構成的位置姿勢輸入裝置。
另外，診斷裝置120的診斷圖像坐標系和機械手110、130的坐標系的統合，可以通過物理性地約束診斷裝置120和機械手110、130的基座，或者用圖中未顯示的三維光學位置測量裝置測量診斷裝置120及機械手110、130，取得變換矩陣以進行坐標系的統合而實現。
圖2是表示作為操作者的手術醫生170利用操作輸入裝置190對機械手110、130進行操作的情況的圖。
手術醫生170，坐在椅子230上，肘或前腕放在肘托235上，握住作為輸入界面165的握持部200，通過一邊觀察參照顯示器100一邊操作握持部200，可以移動參照顯示器100上所顯示的機械手或移動把圖像送至參照顯示器100的內視鏡125的視野。
握持部200，經由多個連桿205、210、225、220、215等連接到操作桌240。各個連桿之間作為旋轉關節或直動關節連接。通過在各個關節上適用后述的本實施形態的構成，可以使握持部200自由運動，或者限制向某方向運動。關于關節機構的詳細內容，由圖5說明。在圖2中，握持部200，雖然只用圖表示手術醫生170右腕用的，但是作為同樣輸入界面165的握持部200也可以是左腕用。
此外，肘托235，雖然設在從操作桌240中央立柱延長的構件上，但是也可做成不與操作輸入裝置190的動作范圍產生物理干涉的配置。在操作桌240的中央立柱和肘托235連接的構件上，設置了圖中未顯示的向操作輸入裝置190輸入命令用的開關及信息提示用燈等。
圖3是表示使用設于圖1所示的操作輸入裝置190的各關節175的直動關節上的雙向離合器180時的動力傳遞的切斷和接續情況的圖。在圖3中，實線表示雙向離合器180的動力傳遞被斷開時的狀態，虛線表示對向雙向離合器180的任何一個方向的動力傳遞進行接續，相反方向的旋轉因動力傳遞切斷而自由旋轉時的狀態。此外，實線的各構成要素加下標a表示，虛線的各構成要素加下標b或c表示，同時對各構成要素進行總稱時則省略下標a～c進行說明。
簡單說明雙向離合器180的特點。雙向離合器180，具備支桿315、殼體320、軸承325。支桿315相對殼體320處于實線315a的狀態時，配置在軸承325內徑側的軸330可自由旋轉。支桿315在圖示右側旋轉且支桿315相對殼體320處于右側虛線315b的狀態的話，則配置在軸承325內徑側的軸330，變成在箭頭345方向不能旋轉，而在箭頭350側可自由旋轉的狀態。支桿315在圖示左側旋轉且支桿315相對殼體320處于左側虛線315c的狀態的話，則配置在軸承325內徑側的軸330，變成在箭頭350方向不能旋轉，而在箭頭345側可自由旋轉的狀態。
與桿300成一體的連桿305，具有長孔306，介于軸310與支桿315接續。軸310設置成與支桿315一體。當支桿310相對殼體320處于實線的支桿310a的狀態時，配置在軸承325內徑側的軸330，可以自由旋轉。軸330與同軸上的小齒輪335一致動作。此外，小齒輪335與齒條340嚙合。齒條340固定，小齒輪335由于與該固定的齒條340嚙合而受約束，所以殼體320在箭頭355或360的方向上受到力作用時，若支桿315處于實線的支桿315a的狀態的話，那么殼體320可以在箭頭355或360的方向上自由移動。
實線的桿300a通過電磁線圈185等從左方加力而成為虛線的桿300b的狀態時，與桿300b成一體的連桿305變為虛線的連桿305b的狀態。這時，軸310一邊在連桿305的長孔306內運動一邊變成虛線的軸310b的狀態，與軸310成一體的支桿315變為虛線的支桿315b的狀態。這時，通過雙向離合器180的作用，軸330及一體化而運動的小齒輪335不能在箭頭345的方向上旋轉，只能向箭頭350方向旋轉。為此，殼體320即使受到箭頭360方向的力的作用，在箭頭360方向上殼體320也不會動。另一方面，在箭頭355方向可以自由運動。
相反，桿300a通過電磁線圈185(參照圖1及圖4)等從右方加力而處于虛線的桿300c的狀態時，與桿300c成一體的連桿305變為虛線的連桿305c的狀態。軸310一邊在連桿305的長孔306內運動一邊變成虛線的軸310c的狀態，與軸310成一體的支桿315變為虛線的支桿315c的狀態。這時，通過雙向離合器的作用，軸330及一體化而運動的小齒輪335不能在箭頭350的方向上旋轉，只能向箭頭345方向旋轉。為此，殼體320即使受到箭頭355方向的力的作用，在箭頭355方向上殼體320也不會動。另一方面，在箭頭360方向可以自由運動。
圖4是使用圖3雙向離合器180的直動關節機構的一個軸的立體圖。該直動關節機構是桿410相對基座420在箭頭406、407方向上運動的直動關節機構，下一個關節的基座415以后，連結了若干個相同的關節機構，并與握持部200(參照圖2)連接。
在基座420上固定了直線導軌425及齒條340。在直線導軌425上運動的導承430，安裝了導座440。在導座440上，由桿固定件435對桿410進行固定，由離合器固定件405固定了殼體320。在殼體320上，固定了雙向離合器及使雙向離合器支桿運動的三位置電磁線圈400(相當于圖1中的電磁線圈185)。三位置電磁線圈400，可以把桿300移動及保持為圖3所示的三個狀態(桿300a、300b、300c)。
當手術醫生170輸入的力通過握持部200(參照圖2)傳到下一個關節的基座415上的話，那么在該關節上將受到沿著箭頭406或407方向的力作用。如果三位置電磁線圈400在實線的桿300a的狀態下保持桿300的話，那么雙向離合器的動力傳遞切斷，軸330及小齒輪335可以自由旋轉。這樣小齒輪335，由于可以一邊在齒條340上自由旋轉一邊運動，所以與作用于下一個關節基座415上的力對應，導承430可以在直線導軌425上沿箭頭406或407方向自由移動。
另一方面，設手術醫生170輸入的力通過握持部200(參照圖2)傳到下一個關節的基座415上，箭頭406方向的力作用于該關節上。這時，使操作輸入裝置190在箭頭406方向運動的話，那么假設在與之對應而運動的機械手110或130的方向上有危險領域，并且由主控制器150(參照圖1)計算出不可使機械手110或130在該方向運動，這時，主控制器150，發出驅動三位置電磁線圈400的信號，使支桿315運動并對雙向離合器的動力傳遞功能進行接續，同時使小齒輪335不能在箭頭345方向旋轉而可在箭頭350方向旋轉。由此，導承430，通過小齒輪335和齒條340的嚙合，可在箭頭407方向上運動，但是不能在箭頭406方向運動。因此，手術醫生170，可以在安全側的箭頭407方向上進行操作輸入，但不能在朝向危險領域的箭頭406方向進行操作輸入，從而可以解決把機械手110或130移動到危險領域的問題。
同樣，設箭頭407方向的力作用于下一個關節的基座415上，這時，若使操作輸入裝置190運動到箭頭407方向上的話，那么設在與之對應而運動的機械手110或130的方向上有危險領域，并且由主控制器150(參照圖1)計算出不可使機械手在該方向運動。這時，主控制器150，發出驅動三位置電磁線圈400的信號，使支桿315運動并對雙向離合器的動力傳遞功能進行接續，同時使小齒輪335不能在箭頭350方向旋轉而可在箭頭345方向旋轉。由此，導承430，通過小齒輪335和齒條340的嚙合，可在箭頭406方向上運動，但是不能在箭頭407方向運動。
此外，雖然圖中未顯示，但是該關節的移動量可由線性編碼器測定，并可用主控制器150取得操作輸入量。
圖5是表示省略了操作桌240后的本實施形態的操作輸入裝置190全貌的圖。
在圖2所示的操作桌240的背面安裝了基座585。為了使基座575在基座585背面所固定的直線導軌580上在作為左右方向的箭頭578方向上運動，基座575和直線導軌580介于直動關節而連接。在箭頭578方向上運動的該直動關節上還安裝了被基座585擋住而看不見的本發明的動作方向限制切換機構。
桿560，相對基座575，介于與被安裝在基座575上的齒條570嚙合的動作方向限制切換機構565，在作為上下方向的箭頭563方向上直動。桿560介于固定件555被固定在基座550上。
桿535，相對基座550，介于與被固定在基座550上的齒條545嚙合的動作方向限制切換機構540，在作為前后方向的箭頭537方向上直動。
安裝在桿535上的固定件530介于軸525與連桿520接續，連桿520介于軸525成為旋轉關節。連桿520把軸515作為旋轉軸與連桿510接續，連桿510介于軸505與握持部200接續。
圖5的操作輸入裝置190，由三個直動關節和三個旋轉關節構成，手術醫生可以輸入六個位置姿勢自由度。此外，握持部200，具有圖6所說明的手術器具的開閉關節。
在與箭頭563、537對應的直動關節上，為了補償操作輸入裝置的自重，配置了圖中未顯示的定載荷彈簧。因此，手術醫生170在抓住握持部220進行操作時，可以不必在意操作輸入裝置190的自重，進行自由操作。
在圖5中，在作為旋轉關節的軸525、515、505上，雖然圖中沒有表示動作方向限制切換機構，但是通過把圖3的軸330作為關節軸、把殼體220固定在基座的連桿上，并且把下一個關節的連桿固定在軸330上以替代小齒輪350，則可以實現動作方向限制切換機構。
在圖5中，通過把動作方向限制切換機構只用于三個直動關節，可以自由輸入姿勢，并只對位置輸入進行限制。還可通過在三個旋轉關節上加上動作方向限制切換機構，以限制六個位置姿勢的自由度。
圖6及圖7是表示本實施形態的握持部220不同動作狀態的俯視圖。在握持部200移動的構成要素的符號中，在圖6的狀態下加下標a表示，在圖7的狀態下加下標b表示，同時對各構成要素進行總稱時則省略下標a～b進行說明。
該握持部200，是將食指和拇指按在翼片625、640上，可對手術器具135的開閉操作進行輸入的機構。該握持部200的特點是，相對基座630，即使只按動翼片640，翼片625也能對稱動作，相反即使按動翼片625，翼片640也同樣地動作。由此，開閉操作，可適合習慣只用拇指的人、習慣只用食指的人、或者習慣用兩個指頭的人用這三種方法使用。
在與基座630成一體的凸輪座605上，形成了凸輪盤610可直動的孔606。軸615是翼片625、640的中心轉軸，穿過基座630成為動作方向限制切換機構645的軸。軸615，通過事先設置成與翼片625一體旋轉的形式，可以利用動作方向限制切換機構645限制翼片開閉的角度。動作方向限制切換機構645包含三位置電磁線圈600。此外，還構成為利用圖中未顯示的編碼器可取得翼片開閉的角度。
此外，軸615穿過凸輪盤610的凸輪孔651。在凸輪盤610的凸輪孔651上，與翼片640成一體的軸650和與翼片625成一體的軸620分別穿過。
圖6的翼片640a如圖7翼片640b那樣在閉合方向受力作用的話，那么翼片640a以軸615為中心旋轉，與翼片640a成一體而運動的軸650a也以軸615為旋轉中心而運動。軸650a穿過凸輪孔651a并像圖7凸輪盤610b那樣使圖6的凸輪盤610a運動。由于凸輪盤610a像凸輪盤610b那樣運動，通過凸輪孔651a對軸620a施加變成軸620b的方向的力，與軸620a成一體的翼片625a成為翼片625b。
在本實施形態中，由于是同時對兩片翼片進行開閉的機構，所以與現有的使用普通的平行連桿的機構等相比，結構簡單，制作成本低。
另外，通過使用動作方向限制切換機構645，可以限制握持開閉的大小，或者維持閉合的狀態等。在使用手術器具翼片640、625夾住或放開患部的動作中，當希望限制打開手術器具135的量時，可以限制手術器具翼片640、625開閉的大小，所以有助于提高安全性。此外，由于可以維持閉合的狀態，所以手術醫生170在握住針等對象物的狀態下，無須用力握緊，由此，減少了疲勞。還有，翼片640、625，利用圖中未顯示的彈簧，通常處于圖6所示的開放狀態。
開閉基座630配置了微型開關635，通過用力把翼片640a壓成640b的狀態，微型開關635產生反應。在本實施形態中，構成為微型開關635反應時，動作方向限制切換機構645起作用，翼片640、625保持在閉合的狀態。此外，為了解除翼片640、625閉合的狀態，可以通過用手指按下圖中未顯示的另外的按鍵來實現。
在限制手術器具開閉量時，預先利用輸入界面116輸入最大開閉量，使用動作方向限制切換機構645實現。
此外，在動作方向限制切換機構645中，通過用主控制器150控制動力傳遞的接續方向和斷開，不僅可表現障礙物及危險領域的壁，而且可以在力反饋上提示機械手臂接觸到對象物時的柔軟度及硬度。也就是說，控制器150，通過選擇動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向以精細地切換接續，可以提示機械手110或130的臂接觸到對象物時的力反饋。
如上所述，利用本實施形態的話，在不需要提示安全領域及危險領域等情況時，可以自由地使操作輸入裝置190運動；當需要提示安全領域及危險領域等情況時，可以不使用電機地限制向危險領域方向的運動，從而可以實現向安全領域方向的自由動作。并且，操作輸入裝置190，可不使用電機地在力反饋上提示限制手術醫生的動作范圍及障礙物，在小型化及控制安全性方面非常有效，并可做成操作性好的操作輸入裝置190。此外，由于沒有電機，在使用MRI裝置等希望降低噪音影響的環境下，是非常有效的。進而，由于沒有電機，故制造成本低。
此外，在手術器具135的開閉操作中，還可以實現例如在由手術器具135夾住或放開的動作中限制手術器具135的打開量，或者減輕使手術器具135閉合時抓緊握持部200而造成的疲勞，從而可以提高操作性。
另外，在本實施形態中，雖然使用了雙向離合器作為實現動作方向限制切換機構的動力傳遞的斷開和接續機構，但是也可以使用各兩個單向離合器及電磁線圈來實現。
在本實施形態中，介紹了手術支援機械手的操作輸入裝置，但是本發明還可以作為仿人的臂及產業用機械手的臂等的操作輸入裝置加以實用。
權利要求
1.一種主·從式機械手系統，具備具有臂的機械手、使上述機械手的臂動作的操作輸入裝置、對上述機械手及上述操作輸入裝置進行控制的控制器，其特征在于，上述操作輸入裝置，具備在其關節上可對動力傳遞的切斷和使動力傳遞接續的該動力傳遞接續方向進行選擇的動作方向限制切換機構。
2.如權利要求1所述的主·從式機械手系統，其特征在于，具有可取得上述機械手的臂的動作范圍內的幾何學信息及障礙物信息的傳感器或者診斷裝置，并具備根據由上述傳感器或者上述診斷裝置檢測的上述機械手的臂的動作范圍內的幾何學信息及障礙物信息，對上述機械手的臂可動作的領域進行設定的手段，上述控制器，在要通過上述操作輸入裝置在上述機械手的臂不可動作的領域對上述機械手的臂進行操作時，利用配置在上述操作輸入裝置的各關節上的可對動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇的機構，限制在上述機械手的臂不可移動的領域操作上述操作輸入裝置。
3.如權利要求1所述的主·從式機械手系統，其特征在于，配置在上述操作輸入裝置的各關節上的可對動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇的機構，是使用雙向離合器和三位置電磁線圈及齒條齒輪的直動關節機構。
4.如權利要求1所述的主·從式機械手系統，其特征在于，配置在上述操作輸入裝置的各關節上的可對動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇的機構，是使用雙向離合器和三位置電磁線圈及構成關節的兩個連桿的旋轉關節機構。
5.如權利要求1所述的主·從式機械手系統，其特征在于，上述操作輸入裝置，具備可對上述動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向進行選擇，并可任意限制握持開閉大小的握持開閉機構。
6.如權利要求2所述的主·從式機械手系統，其特征在于，使用MRI裝置作為取得上述機械手的臂的動作范圍內幾何學信息的診斷裝置。
7.如權利要求2所述的主·從式機械手系統，其特征在于，CT裝置是作為取得上述機械手的臂的動作范圍內幾何學信息的診斷裝置。
8.如權利要求1所述的主·從式機械手系統，其特征在于，上述控制器是控制上述動作方向限制切換機構的選擇以限制上述機械手的臂的動作范圍而構成。
9.如權利要求1所述的主·從式機械手系統，其特征在于，上述控制器，通過選擇上述動力傳遞的切斷和動力傳遞接續方向以精細地切換接續，從而提示上述機械手的臂接觸對象物時的力反饋。
10.一種操作輸入裝置，它是在主·從式機械手系統中使機械手的臂動作的操作輸入裝置，其特征在于，具備在其關節上可對動力傳遞的切斷和使動力傳遞接續的該動力傳遞接續方向進行選擇的動作方向限制切換機構。
全文摘要
在主·從式機械手系統中，為了做成可在操作輸入裝置不使用電機的情況下在力反饋上提示障礙物及動作范圍的限制，并且可靠性優異、小型且操作性良好的系統，該系統具備，具有臂的機械手(110、130)、使機械手(130)的臂動作的操作輸入裝置(190)、對機械手(110、130)及操作輸入裝置(190)進行控制的控制器(145、150)。操作輸入裝置(190)具備，在其關節上可對動力傳遞的切斷和使動力傳遞接續的該動力傳遞接續方向進行選擇的動作方向限制切換機構。
文檔編號B25J3/00GK1864938SQ20061008245
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月19日 優先權日2005年5月20日
發明者岸宏亮, 梅北和弘 申請人:株式會社日立制作所