本发明涉及弯曲机构及医疗用机械手。
背景技术：
已知有一种在细长的插入部的前端部具备弯曲关节的医疗用机械手，该弯曲关节用于变更在前端具备的处置用具的方向(例如参照专利文献1。)。
该医疗用机械手通过沿着插入部配置且与比弯曲关节靠前端侧的摆动构件连接的2根连杆的推拉，使摆动构件摆动，从而使固定于摆动构件的处置用具摆动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4402313号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
但是，专利文献1的医疗用机械手在处置用具的前端受到较大的外力的情况下，向一方的连杆施加的应力可能变得过大，为了提高耐久性而必须加粗2根连杆，存在难以实现插入部的细径化这样的不良情况。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种在避免向各部作用过大的应力的同时能够实现插入部的细径化的弯曲机构及医疗用机械手。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明提供以下方案。
本发明的一方案提供一种弯曲机构，其中，该弯曲机构具备：细长的支承构件；摆动构件，其以能够绕与该支承构件的长度轴交叉的轴线进行摆动的方式支承于该支承构件的前端；第1驱动力传递构件，其沿着所述支承构件的所述长度轴配置，传递在基端被施加的驱动力，使所述摆动构件相对于所述支承构件摆动；第2驱动力传递构件，其沿着所述支承构件的所述长度轴配置在以所述支承构件的中心轴为中心而与所述第1驱动力传递构件相反的一侧，传递在基端被施加的驱动力，使所述摆动构件相对于所述支承构件摆动；以及连结部，其设置于所述第1驱动力传递构件及所述第2驱动力传递构件中的至少一方，在该一方的容许应力小于另一方的容许应力时，切换该一方的连结状态，使得通过所述摆动构件受到的外力而向该一方传递的力变小。
根据本方案，当在支承构件的基端侧向第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件施加驱动力时，通过第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件而传递的驱动力被传递到摆动构件，使摆动构件在支承构件的前端绕轴线摆动。第1驱动力传递构件的容许应力与第2驱动力传递构件的容许应力根据摆动构件的摆动方向而不同。
例如，在一方的第1驱动力传递构件的容许应力小于另一方的第2驱动力传递构件的容许应力的情况下，通过设置于第1驱动力传递构件的连结部来进行切换，使得由第1驱动力传递构件传递的力变小。
由此，在由于弯曲而容许应力变得相对大的第2驱动力传递构件中，承受摆动构件受到的外力，容许应力变小的第1驱动力传递构件可以不受到过大的应力，能够防止第1驱动力传递构件的破损。在该情况下，不增大以第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件为首的各部的刚性，而是通过使传递的驱动力的大小变化来防止破损，因此，能够防止各部的剖面尺寸的增大而实现插入部的细径化。
在上述方案中也可以是，所述连结部在所述摆动构件相对于所述支承构件的摆动角度超过阈值的情况下进行切换，使得所传递的力变小。
通过这种方式，基于预先设定的阈值来切换所传递的力，因此，通过阈值的设定，能够选择由第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件这两方受到外力还是由一方受到外力。通过该选择，各部的剖面尺寸、插入部的直径等自由度提高。
在上述方案中也可以是，该弯曲机构还具备操作部，该操作部使所述摆动构件相对于所述支承构件以根据操作量而决定的所述摆动角度摆动，所述连结部在所述摆动角度超过阈值的情况下进行切换，使得所传递的驱动力变小。
通过这种方式，切换所传递的驱动力的大小的阈值与操作部受理到的操作量被关联起来。通过该关联来设定与操作量相应的摆动角度的阈值。
在上述方案中也可以是，所述连结部具备具有引导槽的槽凸轮、以及在所述长度轴方向上与该槽凸轮的所述引导槽卡合的卡合部，根据所述操作量来切换所述引导槽与所述卡合部在所述长度轴方向上的卡合位置。
通过这种方式，根据长度轴方向的卡合部的卡合位置，连结部产生沿着长度轴方向而自由移动的区域。在连结部自由移动的状态下，可以不受到过大的应力，能够防止具有连结部的第1驱动力传递构件或第2驱动力传递构件的破损。
在上述方案中也可以是，所述引导槽具备：约束区域，其固定所述卡合部相对于所述引导槽的所述长度轴方向上的位置；以及游动区域，其能够使所述卡合部相对于所述引导槽的所述长度轴方向上的位置游动，在所述摆动角度超过所述阈值的情况下，将所述卡合部的所述长度轴方向上的位置从所述约束区域切换到所述游动区域。
通过这种方式，当以根据摆动角度设定的阈值为基准而将卡合部的位置切换到游动区域时，具有连结部的第1驱动力传递构件或第2驱动力传递构件也可以不受到过大的应力。
在上述方案中也可以是，所述连结部设置于所述第1驱动力传递构件及所述第2驱动力传递构件双方，所述引导槽具备半约束区域，该半约束区域在规定的范围内约束所述卡合部相对于所述引导槽的所述长度轴方向上的移动，该弯曲机构具备如下机构：在进行所述摆动构件的摆动操作的情况下，将所述卡合部配置在半约束区域，在所述摆动构件摆动后的状态下不进行所述摆动动作的情况下，将位于所述长度轴方向的更靠前端侧的一方的所述卡合部配置在所述摆动区域，将另一方的所述卡合部配置在所述约束区域。
通过这种方式，通过配置于半约束区域，在规定的范围内容许连结部中的卡合部的移动，因此，即便通过操作部而对第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件操作相同的操作量，也能够以不向第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件施加过度的力的方式使摆动构件摆动。
在上述方案中也可以是，所述机构根据所述操作部受理到的解除操作，从限制所述摆动构件的摆动的限制状态切换到能够使所述摆动构件摆动的可摆动状态，将所述卡合部配置在半约束区域。
通过这种方式，在未受理解除操作的状态下，摆动构件不弯曲，在受理到解除操作的状态下，摆动构件根据操作量而弯曲。由此，即便通过操作部而对第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件操作相同的操作量，也能够以不向第1驱动力传递构件及第2驱动力传递构件施加过度的力的方式使摆动构件摆动。
在上述方案中也可以是，具有所述连结部的所述第1驱动力传递构件及所述第2驱动力传递构件中的至少一方具备：前端侧传递构件，其与所述连结部的前端连接而沿着所述长度轴方向移动；以及基端侧传递构件，其与所述连结部的基端连接而沿着所述长度轴方向移动，所述连结部具备：双臂曲柄，其以能够以摆动中心为中心而摆动的方式固定于所述基端侧传递构件；以及槽凸轮，其具有引导槽，该双臂曲柄的一端固定于所述前端侧传递构件的基端，在超过所述摆动角度的所述阈值的情况下，所述双臂曲柄的另一端从相对于所述引导槽的与所述长度轴方向正交的方向上的位置被固定的状态切换为能够摆动的状态。
通过这种方式，能够通过以双臂曲柄为主的较少的部件，使得容许应力变小的第1驱动力传递构件或第2驱动力传递构件可以不受到过大的应力。
在上述方案中也可以是，所述连结部使所述第1驱动力传递构件和所述第2驱动力传递构件能够在所述支承构件的所述长度轴方向的两个方向上传递所述驱动力。
通过这种方式，当在支承构件的长度轴方向的两个方向上传递驱动力时，在任意一个方向上都能够防止产生过大的应力。
此外，本发明的其他方案提供一种医疗用机械手，其中，该医疗用机械手具备：上述方案的弯曲机构；以及安装于所述摆动构件的处置用具。
根据本方案，第1动力传递构件及第2驱动力传递构件可以不受到过大的应力，能够降低第1动力传递构件及第2动力传递构件的破损。
发明的效果
根据本发明，起到如下效果：即便在不增大结构构件的直径的情况下向前端施加外力，为了使前端摆动而设置在前端附近的弯曲机构也不破损。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的医疗用机械手的整体结构图。
图2是示出弯曲机构未弯曲的状态下的图1的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图3是示出弯曲机构弯曲的状态下的图1的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图4是示出图1的医疗用机械手的内侧的第1连杆及外侧的第1连杆各自的弯曲角度与容许轴力之间的关系的曲线图。
图5是示出图1的医疗用机械手的内侧的第1连杆及外侧的第1连杆各自的弯曲角度与容许外力之间的关系的曲线图。
图6是示出弯曲机构未弯曲的状态下的第2实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图7是示出弯曲机构弯曲的状态下的第2实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图8是示出弯曲机构未弯曲的状态下的第3实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图9a是示出第3实施方式中的凸块的引导槽与第1连杆之间的位置关系的说明图。
图9b是示出第3实施方式中的凸块的引导槽与第1连杆之间的位置关系的立体图。
图10是示出将手柄向前端侧按压而使弯曲机构能够弯曲的状态下的第3实施方式的医疗用机械手的一部的剖视图。
图11a是示出第3实施方式中的凸块的引导槽与第1连杆之间的位置关系的说明图。
图11b是示出第3实施方式中的凸块的引导槽与第1连杆之间的位置关系的立体图。
图12是示出图12的凸块的引导槽与第1连杆之间的位置关系的剖视图。
图13是示出弯曲机构弯曲的状态下的第3实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图14a是示出第3实施方式中的凸块的引导槽与第1连杆之间的位置关系的说明图。
图14b是示出第3实施方式中的凸块的引导槽与第1连杆之间的位置关系的立体图。
图15是示出弯曲机构未弯曲的状态下的第4实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图16是示出弯曲机构弯曲的状态下的第4实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图17是示出弯曲机构未弯曲的状态下的第5实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图18是示出第5实施方式的槽凸轮的放大剖视图。
图19是示出将手柄向前端侧按压而使弯曲机构能够弯曲的状态下的第5实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
图20是示出弯曲机构弯曲的状态下的第5实施方式的医疗用机械手的一部分的剖视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，参照附图对本发明的一实施方式的弯曲机构5及医疗用机械手1进行说明。
如图1所示，本实施方式的医疗用机械手1具备对患部进行处置的处置用具2、细长的插入部3、与该插入部3的基端连接的操作部4。通过插入部3和操作部4而构成弯曲机构5。处置用具2被安装于后述的插入部3的摆动构件7。
如图1所示，插入部3具备：细长的支承构件6；摆动构件7，其以能够绕与支承构件6的长度轴正交的摆动轴线进行摆动的方式支承于支承构件6的前端；以及2组连杆8a、8b，它们传递在支承构件6的基端的操作部4中被施加的驱动力，使摆动构件7相对于支承构件6摆动。各组连杆8a、8b具备沿着支承构件6的长度轴配置的长尺寸的第1连杆(第1驱动力传递构件、第2驱动力传递构件、前端侧传递构件)9a、9b、以及以能够绕与摆动轴线平行的轴线进行摆动的方式与该第1连杆9a、9b及摆动构件7连结的短尺寸的短连杆10a、10b。
这里，定义由图1所示的x轴、y轴、z轴构成的坐标轴。在该坐标轴中，将支承构件6的长度轴定义为x轴，将x轴的正方向定义为具备处置用具2的图1的左方向。此外，将与x轴正交的支承构件6的径向定义为y轴，将y轴的正方向定义为图1的上方向。此外，定义分别与x轴及y轴正交的z轴，将z轴的正方向定义为从图1的表面贯穿到背面的方向。在以后的图中示出的坐标轴相互处于相关关系。另外，也将x轴正方向称为前端方向或前端侧，也将x轴负方向称为基端方向或基端侧。
图2示出摆动构件7不摆动(弯曲)而与x轴平行的状态时的医疗用机械手1。如图2所示，操作部4具备基座13、通过操作者操作而被施加驱动力且能够旋转地安装于基座13的手柄11、以及将施加于该手柄11的驱动力供给到2组连杆8a、8b且能够使摆动构件7摆动的弯曲机构5。
弯曲机构5具备：以能够沿着连杆8a、8b的长度方向进行直线移动的方式支承于基座13的2根第2连杆(第1驱动力传递构件、第2驱动力传递构件、基端侧传递构件)14a、14b；安装于该第2连杆14a、14b的未图示的齿条齿轮；设置于手柄11且配置在平行的2个第2连杆14a、14b之间并且与齿条齿轮啮合的未图示的小齿轮；以及在第1连杆9a、9b与第2连杆14a、14b之间使力的传递状态变化的连结部30a、30b。另外，第1连杆9a及第2连杆14a相当于权利要求中的第1驱动力传递构件，第1连杆9b及第2连杆14b相当于权利要求中的第2驱动力传递构件。
第2连杆14a、14b在手柄11以手柄中心轴11c为中心进行旋转时，经由齿条齿轮及小齿轮而沿着x轴直线移动。在本实施方式中，当手柄11顺时针旋转时，图1中的上侧所示第2连杆14a向基端侧移动，图1中的下侧所示的第2连杆14b向前端侧移动。当手柄11逆时针旋转时，第2连杆14a向前端侧移动，第2连杆14b向基端侧移动。
连结部30a、30b分别以包含支承构件6的中心轴的zx平面为中心而对称地构成，因此，在本实施方式中，对连结部30a进行说明，省略连结部30b的说明。在连结部30a和连结部30b中，仅仅在标号的最后标注的“a”和“b”不同，之前的标号处于对应关系。
连结部30a具备：相对于第2连杆14a固定了沿着x轴的位置的固定销38a；通过固定销38a相对于第2连杆14a1固定了沿着x轴的位置的槽凸轮31a；形成于第1连杆9a的基端侧的卡合部91a；以及固定于基座13且从基座13向前端侧延伸的中间构件21a。
固定销38a从径向外侧贯穿第2连杆14a，从径向外侧将槽凸轮31a固定。固定销38a能够沿着y轴方向在规定的范围内移动。槽凸轮31a具有以与y轴平行的轴为中心轴的引导槽34a、以及朝z轴负方向突出的2个卡合销32a、33a。引导槽34a从径向外侧依次具有小宽度槽(约束区域)37a、锥形槽36a以及大宽度槽(游动区域)35a。
小宽度槽37a在zx平面内具有矩形状的剖面，该矩形状的剖面沿着x轴及z轴而具有固定的长度。大宽度槽35a在zx平面内具有矩形状的剖面，该矩形状的剖面具有比小宽度槽37a大的沿着x轴的长度和与小宽度槽37a相同的沿着z轴的长度。锥形槽36a具有从小宽度槽37a朝向大宽度槽35a沿着y轴渐渐增大剖面面积的倾斜的矩形状的剖面。小宽度槽37a、大宽度槽35a以及锥形槽36a各自的沿着y轴的长度根据摆动构件7的弯曲角度被设定。
卡合销32a、33a分别形成在与x轴平行的相同的轴线上。卡合销32a、33a具有朝z轴负方向延伸的圆柱状的形状。在中间构件21a中形成有分别供卡合销32a、33a卡合的2个狭缝22a、23a。如图2所示，狭缝22a、23a是使所卡合的卡合销32a、33a越接近前端侧越去往径向外侧的曲线状的狭缝。
如图2所示，第1连杆9a的卡合部91a与槽凸轮31a的引导槽34a卡合。卡合部91a具有从第1连杆9a的基端朝z轴负方向延伸的圆柱形状。卡合部91a的圆柱的直径形成为与引导槽34a中的小宽度槽37a的沿着x轴的长度相同。在图2所示的摆动构件7未弯曲的状态下，第2连杆14a、14b各自的沿着x轴的位置相同。在该情况下，形成于第1连杆9a、9b的卡合部91a、91b与引导槽34a、34b的小宽度槽37a、37b卡合。换言之，卡合部91a、92b相对于引导槽34a、34b的卡合位置是小宽度槽37a、37b中的对沿着x轴的位置进行限制的与yz平面平行的面。此外，形成于槽凸轮31a、31b的卡合销32a、33a、32b、33b在狭缝22a、23a、22b、23b中的正中央附近卡合。在狭缝22a、23a、22b、23b中的正中央附近，所卡合的卡合销32a、33a、32b、33b位于狭缝22a、23a、22b、23b中的径向内侧。
图3示出手柄11顺时针旋转而使摆动构件7弯曲时的医疗用机械手1。当手柄11顺时针旋转时，第2连杆14a向基端侧移动，第2连杆14b向前端侧移动。当第2连杆14a向基端侧移动时，固定于第2连杆14a的前端侧的固定销38a和固定于固定销38a的槽凸轮31a向基端侧移动。其结果是，形成于槽凸轮31a的卡合销32a、33a在所卡合的狭缝22a、23a内向基端侧移动。卡合销32a、33a虽然在狭缝22a、23a内朝x轴负方向移动，但是在沿着y轴的位置处未移动。即，具有卡合销32a、33a的槽凸轮31a在y轴方向上未移动。其结果是，槽凸轮31a的引导槽34a与卡合于引导槽34a的卡合部91a的沿着y轴的位置关系未变化，卡合部91a保持与引导槽34a中的小宽度槽37a卡合的状态。
当手柄11顺时针旋转而使第2连杆14b向前端侧移动时，固定于第2连杆14b的前端侧的固定销38b和固定于固定销38b的槽凸轮31a向前端侧移动。其结果是，在移动的槽凸轮31b中形成的卡合销32b、33b在所卡合的狭缝22b、23b内向前端侧移动。卡合销32b、33b沿着狭缝22b、23b的形状，在向前端侧移动的同时，向径向外侧(y轴负方向)移动。其结果是，槽凸轮31b的引导槽34b与卡合于引导槽34b的卡合部91b的沿着y轴的位置关系变化，如图3所示，卡合部91b的沿着y轴的位置从小宽度槽37b变化到大宽度槽35b。在卡合部91b的沿着y轴的位置位于大宽度槽35b的状态下，由于卡合部91b的直径比大宽度槽35b的沿着x轴的长度小，因此，卡合部91b能够在规定的范围内沿着x轴移动。该情况下的卡合部92b相对于引导槽34b的卡合位置是小宽度槽37b中的对沿着x轴的位置进行限制的与yz平面平行的面。
在医疗用机械手1要从图3所示的状态向图2所示的状态变化的情况下，通过使手柄11逆时针旋转，第2连杆14a向前端侧移动，第2连杆14b向基端侧移动。此时，在连结部30b中，被固定销38b固定的槽凸轮31b向基端侧移动。当形成于槽凸轮31b的卡合销32b、33b沿着狭缝22b、23b的形状向基端侧且径向内侧移动时，槽凸轮31b向径向内侧移动。由此，第1连杆9b的卡合部91b的沿着y轴的位置从大宽度槽35b向锥形槽36b移动，通过锥形槽36b的斜面而被引导到小宽度槽37b，卡合部91b与小宽度槽37b卡合。在医疗用机械手1中，图2所示的摆动构件7未弯曲的状态与图3所示的摆动构件7弯曲的状态的变化通过手柄11的操作而进行。
图4示出在摆动构件7弯曲的情况下，相对于弯曲角度位于内侧的连杆8a与位于外侧的连杆8b的容许应力(容许轴力)的关系。如图4所示，当弯曲角度变大时，弯曲的外侧的连杆8b的容许轴力大幅下降。另一方面，即便弯曲角度变大，弯曲的内侧的连杆8a的容许轴力也仅稍微下降。因此可知，在弯曲时，位于容许应力小的外侧的连杆8b与位于内侧的连杆8a相比容易破损。
图5示出在摆动构件7弯曲时向摆动构件7施加外力的情况下，相对于弯曲角度位于内侧的连杆8a与位于外侧的连杆8b的外力集中时的容许外力的关系。如图5所示，在外力集中于位于外侧的连杆8b的情况下，当弯曲角度变大时，连杆8b的容许外力大幅下降。另一方面，在外力集中于位于内侧的连杆8a的情况下，即便弯曲角度变大，连杆8b的容许外力也不下降而上升。因此可知，在弯曲时外力集中于一方的连杆的情况下，位于外侧的连杆8b与位于内侧的连杆8a相比容易破损。
如图5所示，例如，在想要将容许外力设定为f牛顿(n)以上的情况下，以如下方式形成引导槽34a、34b即可：在弯曲角度从0度(degree)至θ度(degree)之间，第1连杆9a、9b的卡合部91a、91b的沿着y轴的位置位于大宽度槽35a、35b。
以下说明这样构成的第1实施方式的弯曲机构5及医疗用机械手1的作用。
在使用本实施方式的医疗用机械手1进行患部的处置的情况下，将插入部3向体内插入而将前端的处置用具2配置到患部的附近，对设置于操作部4的手柄11进行操作，使摆动构件7相对于支承构件6摆动，由此来调节处置用具2相对于患部的姿势。
当操作手柄11而使手柄11旋转时，如图3所示，使经由齿条齿轮及小齿轮而与手柄11连结的2根第2连杆14a、14b沿着x轴移动。此时，经由固定销38a、38b而固定于第2连杆14a、14b的槽凸轮31a、31b沿着x轴移动。由于在向基端侧移动的第2连杆14a上固定的槽凸轮31a的卡合销32a、33a与狭缝22a、23a卡合，因此，位于y轴正方向的槽凸轮31a不沿着y轴移动。其结果是，第1连杆9a的卡合部91a与引导槽34a的小宽度槽37a卡合，因此，第1连杆9a沿着x轴移动与第2连杆14a的沿着x轴的移动量相同的移动量。
另一方面，如图3所示，由于在向前端侧移动的第2连杆14b上固定的槽凸轮31b的卡合销32b、33b与狭缝22b、23b卡合，因此，槽凸轮31a向径向外侧移动。其结果是，第1连杆9b中的卡合部91b的沿着y轴的位置位于引导槽34b的大宽度槽35b。由于卡合部91b的直径比大宽度槽35b的沿着x轴的长度小，因此，第1连杆9b在规定的范围内不受到第2连杆14b的沿着x轴的移动量的影响。换言之，第1连杆9b能够在规定的范围内沿着x轴自由地移动。
由此，在医疗用机械手1如图3所示的弯曲的状态下，例如，当处置用具2通过某种接触而受到外力时，第1连杆9b能够与第2连杆14b的移动量无关地在规定的范围内沿着x轴移动。即，配置于外侧的第1连杆9b由于未固定位置，因此，即便受到外力，也可以通过移动而不破损。另一方面，配置于内侧的容许应力较大的第1连杆9a能将基于手柄11的沿着x轴的移动传递到摆动构件7。结果是，在具有本实施方式的弯曲机构5的医疗用机械手1中，即便在受理到手柄11的操作的状态下，也能够降低第1连杆9a、9b的相对于外力的破损。
[第2实施方式]
图6示出具备第2实施方式的弯曲机构5a的医疗用机械手1a。图6中示出医疗用机械手1a的摆动构件7未弯曲的状态。第2实施方式的医疗用机械手1a与第1实施方式的医疗用机械手1相比，第2连杆(第1驱动力传递构件、基端侧传递构件)15a和15b(第2驱动力传递构件、基端侧传递构件)以及连结部40a、40b不同。因此，在第2实施方式中，对不同部分进行说明，省略针对相同部分的说明。
第2连杆15a、15b固定于基座13且朝x轴正方向延伸，在延伸出的前端侧向径向内侧延伸。在向径向内侧延伸出的部分，形成有与z轴平行的圆孔151a、151b，该圆孔151a、151b用于将后述的双臂曲柄41a、41b以能够摆动的方式固定。
连结部40a、40b分别以包含支承构件6的中心轴的zx平面为中心而对称地构成，因此，在第2实施方式中，对连结部40a进行说明，省略对连结部40b的说明。在连结部40a和连结部40b中，仅仅在标号的最后标注的“a”和“b”不同，之前的标号处于对应关系。连结部40a具备以在xy平面上能够摆动的方式固定于第2连杆15a的双臂曲柄41a、固定在双臂曲柄41a的前端侧的一端的基端侧固定部92a、以及固定于基座13的槽凸轮49a。
双臂曲柄41a在图6所示的状态下具有将与x轴平行的圆柱状的形状以及与正交于x轴的y轴平行的圆柱状的形状组合而成的形状。在2个圆柱相交的部分形成有摆动中心轴(摆动中心)44a。摆动中心轴44a以能够摆动的方式固定于第2连杆15a的圆孔151a。双臂曲柄41a在径向内侧具有前端侧固定部43a、以及在前端侧固定部43a的另一端与槽凸轮49a卡合的球状的自由端部42a。前端侧固定部43a固定于形成在第1连杆9a上的基端侧固定部92a。
槽凸轮49a具有以与x轴平行的轴为中心轴的引导槽45a。引导槽45a从基端侧依次具有小宽度槽(约束区域)46a、锥形槽47a、以及大宽度槽(游动区域)48a。小宽度槽46a具有比双臂曲柄41a的自由端部42a的直径稍大的固定的槽宽。大宽度槽48a具有比小宽度槽46a的槽宽大的固定的槽宽。锥形槽47a具有从小宽度槽46a向大宽度槽48a渐渐增大槽宽的倾斜的槽。
如图6所示，在弯曲机构5a未弯曲的状态下，双臂曲柄41a的自由端部42a与引导槽45a的小宽度槽46a卡合。在自由端部42a与小宽度槽46a卡合的状态下，双臂曲柄41a无法绕摆动中心轴44a摆动。因此，在该情况下，当第2连杆15a沿着x轴方向移动时，双臂曲柄41a不摆动，沿着x轴移动与第2连杆15a相同的移动量。
图7中示出手柄11顺时针旋转而使摆动构件7弯曲时的医疗用机械手1a。当手柄11顺时针旋转时，第2连杆15a向基端侧移动，第2连杆15b向前端侧移动。当第2连杆15a向基端侧移动时，固定于第2连杆15a的圆孔151a的双臂曲柄41a向基端侧移动。在该情况下，双臂曲柄41a的自由端部42a与图6所示的状态相同，与引导槽45a中的小宽度槽46a卡合。因此，双臂曲柄41a不绕摆动中心轴44a摆动，而沿着x轴向基端侧移动。由此，固定于双臂曲柄41a的前端侧固定部43a的第1连杆9a沿着x轴向基端侧移动与第2连杆15a的沿着x轴的移动量相同的移动量。
当手柄11顺时针旋转而使第2连杆15b向前端侧移动时，固定于第2连杆15b的圆孔151b的双臂曲柄41b向前端侧移动。在该情况下，双臂曲柄41b的自由端部42b的沿着x轴的位置与图6所示的状态不同，位于引导槽45b中的大宽度槽48b。当为该状态时，双臂曲柄41b的自由端部42b未被固定，因此，双臂曲柄41b能够沿着绕摆动中心轴44b的摆动方向dr1旋转。当双臂曲柄41b旋转时，第2连杆15b沿着x轴移动的移动量与双臂曲柄41b沿着x轴移动的移动量不同。例如，当双臂曲柄41b顺时针摆动时，双臂曲柄41a沿着x轴移动的移动量小于第2连杆15b沿着x轴移动的移动量。
在这样构成的第2实施方式的弯曲机构5a及医疗用机械手1a中，当操作手柄11而使手柄11旋转时，如图7所示，第2连杆15a、15b沿着x轴移动。以能够摆动的方式固定于第2连杆15a、15b的双臂曲柄41a、41b沿着x轴移动。移动的结果是，当双臂曲柄41b的自由端部42b的沿着x轴的位置位于引导槽45b的大宽度槽48b时，双臂曲柄41b能够绕摆动中心轴44b摆动。
如图4所示，弯曲机构5a的弯曲角度越大，外侧的第1连杆9b的容许应力越小。在该情况下，在第1连杆9b固定有前端侧固定部43b的双臂曲柄41b能够沿着摆动方向dr1在规定的范围内摆动。因此，配置于外侧的第1连杆9b的位置相对于第2连杆15b未被固定，因此，即便受到外力，也可以在规定的范围内移动而不破损。
[第3实施方式]
图8示出具备第3实施方式的弯曲机构5b的医疗用机械手1b。图8中示出医疗用机械手1b的摆动构件7未弯曲的状态。第3实施方式的医疗用机械手1b与第1实施方式的医疗用机械手1相比，基座13b、手柄11b、按压构件51d、第2连杆(第1驱动力传递构件、基端侧传递构件)57a及第2连杆(第2驱动力传递构件、基端侧传递构件)57b、以及连结部50a、50b不同。因此，在第3实施方式中，对不同部分进行说明，省略针对相同部分的说明。
在基座13b上安装有能够沿着x轴移动的按压构件51d。按压构件51d具备供手柄11b以能够旋转的方式安装的基座部51c、以及从基座部51c向前端侧延伸的凸块推杆按压部51a、51b。基座部51c以y轴为长度方向，在中央安装有能够使手柄11b旋转的手柄中心轴11bc。当手柄11b以手柄中心轴11bc为中心而旋转时，第2连杆57a、57b沿着x轴移动。
凸块推杆按压部51a的一端安装于基座部51c的y轴正方向的端部，在前端侧具有沿着x轴形成的2个卡合销53a。同样，凸块推杆按压部51b的一端安装于基座部51c的y轴负方向的端部，在前端侧具有沿着x轴形成的2个卡合销53b。
连结部50a、50b分别以包含支承构件6的中心轴的zx平面为中心而对称地构成，因此，在第3实施方式中，对连结部50a进行说明，省略对连结部50b的说明。在连结部50a和连结部50b中，仅仅在标号的最后标注的“a”和“b”不同，之前的标号处于对应关系。
连结部50a具备凸块推杆59a、与凸块推杆59a连接的挡块构件65a、在挡块构件65a的径向内侧固定了沿着x轴的位置的凸块60a、将凸块60a向径向外侧施力的施力构件58a、形成于与凸块60a连结的第1连杆9a的小宽度部93a(与图9的说明一同后述)。
如图8所示，凸块推杆59a相对于基座13b而被限制沿着x轴的移动。另一方面，凸块推杆59a相对于基座13b能够沿着y轴移动。凸块推杆59a具有与凸块推杆按压部51a的2个卡合销53a卡合的2个狭缝52a。狭缝52a是越接近前端侧越朝向径向外侧的狭缝。因此，当按压构件51d向前端侧移动时，凸块推杆59a向径向内侧移动。
挡块构件65a相对于基座13b被固定。因此，凸块推杆59a相对于挡块构件65a能够沿着y轴方向移动。挡块构件65a具有：与zx平面平行且形成于基端侧的第1面55a；与zx平面平行且形成于前端侧并且形成在比第1面55a靠径向内侧的第2面56a；以及将第1面55a与第2面连接且与yz平面平行的台阶面54a。
凸块60a具有与第1连杆a的基端侧卡合的引导槽64a(与图9的说明一同后述)。凸块60a中的朝向径向外侧的面与挡块构件65a的第1面55a或者图10中后述的凸块推杆59a的朝向径向内侧的面接触。换言之，凸块60a中的朝向径向外侧的面与挡块构件65a的第1面55a和凸块推杆59a的朝向径向内侧的面中的、位于更靠径向内侧的面接触。在图8所示的状态下，凸块60a中的朝向径向外侧的面被挡块构件65a的第1面55a规定沿着y轴的位置。
第2连杆57a以能够沿着连杆8a、8b的长度方向进行直线移动的方式支承于基座13b，向前端侧延伸，且沿着x轴方向移动。在第2连杆57a的前端侧固定有施力构件58a。施力构件58a在固定于第2连杆57a的一侧的相反侧，固定于凸块60a。施力构件58a对凸块60a向径向外侧施力。
图9a中示出在医疗用机械手1b为图8所示的状态时形成于凸块60a的引导槽64a与第1连杆9a的卡合关系。如图9a所示，引导槽64a从径向内侧朝向径向外侧依次具有固定槽(约束区域)63a、容许槽(游动区域)62a以及半固定槽(半约束区域)61a。此外，如图9b所示，第1连杆9a的小宽度部93a以与x轴平行的第1连杆9a的中心轴op为中心，直径比其他部分的直径小。小宽度部93a的沿着x轴的长度与固定槽63a的沿着x轴的长度相同。因此，当小宽度部93a与固定槽63a卡合时，第1连杆9a相对于凸块60a被固定。固定槽63a的yz平面上的剖面是比第1连杆9a的剖面面积大的大致圆形状。与图11及图12一起说明半固定槽61a的详细结构。
在图8及图9a所示的状态下，当手柄11b要旋转时，第2连杆57a、57b要沿着x轴移动，但凸块60a或凸块60b的朝向前端侧的面会与台阶面54a或台阶面54b接触。因此，在图8及图9所示的状态下，手柄11b基本不能旋转，摆动构件7的弯曲角度较小。换言之，该状态是不能够自由地弯曲摆动构件7的被限制的状态。
图10示出为了使摆动构件7大幅弯曲而进行所需要的弯曲操作时的状态。在第3实施方式的医疗用机械手1b中，为了使摆动构件7弯曲，需要使手柄11b相对于基座13b向前端侧移动。图10所示的手柄11b及按压构件51d与图8所示的状态相比，相对于基座13b向前端侧进行了移动。当按压构件51d向前端侧移动时，按压构件51d的卡合销53a、53b沿着凸块推杆59a、59b的狭缝52a、52b向前端侧移动。由此，凸块推杆59a、59b能够沿着y轴移动，因此，向径向内侧移动。
在图10所示的状态下，与图8所示的状态不同，凸块60a、60b中的朝向径向外侧的面与凸块推杆59a、59b的朝向径向内侧的面接触。即，凸块60a、60b被移动到径向内侧的凸块推杆59a、59b规定了沿着y轴的位置。
当凸块60a、60b向径向内侧移动时，第1连杆9a、9b相对于凸块60a、60b的引导槽64a、64b的沿着y轴的位置变化。图11a、图11b中示出在医疗用机械手1为图10所示的状态时，形成于凸块60a的引导槽64a与第1连杆9a的卡合关系。如图11a、图11b所示，第1连杆9a的小宽度部93a卡合于半固定槽61a。
图12中示出小宽度部93a卡合于半固定槽61a的情况下的与xy平面平行的剖视图。如图11a、11b及图12所示，半固定槽61a具有形成于基端侧且直径与小宽度部93a相同的大致圆柱状的部分、以及形成于前端侧并且直径比小宽度部93a大且直径与第1连杆9a的剖面面积相同的大致圆柱状的部分。在半固定槽61a中，在距离δt的范围内存在直径较大的部分，使得第1连杆9a的直径较大的部分也能够沿着x轴移动。在第3实施方式中，第2连杆57a的沿着x轴的移动距离与第2连杆57b的沿着x轴的移动距离处于对称的关系。另一方面，在摆动构件7弯曲时，第1连杆9a的沿着x轴的移动距离与第1连杆9b的沿着x轴的移动距离不为对称的关系。因此，通过在半固定槽61a设置距离δt的间隙，从而吸收了第1连杆9a、9b与第2连杆57a、57b的移动距离的差分。在图11a、11b及图12所示的状态下，第1连杆9a的沿着x轴的移动量与第1连杆9b的沿着x轴的移动量之差在规定的范围内。
在图10所示的状态下，通过施力构件58a、58b的作用力，作用有将凸块推杆59a、59b向径向外侧推回的力。由于凸块推杆59a、59b的狭缝52a、52b与凸块推杆按压部51a、51b的卡合销53a、53b卡合，因此，按压构件51d受到向基端侧按压的力。由此，手柄11b受到向基端侧按压的力。
在该状态下，当将手柄11b向基端侧渐渐移动且例如使手柄11b顺时针旋转时，如图13所示，在凸块推杆59b返回图8所示的径向外侧的位置之前，凸块60b越过挡块构件65b的台阶面54b，向挡块构件65b的第2面56b的位置移动。与此对称地，凸块60a向挡块构件65a的第1面55a的位置移动。
在该情况下，第1连杆9a的小宽度部93a与图8及图9所示的状态时同样，与引导槽64a的固定槽63a卡合。另一方面，在图13所示的状态下，第1连杆9b与引导槽64b卡合的部分与图8及图9所示的状态不同。
图14a、图14b中示出在医疗用机械手1为图13所示的状态时形成于凸块60b的引导槽64b与第1连杆9b之间的卡合关系。如图14a所示，第1连杆9b的小宽度部93b的沿着y轴的位置位于容许槽62b。因此，在第1连杆9b沿着x轴方向移动的情况下，第1连杆9b不与凸块60b接触，因此，能够在卡合销53b可在狭缝52b内移动的范围内沿着x轴自由地移动。即，在第3实施方式中，为了使摆动构件7弯曲，从图8所示的手柄11b只稍微旋转的限制状态开始，如图10所示，手柄11b受理使手柄11b向前端侧移动的解除操作，由此解除限制状态。之后，手柄11b能够旋转，在图13所示的状态下，切换为摆动构件7能够摆动的状态。
在这样构成的第3实施方式的弯曲机构5b及医疗用机械手1b中，当图8所示的摆动构件7未弯曲时，即便使手柄11b旋转，凸块60a、60b的沿着x轴的位置也被挡块构件65a、65b的台阶面54a、54b限制。因此，与凸块60a、60b连结的第1连杆9a、9b基本无法沿着x轴移动。当从该状态起，如图10所示的状态那样向前端侧按压手柄11b时，凸块推杆59a、59b向径向内侧移动，由此，凸块60a、60b也向径向内侧移动。当从该状态起使手柄11b旋转时，凸块60a、60b不被挡块构件65a、65b的台阶面54a、54b限制，因此，能够沿着x轴在规定的范围内移动。由此，与凸块60a、60b连结的第1连杆9a、9b能够沿着x轴移动，摆动构件7能够弯曲。
在摆动构件7弯曲的图13所示的状态下，如图4的曲线图所示，弯曲的外侧的第1连杆9b的容许应力与内侧的第1连杆9a相比下降。但是，在第3实施方式的医疗用机械手1b中，外侧的第1连杆9b未被凸块60b限制沿着x轴的位置。因此，即便摆动构件7受到外力，也仅由容许应力大的内侧的第1连杆9a承受，外侧的第1连杆9b可以不受到外力。由此，能够降低第1连杆9a、9b的破损。
[第4实施方式]
图15中示出具备第4实施方式的弯曲机构5c的医疗用机械手1c。在图15中示出医疗用机械手1c的摆动构件7未弯曲的状态。第4实施方式的医疗用机械手1c与第1实施方式的医疗用机械手1相比，不同之处在于，具有旋转编码器19，并且基座13c具有控制部79a，而且连结部70a、70b不同。因此，在第4实施方式中，对不同部分进行说明，省略对相同部分的说明。
如图15所示，旋转编码器19配置在短连杆10a与短连杆10b之间。旋转编码器19检测弯曲机构5c弯曲时的弯曲角度。通过内置于基座13c的控制部79a对检测到的弯曲角度进行处理。
连结部70a、70b分别以包括支承构件6的中心轴的zx平面为中心而对称地构成，因此，在第4实施方式中，对连结部70a进行说明，省略对连结部70b的说明。在连结部70a和连结部70b中，仅仅在标号的最后标注的“a”和“b”不同，之前的标号处于对应关系。连结部70a具备固定于第2连杆14a的前端侧的致动器75a、固定于致动器75a的径向内侧且具有引导槽76a的槽凸轮71a、以及形成于第1连杆9a且与引导槽76a卡合的卡合部91a。
致动器75a基于从控制部79a接收到的控制信号，变更槽凸轮71a相对于第2连杆14a的沿着y轴的位置。具体而言，致动器75a基于来自控制部79a的控制信号，在摆动构件7弯曲到y轴正方向侧(图15的上侧)的情况下，不变更槽凸轮71a的沿着y轴的位置。致动器75a基于来自控制部79a的控制信号，在摆动构件7弯曲到y轴负方向侧(图15的下侧)的情况下，将槽凸轮71a的沿着y轴的位置向径向内侧变更。
槽凸轮71a具有与第1实施方式的引导槽34a相同的形状的引导槽76a。引导槽76a具有小宽度槽(约束区域)74a、锥形槽73a以及大宽度槽(游动区域)72a。第1连杆9a的卡合部91a与槽凸轮71a的引导槽76a卡合。另外，第2实施方式中的包括卡合部91a的第1连杆9a与第1实施方式相同。在图15所示的摆动构件7未摆动的状态下，卡合部91a与小宽度槽74a卡合。
图16中示出手柄11顺时针旋转而使摆动构件7为弯曲状态时的医疗用机械手1c。当手柄11从图15所示的状态起顺时针旋转时，第2连杆14a向基端侧移动，第2连杆14b向前端侧移动。由于第1连杆9a、9b的卡合部91a、91b与引导槽76a、76b的小宽度槽74a、74b卡合，因此，对应于第2连杆14a、14b的移动，第1连杆9a、9b也沿着x轴移动。由此，如图16所示，摆动构件7弯曲。
当摆动构件7弯曲时，旋转编码器19检测摆动构件7的弯曲角度。控制部79a基于检测到的弯曲角度，来控制与外侧的第1连杆9b连结的致动器75b。在第4实施方式中，设定θ度作为弯曲角度的阈值，当弯曲角度超过阈值时，外侧的第1连杆9b中的卡合部91b的沿着y轴的位置被设定为位于引导槽76b的大宽度槽72b。在图16所示的状态下，摆动构件7的弯曲角度超过阈值，因此，控制部79a使槽凸轮71b向径向外侧移动。由此，卡合部91b的沿着y轴的位置位于大宽度槽72b。
在这样构成的第4实施方式的弯曲机构5c及医疗用机械手1c中，当手柄11旋转时，如图16所示，第2连杆14a、14b分别沿着x轴对称地移动。当第2连杆14a、14b移动时，摆动构件7弯曲，旋转编码器19检测弯曲角度。控制部79a在检测到的弯曲角度超过阈值的情况下，使致动器75a或致动器75b向径向外侧移动。由此，第1连杆9a的卡合部91a或第1连杆9b的卡合部91b相对于引导槽76a、76b的沿着y轴的位置变化为大宽度槽72a或大宽度槽72b的位置。因此，位于弯曲的外侧且容许应力小的第1连杆9a或第1连杆9b可以不受到外力，因此，能够降低第1连杆9a、9b的破损。
[第5实施方式]
图17中示出具备第5实施方式的弯曲机构5d的医疗用机械手1d。在图17中示出医疗用机械手1d的摆动构件7未弯曲的状态。第5实施方式的医疗用机械手1d与第3实施方式的医疗用机械手1b相比，不同之处在于，连结部80a、80b具有的槽凸轮81a、81b及与槽凸轮81a、81b连结的第1连杆9a、9b的卡合部91a、91b。尤其是在第5实施方式中，代替第3实施方式的凸块60a、60b而使用槽凸轮81a、81b这一点有较大不同。因此，在第5实施方式中，针对与第3实施方式不同的部分进行说明，省略对相同部分的说明。
连结部80a、80b分别以包含支承构件6的中心轴的zx平面为中心而对称地构成，因此，在第5实施方式中，对连结部80a进行说明，省略对连结部80b的说明。在连结部80a和连结部80b中，仅仅在标号的最后标注的“a”和“b”不同，之前的标号处于对应关系。
连结部80a具备固定于挡块构件65a的径向内侧的槽凸轮81a、以及与形成于槽凸轮81a的引导槽85a卡合的第1连杆9a的卡合部91a。
槽凸轮81a的朝向径向外侧的面与挡块构件65a的第1面55a或者在图19中后述的凸块推杆59a的朝向径向内侧的面接触。具体而言，槽凸轮81a中的朝向径向外侧的面与挡块构件65a的第1面55a和凸块推杆59a的朝向径向内侧的面中的、更位于径向内侧的面接触。在图17所示的状态下，槽凸轮81a中的朝向径向外侧的面被挡块构件65a的第1面55a规定沿着y轴的位置。
图18中示出在医疗用机械手1d为图17所示的状态时形成于槽凸轮81a的引导槽85a与第1连杆9a的卡合部91a之间的卡合关系。如图18所示，引导槽85a从径向内侧朝向径向外侧依次具有固定槽(约束区域)84a、双锥槽87a、容许槽(游动区域)83a、单锥槽86a以及半固定槽(半约束区域)82a。
固定槽84a在zx平面内具有矩形状的剖面，该矩形状的剖面在x轴及z轴具有固定的长度。容许槽83a沿着x轴而具有与固定槽84a的长度相比向前端侧及基端侧扩展的矩形状的剖面。固定槽84a的沿着x轴的长度与第1连杆9a的卡合部91a的直径相同。半固定槽82a沿着x轴而具有与固定槽84a的长度相比仅向基端侧扩展的矩形状的剖面。双锥槽87a具有从固定槽84a向容许槽83a渐渐增大矩形状的剖面面积的倾斜的剖面。单锥槽86a具有从容许槽83a向半固定槽82a渐渐减小矩形状的剖面面积的倾斜的剖面。
在图17及图18所示的状态下，第1连杆9a的卡合部91a与引导槽85a的固定槽84a卡合，因此，第2连杆57a的沿着x轴的移动量与第1连杆9a的沿着x轴的移动量相同。在该状态下，当手柄11b要旋转时，在第2连杆57a、57b中，槽凸轮81a或槽凸轮81b的朝向前端侧的面会与台阶面54a或台阶面54b接触。因此，在图17及图18所示的状态下，即便手柄11b旋转，摆动构件7的能够弯曲的角度也较小。
图19中示出为了使摆动构件7大幅摆动而进行所需要的弯曲操作时的状态。在第5实施方式中，与第3实施方式同样，为了使摆动构件7弯曲，需要使手柄11b相对于基座13b向前端侧移动。图19所示的手柄11b及按压构件51d与图17所示的状态相比，相对于基座13b向前端侧进行了移动。在该情况下，槽凸轮81a、81b中的朝向径向外侧的面与凸块推杆59a、59b的朝向径向内侧的面接触。
当槽凸轮81a、81b向径向内侧移动时，第1连杆9a、9b相对于槽凸轮81a、81b的引导槽85a、85b的沿着y轴的位置变化。如图19所示，第1连杆9a、9b的卡合部91a、91b的沿着y轴的位置位于半固定槽82a、82b。半固定槽82a、82b的沿着x轴的长度大于固定槽84a、84b的沿着x轴的长度，使得第1连杆9a能够在规定的范围沿着x轴移动。长度不同的原因与第3实施方式的原因相同，是为了吸收第1连杆9a、9b与第2连杆57a、57b的移动距离的差分。
在图19所示的状态下，通过施力构件58a、58b的作用力而作用将凸块推杆59a、59b向径向外侧推回的力。由此，手柄11b受到向基端侧按压的力。在该状态下，手柄11b及按压构件51d被操作为向基端侧渐渐移动，例如，当使手柄11b顺时针旋转时，成为图20所示的状态。具体而言，在凸块推杆59b返回图17所示的径向外侧的位置之前，槽凸轮81b越过挡块构件65b的台阶面54b，向挡块构件65b的第2面56b的位置移动。与此对称地，槽凸轮81a向挡块构件65a的第1面55a的位置移动。
在该情况下，与图17所示的状态同样，第1连杆9a与引导槽85a的固定槽84a卡合。另一方面，在图20所示的状态下，第1连杆9b的卡合部91b的沿着y轴的位置位于引导槽85b的容许槽83a。因此，第1连杆9b在沿着x轴而移动的情况下，不与槽凸轮81b接触，因此，能够在卡合销53b可在狭缝52b内移动的范围内沿着x轴自由地移动。
在这样构成的第5实施方式的弯曲机构5d及医疗用机械手1d中，当图17所示的摆动构件7未摆动时，即便使手柄11b旋转，槽凸轮81a、81b的沿着x轴的位置也被挡块构件65a、65b的台阶面54a、54b限制。因此，第1连杆9a、9b基本无法沿着x轴移动。当从该状态起如图19所示的状态那样将手柄11b向前端侧按压时，凸块推杆59a、59b向径向内侧移动，由此，槽凸轮81a、81b向径向内侧移动。当手柄11b从该状态起旋转时，槽凸轮81a、81b能够沿着x轴在规定范围内移动。由此，第1连杆9a、9b能够沿着x轴移动，摆动构件7能够摆动。
在摆动构件7弯曲的图20所示的状态下，如图4的曲线图所示，弯曲的外侧的第1连杆9b的容许应力与内侧的第1连杆9a相比下降。但是，在第5实施方式的医疗用机械手1d中，外侧的第1连杆9b未被槽凸轮81b限制沿着x轴的位置。因此，即便摆动构件7受到外力，也仅由容许应力大的内侧的第1连杆9a受到外力，外侧的第1连杆9b可以不受到外力。由此，能够降低第1连杆9a、9b的破损。
在上述实施方式中，将在2组连杆8a、8b中的一方的容许应力小于另一方的容许应力时用于减小向容许应力小的一方施加的外力的弯曲机构5、5a、5b、5c、5d及医疗用机械手1、1a、1b、1c、1d作为一例而进行了说明，但关于弯曲机构及医疗用机械手，能够进行各种变形。例如，第1连杆9a、9b、手柄11、11b等也可以使用众所周知的构件，形成于中间构件21a、21b的狭缝22a、22b等也可以使用其他的形状。
标号说明
1、1a、1b、1c、1d医疗用机械手
2处置用具
4操作部
5、5a、5b、5c、5d弯曲机构
6支承构件
7摆动构件
9a第1连杆(第1驱动力传递构件、前端侧传递构件)
9b第1连杆(第2驱动力传递构件、前端侧传递构件)
14a、15a、57a第2连杆(第1驱动力传递构件、基端侧传递构件)
14b、15b、57b第2连杆(第2驱动力传递构件、基端侧传递构件)
30a、30b、40a、40b、50a、50b、70a、70b、80a、80b连结部
58a、58b施力构件
31a、31b、49a、49b、71a、71b、81a、81b槽凸轮
60a、60b凸块(槽凸轮)
37a、37b、46a、46b、74a、74b小宽度槽(约束区域)
63a、63b、84a、84b固定槽(约束区域)
35a、35b、48a、48b、72a、72b大宽度槽(游动区域)
61a、61b、82a、82b半固定槽(半约束区域)
62a、62b、83a、83b容许槽(游动区域)
91a、91b卡合部
93a、93b小宽度部(卡合部)
41a、41b双臂曲柄
44a、44b摆动中心轴(摆动中心)
1.一种弯曲机构，其中，
该弯曲机构具备：
细长的支承构件；
摆动构件，其以能够绕与该支承构件的长度轴交叉的轴线进行摆动的方式支承于该支承构件的前端；
第1驱动力传递构件，其沿着所述支承构件的所述长度轴配置，传递在基端被施加的驱动力，使所述摆动构件相对于所述支承构件摆动；
第2驱动力传递构件，其沿着所述支承构件的所述长度轴配置在以所述支承构件的中心轴为中心而与所述第1驱动力传递构件相反的一侧，传递在基端被施加的驱动力，使所述摆动构件相对于所述支承构件摆动；以及
连结部，其设置于所述第1驱动力传递构件及所述第2驱动力传递构件中的至少一方，在该一方的容许应力小于另一方的容许应力时，切换该一方的连结状态，使得通过所述摆动构件受到的外力而向该一方传递的力变小。
2.根据权利要求1所述的弯曲机构，其中，
所述连结部在所述摆动构件相对于所述支承构件的摆动角度超过阈值的情况下进行切换，使得所传递的力变小。
3.根据权利要求2所述的弯曲机构，其中，
该弯曲机构还具备操作部，该操作部使所述摆动构件相对于所述支承构件以根据操作量而决定的所述摆动角度摆动，
所述连结部在所述摆动角度超过阈值的情况下进行切换，使得所传递的力变小。
4.根据权利要求3所述的弯曲机构，其中，
所述连结部具备具有引导槽的槽凸轮、以及在所述长度轴方向上与该槽凸轮的所述引导槽卡合的卡合部，
根据所述操作量来切换所述引导槽与所述卡合部在所述长度轴方向上的卡合位置。
5.根据权利要求4所述的弯曲机构，其中，
所述引导槽具备：
约束区域，其固定所述卡合部相对于所述引导槽的所述长度轴方向上的位置；以及
游动区域，其能够使所述卡合部相对于所述引导槽的所述长度轴方向上的位置游动，
在所述摆动角度超过所述阈值的情况下，将所述卡合部的所述长度轴方向上的位置从所述约束区域切换到所述游动区域。
6.根据权利要求5所述的弯曲机构，其中，
所述连结部设置于所述第1驱动力传递构件及所述第2驱动力传递构件双方，
所述引导槽具备半约束区域，该半约束区域在规定的范围内约束所述卡合部相对于所述引导槽的所述长度轴方向上的移动，
该弯曲机构具备如下机构：在进行所述摆动构件的摆动动作的情况下，将所述卡合部配置在半约束区域，在所述摆动构件摆动后的状态下不进行所述摆动动作的情况下，将位于所述长度轴方向的更靠前端侧的一方的所述卡合部配置在所述摆动区域，将另一方的所述卡合部配置在所述约束区域。
7.根据权利要求6所述的弯曲机构，其中，
所述机构根据所述操作部受理到的解除操作，从限制所述摆动构件的摆动的限制状态切换到能够使所述摆动构件摆动的可摆动状态，将所述卡合部配置在半约束区域。
8.根据权利要求3所述的弯曲机构，其中，
所述第1驱动力传递构件及所述第2驱动力传递构件中的具有所述连结部的至少一方具备：前端侧传递构件，其与所述连结部的前端连接而沿着所述长度轴方向移动；以及基端侧传递构件，其与所述连结部的基端连接而沿着所述长度轴方向移动，
所述连结部具备：双臂曲柄，其以能够以摆动中心为中心而摆动的方式固定于所述基端侧传递构件；以及槽凸轮，其具有引导槽，
该双臂曲柄的一端固定于所述前端侧传递构件的基端，
在所述摆动角度超过所述阈值的情况下，所述双臂曲柄的另一端从相对于所述引导槽的与所述长度轴方向正交的方向上的位置被固定的状态切换为能够摆动的状态。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的弯曲机构，其中，
所述连结部使所述第1驱动力传递构件和所述第2驱动力传递构件能够在所述支承构件的所述长度轴方向的两个方向上传递所述驱动力。
10.一种医疗用机械手，其中，
该医疗用机械手具备：
权利要求1至9中的任意一项所述的弯曲机构；以及
安装于所述摆动构件的处置用具。
技术总结