醫療用控制裝置的製作方法

2023-12-08 14:31:16 2

專利名稱：醫療用控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用線的牽引對設於插入部前端側的彎曲部進行彎曲驅動的醫療用控制裝置。
背景技術：
近年來，開發出具有可彎曲的彎曲部的各種醫療裝置。例如，在醫療領域中廣泛利用在插入體內的插入部的前端側具有彎曲部的內窺鏡和處置器械。
並且，使用貫穿插入到設於內窺鏡的處置器械通道中的處置器械對體內的病變部等進行處置。另外，在內窺鏡的觀察下，有時利用處置器械進行處置，而不使用處置器械通道。
並且，為了提高操作性，具有以電氣方式驅動彎曲部的致動器等驅動單元或驅動部的有源處置器械等已經實用化。
在將彎曲部設置在其前端側的有源處置器械或內窺鏡等醫療裝置中，採用如下結構:經由角度線(以下簡記為 線)連接彎曲部和驅動部，通過設於近前側的驅動部對線進行牽引驅動，由此，進行控制以驅動前端側的彎曲部。
在採用這樣進行控制的結構的情況下，由於貫穿插入到彎曲部與近前側的驅動部之間的具有撓性的細長軸部內的線能夠以屈曲狀態插入體腔內，所以，在其構造上，在線中產生鬆弛，由於線的鬆弛，很難完全避免產生即使驅動部牽引線但彎曲部也不彎曲的(彎曲)不靈敏狀態。
並且，由於線的鬆弛，驅動部側的驅動量與彎曲部側的彎曲量的關係出現偏差，成為依賴於以前狀態的關係的歷史特性(滯後特性)。
在與線的鬆弛對應的作為第I現有例的日本國特開平6-22904號公報中公開了如下裝置:將前端固定在彎曲部上的線的後端卷繞在配置於連接器內的滑輪上，使與該滑輪的旋轉軸連結的齒輪和與作為驅動部的馬達的旋轉軸連結的齒輪嚙合，對彎曲部進行彎曲驅動。
在該裝置中公開了如下技術:在連接插入部的前端側的彎曲部和設於通用纜線基端的連接器內的滑輪之間的線的中途位置即內窺鏡操作部內，使旋轉量根據該線的移動量而變化的惰輪抵接，並且設置檢測惰輪的旋轉量的傳感器，對馬達的旋轉量和惰輪的旋轉量進行比較，檢測作為驅動部的馬達的驅動力無助於彎曲部彎曲的線的鬆弛狀態。
然後，在檢測到鬆弛的情況下，使馬達高速旋轉，瞬時解除鬆弛狀態。並且，公開了如下內容:在解除了鬆弛狀態後，使馬達進行通常的旋轉，使彎曲部彎曲。
並且，在該裝置中還公開了如下結構:代替惰輪，將滑輪配置在內窺鏡操作部內，設置檢測滑輪的旋轉的傳感器。
並且，在作為第2現有例的日本國特開2004-41538號公報中公開了如下結構:在經由線並通過馬達對彎曲部進行彎曲驅動的情況下，控制裝置根據從校正表輸出的控制信號Rmot，經由馬達控制器對馬達進行驅動。
關於該裝置中的上述校正表，在包含彎曲部未向上下方向中的任意方向彎曲且線產生鬆弛的初始狀態(中立基準位置)的目標值R的範圍內，與除此之外的範圍相比，輸出相對於目標值R的變化量較大的控制信號Rmot，使馬達儘快旋轉，儘快消除線的鬆弛。
但是，在第1現有例中，由於未針對基於線的鬆弛的歷史特性(滯後特性)實施對策，所以，在反覆進行彎曲驅動的情況下，驅動部側的驅動量與實際的彎曲部的彎曲量之間的關係發生偏差，進行彎曲驅動的控制系統的精度降低。
並且，在第2現有例中，假設了在包含彎曲部未彎曲的中立基準位置的規定範圍內產生線的鬆弛，但是，實際上，在從中立基準位置偏移的彎曲狀態下，在向相反方向彎曲的情況下，鬆弛也產生影響。因此，第2現有例具有無法應用於遠離中立基準位置附近的彎曲狀態的缺點。
並且，在第2現有例中，與第I現有例中說明的情況同樣，由於未針對基於線的鬆弛的歷史特性(滯後特性)實施對策，所以，在反覆進行彎曲驅動的情況下，具有進行彎曲驅動的控制系統的精度降低的缺點。
並且，包含彎曲部的插入部由撓性部件且具有彈性力的彈性部件形成。因此，在使彎曲部向某個方向彎曲後使其向彎曲角減小的相反方向彎曲的情況下，彎曲部由於彈性部件的復原力而向相反方向彎曲，有時該復原力發揮至少消除一部分鬆弛的作用。
在上述第1和第2現有例中，並未對應產生復原力的情況。因此，在使用具有鬆弛的線的情況下，特別是在基於復原力的彎曲停止、能夠確定線中實質產生鬆弛的邊界時，在作用有復原力的狀況下，也能夠進行與產生鬆弛的情況對應的控制，並且，也容易應對表現出滯後特性的彎曲驅動。
換言之，優選能夠確定能夠通過形成彎曲部的彈性部件的復原力而有助於彎曲部彎曲的範圍與由於線產生鬆弛而不能有助於彎曲部彎曲的範圍之間的邊界。
本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於，提供如下的醫療用控制裝置:可確定能夠通過形成彎曲部的彈性部件的復原力而有助於彎曲部彎曲的範圍與由於線產生鬆弛而不能有助於彎曲部彎曲的範圍之間的邊界。發明內容
用於解決 課題的手段
本發明的一個方式的醫療用控制裝置具有:插入部，其設置在醫療裝置中，在前端側設有使用具有撓性的彈性部件而形成的彎曲部；驅動部，其產生用於對所述彎曲部進行彎曲操作的驅動力；線，其貫穿插入所述插入部內，在鬆弛的狀態下與所述彎曲部連結；牽引部，其對所述線進行牽引；連結部，其連結所述驅動部和所述牽引部，使得在所述驅動部與所述牽引部之間具有傳遞所述驅動力的位置關係和無法傳遞所述驅動力的位置關係；驅動量檢測部，其檢測所述驅動部的驅動量作為驅動部驅動量；牽引部驅動量檢測部，其檢測由所述牽引部進行牽引的牽引部驅動量；比較部，其對所述驅動部驅動量的變化量和所述牽引部驅動量的變化量進行比較；以及確定部，其根據所述比較部的比較結果，確定能夠通過形成所述彎曲部的所述彈性部件的復原力而有助於所述彎曲部彎曲的範圍與由於線產生鬆弛而不能有助於所述彎曲部彎曲的範圍之間的邊界。
本發明的另一個方式的醫療用控制裝置具有:插入部，其在前端側具有彎曲部；驅動部，其產生用於對所述彎曲部進行彎曲操作的驅動力；線，其從所述彎曲部延伸，能夠通過所述驅動部進行牽引並且在鬆弛的狀態下進行連結；判定部，其判定是否處於所述驅動部的驅動力有助於所述彎曲部的彎曲驅動的驅動力起效狀態；驅動力檢測部，其檢測在所述驅動部中產生的驅動力；位置確定部，其檢測不通過所述驅動部施加對所述彎曲部進行彎曲驅動的驅動力而使所述彎曲部保持特定彎曲狀態的特定彎曲狀態位置；以及判別部，其判別所述驅動力起效狀態即第I彎曲狀態、在從基於所述驅動部的所述驅動力起效狀態變化為不是該驅動力起效狀態的彎曲狀態之後立即使所述彎曲部的彎曲狀態變化到所述特定彎曲狀態位置的第2彎曲狀態、在除了所述第2彎曲狀態以外的不是所述驅動力起效狀態的彎曲狀態下未檢測到所述驅動部的驅動力為規定值以上的第3彎曲狀態，作為所述彎曲部的彎曲狀態。


圖1A是示出本發明的第I實施方式的醫療用控制裝置的結構的框圖。
圖1B是示出比較部的結構的框圖。
圖1C是示出比較部的變形例的結構的框圖。
圖1D是示出判別部的結構的框圖。
圖2是示出具有第I實施方式的醫療裝置的結構的框圖。
圖3是示出處置器械的概略結構的圖。
圖4是示出包含構成處置器械的驅動部的馬達與連結有線的後端的滑輪之間的連結部在內的與彎曲有關的部分的構造、以及對該構造進行簡化後的模型的圖。
圖5是示出使用圖4的模型使馬達旋轉而對彎曲部進行彎曲驅動的情況下的代表性的彎曲狀態、對應的馬達旋轉角、滑輪旋轉角、馬達的轉矩的圖。
圖6A是與圖5對應的彎曲部的彎曲角和馬達旋轉角表現出滯後特性的情況下的說明圖。
圖6B是與圖5對應的馬達旋轉角和滑輪彎曲角表現出滯後特性的情況下的說明圖。
圖7是示出第I實施方式的情況下的控制裝置的控制順序的代表例的流程圖。
圖8是示出圖7中的一部分步驟的詳細情況的流程圖。
圖9A是示出本發明的第2實`施方式的醫療用控制裝置的結構的框圖。
圖9B是示出比較部的結構例的框圖。
圖10是示出比較部的變形例的框圖。
圖11是示出判別部的結構的框圖。
圖12是示出具有第2實施方式的醫療裝置的結構的框圖。
圖13是示出處置器械的概略結構的圖。
圖14是示出包含構成處置器械的驅動部的馬達與連結有線的後端的滑輪之間的連結部在內的與彎曲有關的部分的構造、以及對該構造進行簡化後的模型的圖。
圖15是示出使用圖14的模型使馬達旋轉而對彎曲部進行彎曲驅動的情況下的代表性的彎曲狀態、對應的馬達旋轉角、滑輪旋轉角、馬達的轉矩的圖。
圖16A是與圖15對應的彎曲部的彎曲角和馬達旋轉角表現出滯後特性的情況下的說明圖。
圖16B是與圖15對應的馬達旋轉角和滑輪彎曲角表現出滯後特性的情況下的說明圖。
圖17是示出第2實施方式的情況下的控制裝置的控制順序的代表例的流程圖。
圖18是示出圖17中的一部分步驟的詳細情況的流程圖。
具體實施方式
下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
(第I實施方式)
如圖1A所示，本發明的醫療用控制裝置的第I實施方式的醫療用處置器械裝置I例如具有作為醫療裝置的 有源處置器械(以下簡稱為處置器械)3，該處置器械3貫穿插入到圖2所示的被插入體腔內的內窺鏡2的處置器械通道(以下為通道)39內進行使用，以有源的方式對彎曲部10進行彎曲驅動。
並且，該醫療用處置器械裝置I具有與該處置器械3連接並對處置器械3進行控制的控制裝置4、以及與該控制裝置4連接並供手術醫生等操作者進行指示輸入操作的輸入部5。在圖2所示的例子中，該輸入部5由設置在處置器械3的後端的把持部6上的操縱杆裝置5a構成。另外，也可以將操縱杆裝置5a設置在把持部6以外的場所。
處置器械3具有貫穿插入通道39內的細長且具有撓性的作為插入部的軸部7、設置在該軸部7的前端的進行處置的處置部8、以及設置在軸部7的後端的作為驅動部的馬達9。另外，在圖2的具體例中，處置部8例如由通過在患部等處進行穿刺而採集活體組織的活檢針構成。並且，在圖2中，構成驅動部的馬達9設置在把持部6內。
在處置部8的後端位置設有作為有源機構的可彎曲的彎曲部10，該彎曲部10經由使該彎曲部10彎曲的成對的角度線(簡記為線)lla、llb，經由連結部12和構成牽引部的滑輪13而與產生作為驅動力的旋轉驅動力的馬達9連接。
另外，線IlaUlb在具有鬆弛的狀態下貫穿插入軸部7內。並且，如後所述，彎曲部10使用具有彈性力的彈性部件形成。
馬達9通過所產生的作為旋轉驅動力的轉矩，對成對的線IlaUlb中的一方進行牽引驅動並使另一方鬆弛，從而使彎曲部10向牽引驅動的線IlaUlb側進行彎曲驅動。另夕卜，由於軸部7形成為細長，所以，彎曲部10形成在軸部7的前端側。
在馬達9上設有作為檢測單元的編碼器14，該編碼器14對作為該馬達9的驅動量的旋轉驅動量(或馬達旋轉角)進行檢測。編碼器14由旋轉編碼器等構成。
並且，在經由連結部12而以轉動自如的方式與馬達9連結的構成牽引部的滑輪13上安裝有作為檢測單元的電位計15，該電位計15對作為該牽引部驅動量(或牽引驅動量)的滑輪旋轉驅動量或滑輪旋轉角進行檢測。另外，也可以構成為，代替電位計15而使用旋轉編碼器對滑輪旋轉驅動量或滑輪旋轉角進行檢測。
並且，如圖4 (A)、圖4 (B)所示，不經由線而連結馬達9與滑輪13之間的連結部12具有在圓板形狀的滑輪13的中心(與該滑輪13 —體)設置的長方形狀的凹部16、以及與馬達9的旋轉軸連結並卡入凹部16中的凸部17。
並且，該連結部12在凹部16與凸部17之間具有產生無法傳遞(不傳遞)來自馬達9的旋轉驅動力的位置關係的鬆動部(或遊隙部)18。另外，圖4 (B)示出圖4 (A)中的A-B線的剖視圖。
連結部12具有通過使凹部16的內表面的卡合面和凸部17的側面的卡合面抵接而傳遞來自馬達9的旋轉驅動力(轉矩)的位置關係，並且，在由於鬆動部18而使兩個卡合面在馬達9的旋轉方向上不抵接的狀態下，成為無法傳遞所述旋轉驅動力的位置關係的狀態。
在本實施方式中，連結部12構成為，不經由(在傳遞驅動力時產生時間延遲的較長的)線而直接在短距離內(更具體而言為大致同軸)連結馬達9和滑輪13，防止響應性降低。
另外，不限於將凹部16 —體設置在滑輪13上的情況。並且，也可以將凹部16設置在馬達9側，將凸部17設置在滑輪13側。
如圖1A所示，控制裝置4具有進行驅動馬達9的控制的馬達控制部21、根據從編碼器14輸出的馬達9的旋轉驅動量或馬達旋轉角的檢測信號計算或檢測馬達旋轉角(馬達旋轉量)的馬達旋轉角計算部22。
並且，控制裝置4具有根據基於電位計15的滑輪旋轉角的檢測信號計算或檢測滑輪旋轉角的滑輪旋轉角計算部23。
並且，控制裝置4具有:比較部26a，其對馬達旋轉角的變化量和滑輪旋轉角的變化量進行比較；以及確定部26，其根據該比較部26a的比較結果，確定能夠通過形成彎曲部10的彈性部件的復原力而有助於彎曲部10彎曲的範圍(能夠有助於範圍)與由於線lla、Ilb產生鬆弛而不能有助於彎曲部10彎曲的範圍(不能有助於範圍)之間的邊界。
另外，在圖1A中，示出對比較部26a輸入馬達旋轉角計算部22的輸出信號和滑輪旋轉角計算部23的輸出信號的結構例，但是，也可以取而代之而構成為輸入編碼器14和電位計15的輸出信號。
並且，在圖1A中，示出了確定部26在其內部具有比較部26a的結構，但是，也可以構成為在確定部26的外部設置比較部26a。
使用更簡單的表現時，上述邊界是使用具有鬆弛的線IlaUlb的情況下的彎曲部10的彎曲由於復原力而停止的情況、線IlaUlb中的實質產生鬆弛的情況的邊界的邊界位置或邊界狀態。
而且，在本實施方式中，在作用有復原力的狀況下，也能夠確定上述邊界，利用該確定的信息，進行與鬆弛的產生對應的控制，也容易應對表現出滯後特性的彎曲驅動的情況。
另外，能夠通過確定部26確定上述能夠有助於範圍與不能有助於範圍的邊界，但是，為了應對對產生鬆弛的狀態下的馬達9的控制方法進行變更(切換)的情況，控制裝置4具有轉矩計算部24，該轉矩計算部24根據驅動馬達9的驅動電流、驅動電壓的特性計算作為馬達9的旋轉驅動力的轉矩。
並且，控制裝置4具有判別部27，該判別部27根據確定部26確定邊界的結果、基於轉矩計算部24的轉矩等判別彎曲部10的彎曲狀態，判別部27將判別結果輸出到馬達控制部21。
馬達控制部21進行如下控制:與判別部27判別出的彎曲狀態對應地對馬達9進行旋轉驅動。另外，也可以構成為，不經由判別部27而將基於確定部26的邊界確定結果的信息輸出到形成控制部的馬達控制部21，馬達控制部21根據該信息對驅動(牽引線lla、Ilb的)馬達9的控制方法進行變更(切換)。
並且，在圖1A中，馬達控制部21和判別部27為不同塊的結構，但是，也可以構成為馬達控制部21包含判別部27。
馬達控制部21根據確定部26的確定結果，識別彎曲部10通過復原力而達到上述邊界的作為特定彎曲狀態的特定彎曲狀態位置，能夠對馬達9的控制方法等進行變更。換言之，確定邊界是指，確定如下的特定彎曲狀態位置的彎曲狀態:不從作為驅動部的馬達9對彎曲部10賦予使彎曲部10彎曲的作為驅動力的轉矩，而是彎曲部10通過復原力彎曲到成為上述邊界的作為特定彎曲狀態的特定彎曲狀態位置。另外，在該特定的彎曲狀態位置處，彎曲部保持(維持)該彎曲狀態。
另外，如後述圖5所示,上述邊界對應於標號A8-A9的狀態、或標號A8-A9中的任意位置(特別是作為主要位置的部位成為邊界始點的標號AS的特定位置)的狀態。該情況下，根據滑輪旋轉角的變化量為O的特性，容易確定該邊界。
另一方面，作為上述特定的彎曲狀態位置，也可以視為對應於與邊界狀態相同的標號A8-A9的狀態，但是，在本實施方式中，假設為標號A8的狀態下的彎曲狀態位置。
並且，控制裝置4例如在判別部27內部具有存儲部29，該存儲部29存儲(保存)彎曲部10的彎曲角、馬達9的馬達旋轉角、滑輪13的滑輪旋轉角等各信息作為相互關聯的特性信息。
另外，存儲部29也可以相關聯地存儲馬達9的轉矩作為特性信息。判別部27、馬達控制部21根據需要參照存儲部29的特性信息。也可以在判別部27的外部設置存儲部29。
該存儲部29與馬達控制部21、馬達旋轉角計算部22、滑輪旋轉角計算部23、確定部26、轉矩計算部24、輸入部5等 連接。
而且，該存儲部29除了存儲上述特性信息以外，還經時地(按照時間序列)存儲彎曲部10的彎曲角、馬達9的馬達旋轉角、滑輪13的滑輪旋轉角、轉矩、確定部26的確定結果、判別部27的判別結果、馬達控制部21的控制切換、來自輸入部5的彎曲指示值等信息。
另外，彎曲部10的彎曲角的信息預先與滑輪旋轉角或馬達旋轉角的信息相關聯地存儲在存儲部29中，根據時間序列的滑輪旋轉角或馬達旋轉角的信息，也按照時間序列更新彎曲部10的彎曲角的信息。
馬達控制部21進行如下控制:根據來自輸入部5的使彎曲部10彎曲的指示輸入，對馬達9施加(供給)馬達驅動信號，使其旋轉驅動。
在進行使馬達9旋轉驅動的控制的情況下，馬達控制部21進行如下控制:根據判別部27的判別結果，根據3個彎曲狀態來切換馬達9的驅動速度(馬達旋轉速度)，使其旋轉驅動。即，該馬達控制部21具有控制切換部30，該控制切換部30進行根據3個彎曲狀態來切換旋轉速度的控制。
另外，如上所述，來自輸入部5的指示輸入還被輸入到判別部27內的存儲部29，指示輸入的信息也按照時間序列存儲在存儲部29中。
並且，上述存儲部29根據判別部27的判別結果，在馬達控制部21進行根據馬達驅動信號使馬達9旋轉驅動的控制的情況下，在需要校正(更新)特性信息的情況下進行校正，(在判別部27的控制下)更新特性信息。另外，也可以代替在判別部27的控制下進行存儲部29的特性信息的校正和更新，而在馬達控制部21的控制下進行存儲部29的特性信息的校正和更新。
具體而言，根據判別部27，在線IlaUlb產生鬆弛的驅動狀態的情況下，馬達控制部21對馬達9輸出使馬達9迅速旋轉的馬達驅動信號，使得在短時間內消除鬆弛，通過滑輪13卷繞線IlaUlb的鬆弛，並且，對應於該鬆弛量，針對彎曲部10的彎曲角，校正或更新馬達9的馬達旋轉角和滑輪13的滑輪旋轉角的信息。
通過這樣進行校正，在線IlaUlb產生鬆弛的情況下，也能夠維持彎曲部10的彎曲角、馬達旋轉角和滑輪旋轉角的特性信息與實際的驅動狀態(動作狀態)一致，在反覆進行彎曲的情況下，也能夠高精度地對彎曲部10進行彎曲控制，以使其成為從輸入部5指示的彎曲角的狀態。
並且，在產生鬆動後消除了該鬆動的情況下，存儲部29與該部分對應地更新馬達旋轉角和滑輪旋轉角的特性信息。
這樣，在產生滯後的情況下，也能夠更新為與滯後對應的特性信息，能夠進行高精度的良好的彎曲控制。
圖1B示出比較部26a和確定部26分體的情況下的結構例。
比較部26a具有第I比較器61a和窗口型第2比較器61b，將第I比較器61a、第2比較器61b的比較結果輸出到確定部26。
對第I比較器61a輸入馬達旋轉角的變化量和用於判定該馬達旋轉角的變化量的第I閾值62a，第I比較器61a將該比較結果輸出到確定部26。
並且，對第2比較器61b輸入滑輪旋轉角的變化量的絕對值和用於判定該變化量的絕對值的第2閾值62b，第2比較器61b將該比較結果輸出到判別部27。第2比較器61b在滑輪旋轉角的變化量的絕對值為第2閾值62b以內時，例如輸出正的比較結果，在滑輪旋轉角的變化量的絕對值為第2閾值62b以`外時，例如輸出負的比較結果。另外，根據滑輪旋轉角的變化量來計算其絕對值的電路設置在比較器61b的前級(省略圖示)。
根據每經過較短的規定時間ta而變化的馬達旋轉角來計算馬達旋轉角的變化量。同樣，根據每經過較短的規定時間ta而變化的滑輪旋轉角來計算滑輪旋轉角的變化量。
第I閾值62a例如被設定為與後述的圖5所示的馬達旋轉角Θ m的變化特性對應的值。另外，圖5示出使彎曲部10彎曲的情況下與彎曲部10的彎曲角對應的馬達旋轉角Qm、滑輪旋轉角θρ等。
更具體而言，對應於與圖5中的標號Α6 標號Α8的狀態對應的馬達旋轉角Θ m的變化特性來設定第I閾值62a。該情況下，與馬達旋轉角0 m隨著時間而減小的特性對應地進行設定，被設定為從圖5的特性起包含容許餘量的值。
換言之，即使按照與圖5的特性稍微偏移的特性使馬達旋轉角Θ m減小而變化，第I比較器61a也輸出馬達旋轉角0m以容許範圍內的變化量變化這樣的比較結果(例如正極性的輸出信號)。
第2閾值62b例如被設定為與圖5的標號A8-A9所示的滑輪旋轉角θ p的變化對應的值。該情況下，第2閾值62b例如被設定為(小於標號A7-A8的情況下的負變化量的絕對值的)接近O的正值，如標號A8-A9所示，能夠判定滑輪旋轉角Θ P未變化而保持恆定值的狀態。
而且，第2比較器61b判定滑輪旋轉角的變化量的絕對值是否為第2閾值62a以內。
即，如上所述，第2比較器61b是窗口型比較器，通過與第2閾值62b進行比較，來檢測滑輪旋轉角的變化量的絕對值是否是接近O的值。
第2比較器61b例如在滑輪旋轉角的變化量的絕對值為第2閾值62b以內的情況下，輸出正的輸出信號，在除此之外的情況下(不在第2閾值62b以內的情況下)，輸出負的輸出信號。
因此,第2比較器61 b在緊挨著標號A7 標號A8之前的情況下,輸出負極性的輸出信號，在標號AS以後輸出正極性的輸出信號。然後，根據第I比較器61a和第2比較器61b的比較輸出，在第I比較器61a的輸出信號為正、第2比較器61b的輸出信號從負變正時，確定部26確定(判別)彎曲部10通過復原力而彎曲成邊界的狀態。
根據比較部26a的比較輸出，經由判別部27或不經由判別部27，馬達控制部21進行如下控制:對馬達9的控制方法進行變更(切換)，換言之，對經由形成牽引部的滑輪13牽引線IlaUlb的牽引方法進行變更(切換)。
另外，圖5中的標號AS 標號A9是滑輪旋轉角的變化量為O的狀態持續的狀態，該狀態相當於上述馬達9和滑輪13未通過鬆動部18卡合的彎曲狀態、即鬆動狀態。
作為該鬆動狀態，還可以包含圖5中的成為滑輪旋轉角Θ P不變化的值的A1-A2的狀態，比較部26a能夠對其進行檢測。
該情況下，在馬達旋轉角變化的情況下，比較部26a通過利用滑輪驅動量的變化量接近O的閾值62b以內的第2比較器61b的比較結果，還能夠檢測標號A1-A2的鬆動狀態。但是，該情況下，第I比較器61a側由在馬達旋轉角的變化量為正的情況下也進行檢測的結構、即窗口型比較器構成即可。
也可以代替圖1B而採用圖1C所示的變形例的結構。在本變形例中，也是用於確定圖5中的標號A8-A9的狀態的結構例。比較部26a由對馬達旋轉角的變化量和滑輪旋轉角的變化量進行比較並輸出差分值的差動放大器64、以及對該差分值和閾值65進行比較的比較器66構成,該比較器66的輸出信號被輸入到確定部26。
在緊挨著標號A7 標號AS之前的情況下，差動放大器64輸出作為馬達旋轉角的變化量與滑輪旋轉角的變化量的差分值的第I差分值，在標號AS以後(S9之前)，該第I差分值成為作為僅是馬達旋轉角的變化量的差分值的第2差分值。
因此，閾值65例如被設定為第I差分值與第2差分值的中間值，使得能夠判定僅是該馬達旋轉角的變化量的情況，在第I差分值的情況和第2差分值的情況下，輸入到比較器66的差動放大器64的輸出信號的比較結果反轉。即，比較部26a在彎曲部10彎曲成邊界狀態的情況下，比較器66輸出極性反轉的輸出信號。
然後，在比較器66 (比較部26a)的輸出信號的極性反轉的情況下，確定部26確定(檢測)為彎曲部10彎曲成邊界狀態。
然後，在該標號AS 標號A9中，滑輪驅動量的變化量為O的狀態持續。該狀態相當於上述馬達9和滑輪13未通過鬆動部18卡合的彎曲狀態即鬆動狀態。
如圖1D所示，判別部27根據圖1B等所示的確定部26的確定結果、由轉矩計算部24計算出的轉矩的絕對值是否為規定值以上的判定，判別轉矩的絕對值為規定值以上的情況下的驅動力起效狀態和小於規定值的不是驅動力起效狀態的彎曲狀態。另外，判別部27具有判定部的功能，判定由轉矩計算部24計算出的轉矩的絕對值是否為規定值以上。
而且，判別部27具有第I彎曲狀態判別部27a，該第I彎曲狀態判別部27a將轉矩的絕對值為規定值以上的情況下的驅動力起效狀態判別為第I彎曲狀態。
並且，判別部27將不是驅動力起效狀態的彎曲狀態分別判別為2個彎曲狀態、SP第2和第3彎曲狀態。
在由 轉矩計算部24計算出的轉矩的絕對值小於規定值的判定結果的情況下，判別部27判別為不是驅動力起效狀態的彎曲狀態。並且，判別部27具有第2彎曲狀態判別部27b，該第2彎曲狀態判別部27b將如下的彎曲狀態判別為第2彎曲狀態:在從驅動力起效狀態轉移到不是驅動力起效狀態的彎曲狀態之後，馬達9立即不對負載側(滑輪側)賦予轉矩，通過彈性部件的復原力使滑輪13旋轉，彎曲部10的彎曲角變化到成為上述邊界的特定彎曲狀態位置。
該第2彎曲狀態對應於如下狀態:在使彎曲部10大幅彎曲之後，立即進行返回中立狀態側的彎曲操作的指示的情況下，在馬達9中未產生使彎曲部10彎曲的轉矩的狀態下，通過構成彎曲部10的彈性部件的復原力使彎曲部10彎曲(到特定的彎曲狀態位置)。
因此，判別部27的第2彎曲狀態的判別功能對應於(作為通過復原力彎曲的特性狀態的)復原特性狀態的判別功能。
由於該第2彎曲狀態中的彎曲部10的彎曲角變化的狀態是向滑輪13的滑輪旋轉角減小的方向變化的，所以，判別部27根據該變化特性判別第2彎曲狀態。並且，該第2彎曲狀態持續到復原力為O (或與摩擦力等取得平衡的狀態)的特定的彎曲狀態位置(圖5的標號A8)為止。
並且，判別部27具有第3彎曲狀態判別部27c，該第3彎曲狀態判別部27c在除了上述第2彎曲狀態以外的不是驅動力起效狀態的彎曲狀態中，將未檢測到基於馬達9的轉矩值T為規定值(作為規定值的轉矩閾值Tth)以上的彎曲狀態判別為第3彎曲狀態。
該第3彎曲狀態相當於與上述特定的彎曲狀態位置的彎曲狀態對應的馬達9和滑輪13通過鬆動部18而再次卡合(一方不卡合而與另一方卡合)的狀態、或線IlaUlb產生鬆弛的狀態。
判別部27具有將該第3彎曲狀態進一步判別為第3-1彎曲狀態和第3_2彎曲狀態的2個彎曲狀態的第3-1彎曲狀態判別部27d、第3-2彎曲狀態判別部27e。
S卩，判別部27判定滑輪旋轉角相對於馬達旋轉角的變化量而未變化的第3-1彎曲狀態、以及滑輪旋轉角相對於馬達旋轉角的變化量也變化的第3-2彎曲狀態。另外，也可以將第3-1彎曲狀態、第3-2彎曲狀態分別定義為第3彎曲狀態、第4彎曲狀態。
上述第3-1彎曲狀態對應於馬達9和滑輪13通過連結部12的鬆動部18而再次卡合的狀態、換言之為馬達9和滑輪13未在彎曲方向上卡合的狀態(鬆動狀態)，第3-2彎曲狀態相當於線IlaUlb產生鬆弛的狀態。即，判別部27具有作為第3-1彎曲狀態判別部27d的判定鬆動狀態的鬆動狀態判定部和作為第3-2彎曲狀態判別部27e的判定線的鬆弛狀態的鬆弛狀態判定部的功能。
這樣，判別部27具有第I彎曲狀態判別部27a、第2彎曲狀態判別部27b、第3彎曲狀態判別部27c。
另外，第2彎曲狀態結束而成為第3彎曲狀態中的第3-1彎曲狀態的邊界成為上述特定的彎曲狀態位置，能夠通過特定的彎曲狀態位置的信息來判別兩個彎曲狀態。
然後，判別部27將判別結果發送到馬達控制部21，馬達控制部21根據判別結果進行控制，使得切換馬達9的旋轉速度而進行旋轉驅動(具體而言，如圖8那樣進行控制)。
圖3示出處置器械3的具體結構例。如圖3所示，在軸部7的前端形成有作為處置部8的基於穿刺而實現的活檢針。在該活檢針的後端，大致圓環形狀的多個彎曲塊31的在軸部7的長度方向上分別相鄰的部分通過鉚釘部31a而連結成轉動自如，從而形成彎曲部10。
各彎曲塊31根據設置鉚釘31a的位置而確定彎曲方向。鉚釘31a交替或按照適當周期配置在左右位置和上下位置，彎曲塊31能夠在上下方向和左右方向上彎曲。
另外，在上述彎曲塊31的外周側，通過基於以彎曲自如的方式密閉保護彎曲部10的(具有彈性力的)作為彈性部件的彎曲橡膠管32的外裝部件進行覆蓋。關於彎曲部10，在通過形成該彎曲部10的彎曲橡膠管32等的彈性力使彎曲部10特別大幅彎曲的情況下，產生作為要返回不彎曲的中立狀態的彈性力的復原力，彎曲部10通過該復原力而向中立狀態側彎曲。
在線IlaUlb較短的情況下，彎曲部10通過復原力彎曲到接近中立狀態的狀態，但是，在復原力不為O的情況下，在貫穿插入軸部7內的線IlaUlb與作用於其周圍部件之間的摩擦力取得平衡時，基於復原力而實現的彎曲以該平衡狀態下的彎曲角停止。
另外，在圖3中，僅簡化示出向上下方向彎曲的鉚釘31a。並且，在軸部7內貫穿插入有用於在上下方向和左右方向上彎曲的線IluUld和lll、llr，這些線IluUld和111、Ilr的前端固定在處置部8 上。
並且，線IluUld和IllUlr的後端架設並繞掛在配置於軸部7的後端的擴徑的把持部6內的上下彎曲用滑輪13a和左右彎曲用滑輪13b上。
滑輪13a、13b經由設置有上述鬆動部的連結部12a、12b而分別與馬達9a、9b的旋轉軸連結，馬達9a、9b根據來自馬達控制部21的馬達驅動信號而正反自如地旋轉。
隨著馬達9a、9b的旋轉，經由設置有鬆動部18的連結部12a、12b而連結的各個滑輪13a、13b也旋轉，分別繞掛在滑輪13a、13b上的線I Iu、11d和111、I Ir分別被牽弓1、鬆弛。然後，在被牽引的線的方向上對彎曲部10進行彎曲驅動。並且，在馬達9a、9b的旋轉軸上分別連接有編碼器14a、14b，在滑輪13a、13b上分別連接有電位計15a、15b。
並且，構成輸入部5的例如操縱杆裝置5a具有在上下、左右的任意方向上傾動自如的操縱杆36、以及分別對該操縱杆36中的上下方向和左右方向的傾動角進行檢測的編碼器37a、37b。根據該操縱杆36而傾動的方向成為彎曲部10的彎曲指示方向，並且，傾動角成為彎曲部10的彎曲角的指示值。
編碼器37a、37b的檢測信號被輸入到控制裝置4中的例如馬達控制部21。S卩，從作為彎曲指示輸入單元的操縱杆裝置5a對馬達控制部21輸入彎曲指示方向和彎曲角的指示值。
然後，馬達控制部21針對指示值，參照存儲在存儲部29中的特性信息等，決定馬達9a、9b的馬達旋轉角，對馬達9a、9b進行旋轉驅動，使得由編碼器14a、14b檢測到的馬達9a、9b的旋轉角追隨上述指示值。
實際上，由於線IlaUlb伴有鬆弛，所以，在本實施方式中，通過判別部27判別有無鬆弛等的彎曲狀態。並且，由於鬆弛的狀態還受到基於復原力的彎曲部10的彎曲的影響，所以，在本實施方式中，通過確定部26確定基於復原力的彎曲停止的彎曲狀態的位置與在基於復原力的彎曲停止的狀態下實質產生鬆弛的彎曲狀態的位置之間的邊界。然後，馬達控制部21利用該邊界的信息對馬達9的控制方法進行變更。
如圖2所示，內窺鏡2具有被插入體腔內的插入部41、在該插入部41的後端設置的操作部42、從該操作部42延伸出的通用纜線43，該通用纜線43的端部以裝卸自如的方式與信號處理裝置44連接。
內窺鏡2的插入部41具有在插入部41的前端設置的前端部45、在該前端部45的後端設置的彎曲自如的彎曲部46、從該彎曲部46的後端到操作部42的前端的具有撓性的撓性部47。
並且，在插入部41的前端部45設有射出照明光的照明窗48和與該照明窗48相鄰形成的觀察窗49。
並且，在插入部41中設有能夠貫穿插入處置器械的通道39，該通道39的後端作為操作部42的前端附近的處置器械插入口 39a而開口。而且，手術醫生等操作者從該處置器械插入口 39a插入處置器械3，能夠在內窺鏡2的觀察下進行處置。
並且，在信號處理裝置44內，內置有配置在觀察窗49上的未圖示的物鏡、以及根據由配置在其成像位置的攝像元件進行攝像而得到的信號生成影像信號的信號處理電路44a，由該信號處理電路44a生成的影像信號被輸出到作為顯示裝置的監視器50。在該監視器50的顯示面中顯示通過攝像元件進行攝像而得到的攝像圖像作為內窺鏡圖像。
在本實施方式中，通過圖4 (C)所示的模式化的模型51，簡化示出圖4 (A)、圖4(B)所示的彎曲部10、以經由該彎曲部10和線IlaUlb而旋轉自如的方式繞掛的滑輪13、經由連結部12而與該滑輪13連結的馬達9。
另外，圖4中的線IlaUlb在圖3中表示為線IluUld或線lll、llr，並且，圖4中的馬達9在圖3中對應於馬達9a或％，並且，圖4中的滑輪13對應於圖3的滑輪13a、13b，圖4中的連結部12對應於圖3中的連結部12a、12b。
在圖4 (C)的模型51中，利用具有鬆動的連結部模型52表示圖4 (B)的馬達9與滑輪13的連結部12，利用通過彈簧對鬆弛進行模式化的線模型53表示具有鬆弛的線lla、11b，利用同心圓的彎曲部模型54表示安裝有線IlaUlb的前端的彎曲部10。
在連結部模型52中，利用圓形的滑輪模型13'表示圖4 (B)中的滑輪13，利用凹部模型16'表示其凹部16，利用長方形的凸部模型17'表示連結部12的凸部17，利用鬆動部模型18'表示鬆動部18。
並且，利用以彈簧圖案表示的模式化的線模型lla'、llb'(利用53代表線模型lla'、llb')表示圖4 (A)、圖(B)的線IlaUlb中的鬆弛。在該線模型53中，利用直線的線模型表示未鬆弛的部分的線狀態，具有鬆弛時，成為具有彈簧圖案的線模型。
並且，對彎曲部10的彎曲狀態進行模型化的同心圓的彎曲部模型54通過彎曲方向線L而虛擬示出彎曲部10的彎曲狀態。例如，在彎曲方向線L從同心圓向下方筆直延伸的狀態下，彎曲部10成為不在上下方向(或左右方向)上彎曲的中立狀態。
作為這種結構的醫療用控制裝置的本實施方式的醫療用處置器械裝置I的特徵在於，具有:作為插入部的軸部7，其設置在作為醫療裝置的處置器械3上，在前端側設置有使用具有撓性的作為彈性部件的彎曲橡膠管32而形成的彎曲部10 ;作為驅動部的馬達9，其產生用於對所述彎曲部10進行彎曲操作的驅動力；線lla、llb，其貫穿插入所述插入部內，以具有鬆弛的方式與所述彎曲部10連結；作為牽引部的滑輪13，其對所述線IlaUlb進行牽引；連結部12，其連結所述驅動部和所述牽引部，使得在所述驅動部與所述牽引部之間具有傳遞所述驅動力的位置關係和無法傳遞所述驅動力的位置關係；作為驅動量檢測部的編碼器14，其檢測所述驅動部的驅動量作為驅動部驅動量；作為牽引部驅動量檢測部的電位計15，其檢測由所述牽引部進行牽引的牽引部驅動量；比較部26a，其對所述驅動部驅動量的變化量和所述牽引部驅動量的變化量進行比較；以及確定部26，其根據所述比較部26a的比較結果，確定能夠通過形成所述彎曲部10的所述彈性部件的復原力而有助於所述彎曲部10彎曲的範圍與由於線I la、I Ib產生鬆弛而不能有助於所述彎曲部10彎曲的範圍之間的邊界。
接著，對本實施方式的醫療用處置器械裝置I的動作進行說明。
圖5通過標號Al A12示出進行如下動作的情況下的代表性的彎曲狀態:使圖4的馬達9旋轉驅動，藉助經由連結部12連結的滑輪13使彎曲部10旋轉規定角度，然後向相反方向旋轉適當角度。
另外，在圖5中的最上段，通過標號Al A12示出使用圖4的模型對彎曲部10進行彎曲驅動的情況下的代表性的彎曲狀態，在第2段示出對應的馬達旋轉角Θ m，在第3段示出滑輪旋轉角θ p，在第4段示出由轉矩計算部24計算出的馬達9的轉矩值T。
並且，圖6A、圖6B與圖5對應地示出馬達旋轉角0m和滑輪旋轉角θ p的特性、彎曲部10的彎曲角0b和馬達旋轉角關係分別具有滯後的特性。
標號Al的狀態表示馬達9和滑輪13處於兩`個卡合面未通過連結部12卡合(鬆動的卡合)的狀態、並且線IlaUlb具有鬆弛的中立狀態的情況。
在該標號Al的狀態下，當使馬達9向圖5所示的箭頭表示的方向旋轉時，馬達旋轉角Θ m從O起增加，在標號A2的狀態下，當處於通過連結部12而使馬達9和滑輪13卡合的狀態時，如標號A2、A3所示，伴隨馬達9的旋轉，滑輪13也旋轉，滑輪旋轉角Θ P從O起增加。
換言之，在從標號Al到A2的狀態下，即使馬達9旋轉而使其馬達旋轉角Θ m變化，滑輪旋轉角Θ P也沒有變化。並且，該情況下的關係特性如圖6A所示。
在標號A2的狀態下，由於牽引方向的線Ila具有鬆弛，所以，在馬達9和滑輪13進一步旋轉的標號A3的狀態下，彎曲部10也不會從中立狀態的O的彎曲角Θ b起變化。
然後，該狀態持續到標號A4所示的狀態、即消除或解除了線Ila的鬆弛的狀態。超過標號A4的狀態後，如標號A5所示，當馬達9和滑輪13旋轉時，彎曲部10向被牽引的線I Ia側彎曲。
如圖5中的最下段所示，在標號A1-A4附近，|T|〈Tth，判別部27根據由轉矩計算部24檢測到的轉矩，判定為不是通過馬達9對彎曲部10進行彎曲驅動的驅動力起效狀態。
另一方面，在超過標號A4後，在標號A5的狀態下，|T| 3 Tth，判別部27判定為是驅動力起效狀態，並且，判別為該彎曲狀態是有助於彎曲部10進行彎曲驅動的作為驅動力起效狀態的第I彎曲狀態。
在超過標號A5的狀態後，在標號A6所示的規定馬達旋轉角Θ ml的狀態之前，當馬達9旋轉時，與該旋轉連動地使滑輪13旋轉，並且，彎曲部10也彎曲，成為滑輪旋轉角Θ p1、彎曲角0bl。
這種情況下的馬達旋轉角0m與滑輪旋轉角ΘΡ的關係如圖6A所示，馬達旋轉角0m與彎曲角0b的關係如圖6Β所示。
這樣達到規定馬達旋轉角Θ ml後，在希望使馬達9向相反方向旋轉而使彎曲部10向相反方向彎曲的情況下，在實際上不施加(供給)驅動信號以使馬達9旋轉的狀態下，通過構成彎曲部10的作為外裝部 件的彎曲橡膠管32等彈性部件的復原力，如標號A7所示，彎曲部10向中立狀態位置的方向彎曲。
該復原力根據彎曲角Θ bl的大小、外裝部件的材質等而不同。特別是在使彎曲部10大幅彎曲後使其向相反方向彎曲的情況下，該復原力發揮較大作用。另外，如標號A6 標號A7、標號A8那樣,在彎曲部10由於復原力而向相反方向彎曲的情況下,線Ilb的鬆弛的一部分由於滑輪13的旋轉而減少。
在這樣使馬達9向相反方向(使彎曲角0b減小的方向)旋轉的情況下，在作用有上述復原力的狀態下，與無負載的狀態(A1-A2)或為了消除線的鬆弛而卷繞線的狀態(A2-A4)的情況(將它們統稱為相當於無負載的狀態)相比，針對馬達9的負載較小。
當作用有該復原力時，如標號AS所示，根據復原力和克服復原力的作用於線Ila上的摩擦力等，彎曲部10彎曲到成為使彎曲部10彎曲的復原力實質上為O的特定彎曲狀態的特定的彎曲狀態位置，彎曲部10保持該彎曲角Θ b2的狀態。
在該彎曲角0b2的狀態下，由於馬達9不處於使滑輪13向相反方向旋轉的卡合狀態，所以，從標號AS到再次進行卡合的作為卡合狀態的標號A9為止，即使馬達9向相反方向旋轉，滑輪13也不旋轉，保持沒有變化的恆定的滑輪旋轉角θ P2的值。
因此，比較部26a根據例如圖1B等所示的結構對馬達旋轉角Θ m的變化量和滑輪旋轉角θ P的變化量進行監視，在馬達旋轉角em變化的狀態下，針對滑輪旋轉角θρ的變化量從負變成O的狀態，例如對接近O的閾值62b和滑輪旋轉角θ P的變化量(的絕對值)進行比較，檢測滑輪旋轉角Θ P的變化量為閾值62b以內的情況，由此，能夠簡單地檢測該特定的彎曲狀態位置。
該特定的彎曲狀態位置成為第2彎曲狀態與第3彎曲狀態的邊界，本實施方式將該檢測的結果用於彎曲驅動的控制。
然後，當經過標號A9的狀態而使馬達9進一步旋轉時，伴隨馬達9的旋轉，滑輪13也旋轉。但是，在該狀態下，由於線Ilb具有鬆弛，所以，在該鬆弛消除之前、即成為標號All之前，彎曲部10不會從標號A8的彎曲角Θ b2起變化。
然後，當經過標號All而使馬達9旋轉時，伴隨該旋轉，滑輪13也旋轉，並且，彎曲部10的彎曲角0b也變化。然後，如標號A12所示，彎曲部10向相反方向彎曲到適當的彎曲角9b3。另外，在圖6A、圖6B中，與標號A12的彎曲角Θ b3對應的馬達旋轉角用Θ m3表示，滑輪旋轉角用Θρ3表示。
如圖6B所示，在使彎曲部10從彎曲角0b3起向相反方向彎曲的情況下，一般地，由於彎曲角9bl和Θ b3的絕對值不同，所以，復原力的大小根據彎曲角0b3的絕對值的大小而不同。因此,如圖6A、圖6B的虛線所示，根據該情況下的復原力，成為標號A13、A14、A15所示的(未閉合的)滯後特性。
但是，在這種滯後特性的情況下，通過確定特定彎曲狀態位置產生的特定彎曲狀態等，也能夠相關聯地掌握彎曲部10的彎曲角0b、馬達旋轉角0m、滑輪旋轉角ΘΡ的各狀態。
例如，在圖6Α中，標號Α8-Α9的狀態是即使馬達旋轉角Θ m變化滑輪旋轉角θ p2的變化量也不會變化的特性的狀態，標號A13-A14也示出同樣的特性。
因此，通過在時間上監視該狀態並存儲在存儲部29中，能夠維持反映了該特性的特性信息。
通過這樣計算(檢測)馬達9、滑輪13等的動作的時間變化並存儲在存儲部29中，在馬達旋轉角θπι和滑輪旋轉角Θ P的動作狀態具有滯後的特性上，也能夠根據兩者的關係、例如標號Α13的馬達旋轉角0m和滑輪旋轉角Θ P的關係來掌握標號A14的位置關係等。
這樣，在本實施方式中，判別部27分別判別圖5中的標號A1-A2、A8_A9的第3彎曲狀態(第3-1彎曲狀態)、標號A2-A4、A9-A11的第3彎曲狀態(第3_2彎曲狀態)、標號A4-A6、A11-A12的第I彎曲狀態、標號A6-A8的第2彎曲狀態。
因此，在本實施方式中，在彎曲部10的彎曲角、馬達旋轉角θπι、滑輪旋轉角θρ的動作具有滯後的特性上，也能夠高精度地掌握這些狀態。而且，對應於判別部27的判別結果，馬達控制部21對馬達9的驅動控制好像切換(變更)。
接著，參照圖7對本實施方式的彎曲控制的動作進行說明。
當接通醫療用處置器械裝置I的電源而開始控制裝置4的動作後，成為步驟SI的初始設定的處理。在該步驟SI中，控制裝置4設定為處置器械3的軸部7筆直(直線)的狀態、即彎曲部10不彎曲的中立狀態，將由馬達9a、9b的編碼器14a、14b (由14代表)檢測到的上下方向和左右方向的馬達旋轉角θπκ彎曲部10的彎曲角0b設置為O。然後，等待指示輸入。
在步驟S2中，操作者從輸入部5進行彎曲的指示輸入。具體而言，操作者對操縱杆36進行操作，進行使彎曲部10向期望彎曲的彎曲方向傾斜希望彎曲的彎曲角的操作。
於是，如步驟S3所示，控制裝置4的馬達控制部21對應於指示輸入的彎曲方向和彎曲角，參照該時刻的存儲部29的特性信息，計算使馬達9a、9b (以下由9代表)旋轉的旋轉方向(旋轉驅動方向)、馬達旋轉角Θ sm、滑輪旋轉角Θ sp、轉矩值(旋轉驅動力)Ts。
另外，該時刻在當前階段為初始狀態，但是，根據圖7的控制循環，從與初始狀態不同的動作狀態起進行彎曲指示輸入。該情況下，參照該動作狀態以前被更新的動作特性的信息計算旋轉方向、馬達旋轉角Θ sm、滑輪旋轉角Θ8Ρ、轉矩值Ts。計算出的馬達旋轉角Θ sm、轉矩值Ts成為對馬達9進行彎曲驅動的情況下的指示值或目標值。另外，也可以僅將馬達旋轉角Θ sm作為對馬達9進行彎曲驅動的情況下的指示值或目標值。
在接下來的步驟S4中，馬達控制部21使馬達9進行旋轉驅動，以使其成為所計算出的馬達旋轉角9sm。
此時，如步驟S5所示，編碼器14、電位計15a、15b (由15代表)等分別檢測馬達9、滑輪13的旋轉角，並且，馬達旋轉角計算部22、滑輪旋轉角計算部23分別計算馬達旋轉角、滑輪旋轉角。並且，轉矩計算部24計算轉矩值。
S卩，控制裝置4檢測(計算)馬達9、滑輪13的動作狀態。並且，如步驟S6所示，判別部27判別彎曲狀態。
然後，如步驟S7所示，馬達控制部21根據判別結果對馬達旋轉速度進行控制。
並且，如步驟S8所示，存儲部29例如以較短的一定周期存儲馬達9、滑輪13的各動作狀態的信息，並且，對應於判別部27的判別結果對所存儲的特性信息進行更新。
在步驟S9中，馬達控制部21根據被輸入馬達旋轉角計算部22、轉矩計算部24等的計算結果的判別部27等的判別結果等，判別馬達9是否旋轉到目標值。
然後，在未達到作為目標的馬達旋轉角Θ sm的情況下，返回步驟S4，反覆進行上述動作。另一方面，在達到目標值的情況下，在步驟Sio中判定是否結束處置，在不結束處置的情況下，返回步驟S2，等待下一次的彎曲指示輸入。另一方面，在結束處置的情況下，控制裝置4結束圖7的處理。
圖8示出步驟S6和步驟S7的詳細情況。
如步驟Sll所示，判別部27判別第I彎曲狀態(驅動力起效狀態)Stlla、第2彎曲狀態(復原特性狀態)Stllb、第3彎曲狀態Stllc，更詳細地講，作為第3彎曲狀態Stllc，判別作為第3-1彎曲狀態的鬆動狀態Stlld、作為第3-2彎曲狀態的鬆弛狀態Stile。
在步驟Sll的判別結果為第I彎曲狀態的情況下，如步驟S12a所示，馬達控制部21進行使馬達9以通常的旋轉速度(稱為第I旋轉速度)旋轉的控制。在步驟S12a的處理後，進入步驟S8。
並且，在步驟Sll的判別結果為第2彎曲狀態的情況下，如步驟S12b所示，馬達控制部21進行使馬達9以與復原特性狀態對應的旋轉速度(驅動速度)、具體而言為比第I旋轉速度慢的第2旋轉速度旋轉的控制。
在該狀態下，由於已經通過復原力使彎曲部10旋轉，所以，當通過馬達9以第I旋轉速度旋轉時，比通常的彎曲驅動的速`度的情況快，因此，通過以比第I旋轉速度慢的速度旋轉，在作用有復原力的情況和未作用有復原力的情況下，均能夠在相同的動作狀態下進行彎曲驅動。在步驟S12b的處理後，進入步驟S8。
並且，在步驟Sll的判別結果為第3-1彎曲狀態(鬆動狀態)的情況下，如步驟S12c所示，馬達控制部21進行使馬達9以與鬆動狀態對應的第3旋轉速度、具體而言為比第I旋轉速度快的第3旋轉速度旋轉的控制。
並且，在步驟Sll的判別結果為第3-2彎曲狀態(鬆弛狀態)的情況下，如步驟S12d所示，馬達控制部21進行使馬達9以與鬆弛狀態對應的第4旋轉速度、具體而言為比第I旋轉速度快的第4旋轉速度旋轉並卷繞線IlaUlb以消除線IlaUlb的鬆弛的控制。另外，也可以將第3旋轉速度和第4旋轉速度設定為相同的旋轉速度。
在第3彎曲狀態下，彎曲部10對應於實質上不彎曲的不靈敏狀態。因此，在該第3彎曲狀態下，馬達控制部21通過使馬達9的旋轉速度為高速，縮短該不靈敏狀態的期間，確保良好的響應性或操作性。
通過這樣根據彎曲狀態對馬達9的旋轉速度進行控制，能夠確保良好的操作性。
並且，在步驟S12c的處理結束後，如步驟S13a所示，判別部27將存儲在存儲部29中的當前的特性信息校正為使步驟S12c結束(鬆動狀態消除)後的彎曲狀態位置的馬達旋轉角和滑輪旋轉角相關聯的特性信息，在步驟S8中，存儲校正後的特性信息。
並且，在步驟S12d的處理結束後，如步驟S13b所示，判別部27將存儲在存儲部29中的當前的特性信息校正為使步驟S12d結束(鬆弛狀態消除)後的彎曲狀態位置的馬達旋轉角、滑輪旋轉角、彎曲角相關聯的特性信息，在步驟S8中，存儲校正後的特性信息。
根據這種結構的本實施方式，通過確定部26可確定能夠通過形成彎曲部10的彈性部件的復原力而有助於彎曲部10彎曲的範圍與由於線IlaUlb產生鬆弛而不能有助於彎曲部10彎曲的範圍之間的邊界。
並且，根據本實施方式，能夠利用由確定部26確定的邊界的信息，在線IlaUlb中檢測到產生鬆弛，根據鬆弛對特性信息進行更新，並且，進行控制使得迅速消除由於鬆弛而導致的彎曲的不靈敏狀態。
因此，根據本實施方式，在使用具有鬆弛的線的情況下，也能夠高精度地檢測彎曲部不彎曲的不靈敏狀態的情況下的彎曲狀態，而不會降低響應性，能夠提高進行彎曲驅動的情況下的操作性。
並且，在表現出由於線的鬆弛而導致的滯後特性的彎曲驅動的情況下也對鬆弛進行校正，所以，能夠防止進行彎曲驅動的情況下的控制系統的精度降低。另外，在更簡單地進行馬達的旋轉控制的情況下，也可以在合併上述第3-1彎曲狀態和第3-2彎曲狀態而得到的第3彎曲狀態下進行旋轉控制。
(第2實施方式)
如圖9A所示，本發明的醫療用控制裝置的第2實施方式的處置器械裝置101例如具有有源處置器械(以下簡稱為處置器械)103，該處置器械103貫穿插入到圖12所示的被插入體腔內的內窺鏡102的處置器械通道(以下為通道)139內進行使用，以有源的方式對彎曲部110進行彎曲驅動。
並且，該處置器械裝置101具有與該處置器械103連接並對處置器械103進行控制的控制裝置104、以及與該控制裝置104連接並供操作者進行指示輸入操作的輸入部105。在圖12所示的例子中，該輸入部105由設置在處置器械103的後端的把持部106上的操縱杆裝置105a構成。另外，也可以將操縱杆裝置105a設置在把持部106以外的場所。
處置器械103具有貫穿插入通道139內的細長且具有撓性的作為插入部的軸部107、設置在該軸部107的前端的進行處置的處置部108、以及設置在軸部107的後端的作為驅動部的馬達109。另外，在圖12的具體例中，處置部108例如由通過在患部等處進行穿刺而採集活體組織的活檢針構成。並且，在圖12中，構成驅動部的馬達109設置在把持部106 內。
在處置部108的後端位置設有作為有源機構的可彎曲的彎曲部110，該彎曲部110經由使該彎曲部110彎曲的成對的角度線(簡記為線)llla、lllb，經由連結部112和構成牽引部的滑輪113與產生作為驅動力的旋轉驅動力的馬達109連接。
馬達109通過所產生的作為旋轉驅動力的轉矩，對成對的線IllaUllb中的一方進行牽引並使另一方鬆弛， 從而使彎曲部110向牽引驅動的線IllaUllb側彎曲驅動。另夕卜，線111a、Illb在具有鬆弛的狀態下貫穿插入軸部107內。並且，由於軸部107形成為細長，所以，彎曲部110形成在軸部107的前端側。
在馬達109上設有作為檢測單元的編碼器114，該編碼器14對作為該馬達109的驅動量的旋轉驅動量(或馬達旋轉角)進行檢測。編碼器114由旋轉編碼器等構成。
並且，在經由連結部112以轉動自如的方式與馬達109連結的構成牽引部的滑輪113上安裝有作為檢測單元的電位計115，該電位計115對作為該牽引部驅動量的滑輪旋轉驅動量或滑輪旋轉角進行檢測。另外，也可以構成為，代替電位計115而使用旋轉編碼器對滑輪旋轉驅動量或滑輪旋轉角進行檢測。
並且，如圖14 (A)、圖14 (B)所示，不經由線而連結馬達109與滑輪113之間的連結部112具有在圓板形狀的滑輪113的中心(與該滑輪113 —體)設置的長方形狀的凹部116、以及與馬達109的旋轉軸連結並卡入凹部116中的凸部117。
並且，該連結部112在凹部116與凸部117之間具有產生無法傳遞(不傳遞)來自馬達109的旋轉驅動力的位置關係的鬆動部(或遊隙部)118。另外，圖14 (B)示出圖14 (A)中的A-B線的剖視圖。
連結部112具有通過使凹部116的內表面的卡合面和凸部117的側面的卡合面抵接而傳遞來自馬達109的旋轉驅動力(轉矩)的位置關係，並且，在由於鬆動部118而使兩個卡合面不抵接的狀態下，成為無法傳遞所述旋轉驅動力的位置關係的狀態。
在本實施方式中，連結部112構成為，不經由(在傳遞驅動力時產生時間延遲的較長的)線而直接在短距離內(更具體而言為大致同軸)連結馬達109和滑輪113，防止響應性降低。
另外，不限於將凹部116 —體設置在滑輪113上的情況。並且，也可以將凹部116設置在馬達109側，將凸部117設置在滑輪113側。
如圖9A所示，控制裝置104具備具有驅動馬達109的功能的馬達控制部121、根據從編碼器114輸出的馬達109的旋轉驅動量或旋轉角的檢測信號計算馬達旋轉角的馬達旋轉角計算部122。
並且，控制裝置104具有根據基於電位計115的滑輪旋轉角的檢測信號計算滑輪旋轉角的滑輪旋轉角計算部123、以及根據通過馬達驅動信號對馬達109進行驅動的情況下的馬達驅動電流和驅動電壓計算或檢測馬達109的轉矩的轉矩計算部124。
並且，控制裝置104具有判定部125，該判定部125根據來自轉矩計算部124的轉矩，判定是否處於作為驅動部的馬達109的旋轉驅動力有助於彎曲部110的彎曲驅動的驅動力起效狀態。該判定部125比較來自轉矩計算部124的轉矩值T (的絕對值)是否為判定用的轉矩閾值Tth (參照圖15)以上，在|t| ^ Tth的情況下判定為處於驅動力起效狀態，在|T|〈Tth的情況下判定為不處於驅動力起效狀態。
並且，控制裝置104具有判別部127，該判別部127根據判定部125的判定結果和檢測特定彎曲狀態位置的位置確定部126的檢測結果等，判別後述的3個彎曲狀態。另外，實際上，判定部125判定3個彎曲狀態中的作為第I彎曲狀態的驅動力起效狀態。
位置確定部126檢測如下的特定的彎曲狀態位置:不通過馬達109施加(產生)對彎曲部110進行彎曲驅動的轉矩，所述彎曲部110保持特定的彎曲狀態。具體而言，檢測(確定)如下的特定彎曲狀態位置:不通過馬達109施加(產生)對彎曲部110進行彎曲驅動的轉矩，而是通過後述的構成彎曲部110的彈性部件的復原力使所述彎曲部110彎曲到特定彎曲狀態位置。
圖9A所示的位置確定部126構成為具有圖9A中的連結部112、作為牽引部的滑輪113、作為驅動量檢測部的編碼器114、作為牽引部驅動量檢測部的電位計115、比較部126a。除了這種結構的定義以外，位置確定部126還可以定義為具有被輸入馬達旋轉角的變化量和滑輪旋轉角的變化量的比較部126a。
該比較部126a通過由編碼器114檢測或由馬達旋轉角計算部122計算出的馬達旋轉角的變化量與由電位計檢測或由滑輪旋轉角計算部計算出的滑輪旋轉角的變化量的比較、或與閾值之間的比較，檢測彎曲部110成為特定彎曲狀態的特定彎曲狀態位置。
圖9B示出比較部126a的結構例。
比較部126a具有第I比較器161a和窗口型第2比較器161b，將第I比較器161a、第2比較器161b的比較結果輸出到判別部127。
對第I比較器161 a輸入馬達旋轉角的變化量和用於判定該馬達旋轉角的變化量的第I閾值162a，第I比較器161a將該比較結果輸出到判別部127。
並且，對第2比較器161b輸入滑輪旋轉角的變化量的絕對值和用於判定該變化量的絕對值的第2閾值162b，第2比較器161b將其比較結果輸出到判別部127。在滑輪旋轉角的變化量的絕對值為第2閾值162b以內時，例如輸出正的比較結果，在滑輪旋轉角的變化量的絕對值為第2閾值162b以外時，例如輸出負的比較結果。另外，根據滑輪旋轉角的變化量來計算其絕對值的電路設置在比較器161b的前級(省略圖示)。
根據每經過較短的規定時間ta而變化的馬達旋轉角來計算馬達旋轉角的變化量。同樣，通過以較短的規定時間ta的周期對滑輪旋轉角進行採樣(提取)，根據每經過該時間ta而變化的滑輪旋轉角來計算滑輪旋轉角的變化量。
第I閾值162a例如被設定為與後述圖15所示的馬達旋轉角Θ m的變化對應的值。另外，圖15示出使彎曲部110彎曲的情況下與彎曲部110的彎曲角對應的馬達旋轉角Θ m、滑輪旋轉角θρ等。
更具體而言，對應於與圖15中的標號Α6 標號Α8的狀態對應的馬達旋轉角Θ m的變化特性來設定第I閾值162a。該情況下，與馬達旋轉角0 m隨著時間而減小的特性對應地進行設定，被設定為從圖15的特性起包含容許餘量的值。
換言之，即使以與圖15的特性稍微偏移的特性使馬達旋轉角Θ m減小而變化，第I比較器161a也輸出馬達旋轉角Θ m以容許範圍內的變化量變化這樣的比較結果(例如正極性的輸出信號)。
第2閾值162b例如被設定為與圖15的標號A8-A9所示的滑輪旋轉角θ p的變化對應的值。該情況下，第2閾值162b例如被設定為(小於標號A7-A8的情況下的負變化量的絕對值的)接近O的正值，如標號A8-A9所示，能夠判定滑輪旋轉角Θ P未變化而保持恆定值的狀態。
而且，第2比較器161b判定滑輪旋轉角的變化量的絕對值是否為第2閾值162b以內。
S卩，如上所述，第2比較器161b是窗口型比較器，通過與第2閾值162b進行比較，來檢測滑輪旋轉角的變化量的絕對值是否是接近O的值。第2比較器161b例如在滑輪旋轉角的變化量的絕對值為第2閾值162b以內的情況下，輸出正的輸出信號，在除此之外的情況下(不在第2閾值162b以內的情況下)，輸出負的輸出信號。
因此,第2比較器161b在緊挨著標號A7 標號A8之前的情況下,輸出負極性的輸出信號，在標號A8以後輸出正極性的輸出信號。然後，根據第I比較器161a和第2比較器161b的比較輸出，在第I比較器161a的輸出信號為正、第2比較器161b的輸出信號從負變正時，判別部127確定(判別)彎曲部110通過復原力而彎曲成特定的彎曲狀態位置。
根據比較部126a的比較輸出，經由判別部127或不經由判別部127，馬達控制部121對馬達109的控制方法進行變更(切換)。
這樣，構成位置確定部126的比較 部126a對特定的彎曲狀態位置進行檢測。
另外，圖15中的標號AS 標號A9是滑輪旋轉角的變化量為O的狀態持續的狀態，該狀態相當於上述馬達109和滑輪113未通過鬆動部118卡合的彎曲狀態、即鬆動狀態。
作為該鬆動狀態，當也包含圖15中的成為滑輪旋轉角Θ P不變化的值的A1-A2的狀態時，在馬達旋轉角變化的情況下，比較部126a通過利用滑輪驅動量的變化量接近O的閾值162b以內的第2比較器161b的比較結果，還能夠檢測標號A1-A2的鬆動狀態。
但是，該情況下，第I比較器161a側採用在馬達旋轉角的變化量為正的情況下也進行檢測的結構即可。例如，在圖9B中，比較器161a、閾值162a對應於檢測馬達旋轉角的變化量為負的情況，但是，也可以構成為，進一步追加對應於檢測馬達旋轉角的變化量為正的情況的比較器、閾值，將該比較器的輸出輸入到判別部127 (省略圖示)。
作為檢測特定的彎曲狀態位置的結構，也可以代替圖9B而採用圖10所示的變形例的結構。在本變形例中，也是用於確定圖15中的標號A8-A9的狀態的結構例。比較部126a由對馬達旋轉角的變化量和滑輪旋轉角的變化量進行比較並輸出差分值的差動放大器164、以及對該差分值和閾值165進行比較的比較器166構成,該比較器166的輸出信號被輸出到判別部127。
在緊挨著標號A7 標號AS之前的情況下，差動放大器164輸出作為馬達旋轉角的變化量與滑輪旋轉角的變化量的差分值的第I差分值，在標號AS以後(S9之前)，該差分值成為僅是馬達旋轉角的變化量的第2差分值。
因此，閾值165例如被設定為第I差分值與第2差分值的中間值，使得能夠判定僅是該馬達旋轉角的變化量的情況，在第I差分值的情況和第2差分值的情況下，輸入到比較器166的差動放大器164的輸出信號的比較結果反轉。
然後，在彎曲部110彎曲成特定位置的狀態的情況下，該比較部126a通過使比較器166的輸出信號的極性反轉，對其進行檢測。因此，在比較器166的輸出信號的極性反轉的情況下，判別部127判別為彎曲部110彎曲成特定位置的狀態。
如圖11所示，判定部127具有第I彎曲狀態判別部127a，該第I彎曲狀態判別部127a根據判定部125的判定結果將上述驅動力起效狀態判別為第I彎曲狀態。並且，判定部127將不是該驅動力起效狀態的彎曲狀態分別判別為2個彎曲狀態、即第2和第3彎曲狀態。
判別部127具有第2彎曲狀態判別部127b，該第2彎曲狀態判別部127b根據判定部125的判定結果將如下的彎曲狀態判別為第2彎曲狀態:在從驅動力起效狀態變化為不是驅動力起效狀態的彎曲狀態之後，馬達109立即不對負載側(滑輪側)賦予轉矩，滑輪113旋轉，彎曲部110的彎曲角變化到上述特定的彎曲狀態位置。
該第2彎曲狀態對應於如下狀態:在使彎曲部110大幅彎曲之後，立即進行返回中立狀態側的彎曲操作的指示的情況下，在馬達109中未產生使彎曲部110彎曲的轉矩的狀態下，通過形成彎曲部110的彈性部件的復原力使彎曲部110彎曲(到特定的彎曲狀態位置)。因此，判別部127的第2彎曲狀態的判別功能對應於(作為通過復原力彎曲的特性狀態的)復原特性狀態的判別功能。
由於該第2彎曲狀態中的彎曲部110的彎曲角變化的狀態是向滑輪113的滑輪旋轉角減小的方向變化的，所以，判別部127根據該變化特性判別第2彎曲狀態。並且，該第2彎曲狀態持續到復原力為O (或與摩擦力等取得平衡的狀態)的特定的彎曲狀態位置(圖15的標號A8)為止。
並且，判別部127具有第3彎曲狀態判別部127c (參照圖11)，該第3彎曲狀態判別部127c在除了上述第2彎曲狀態以外的不是驅動力起效狀態的彎曲狀態中，將未檢測到基於馬達109的轉矩值T為規定值(作為規定值的轉矩閾值Tth)以上的彎曲狀態判別為第3彎曲狀態。
該第3彎曲狀態相當於與上述特定的彎曲狀態位置的彎曲狀態對應的馬達109和滑輪113通過鬆動部118而再次卡合(一方不卡合而與另一方卡合)的狀態、或線IllaUllb產生鬆弛的狀態。
判別部127具有將該第3彎曲狀態進一步判別為第3_1彎曲狀態和第3_2彎曲狀態的2個彎曲狀態的第3-1彎曲狀態判別部127d、第3-2彎曲狀態判別部127e (參照圖11)。
S卩，判別部127判定滑輪旋轉角相對於馬達旋轉角的變化量而未變化的第3-1彎曲狀態、以及滑輪旋轉角相對於馬達旋轉角的變化量也變化的第3-2彎曲狀態。另外，也可以將第3-1彎曲狀態、第3-2彎曲狀態分別定義為第3彎曲狀態、第4彎曲狀態。
上述第3-1彎曲狀態對應於馬達109和滑輪113通過鬆動部118而再次卡合的狀態、換言之為馬達109和滑輪113未在彎曲方向上卡合的狀態(鬆動狀態)，第3-2彎曲狀態相當於線IllaUllb產生鬆弛的狀態。即，判別部127具有作為第3_1彎曲狀態判別部127d的判定鬆動狀態的鬆動狀態判定部`和作為第3-2彎曲狀態判別部127e的判定線的鬆弛狀態的鬆弛狀態判定部的功能。
如圖11所示，判別部127具有第I彎曲狀態判別部127a、第2彎曲狀態判別部127b、第3彎曲狀態判別部127c。
另外，第2彎曲狀態與第3彎曲狀態中的第3-1彎曲狀態的邊界成為上述特定的彎曲狀態位置，能夠通過特定的彎曲狀態位置的信息來判別兩個彎曲狀態。
然後，判別部127將判別結果發送到馬達控制部121，馬達控制部121根據判別結果進行控制，使得切換馬達109的(作為驅動速度的)旋轉速度而進行旋轉驅動(具體而言，如後述圖18那樣進行控制)。
並且，判別部127內置有存儲部129，該存儲部129存儲彎曲部110的彎曲角、馬達109的馬達旋轉角、滑輪113的滑輪旋轉角的各信息作為相互關聯的特性信息，判別部127根據需要參照存儲部129的特性信息。另外，也可以在判別部1127的外部設置存儲部129。
該存儲部129與馬達控制部121、馬達旋轉角計算部122、滑輪旋轉角計算部123、轉矩計算部124、判定部125、位置確定部126、輸入部105等連接。
而且，該存儲部129除了存儲上述特性信息以外，還經時地(按照時間序列)存儲彎曲部Iio的彎曲角、馬達109的馬達旋轉角、滑輪113的滑輪旋轉角、轉矩、判定部125的判定結果、位置確定部126的檢測結果、馬達控制部121的控制切換、來自輸入部105的彎曲指示值等的信息。
另外，彎曲部110的彎曲角的信息預先與滑輪旋轉角或馬達旋轉角的信息相關聯地存儲在存儲部129中，根據時間序列的滑輪旋轉角或馬達旋轉角的信息，按照時間序列也更新彎曲部110的彎曲角的信息。
馬達控制部121進行如下控制:根據來自輸入部105的使彎曲部110彎曲的指示輸入，對馬達109施加(供給)馬達驅動信號，使其旋轉驅動。在進行使馬達109旋轉驅動的控制的情況下，馬達控制部121進行如下控制:根據判別部127的判別結果，按照3個彎曲狀態(考慮將第3彎曲狀態分成2個狀態時，為4個彎曲狀態)來切換馬達109的驅動速度(馬達旋轉速度)，使其旋轉驅動。因此，該馬達控制部121具有控制切換部130，該控制切換部130進行根據3個彎曲狀態來切換旋轉速度的控制。
另外，如上所述，來自輸入部105的指示輸入還被輸入到判別部127內的存儲部129，指示輸入的信息也按照時間序列存儲在存儲部129中。
並且，上述存儲部129根據判別部127的判別結果，在馬達控制部121進行根據馬達驅動信號使馬達109旋轉驅動的控制的情況下，在需要校正(更新)特性信息的情況下進行校正，(在判別部127的控制下)更新特性信息。另外，也可以代替在判別部127的控制下進行存儲部129的特性信息的校正和更新，而在馬達控制部121的控制下進行存儲部129的特性信息的校正和更新。
具體而言，根據判別部127，在線IllaUllb產生鬆弛的驅動狀態的情況下，馬達控制部121對馬達109輸出使馬達109迅速旋轉的馬達驅動信號，使得在短時間內消除鬆弛，通過滑輪113卷繞線111的鬆弛，並且，對應於該鬆弛量，針對彎曲部110的彎曲角，校正或更新馬達109的馬達旋轉角和滑輪113的滑輪旋轉角的信息。
通過這樣進行校正，在線111產生鬆弛的情況下，也能夠維持彎曲部110的彎曲角、馬達旋轉角和滑輪旋轉角的特性信息與實際的驅動狀態(動作狀態)一致，在反覆進行彎曲的情況下，也能夠高精度地對彎曲部110進行彎曲控制，以使其成為從輸入部105指示的彎曲角的狀態。並且，在產生鬆動後消除了該鬆動的情況下，更新為消除該鬆動的時刻的馬達旋轉角和滑輪旋轉角的特性信息。
這樣，在產生滯後的情況下，也能夠更新為與滯後對應的特性信息，能夠進行高精度的良好的彎曲控制。
圖13示出處置器械103的具體結構例。如圖13所示，在軸部107的前端形成有作為處置部108的基於穿刺而實現的活檢針。在該活檢針的後端，大致圓環形狀的多個彎曲塊131的在軸部107的長度方向上分別相鄰的部分通過鉚釘部131a而連結成轉動自如，從而形成彎曲部110。
各彎曲塊131根據設置鉚釘131a的位置而確定彎曲方向。鉚釘131a交替或按照適當周期配置在左右位置和上下位置，彎曲塊131能夠在上下方向和左右方向上彎曲。
另外，在圖13中，僅簡化示出向上下方向彎曲的鉚釘131a。並且，在軸部107內貫穿插入有用於在上下方向和左右方向上彎曲的線IlluUlld和llll、lllr，這些線lllu、Illd和IlllUllr的前端固定在處置部108上。
並且，線IlluUlld和IlllUllr的後端架設並繞掛在配置於軸部107的後端的擴徑的把持部106內的上下彎曲用滑輪113a和左右彎曲用滑輪113b上。
滑輪113a、113b經由設置有上述鬆動部的連結部112a、112b而分別與馬達109a、109b的旋轉軸連結，馬達109a、109b根據來自馬達控制部121的馬達驅動信號而正反自如地旋轉。
隨著馬達109a、109b的旋轉，經由設置有鬆動部的連結部112a、112b而連結的各個滑輪113a、113b也旋轉，在滑輪113a、113b上分別繞掛的線IlluUlld和IlllUllr分別被牽引、鬆弛。然後，在被牽引的線的方向上對彎曲部110進行彎曲驅動。
並且，在馬達109a、109b的旋轉軸上分別連接有編碼器114a、114b，在滑輪113a、113b上分別連接有電位計115a、115b。
另外，在上述彎曲塊131的外周側，通過以彎曲自如的方式密閉保護彎曲部110的具有彈性特性的作為彈性部件的彎曲橡膠管132的外裝部件進行覆蓋。關於彎曲部110，通過形成彎曲部110的外裝部件等的彈性力，在使彎曲部110特別大幅彎曲的情況下，產生要返回不彎曲的中立狀態的復原力。
並且，構成輸入部105的例如操縱杆裝置105a具有在上下、左右的任意方向上傾動自如的操縱杆136、以及分別對該操縱杆136中的上下方向和左右方向的傾動角進行檢測的編碼器137a、137b。
根據該操縱杆136而傾動的方向成為彎曲部110的彎曲指示方向，並且，傾動角成為彎曲部110的彎曲角的指示值。
基於編碼器137a、137b的檢測信號被輸入到控制裝置104中的例如馬達控制部121。即，從作為彎曲指示輸入單元的操縱杆裝置105a對馬達控制部121輸入彎曲指示方向和彎曲角的指示值。
然後，馬 達控制部121針對指示值，參照存儲在存儲部129中的特性信息等，決定馬達109a、109b的馬達旋轉角，對馬達109a、109b進行旋轉驅動，使得由編碼器114a、114b檢測到的馬達109a、109b的旋轉角追隨上述指示值。
實際上，由於線llla、lllb伴有鬆弛，所以，在本實施方式中，通過判別部127判別有無鬆弛等的彎曲狀態。
如圖12所示，內窺鏡102具有被插入體腔內的插入部141、在該插入部141的後端設置的操作部142、從該操作部142延伸出的通用纜線143，該通用纜線143的端部以裝卸自如的方式與信號處理裝置144連接。
內窺鏡102的插入部141具有在插入部141的前端設置的前端部145、在該前端部145的後端設置的彎曲自如的彎曲部146、從該彎曲部146的後端到操作部142的前端的具有撓性的撓性部147。
並且，在插入部141的前端部145設有射出照明光的照明窗148和與該照明窗148相鄰形成的觀察窗149。並且，在插入部141中設有能夠貫穿插入處置器械的通道139，該通道139的後端作為操作部142的前端附近的處置器械插入口 139a而開口。而且，手術醫生等操作者從該處置器械插入口 139a插入處置器械103，能夠在內窺鏡102的觀察下進行處置。
並且，在信號處理裝置144內，內置有配置在觀察窗149上的未圖示的物鏡、以及根據由在其成像位置配置的攝像元件進行攝像而得到的信號生成影像信號的信號處理電路144a，由該信號處理電路144a生成的影像信號被輸出到作為顯示裝置的監視器150。在該監視器150的顯示面中顯示通過攝像元件進行攝像而得到的攝像圖像作為內窺鏡圖像。
在本實施方式中，通過圖14 (C)所示的模式化的模型151，簡化示出圖14 (A)、圖14 (B)所示的彎曲部110、以經由該彎曲部110和線IllaUllb而旋轉自如的方式繞掛的滑輪113、經由連結部112與該滑輪113連結的馬達109。
另外，圖14中的線IllaUllb在圖13中表示為線IlluUlld或線llll、lllr，並且，圖14中的馬達109在圖13中對應於馬達109a或109b，並且，圖14中的滑輪113對應於圖13的滑輪113a或113b，圖14中的連結部112對應於圖13中的連結部112a或112b。
在圖14 (C)的模型151中，利用具有鬆動的連結部模型152表示圖14 (B)的馬達109與滑輪113的連結部112 ，利用通過彈簧對鬆弛進行模式化的線模型153表示具有鬆弛的線llla、lllb，利用同心圓的彎曲部模型154表示安裝有線111a、Illb的前端的彎曲部110。
在連結部模型152中，利用圓形的滑輪模型113'表示圖14 (B)中的滑輪113，利用凹部模型116'表示該凹部116，利用長方形的凸部模型117'表示連結部112的凸部117，利用鬆動部模型118'表示鬆動部118。
並且，利用以彈簧圖案表示的模式化的線模型llla' Ullbi (利用153代表線模型llla' Ullbi )表示圖14 (A)、圖(B)的線IllaUllb中的鬆弛。在該線模型153中，利用直線的線模型表示未鬆弛的部分的線狀態，具有鬆弛時，成為具有彈簧圖案的線模型。
並且，對彎曲部110的彎曲狀態進行模型化的同心圓的彎曲部模型154通過彎曲方向線L而虛擬示出彎曲部110的彎曲狀態。例如，在彎曲方向線L從同心圓向下方筆直延伸的狀態下，彎曲部110處於不在上下方向(或左右方向)上彎曲的中立狀態。另外，圖14 (A)中的實線的彎曲部110表示筆直狀態，雙點劃線的彎曲部110表示彎曲狀態。
作為這種結構的醫療用控制裝置的本實施方式的處置器械裝置101的特徵在於，具有:作為插入部的軸部107，其在前端側具有彎曲部110 ;作為驅動部的馬達109，其產生用於對所述彎曲部110進行彎曲操作(彎曲驅動)的驅動力；線llla、lllb，其從所述彎曲部110延伸，能夠通過所述驅動部進行牽引並且以具有鬆弛的方式進行連結；判定部125，其判定是否處於所述驅動部的驅動力有助於所述彎曲部110的彎曲驅動的驅動力起效狀態；作為驅動力檢測部的轉矩計算部124，其檢測在所述驅動部中產生的驅動力；位置確定部126，其檢測不通過所述驅動部施加對所述彎曲部110進行彎曲驅動的驅動力、且所述彎曲部110保持特定彎曲狀態的特定彎曲狀態位置；以及判別部127，其判別所述驅動力起效狀態即第I彎曲狀態、在從基於所述驅動部的所述驅動力起效狀態變化為不是該驅動力起效狀態的彎曲狀態之後立即使所述彎曲部110的彎曲狀態變化到所述特定的彎曲狀態位置的第2彎曲狀態、在除了所述第2彎曲狀態以外的不是所述驅動力起效狀態的彎曲狀態下未檢測到所述驅動部的驅動力為規定值以上的第3彎曲狀態，作為所述彎曲部110的彎曲狀態。
接著，對本實施方式的處置器械裝置101的動作進行說明。
圖15通過標號Al A12示出進行如下動作的情況下的代表性的彎曲狀態:使圖14的馬達109旋轉驅動，藉助經由連結部112而連結的滑輪113使彎曲部110旋轉規定角度，然後向相反方向旋轉適當角度。
另外，在圖15中的最上段，通過標號Al A12示出使用圖14的模型對彎曲部110進行彎曲驅動的情況下的代表性的彎曲狀態，在第2段示出對應的馬達旋轉角Θ m，在第3段示出滑輪旋轉角θ p，在第4段示出由轉矩計算部124計算出的馬達109的轉矩值T。
並且，圖16A、圖16B與圖15對應地示出馬達旋轉角Θ m和滑輪旋轉角θ p的特性、彎曲部110的彎曲角Θ b和馬達旋轉角Θ m的關係分別具有滯後的特性。
標號Al的狀態示出馬達109和滑輪113處於兩個卡合面未通過連結部112卡合(鬆動的卡合)的狀態、並且線IllaUllb具有鬆弛的中立狀態的情況。
在該標號Al的狀態下，當使馬達109向圖15所示的箭頭所示的方向旋轉時，馬達旋轉角Θ m從O起增加，在標號A2的狀態下，當成為通過連結部112而使馬達109和滑輪113卡合的狀態時，如標號A2、A3所示，伴隨馬達109的旋轉，滑輪113也旋轉，滑輪旋轉角Θ P從O起增加。
換言之，在從標號Al到A2的狀態下，即使馬達109旋轉而使其馬達旋轉角Θ m變化，滑輪旋轉角Θ P也沒有變化。並且，該情況下的關係特性如圖16A所示。
在標號A2的狀態下，由於牽引方向的線Illa具有鬆弛，所以，在馬達109和滑輪113進一步旋轉的標號A3的狀態下，彎曲部110也不會從中立狀態的O的彎曲角Θ b起變化。
然後，該狀態持續到標號A4所示的狀態、即消除或解除了線Illa的鬆弛的狀態。超過標號A4的狀態後，如標號A5所示，當馬達109和滑輪113旋轉時，彎曲部110向被牽引的線Illa側彎曲。
判定部125通過比較轉矩值T的絕對值是否為轉矩閾值Tth以上，判定是否是基於馬達109的轉矩有助於彎曲部110的彎曲驅動的驅動力起效狀態或轉矩起效狀態。
如圖15中的最下段所示，在標號A1-A4附近，|T|〈Tth，判定部125判定為不是驅動力起效狀態。
另一方面，在超過標號A4後，在標號A5的狀態下，|T| ^ Tth，判定部125判定為是驅動力起效狀態。並且，判別部127根據該判定部125的判定結果，判別是否是有助於彎曲部110的彎曲驅動的作為驅動力起`效狀態的第I彎曲狀態。在標號A5的狀態下，判別部127判別為是第I彎曲狀態。
在標號A5的狀態後，在標號A6所示的規定馬達旋轉角Θ ml的狀態之前，當馬達109旋轉時，與該旋轉連動地使滑輪113旋轉，並且，彎曲部110也彎曲，成為滑輪旋轉角θρ 、彎曲角0bl。這種情況下的馬達旋轉角0m與滑輪旋轉角θρ的關係如圖16A所示，馬達旋轉角與彎曲角0b的關係如圖16B所示。
這樣達到規定馬達旋轉角Θ ml後，在希望使馬達109向相反方向旋轉而使彎曲部110向相反方向彎曲的情況下，在實際上不對馬達109施加(供給)驅動信號以使馬達109旋轉的狀態下，通過形成彎曲部110的外裝部件等的彈性部件的復原力，如標號A7所示，彎曲部110向中立狀態位置的方向彎曲。另外，如標號A6 標號A7、標號A8那樣，在彎曲部110由於復原力而向相反方向彎曲的情況下，線Illb的鬆弛的一部分由於滑輪113的旋轉而減少。
該復原力根據彎曲角Qbl的大小、作為彈性部件而發揮功能的外裝部件的材質等而不同。特別地，在使彎曲部110大幅彎曲後使其向相反方向彎曲的情況下，該復原力發揮較大作用。
在這樣使馬達109向相反方向(使彎曲角0b減小的方向)旋轉的情況下，在作用有上述復原力的狀態下，與無負載的狀態(A1-A2)或為了消除線的鬆弛而卷繞線的狀態(A2-A4)的情況(將它們統稱為相當於無負載的狀態)相比，針對馬達109的負載較小。
因此，在能夠檢測到比相當於無負載的狀態的轉矩值小的該狀態的轉矩值的情況下，能夠根據該檢測結果判別其彎曲狀態(即第2彎曲狀態)。
當作用有該復原力時，如標號AS所示，根據復原力和克服復原力的作用於線Illa上的摩擦力等，彎曲部110彎曲到使彎曲部110彎曲的復原力實質上為O的作為特定彎曲狀態的特定彎曲狀態位置，彎曲部110保持該彎曲角θ b2的狀態。
在該彎曲角0b2的狀態下，由於馬達109不處於使滑輪113向相反方向旋轉的卡合狀態，所以，從標號AS到再次進行卡合的作為卡合狀態的標號A9為止，即使馬達109向相反方向旋轉，滑輪113也不旋轉，保持沒有變化的恆定的滑輪旋轉角θ P2的值。
因此，對馬達旋轉角變化量和滑輪旋轉角Θ P的變化量進行監視，在馬達旋轉角θπι變化的狀態下，針對滑輪旋轉角θ P的變化量從負變成O的狀態，對接近O的閾值162b和滑輪旋轉角Θ P的變化量(或其絕對值)進行比較，檢測滑輪旋轉角Θ P的變化量(或其絕對值)為閾值162b以下的情況，由此，能夠簡單地檢測該特定的彎曲狀態位置。
該特定的彎曲狀態位置成為第2彎曲狀態與第3彎曲狀態(第3-1彎曲狀態)的邊界位置，本實施方式利用該檢測的結果進行彎曲驅動的控制。
然後，當經過標號A9的狀態而使馬達109進一步旋轉時，伴隨馬達109的旋轉，滑輪113也旋轉。但是，在該狀態下，由於線Illb具有鬆弛，所以，在該鬆弛消除之前、即成為標號All之前，彎曲部110不會從標號A8的彎曲角0b2起變化。
然後，當經過標號All而使馬達109旋轉時，伴隨該旋轉，滑輪113也旋轉，並且，彎曲部110的彎曲角0b也變化。然後，如標號A12所示，彎曲部110向相反方向彎曲到適當的彎曲角9b3。另外，在圖16A、圖16B中，與標號A12的彎曲角Θ b3對應的馬達旋轉角用Θ m3表示，滑輪旋轉角用Θρ3表示。
如圖16Β所示，在使彎曲部110從彎曲角Θ b3起向相反方向彎曲的情況下，一般地，由於彎曲角9bl和Θ b3的絕對值不同，所以，復原力的大小根據彎曲角0b3的絕對值的大小而不同。因此，如圖16A、圖16B的虛線所示，根據該情況下的復原力，成為標號A13、A14、A15所示的(未閉合的)滯後特性。
但是，在這種滯後特性的情況下，通過確定特定彎曲狀態位置產生的特定彎曲狀態等，也能夠相關聯地掌握彎曲部110的彎曲角0b、馬達旋轉角θπκ滑輪旋轉角θρ的各狀態。
例如，在圖16Α中，標號Α8-Α9的狀態是即使馬達旋轉角0m變化滑輪旋轉角θ p2的變化量也不會變化的特性的狀態，標號A13-A14也示出同樣的特性。
因此，通過在時間上監視該狀態並存儲在存儲部129中，能夠維持反映了該特性的特性信息。
通過這樣計算(檢測)馬達109、 滑輪113等的動作的時間變化並存儲在存儲部129中，在馬達旋轉角ΘΠ!和滑輪旋轉角Θ P的動作狀態具有滯後的特性上，也能夠根據兩者的關係、例如標號Α13的馬達旋轉角Θ m和滑輪旋轉角Θ P的關係來掌握標號A14的位置關係等。
這樣，在本實施方式中，判別部127分別判別圖15中的標號A1_A2、A8-A9的第3彎曲狀態(第3-1彎曲狀態)、標號A2-A4、A9-A11的第3彎曲狀態(第3_2彎曲狀態)、標號A4-A6、A11-A12的第I彎曲狀態、標號A6-A8的第2彎曲狀態，所以，在彎曲部110的彎曲角、馬達旋轉角θπκ滑輪旋轉角Θ P的動作具有滯後的特性上，也能夠高精度地掌握這些狀態。而且，對應於判別部127的判別結果，馬達控制部121對馬達109的驅動控制進行切換(變更)。
接著，參照圖17對本實施方式的動作進行說明。
當接通處置器械裝置101的電源而開始控制裝置104的動作後，成為步驟S31的初始設定的處理。
在該步驟S31中，控制裝置104設定為處置器械103的軸部107筆直(直線)的狀態、即彎曲部Iio不彎曲的中立狀態，將由馬達109a、109b的編碼器114a、114b (由114代表)檢測到的上下方向和左右方向的馬達旋轉角θπκ彎曲部110的彎曲角0b設置為O。然後，等待指不輸入。
在步驟S32中，操作者從輸入部105進行彎曲的指示輸入。具體而言，操作者對操縱杆136進行操作，進行使彎曲部110向期望彎曲的彎曲方向傾斜希望彎曲的彎曲角的操作。
於是，如步驟S33所示，控制裝置104的馬達控制部121對應於指示輸入的彎曲方向和彎曲角，參照該時刻的存儲部129的特性信息，計算使馬達109a、109b (以下由109代表)旋轉的旋轉方向(旋轉驅動方向)、馬達旋轉角Θ sm、滑輪旋轉角0sp、轉矩值(旋轉驅動力)Ts。
另外，該時刻在當前階段為初始狀態，但是，根據圖17的控制循環，從與初始狀態不同的動作狀態起進行彎曲指示輸入。該情況下，參照該動作狀態以前被更新的動作特性的信息計算旋轉方向、馬達旋轉角Θ sm、滑輪旋轉角0鄧、轉矩值丁8。
計算出的馬達旋轉角Θ Sm`、轉矩值Ts成為對馬達109進行彎曲驅動的情況下的指示值或目標值。另外，也可以僅將馬達旋轉角Θ sm作為對馬達109進行彎曲驅動的情況下的指示值或目標值。
在接下來的步驟S34中，馬達控制部121使馬達109進行旋轉驅動，以使其成為所計算出的馬達旋轉角Θ sm。
此時，如步驟S35所示，編碼器114、電位計115a、115b (由115代表)等分別檢測馬達109、滑輪113的旋轉角，並且，馬達旋轉角計算部122、滑輪旋轉角計算部123分別計算馬達旋轉角、滑輪旋轉角。並且，轉矩計算部124也計算轉矩值。
S卩，控制裝置104檢測(計算)馬達109、滑輪113的動作狀態。並且，如步驟S36所示，判別部127根據判定部125的判定結果等判別彎曲狀態。
然後，如步驟S37所示，馬達控制部121根據判別結果對馬達旋轉速度進行控制。
並且，如步驟S38所示，存儲部129例如以較短的一定周期存儲馬達109、滑輪113的各動作狀態的信息，並且，對應於判別部127的判別結果對所存儲的特性信息進行更新。
在步驟S39中，馬達控制部121根據被輸入馬達旋轉角計算部122、轉矩計算部124等的計算結果的判別部127等的判別結果等，判別馬達109是否旋轉到目標值。
然後，在未達到作為目標的馬達旋轉角Θ sm的情況下，返回步驟S34，反覆進行上述動作。另一方面，在達到目標值的情況下，在步驟S40中判定是否結束處置，在不結束處置的情況下，返回步驟S32，等待下一次的彎曲指示輸入。另一方面，在結束處置的情況下，控制裝置104結束圖17的處理。
圖18示出步驟S36和步驟S37的詳細情況。
如步驟S41所示，判別部127判別第I彎曲狀態(驅動力起效狀態)St41a、第2彎曲狀態(復原特性狀態)St41b、第3彎曲狀態St41c，更詳細地講，作為第3彎曲狀態St41c，判別作為第3-1彎曲狀態的鬆動狀態St41d、作為第3-2彎曲狀態的鬆弛狀態St41e。
在步驟S41的判別結果為第I彎曲狀態的情況下，如步驟S42a所示，馬達控制部121進行使馬達109以通常的旋轉速度(稱為第I旋轉速度)旋轉的控制。在步驟S42a的處理後，進入步驟S38。
並且，在步驟S41的判別結果為第2彎曲狀態的情況下，如步驟S42b所示，馬達控制部121進行使馬達109以與復原特性狀態對應的旋轉速度、具體而言為比第I旋轉速度慢的第2旋轉速度旋轉的控制。
在該狀態下，由於已經通過復原力使彎曲部110旋轉，所以，當通過馬達109以第I旋轉速度旋轉時，比通常的彎曲驅動的速度的情況快，因此，通過以比第I旋轉速度慢的速度旋轉，在作用有復原力的情況和未作用有復原力的情況下，均能夠在相同的動作狀態下進行彎曲驅動。在步驟S42b的處理後，進入步驟S38。
並且，在步驟S41的判別結果為第3-1彎曲狀態(鬆動狀態)的情況下，如步驟S42c所示，馬達控制部121進行使馬達109以與鬆動狀態對應的第3旋轉速度、具體而言為比第I旋轉速度快的第3旋轉速度旋轉的控制。
並且，在步驟S41的判別結果為第3-2彎曲狀態(鬆弛狀態)的情況下，如步驟S42d所示，馬達控制部121進行使馬達109以與鬆弛狀態對應的第4旋轉速度、具體而言為比第I旋轉速度快的第4旋轉 速度旋轉並卷繞線IllaUllb以消除線IllaUllb的鬆弛的控制。另外，也可以將第3旋轉速度和第4旋轉速度設定為相同的旋轉速度。
在第3彎曲狀態下，彎曲部110對應於實質上不彎曲的不靈敏狀態。因此，在該第3彎曲狀態下，馬達控制部121通過使馬達109的旋轉速度為高速，縮短該不靈敏狀態的期間，確保良好的響應性或操作性。
通過這樣根據彎曲狀態對馬達109的旋轉速度進行控制，能夠確保良好的操作性。
並且，在步驟S42c的處理結束後，如步驟S43a所示，判別部127將存儲在存儲部129中的當前的特性信息校正為使步驟S42c結束(鬆動狀態消除)後的彎曲狀態位置的馬達旋轉角和滑輪旋轉角相關聯的特性信息，在步驟S38中，存儲校正後的特性信息。
並且，在步驟S42d的處理結束後，如步驟S43b所示，判別部127將存儲在存儲部129中的當前的特性信息校正為使步驟S42d結束(鬆弛狀態消除)後的彎曲狀態位置的馬達旋轉角、滑輪旋轉角、彎曲角相關聯的特性信息，在步驟S38中，存儲校正後的特性信息。
在本實施方式中，由於進行這種控制處理，所以，在線IllaUllb中檢測到產生鬆弛這樣的不靈敏狀態，根據鬆弛對特性信息進行更新，並且，進行控制使得迅速消除不靈敏狀態。
因此，根據本實施方式，在使用具有鬆弛的線的情況下，也能夠高精度地檢測彎曲部110不彎曲的不靈敏狀態的情況下的彎曲狀態，而不會降低響應性，能夠提高進行彎曲驅動的情況下的操作性。
並且，在表現出由於線的鬆弛而導致的滯後特性的彎曲驅動的情況下也對鬆弛進行校正，所以，能夠防止進行彎曲驅動的情況下的控制系統的精度降低。另外，在更簡單地進行馬達的旋轉控制的情況下，也可以在合併上述第3-1彎曲狀態和第3-2彎曲狀態而得到的第3彎曲狀態下進行旋轉控制。
另外，在上 述實施方式中，說明了將處置器械103貫穿插入內窺鏡102的通道內進行使用的情況，但是，也可以應用於不貫穿插入通道內進行使用的情況。
本申請以2011年5月12日在日本申請的日本特願2011-107423號和2011年5月12日在日本申請的日本特願2011-107424號為優先權主張的基礎進行申請，上述公開內容被引用到本申請說明書、權利要求書和附圖中。
權利要求
1.一種醫療用控制裝置，其特徵在於，該醫療用控制裝置具有: 插入部，其設置在醫療裝置上，在前端側設有使用具有撓性的彈性部件而形成的彎曲部; 驅動部，其產生用於對所述彎曲部進行彎曲操作的驅動力； 線，其貫穿插入所述插入部內，在鬆弛的狀態下與所述彎曲部連結； 牽引部，其對所述線進行牽引； 連結部，其連結所述驅動部和所述牽引部，使得在所述驅動部與所述牽引部之間具有傳遞所述驅動力的位置關係和無法傳遞所述驅動力的位置關係； 驅動量檢測部，其檢測所述驅動部的驅動量作為驅動部驅動量； 牽引部驅動量檢測部，其檢測由所述牽引部進行牽引的牽引部驅動量； 比較部，其對所述驅動部驅動量的變化量和所述牽引部驅動量的變化量進行比較；以及 確定部，其根據所述比較部的比較結果，確定能夠通過形成所述彎曲部的所述彈性部件的復原力而有助於所述彎曲部彎曲的範圍與由於線產生鬆弛而不能有助於所述彎曲部彎曲的範圍之間的邊界。
2.根據權利要求1所述 的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述連結部具有通過使凸部的卡合面和凹部的卡合面抵接而傳遞所述驅動力的位置關係，並且，具有兩個卡合面不抵接的鬆動部無法傳遞所述驅動力的位置關係。
3.根據權利要求2所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述確定部確定特定彎曲狀態位置作為所述邊界，該特定彎曲狀態位置為:在所述彈性部件的復原力的彎曲作用結束而所述連結部被從不傳遞所述驅動力的位置關係設定為傳遞所述驅動力的位置關係之前的期間內，所述驅動部不對所述彎曲部施加驅動量而使所述彎曲部維持特定彎曲狀態。
4.根據權利要求3所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 在所述比較部得到存在所述驅動部驅動量的變化量的比較結果的狀態下，所述確定部確定所述比較部得到所述牽引部驅動量的變化量大致為O的比較結果的狀態為所述特定彎曲狀態位置。
5.根據權利要求4所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述驅動部由產生作為所述驅動力的轉矩的馬達構成， 所述牽引部由滑輪構成，該滑輪卷繞著線的後端而被轉動自如地連結，並且該滑輪經由所述連結部與所述馬達連結，其中，所述線的前端與所述彎曲部連結。
6.根據權利要求4所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述連結部由與所述馬達的旋轉軸連結的所述凸部或所述凹部中的一方、和在所述滑輪的旋轉軸附近設置的與所述一方卡合的所述凸部或所述凹部中的另一方形成。
7.根據權利要求3所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述比較部求出所述驅動部驅動量的變化量與所述牽引部驅動量的變化量的差分，對所述差分的值進行比較。
8.根據權利要求7所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 針對由所述比較部檢測到的所述差分的絕對值小於規定值的情況，所述確定部確定為所述邊界。
9.根據權利要求7所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述醫療用控制裝置具有控制部，該控制部根據由所述確定部確定的所述邊界，對通過所述驅動部牽引所述線而進行驅動的控制進行變更。
10.一種醫療用控制裝置，其特徵在於，該醫療用控制裝置具有: 插入部，其在前端側具有彎曲部； 驅動部，其產生用於對所述彎曲部進行彎曲操作的驅動力； 線，其從所述彎曲部延伸，能夠通過所述驅動部進行牽引並且在鬆弛的狀態下進行連結； 判定部，其判定是否處於所述驅動部的驅動力有助於所述彎曲部的彎曲驅動的驅動力起效狀態； 驅動力檢測部，其檢測在所述驅動部中產生的驅動力； 位置確定部，其檢測不通過所述驅動部施加對所述彎曲部進行彎曲驅動的驅動力而使所述彎曲部保持特定彎曲狀態的特定彎曲狀態位置；以及 判別部，其判別所述驅動力起效狀態即第I彎曲狀態、在從所述驅動部的所述驅動力起效狀態變化為不是該驅動力起效狀態的彎曲狀態之後立即使所述彎曲部的彎曲狀態變化到所述特定彎曲狀態位置的第2彎曲狀態、在除了所述第2彎曲狀態以外的不是所述驅動力起效狀態的彎曲狀態下未檢測到所述驅動部的驅動力為規定值以上的第3彎曲狀態，作為所述彎曲部的彎曲狀態。
11.根據權利要求10所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述醫療用控制裝置具有控制部，該控制部根據所述判別部的判別結果，變更所述驅動部進行驅動的驅動速度。
12.根據權利要求10所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述醫療用控制裝置具有控制部，該控制部根據所述判別部的判別結果進行如下控制:在所述第I彎曲狀態的情況下，通過所述驅動部以第I驅動速度牽引所述線，在所述第2彎曲狀態的情況下，通過所述驅動部以比所述第I驅動速度小的第2驅動速度牽引所述線，在所述第3彎曲狀態的情況下，通過所述驅動部以比所述第I驅動速度大的第3驅動速度卷繞所述線。
13.根據權利要 求10所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述醫療用控制裝置還具有: 牽引部，其繞掛著前端安裝在所述彎曲部上的所述線的後端，並且與所述驅動部連結而牽引所述線；以及 存儲部，其存儲所述驅動部的驅動量、通過該驅動部經由所述牽引部和線進行彎曲驅動的所述彎曲部的彎曲量、所述牽引部的牽引部驅動量的信息，作為相關聯的特性信息。
14.根據權利要求13所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述驅動部由馬達構成，該馬達產生作為旋轉驅動力的轉矩，作為所述驅動力， 所述牽引部由滑輪構成，該滑輪卷繞著線的後端而被轉動自如地繞掛，所述線的前端與所述彎曲部連結， 所述馬達和所述滑輪通過連結部以轉動自如的方式連結，該連結部具有傳遞所述轉矩的位置關係和無法傳遞所述轉矩的位置關係。
15.根據權利要求12所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述位置確定部具有: 牽引部，其繞掛著所述線並牽引該線； 連結部，其連結所述驅動部和所述牽引部，使得在所述驅動部與所述牽引部之間具有傳遞所述驅動力的位置關係和無法傳遞所述驅動力的位置關係； 驅動量檢測部，其檢測所述驅動部的驅動量作為驅動部驅動量； 牽引部驅動量檢測部，其檢測所述牽引部進行牽引的牽引部驅動量；以及 比較部，其對所述驅動部驅動量減小的變化量的情況下的所述牽引部驅動量的變化量進行比較， 所述比較部將所述牽引部驅動量的變化量為閾值以下的大致停止的變化量的情況檢測為所述特定彎曲狀態位置。
16.根據權利要求14所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述位置確定部具有所述連結部、檢測所述馬達的馬達旋轉驅動量作為所述驅動部驅動量的編碼器、檢測所述滑輪進行牽引的滑輪旋轉驅動量作為所述牽引部驅動量的電位計、以及對所述馬達旋轉驅動量減小的變化量的情況下的所述滑輪旋轉驅動量的變化量進行比較的比較部， 所述比較部將所述滑輪旋轉驅動量的變化量為閾值以下的大致為O的變化量的情況檢測為所述特定彎曲狀態位置。
17.根據權利要求14所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述連結部具有通過使凸部的卡合面和凹部的卡合面抵接而傳遞所述驅動力的位置關係，並且，具有兩個卡合面不抵接的鬆動部無法傳遞所述驅動力的鬆動狀態的位置關係。
18.根據權利要求13所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述判定部根據所述驅動部的驅動力的絕對值是否為規定閾值以上來判定是否是所述驅動力起效狀態。
19.根據權利要求14所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述判定部根據所述馬達的轉矩的絕對值是否為規定閾值以上來判定是否是所述驅動力起效狀態。
20.根據權利要求14所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述彎曲部具有撓性，使用具有彈性力的彈性部件而形成， 所述判別部根據所述判定部的判定結果，在構成所述驅動部的所述馬達的驅動力起效狀態變化為不是驅動力起效狀態的彎曲狀態之後，立即根據所述滑輪的滑輪旋轉驅動量的變化量判別通過形成所述彎曲部的所述彈性部件的復原力來改變所述彎曲部的彎曲狀態的第2彎曲狀態。
21.根據權利要 求17所述的醫療用控制裝置，其特徵在於， 所述判別部在所述第3彎曲狀態下，進一步判別相對於所述馬達的旋轉驅動量的變化所述滑輪的滑輪旋轉驅動量的變化量大致為O的情況下的所述鬆動狀態、所述第3彎曲狀態下的除了所述鬆動狀態以外的情況下的所述線存在鬆弛的鬆弛狀態。
22.根據權利要求13所述的醫療用控制裝置，其特徵在於，所述醫療用控制裝置具有控制部，該控制部根據所述判別部的判別結果進行如下控制:在所述第I彎曲狀態的情況下，通過所述驅動部以第I驅動速度牽引所述線，在所述第2彎曲狀態的情況下，通過所述驅動部以比所述第I驅動速度小的第2驅動速度牽引所述線，在所述連結部鬆動狀態的情況下，以比所述第I驅動速度大的第3驅動速度牽引所述線，在所述鬆弛狀態的情況下，以比所述第I驅動速度大的第4驅動速度牽引所述線使其卷繞，並且，對應於 卷繞量對所述特性信息進行校正。
全文摘要
醫療用控制裝置具有插入部，其設置在醫療裝置中，在前端側設有彎曲部；驅動部，其產生用於對彎曲部進行彎曲操作的驅動力；線，其以具有鬆弛的方式與彎曲部連結；牽引部，其對線進行牽引；連結部，其連結驅動部和牽引部，使得在驅動部與牽引部之間具有傳遞/非傳遞驅動力的位置關係；驅動量檢測部，其檢測驅動部的驅動量作為驅動部驅動量；牽引部驅動量檢測部，其檢測基於牽引部的牽引部驅動量；比較部，其對驅動部驅動量的變化量和牽引部驅動量的變化量進行比較；以及確定部，其根據比較部的比較結果，確定能夠通過形成彎曲部的彈性部件的復原力而有助於彎曲部彎曲的範圍與由於線產生鬆弛而不能有助於彎曲部彎曲的範圍之間的邊界。
文檔編號A61B1/00GK103140159SQ201280003143
公開日2013年6月5日 申請日期2012年4月26日 優先權日2011年5月12日
發明者梅本義孝 申請人:奧林巴斯醫療株式會社