用于身体支撑设备的操作模式指示系统，以及身体支撑设备.pdf

本发明涉及用于身体支撑设备的操作模式指示系统，以及身体支撑设备。在操作模式指示系统中，第一发光器件位于操作者周边视野内并且可控地连接到控制器。在操作者正注视预定部位的同时，周边视野被限定在操作者的中心视野周围。身体支撑设备能够对预定部位执行操作。控制器控制第一发光器件来在身体支撑设备的第一操作模式下发出第一光，并且在身体支撑设备的第二操作模式下发出第二光。第一光与第二光在视觉上彼此可区分。

1.   一种用于身体支撑设备的操作模式指示系统，所述身体支撑设备用于对对象的预定部位执行操作，其中所述身体支撑设备包括：
安装部分，其上可安装操作者的身体的一部分；
支撑构件，具有至少一个关节，并且支撑所述安装部分以通过所述至少一个关节的弯曲而可移动，
固定构件，其可控制为当身体的一部分被安装在所述安装部分上时，将所述安装部分固定到身体的该部分，从而使所述安装部分跟随身体的该部分的移动；以及
限制构件，其可控制为限制所述至少一个关节的弯曲，以限制所述安装部分的移动，所述操作模式指示系统包括：
控制器，其被可控地连接到所述固定构件和所述限制构件，并且在第一操作模式和第二操作模式之一中可切换地设置所述身体支撑设备的操作模式，
所述控制器在所述第一操作模式下，控制所述固定构件来将所述安装部分固定到身体的一部分，并且控制所述限制构件不限制所述至少一个关节的弯曲，从而使所述安装部分可自由移动，
所述控制器在第二控制模式下，控制所述固定构件来释放所述安装部分对身体的一部分的固定，并且控制所述限制构件来限制所述至少一个关节的弯曲，从而限制所述安装部分的移动；以及
第一发光器件，位于所述操作者的周边视野内并且可控地连接到所述控制器，在所述操作者正注视所述预定部位的同时，所述周边视野被限定在所述操作者的中心视野周围，
所述控制器控制所述第一发光器件来在所述第一操作模式下发出第一光，并且在所述第二操作模式下发出第二光，所述第二光在视觉上与所述第一光可区分。

2.   根据权利要求1的操作模式指示系统，进一步包括：
第二发光器件，位于所述操作者的周边视野外部并可控地连接到所述控制器，
所述控制器控制所述第二发光器件来在所述第一操作模式下发出第一光，并且在所述第二操作模式下发出第二光，所述第二光在视觉上与所述第一光可区分。

3.   根据权利要求1的操作模式指示系统，进一步包括：
检测器，检测以下中的至少一个：从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力；从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩；所述安装部分和固定构件中至少之一的移动速度；所述安装部分和固定构件中至少之一的加速度；所述安装部分和固定构件中至少之一的位置；以及指示身体的一部分是否以及如何与所述安装部分和固定构件中至少之一相接触的参数，
其中所述控制器：
进一步包括确定器，其基于所述检测器的检测结果，确定所述操作者是否试图使所述安装部分跟随身体的一部分的移动；
当确定所述操作者试图使所述安装部分跟随身体的该部分的移动时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第一操作模式；以及
当确定所述操作者未试图使所述安装部分跟随身体的该部分的移动时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第二操作模式。

4.   根据权利要求1的操作模式指示系统，其中所述周边视野被限定在所述操作者的至少一只眼睛的中心视野周围，所述操作者正经由光学系统来双目注视所述预定部位。

5.   根据权利要求4的操作模式指示系统，其中所述光学系统具有双目目镜，所述操作者透过所述双目目镜来双目注视所述预定部位，并且所述第一发光器件被可移除地附接到所述光学系统的至少一个目镜。

6.   根据权利要求2的操作模式指示系统，其中：
所述身体支撑设备包括第一身体支撑设备和第二身体支撑设备；
所述第一身体支撑设备和第二身体支撑设备中的每个包括安装部分、支撑构件、固定构件和限制构件；
所述第一身体支撑设备的安装部分上可安装的操作者身体的一部分是操作者的左手；
所述第二身体支撑设备的安装部分上可安装的操作者身体的一部分是操作者的右手；
所述第一发光器件包括：第一发光器件，该第一发光器件被提供用于相应的第一和第二身体支撑设备；
所述第二发光器件包括：第二发光器件，该第二发光器件被提供用于相应的第一和第二身体支撑设备；以及
所述控制器控制所述第一和第二身体支撑设备的每个的第一发光模块和第二发光模块。

7.   根据权利要求3的操作模式指示系统，其中：
所述检测器检测从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力、从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩、以及所述安装部分和固定构件中至少之一的移动速度；
所述确定器基于所述检测器的检测结果来执行确定，其确定了从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力和从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩中的至少一个是否已经等于或大于对应预设阈值达预设时间，从而根据所执行的确定的结果来确定所述操作者是否试图使所述安装部分跟随身体的一部分的移动；以及
所述控制器：
当确定从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力和从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩中的至少一个已经等于或大于对应预设阈值达预设时间时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第一操作模式；以及
当确定从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力和从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩中的至少一个尚未等于或大于对应预设阈值达预设时间时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第二操作模式。

8.   一种身体支撑设备，用于对对象的预定部位执行操作，所述身体支撑设备包括：
安装部分，其上可安装操作者的身体的一部分；
支撑构件，具有至少一个关节，并且支撑所述安装部分以通过所述至少一个关节的弯曲而可移动，
固定构件，其可控制为当身体的一部分被安装在所述安装部分上时，将所述安装部分固定到身体的该部分，从而使所述安装部分跟随身体的该部分的移动；
限制构件，其可控制为限制所述至少一个关节的弯曲，以限制所述安装部分的移动；
控制器，其被可控地连接到所述固定构件和所述限制构件，并且在第一操作模式和第二操作模式之一中可切换地设置所述身体支撑设备的操作模式，
所述控制器在所述第一操作模式下，控制所述固定构件来将所述安装部分固定到身体的一部分，并且控制所述限制构件不限制所述至少一个关节的弯曲，从而使所述安装部分可自由移动，
所述控制器在第二控制模式下，控制所述固定构件来释放所述安装部分对身体的一部分的固定，并且控制所述限制构件来限制所述至少一个关节的弯曲，从而限制所述安装部分的移动；以及
第一发光器件，位于所述操作者的周边视野内并且可控地连接到所述控制器，在所述操作者正注视所述预定部位的同时，所述周边视野被限定在所述操作者的中心视野周围，
所述控制器控制所述第一发光器件来在所述第一操作模式下发出第一光，并且在所述第二操作模式下发出第二光，所述第二光在视觉上与所述第一光可区分。

9.   根据权利要求8的身体支撑设备，进一步包括：
第二发光器件，位于所述操作者的周边视野外部并可控地连接到所述控制器，
所述控制器控制所述第二发光器件来在所述第一操作模式下发出第一光，并且在所述第二操作模式下发出第二光，所述第二光在视觉上与所述第一光可区分。

10.   根据权利要求8的身体支撑设备，进一步包括：
检测器，检测以下中的至少一个：从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力；从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩；所述安装部分和固定构件中至少之一的移动速度；所述安装部分和固定构件中至少之一的加速度；所述安装部分和固定构件中至少之一的位置；以及指示身体的一部分是否以及如何与所述安装部分和固定构件中至少之一相接触的参数，
其中所述控制器：
进一步包括确定器，其基于所述检测器的检测结果，确定所述操作者是否试图使所述安装部分跟随身体的一部分的移动；
当确定所述操作者试图使所述安装部分跟随身体的该部分的移动时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第一操作模式；以及
当确定所述操作者未试图使所述安装部分跟随身体的该部分的移动时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第二操作模式。

11.   根据权利要求8的身体支撑设备，其中所述周边视野被限定在所述操作者的至少一只眼睛的中心视野周围，所述操作者正经由光学系统来双目注视所述预定部位。

12.   根据权利要求11的身体支撑设备，其中所述光学系统具有双目目镜，所述操作者透过所述双目目镜来双目注视所述预定部位，并且所述第一发光器件被可移除地附接到所述光学系统的至少一个目镜。

13.   根据权利要求9的身体支撑设备，其中：
所述身体支撑设备包括第一身体支撑设备和第二身体支撑设备；
所述第一身体支撑设备和所述第二身体支撑设备中的每个包括安装部分、支撑构件、固定构件和限制构件、第一发光器件和第二发光器件；
所述第一身体支撑设备的安装部分上可安装的操作者身体的一部分是操作者的左手；以及
所述控制器由所述第一和第二身体支撑设备共享，并被配置为控制所述第一和第二身体支撑设备中每个的第一发光器件模块和第二发光器件模块。

14.   根据权利要求10的身体支撑设备，其中：
所述检测器检测从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力、从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩、以及所述安装部分和固定构件中至少之一的移动速度；
所述确定器基于所述检测器的检测结果来执行确定，其确定了从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力和从身体的一部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩中的至少一个是否已经等于或大于对应预设阈值达预设时间，从而根据所执行的确定的结果来确定所述操作者是否试图使所述安装部分跟随身体的一部分的移动；以及
所述控制器：
当确定从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力和从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩中的至少一个已经等于或大于对应预设阈值达预设时间时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第一操作模式；以及
当确定从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力和从身体的该部分施加到所述安装部分和固定构件中至少之一的力矩中的至少一个尚未等于或大于对应预设阈值达预设时间时，将所述身体支撑设备的操作模式设置为所述第二操作模式。

用于身体支撑设备的操作模式指示系统,以及身体支撑设备
技术领域
本公开涉及支撑操作者身体的一部分并跟随操作者身体的被支撑部分的移动的身体支撑设备。此外，本公开涉及操作模式指示系统，用于指示身体支撑设备的操作模式。
背景技术
为了精确的和/或长期的手动操作，例如外科手术等，存在已知的身体支撑设备，其用于支撑操作者的身体的一部分，例如手臂。这样的身体支撑设备被要求来使支撑操作者手臂的手臂支撑跟随被支撑手臂的移动，并且在操作者想要固定被支撑手臂时锁定手臂支撑。
为了满足这样的要求，存在已知的身体支撑设备，并且在日本专利申请公开号2009-291363中公开了其一个示例，将该专利称为第一专利申请。
第一个专利申请中公开的身体支撑设备被配置为根据操作者的脚踏开关的操作和/或力的水平，在锁定模式和自由模式之间切换其操作模式；将力的水平从被支撑手臂施加到手臂支撑，并由传感器来测量。在锁定模式下，手臂支撑被锁定，使得操作者不会移动被支撑手臂。在自由模式下，手臂支撑是自由可移动的，使得操作者自由移动被支撑手臂。
例如，当操作者移动被支撑手臂到期望的位置，并此后减弱从被支撑手臂施加到手臂支撑的力时，传感器测量施加到手臂支撑的力的变化。响应于指示施加到手臂支撑的力的变化的测量结果，控制器激活制动器，从而将手臂支撑锁定到期望的位置。
另一方面，已知一种技术，其指示了用于停止内窥镜可弯曲部分的移动的操作杆是否被锁定，在日本专利申请公开号H09-173279中公开了其一个示例，将该专利被称为第二专利申请。
在第二专利申请中，在操作杆中提供指示器，该指示器指示了操作杆是否被锁定。
发明内容
然而，在第二专利申请中所公开的技术中，操作者必须注视着操作杆，以便检查操作杆是否被锁定。出于这个原因，即使第二专利申请中所公开的设备被应用到第一专利申请中所公开的身体支撑设备，在现场通过由手臂支撑所支撑的手臂来执行精确操作的操作者，可能必须注视着现场之外以便检查操作杆是否被锁定。这可能导致每次操作者将操作者的眼睛移到操作杆时精确操作的中断，从而减少了操作者的操作效率。如果操作者在不知道操作杆是否被锁定的情况下进行精确操作，则操作者可能会感觉不那么专注于精确操作。
精确的外科手术操作，例如显微外科手术，往往是在非常有限的空间中执行的，使得助手可以碰触到身体支撑设备。因此，需要一种技术，其允许助手容易得知身体支撑设备的操作模式。
鉴于以上阐述的情况下，本公开的一个方面寻求提供用于身体支撑设备的操作模式指示系统；每个操作模式指示系统能够实现以上阐述的问题。
具体地，本公开的替代方面旨在提供这样的操作模式指示系统，其每一个允许操作者容易地检查身体支撑设备的操作模式，而无需将操作者的眼睛从要操作的现场移开。
此外，本公开的替代方面旨在提供这些操作模式指示系统，其每一个允许助手容易地检查身体支撑设备的操作模式。
本公开的另外方面旨在提供身体支撑设备，其每一个具备根据本公开的各方面的操作模式指示器之一。
根据本公开的第一示例性方面，提供了一种用于身体支撑设备的操作模式指示系统，该身体支撑设备对对象的预定部位执行操作。身体支撑设备包括：安装部分，操作者身体的一部分可安装在其上；支撑构件，其具有至少一个关节，并且支持安装部分通过至少一个关节的弯曲可移动；以及固定构件，当身体的一部分被安装在安装部分上时，可控制该固定构件来将安装部分固定到身体的该部分，从而使安装部分跟随身体的该部分的移动。身体支撑设备包括限制构件，可控制该限制构件来限制至少一个关节的弯曲，以限制安装部分的移动。操作模式指示系统包括控制器，其被可控地连接到固定构件和限制构件，并且将身体支撑设备的操作模式可切换地设置在第一操作模式和第二操作模式之一下。在第一操作模式下，控制器控制固定构件来将安装部分固定到身体的一部分，并且控制限制构件不限制至少一个关节的弯曲，从而使安装部分自由可移动。在第二控制模式下，控制器控制固定构件来释放安装部分对身体的一部分的固定，并且控制限制构件来限制至少一个关节的弯曲，从而限制安装部分的移动。操作模式指示系统包括位于操作者周边视野内并被可控地连接到控制器的第一发光器件。在操作者正注视着预定部位时，周边视野被限定在操作者的中心视野周围。控制器控制第一发光器件来在第一操作模式下发出第一光，并且在第二操作模式下发出第二光。第二光在视觉上与第一光可区分。
根据本公开的第二示例性方面，提供了一种身体支撑设备，用于对对象的预定部位执行操作。身体支撑设备包括：安装部分，操作者身体的一部分可安装在其上；支撑构件，其具有至少一个关节，且支持安装部分通过至少一个关节的弯曲可移动；以及固定构件，当身体的一部分被安装在安装部分上时，可控制该固定构件来将安装部分固定到身体的该部分，从而使安装部分跟随身体的该部分的移动。身体支撑设备包括限制构件，可控制该限制构件来限制至少一个关节的弯曲，以限制安装部分的移动。身体支撑设备包括控制器，其被可控地连接到固定构件和限制构件，并且将身体支撑设备的操作模式可切换地设置在第一操作模式和第二操作模式之一下。在第一操作模式下，控制器控制固定构件来将安装部分固定到身体的一部分，并且控制限制构件不限制至少一个关节的弯曲，从而使安装部分自由可移动。在第二控制模式下，控制器控制固定构件来释放安装部分对身体的一部分的固定，并且控制限制构件来限制至少一个关节的弯曲，从而限制安装部分的移动。操作模式指示系统包括位于操作者周边视野内并且可控地连接到控制器的第一发光器件。在操作者正注视着预定部位时，周边视野被限定在操作者的中心视野周围。控制器控制第一发光器件来在第一操作模式下发出第一光，且在第二操作模式下发出第二光。第二光在视觉上与第一光可区分。
在本公开的第一和第二示例性方面的每一个中，位于正注视着预定部位的操作者的周边视野内的第一发光器件发出用于第一操作模式的第一光，并且发出用于第二操作模式的第二光，该第二光在视觉上与第一光可区分。该配置允许操作者通过周边视野来识别第一光，而无需将操作者的目光从操作者对其执行操作的预定部位移开。这使得操作者成功将操作集中到预定部位成为可能。
在可适用的情况下，本公开的各个方面可以包括和/或排除不同的特征和/或优点。此外，在适用情况下，本公开的各个方面可以组合其他实施例的一个或多个特征。特定实施例的特征和/或优点的描述不应被理解为限制其他实施例或权利要求。
附图说明
根据参照附图的实施例的以下描述，本公开的其他方面将变得显而易见，其中：
图1是根据本公开第一实施例的身体支撑设备和操作模式指示系统的示意图；
图2A是根据第一实施例示意性地图示了身体支撑设备的外观的透视图；
图2B是图2A中图示的身体支撑设备的工作部分的放大透视图；
图3A是根据第一实施例的应当被附接到医生手臂的夹持器构件的平面视图；
图3B是示意性地图示了工作部分的结构的示例的横截面视图；
图3C是根据第一实施例示意性地图示了医生周边视野和第一光源之间位置关系的视图；
图4是示意性地图示了由图1中图示的控制器所执行的模式确定任务的流程图；
图5是根据第一实施例示意性地图示了身体支撑设备的操作模式如何变化的模式转换视图；
图6是根据本公开第二实施例示意性图示了身体支撑设备和操作模式指示系统的外观的透视图；
图7是根据本公开第三实施例示意性图示了身体支撑设备和操作模式指示系统的外观的透视图；
图8A是根据第三实施例的示意性地图示了第一光源的视图；
图8B是根据第三实施例的示意性地图示了围绕左目镜限定的医生周边视野和第一光源之间位置关系的视图；
图8C是根据第三实施例的示意性地图示了围绕右目镜限定的医生周边视野和第一光源之间位置关系的视图；
图9是根据本公开第四实施例的身体支撑设备和操作模式指示系统的示意图；
图10是示意性地图示了由图9中图示的控制器所执行的模式确定任务的流程图；
图11是根据第四实施例示意性地图示了身体支撑设备操作模式如何变化的模式转换视图；
图12是示意性地图示了由根据本公开第五实施例的控制器所执行的模式确定任务的流程图；以及
图13是根据第五实施例示意性地图示了身体支撑设备操作模式如何变化的模式转换视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图来描述本公开的实施例。在附图中，相同的附图标记被用来标识相同的对应部件。在以下实施例的每个中，描述了用于支撑医生的手臂A的身体支撑设备，该医生作为操作者的示例，其执行医疗操作，例如外科手术操作。然而，根据本公开的身体支撑设备可被设计为支撑操作者的身体的一部分，该操作者在例如制造机器（例如精密机器）的过程期间执行精确的和/或长期的操作。除了手臂、手、一个或多个手指、腿、下颚等，作为操作者的身体的一部分可由身体支撑设备所支撑。
第一实施例
图1图示了根据本公开第一实施例的身体支撑设备1和整体安装在身体支撑设备1中的操作模式指示系统的示意图，且图2A图示了身体支撑设备1的外观。
参照图1和图2A，身体支撑设备1配备有多关节臂3、用于夹持附接到多关节臂3的医生的手臂A的工作部分5，以及用于支撑多关节臂3的支撑基座41。身体支撑设备1还配备有医生的座椅6，和控制器7，其被用作用于控制多关节臂3和工作部分5中的每个的移动的控制器。
多关节臂3被设计为根据施加到工作部分5的外力可移动地支撑工作部分5的移动机构。具体地，多关节臂3具有例如5个转动关节31、32、33、34和35，其提供了5个自由度。
支撑基座41具有基本上矩形的框形状，其位于手术室的地板FL上，并且被配置为支撑多关节臂3。例如，支撑基座41配备有位于其底部的脚轮41A，使得支撑基座41在地板FL上可容易移动。支撑基座41还具有提供给每个脚轮41A的止动器（未示出）。医生或助手操纵用于每个脚轮41A的制动器来停止脚轮41A的移动。这使得将支撑基座41固定地位于地板FL的期望位置处成为可能。
关节31具有正交于例如地板FL的垂直轴，并且被安装在支撑基座41顶面的第一纵向端部，使得垂直轴正交于顶面。支撑基座41的第一纵向端部将被称为其前端41E1。支撑基座41相对于第一纵向端部的第二纵向端部将被称为其后端41E2。因此，第一纵向端部41E1的前面的方向将被称作支撑基座41的前向，并且相对于前向的方向将被称作支撑基座41的后向。在支撑基座41的前向和后向的基础上，支撑基座41的左右方向也被定义（参见图2A）。
例如，如图2A中所图示，座椅6位于支撑基座41左侧上的地板FL上。在座椅6上，医生可以就座，同时向支撑基座41的前向看以便执行外科手术操作。因此，支撑基座41的前后方向和左右方向对应于座椅6上就座的医生的前后方向和左右方向。
图2A中，由相应的箭头X、Y和Z图示了支撑基座41的前后方向、左右方向和垂直方向。
在关节31上，链接L的第一端部被如此安装。在相对于第一端部的链接L的第二端部上，肩部42被安装以从链接L的第二端部向上延伸，使得关节32位于肩部42的顶端处。肩部42和链接L绕关节31的垂直轴可转动。制动器（例如电磁制动器）31A被附接到关节31，以用于减少肩部42相对于支撑基座41围绕关节31的垂直轴的转动。编码器31B被附接到关节31，以用于测量肩部42相对于支撑基座41的转动量。
多关节臂3还包括第一臂构件43，该第一臂构件43具有第一端部和相对其的第二端部。关节32具有与关节31的垂直轴正交的水平轴；水平轴平行于由X（前后）方向和Y（左右方向）所定义的X-Y平面。第一臂构件43的第一端部被附接到关节32和肩部42，使得第一臂构件43可绕关节32的水平轴摆动。具有与关节32的水平轴平行的水平轴的关节33被附接到第一臂构件43的第二端部。
例如，第一臂构件43被设计为由一组第一和第二链接43a1和43a2组成的平行链接机构。第一和第二链接43a1和43a2被配置为移动的同时保持第一和第二链路43al和43a2相互平行，其二者之间具有恒定空间。第一链接43a1的一端被连接到关节32，以可绕关节32的水平轴摆动。第二链接43a2的一端也连接到枢轴点P1，以可绕与关节32的水平轴平行的枢轴点P1的水平轴摆动；枢轴点P1被附接到链接L的第二端部。第一链接43al的另一端被连接到关节33，以可绕关节33的水平轴摆动。第二链接43a2的另一端也被连接到枢轴点P2，以可绕枢轴点P2的水平轴摆动；枢轴点P2的水平轴平行于关节33的水平轴。
多关节臂3还包括第二臂构件44，具有第一端部和与其相对的第二端部。第二臂构件44的第一端部被附接到关节33，使得第二臂构件44可绕关节33的水平轴摆动。具有与关节33的水平轴并行的水平轴的关节34被连接到第二构件44的第二端部。
例如，第二臂构件44被设计为由一组第一和第二链接44a1和44a2组成的平行链接机构，该第一和第二链接44a1和44a2被配置为移动的同时保持第一和第二链接44al和44a2相互平行，其二者之间具有恒定空间。第一链接44a1的一端被连接到关节33，以可绕关节33的水平轴摆动。第二链接44a2的一端也被连接到枢轴点P2，以可绕枢轴点P2的水平轴摆动。第一链接44a1的另一端被连接到关节34，以可绕关节34的水平轴摆动。第二链接44a2的另一端也连接到枢轴点P3，以可绕枢轴点P3的水平轴摆动；枢轴点P3的水平轴平行于关节34的水平轴。
要注意的是，提供了在关节32和枢轴P1之间连接的肩部42以及在关节33和枢轴P2之间连接的链接L11。链接L和L11允许第一臂构件43的平行链接机构在移动的同时维持二者之间的恒定空间。类似地，存在关节34和枢轴P3之间连接的链接L12。链接L11和L12允许第二臂构件44的平行链接机构在移动的同时维持二者之间的恒定空间。
工作部分5在其长度方向上具有第一端部和第二端部。工作部分5的第一端部经由关节35被附接到关节34，使得关节35的垂直轴正交于关节34的水平轴。具体地，工作部分5被配置为可绕关节35的垂直轴转动。更具体地，工作部分5经由力传感器45被连接到关节35，以可绕关节35的垂直轴转动。工作部分5的第二端部被设计为自由端。
力传感器45可通信地连接到控制器7，并在力数据施加到工作部分5时，操作地测量分别在第一轴、第二轴和第三轴上施加的第一力、第二力和第三力。 第一、第二和第三轴被定义在例如工作部分5的预定点处，关节35的垂直轴的延长线穿过该预定点。
例如，第一轴是工作部分5与关节35的垂直轴正交的长度方向，第二轴是与第一轴正交且与关节35的垂直轴正交的轴，且第三轴与正交于第一轴和第二轴的关节35的垂直轴相对应。
当力矩数据施加到工作部分5时，力传感器45也操作地测量绕第一轴的第一力矩、绕第二轴的第二力矩，以及绕第三轴的第三力矩。
力传感器45进一步操作为输出所测量的力数据和测量的力矩数据到控制器7。
如同关节31，制动器（例如电磁制动器）32A被附接到关节32，以用于减少第一臂构件43相对于肩部42围绕关节32的水平轴的转动。编码器32B被附接到关节32，以用于测量第一臂构件43相对于肩部42的转动量。
此外，制动器（例如电磁制动器）33A被附接到关节33，以用于减少第二臂构件44相对于关节33围绕关节33的水平轴的转动。编码器33B被附接到关节33，以用于测量第二臂构件44相对于关节33的转动量。
制动器31A至33A中的每个可通信地连接到控制器7，并且可以由控制器7进行控制。
编码器31B至33B中的每个可通信地连接到控制器7，并且操作为输出所测量的转动量到控制器7。
第一臂构件43的第二链接43a2和关节33之间提供了弹簧46，并且在第二臂构件44的第二链接44a2和关节33之间提供了弹簧47。第一臂构件43的第一链接43a1的一端贯穿关节31延伸到远离关节32预设长度。配重48被耦合到第一臂构件43的第一链接43a1的延伸端。
当医生手臂A被安装在工作部分5上时，弹簧46和47与配重48操作为施加抗衡力到工作部分5和多关节臂3。
具体地，来自弹簧46和47以及配重48的偏置力将工作部分5平行于第三轴向上偏置。施加到工作部分5的偏置力抗衡了下列的总和：包括后面所描述的电磁体52的工作部分5的重量、由工作部分5夹持的医生手臂A的重量、后面所描述的夹持器构件55的重量、以及多关节臂3的重量。这些重量的总和在此后将被称为臂总重量。
该平衡支撑了安装在工作部分5上的医生的手臂。要注意的是，该偏置力理想上应该与臂总重量相抗衡。
然而，医生的手臂A通常对活体（例如病人）的患部从上方执行外科手术操作。因此，考虑这个问题，偏置力被确定为利用非常弱的力在向上的方向上对工作部分5进行偏置。要注意的是，向上的方向意指相对于接收来自医生手臂A的外科手术治疗的患部的方向，从而可以安全执行患部的治疗，同时防止工作部分5被非有意地降低。如果仅利用配重48来建立力平衡，则弹簧46和47中的至少一个可被消除。可以使用用于偏置工作部分5的各种类型的措施之一。
参照图2B、3A和3B，当夹持器构件55被附接到医生手臂A时，工作部分5被配置为经由夹持器构件55夹持医生手臂A。
如图3A和3B中所图示的，夹持器构件55包括第一对柔性带56a1和56a2、第二对柔性带56b1和56b2，以及附接到带56a1、56a2、56b1和56b2的磁性构件57。磁性构件57包括：一对圆形磁性板57a和57b，每一个都具有第一圆形表面和与其相对的第二圆形表面，以及杆构件57c，具有预定长度并且连接圆形磁性板57a和57b。
圆形磁性板57a被直接附接到带56a1和56a2中的每个的一端，使得带56a1和56a2跨越对应的圆形磁性板57a彼此面对。类似地，圆形磁性板57b被直接附接到带56b1和56b2中的每个的一端，使得带56b1和56b2跨越对应的圆形磁性板57b彼此面对。
第一对的带56a1和56a2和第二对的带56b1和56b2围绕医生手臂A缠绕，而圆形磁性板57a和57b的第一圆形表面面对医生手臂A，并且附图标记57A所附属的其第二圆形表面被向外定位以与彼此齐平（参见图3B）。医生应当将夹持器构件55附接到他/她的手臂A，使得当医生在其前向上向前延伸手臂A时，圆形磁性板57a和57b的第二圆形表面57A指向下方。
参照图2B和图3B，工作部分5包括手臂夹持器51。
手臂夹持器51包括矩形板状安装基座51M，其具有用作安装表面的顶面51B，在该安装表上与夹持器构件55附接的医生手臂A是可安装的。安装基座51M被安装在关节35上的其中间部分处，以可绕关节35的垂直轴转动。
身体支撑设备1还配备有一对电磁体52a和52b，每一个都具有例如圆柱形状。
在安装基座51M的第一纵向端部中，嵌入电磁体52a的一个轴向端部，使得电磁体52a的一个轴向端部的顶面被暴露以与顶面51B齐平。类似地，在安装基座51M与其第一纵向端部的相对的第二纵向端部中，嵌入电磁体52b的一个轴向端部，使得电磁体52b的一个轴向端部的顶面被暴露以与顶面51B齐平。
如图2A中所图示的，当身体支撑设备1处于初始状态中时，定位多关节臂3，使得安装基座51M的第一纵向端部指向支撑基座41的前向。
手臂夹持器51还包括手臂导向件51G。手臂导向件51G包括第一导向部分51G1。第一导向部分51G1被形成为从安装基座51M的一部分的两个横向侧向外并倾斜向上延伸；安装基座51M的此部分包括中间部分和第二纵向端部。
手臂导向件51G还包括第二导向部分51G2。当身体支撑设备1处于初始状态时，第二导向部分51G2被配置为在支撑基座41的前向上从第一导向部分51G1连续延伸，以向外远离安装基座51M的第一纵向端部。第二导向部分51G2的延伸端部51GE与安装部分一起形成，在该安装部分上医生手臂A的手的一部分是可安装的。也就是说，手臂夹持器51的第二导向件51G2的延伸端部51GE用作工作部分5的工作端部，以用于使用例如外科手术操作工具来执行外科手术操作。因此，下文中，手臂夹持器51的第二导向件51G2的延伸端部51GE将被称为工作端部51GE。
换句话说，第一导向部分51G1被设计为位于安装基座51M上方的锥形侧壁，使得锥形侧壁的内表面51A从该锥形侧壁的上边缘渐缩到安装基座51M，从而将夹持器构件55的圆形磁性板57a和57b的第二表面57B导向到安装基座51M的安装表面51B上。 第二导向部分51G2被配置为支撑医生手臂A的一部分，医生手臂A的该部分在安装基座51M的前向上从安装基座51M向外延伸。
软质塑料薄片61（其在图2B中的图示中被省略）被安装在安装基座51B的安装表面51B上，以减少安装表面51B和夹持器构件55的圆形磁性板57a和57b的第二表面57A之间的滑动阻力。
例如，确定安装基座51M的纵向长度，使得夹持器构件55的磁性板57a和57b可安装在工作部分5的电磁体52a和52b的顶端。
具体而言，坐在支撑基座41左侧上的座椅6上的医生，将安装构件5所附接到的右手臂（即手臂A）安装在手臂夹持器51的安装基座51M上。在安装过程期间，医生确定臂构件5的位置，使得夹持器构件55的磁性板57a和57b分别被安装在工作部分5的电磁体52a和52b的顶端上，与其顶端对准。
其中夹持器构件55的磁性板57a和57b被分别安装在工作部分5的电磁体52a和52b的顶端上与其顶端对准的状态下文中将被称为就绪状态。
在就绪状态下，当电磁体52a和52b被激励时，磁性板57a和电磁体52a之间以及磁性板57b和电磁体52b之间的磁性吸引力，将医生手臂A固定地支撑在手臂夹持器51上，即多关节臂3的工作部分5上。这允许工作部分5跟随医生手臂A由左到右以及上或下的移动，同时改变多关节臂3的形状。
另一方面，当电磁体52a和52b被去激励时，磁性板57a和电磁体52a之间以及磁性板57b和电磁体52b之间的磁性吸引力消失，使得医生可独立于手臂夹持器51（即工作部分5）自由地移动手臂A。特别地，软质塑胶薄板61减少了在安装基座51M的纵向方向上（即医生的前后方向上）的手臂A的滑动移动的滑动阻力。软质塑胶薄板61还降低了从电磁体52a和52b到夹持器构件55的磁性板57a和57b的剩余磁通作用。
为了控制工作部分5的电磁体52a和52b的激励或去激励，除了控制器7，身体支撑设备1还配备有电源78和驱动器79。
参照图3B，驱动器79被电连接到相应的电磁体52a和52b，并且还电连接到电源78。作为驱动器79，使用例如开关元件。具体而言，对驱动器79施加电功率，例如预定电压。控制器7被配置为接通驱动器79来将电功率施加到电磁体52和52b，从而激励电磁体52a和52b。 控制器7还操作为关闭驱动器79以中断对电磁体52和52b的电功率供应，从而去激励电磁体52a和52b。例如，控制器7、电源78和驱动器79被安装在图2A中所图示的支撑基座41中。
如图2B中所图示，身体支撑设备1还配备有用于医生的第一光源58和主要用于助手的第二光源59。
在第一实施例中，当从医生处查看时，第一光源58在支撑基座41的前向上被安装在第二导向部分51G2的工作端部51GE的左上侧，该医生坐在位于支撑基座41左侧上的座椅6上，并且使他/她的右手臂A安装在工作部分5的手臂夹持器51上。
具体而言，如图2A中所图示，身体支撑设备1例如被配置为被用于坐在位于支撑基座41左侧上的座椅6上的惯用右手的医生，并且一直将右手臂A安装在工作部分5的手臂夹持器51上。因为外科手术操作工具（例如手术刀51）被安装在手臂夹持器51上的右手臂A的右手所夹持，医生和手臂夹持器51之间的位置关系限定了相对于第二导向部分51G2的工作端部51GE的位置，更具体而言相对于正在对患部执行外科手术操作的外科手术操作工具的尖端的位置，来将应当经历外科手术操作的病人的患部定位在何处。
换句话说，基于第二导向部分51G2的工作端部51GE的位置，更具体而言基于外科手术操作工具的尖端的位置，来预先确定将应当经历外科手术操作的病人的患部定位的区域。
当医生正使用外科手术操作工具对患部（即外科手术操作区域）执行外科手术操作时，医生正直接地或经由外科手术显微镜或内窥镜注视患部。因此，医生的中心视野CVF位于患部上，使得医生的周边视野PVF被限定在医生的中心视野周围。
图3C示意性地图示了当医生的右手臂A正被工作部分5的手臂夹持器51所支撑时，经由双目外科手术显微镜的双目目镜，限定在医生的中心视野CVF周围的医生的周边视野PVF。要注意的是，因为医生正在通过双目目镜注视患部，所以双目外科手术显微镜的两个圆形双目目镜在图3C中被图示为医生的中心视野CVF。
例如，医生的中心视野CVF的水平视角被设置为在从15度到30度内，并且医生的中心视野CVF的垂直视角被设定为在从8度到20度内。在第一实施例中，周边视野PVF被限定为中心视野CVF周围的视野，并在周边视野PVF中，由中心视野CVF正注视患部的医生，可识别包含在周边视野PVF中的颜色。例如，如图3C中所图示的，周边视野PVF具有基本上椭圆形的形状，并且椭圆周边视野PVF具有分别根据医生的水平和垂直视角所确定的长轴和短轴。例如，医生的椭圆周边视野PVF的水平视角被设置为在120到180度内，并且医生的椭圆周边视野PVF的医生垂直视角被设置为在120到150度内。
具体而言，在第一实施例中，第一光源58具有相对于医生的周边视野PVF的特殊位置关系，其中将右手臂A支撑在手臂夹持器51上使得第一光源58位于周边视野PVF内。
具体而言，在第一实施例中，第一光源58在支撑基座41M的前向上被安装在第二引导部分51G2的工作端部51GE的左侧上（参见图2B）。第一光源58的该布置使得第一光源58位于周边视野PVF的右边缘中成为可能。
此外，在第一实施例中，当从坐在座椅6上的医生处查看时，第二光源59在支撑基座41M的前向上，安装在第二引导部分51G2的工作端部51GE的右侧上。优选地，如图2B和3C中所图示的，第二光源59在支撑基座41M的前向上安装在第二引导部分51G2的工作端部的右侧上。第二光源59的该布置使得第二光源59位于周边视野PVF之外成为可能。
第一光源58的该布置使得对于正执行外科手术操作的医生而言容易地在视觉上检查第一光源58成为可能。此外，第二光源59的该布置使得对于位于支撑基座41的右侧上的助手而言容易地在视觉上检查第二光源58而不打断医生成为可能。
控制器7例如与配备有CPU 71、ROM 72和RAM 73的电子控制电路一起被安装。当对身体支撑设备1加电，使得控制器7被激活时，CPU 71接收从力传感器45发送的所测量的力数据和所测量的力矩数据，以及从编码器31B到33B中的每个所发送的所测量的转动量。
然后，基于所测量的力和力矩数据和所测量的转动量，CPU 71根据使用RAM 73的存储空间存储在ROM 72和/或RAM 73中的至少一个程序，执行图4中图示为流程图的模式确定任务。
第一和第二光源58和59中的每个被电连接到控制器7。在控制器7的控制下，第一和第二光源58和59中的每个能够正常发出不同颜色的光，并且使所选颜色的光闪烁。
在第一实施例中，控制器7、第一和第二光源58和59、电源78，和驱动器79用作根据第一实施例的操作模式指示系统。
接下来，模式确定任务的操作将在下文中被描述。
为了执行对在可移动操作台（未示出）上安装的病人的患部的外科手术操作，定位可移动操作台，使得患部位于基于第二导向部分51G的工作端部51GE的位置所确定的预定区域中。
那时，将要执行外科手术操作的医生使夹持器构件55附接到右手臂A。
当启动模式确定任务时，步骤S1中，CPU 71将身体支撑设备1的操作模式设置为等待模式。具体地，等待模式被设计为假定工作部分5的手臂夹持器51上没有安装手臂。也就是说，在等待模式下，在步骤S1a中，CPU 71激活制动器31A、32A和33A以分别停止对应的关节31、32和33的移动。另外，在步骤S1b中，CPU 71关闭驱动器79，从而对电磁体52a和52b去激励。在步骤S1c中，CPU 71指示第一和第二光源58和59中的每一个发出连续的橙色光。
具体而言，在等待模式下，医生可以在工作部分的手臂夹持器51上安装右手臂A，或者可以从其中移除手臂夹持器51上所安装的他/她的右手臂A。另外，在等待模式下，由于关节31到33被对应的制动器31A到33A停止移动，即使医生从工作部分5的手臂夹持器51移除右手臂A，多关节臂3的位置也是固定的。那时，因为关节34和35中没有提供制动器，工作部分5的手臂夹持器51的工作端部51GE如何指向是可以自由调整的，使得病人患部所处的位置也可根据工作部分5的手臂夹持器51的工作端部51GE的位置来调整。从第一光源58发出的橙光允许医生容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在等待模式下。
具体而言，即使医生正使用由右手所持的外科手术操作工具执行对患者的患部的外科手术操作，对于医生而言也有可能容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在等待模式下。这是因为，第一光源58位于周边视野PVF中，同时医生正注视患部，使得中心视野CVF位于患部上。
此外，从第二光源59发出的橙光允许一个或多个助手容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在等待模式下。
接下来，在步骤S2中，CPU 71确定医生是否试图移动右手臂A以使工作部分5基于所测量的力和力矩数据跟随右手臂A的移动。
具体而言，当医生想要确实地使工作部分5跟随右手臂A的移动，在就绪状态下将右手臂A安装在工作部分5的手臂夹持器51上的医生，执行第一动作和此后执行第二动作。第一动作是利用右手臂A的肌肉支撑右手臂A，而第二动作是在例如朝地板FL的方向上经由右手臂A对工作部分5的手臂夹持器51施加力。
在第一实施例中，第一动作期间对工作部分5的手臂夹持器51施加的力的阈值水平将被称作F2，而第二动作期间对工作部分5的手臂夹持器51施加的力的阈值水平将被称作F1。
具体而言，当医生想要使工作部分5跟随右手臂A的移动时，医生利用右手臂A的肌肉执行以支撑右手臂A，从而对工作部分5向下施加微弱的力。因为所施加的力将仅支撑右手臂A，所施加的力通常等于或小于例如1.0kgf（9.8N）的阈值水平F2。要注意的是，由于臂总重量抗衡了施加到多关节臂3和工作部分5的偏置力，从力传感器45发送的所测量的力数据示为零。
第一动作之后，医生执行第二动作来经由右手臂A向下对工作部分5的手臂夹持器51确实地施加力，以便使工作部分5跟随右手臂A的移动。因为所施加的力将确实地移动工作部分5，所以所施加的力通常等于或大于阈值水平F1。例如，在第一实施例中，阈值水平F1被设置为1.5kgf（14.7N），其对应于总臂重量。在第一实施例中，第一阈值水平F1、第二阈值水平F2以及称为TW的总臂重量之间的关系，优选地满足下面的公式：
TW ≥F1 > F2。
具体地，在步骤S2中，基于从力传感器45发送的所测量的力数据和力矩数据，CPU 7确定以下是否成立：
施加到工作部分5的手臂夹持器51（即第二引导部分51G2的工作端部51GE）的力，已经等于或者大于第一阈值水平F1达100ms；或者：
施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或大于第一阈值水平Tr1达100ms，该第一阈值水平Tr1等于10kg·cm（98N·cm）；第一阈值水平Tr1对应于第一阈值水平F1。
要注意的是，施加到工作部分5的手臂夹持器51的力是否已等于或大于第一阈值水平F1达100ms的条件将被称为第一条件。类似地，施加到手臂夹持器51的力矩是否已等于或大于第一阈值水平Tr达100ms的条件将被称为第二条件，该第一阈值水平Tr等于98N·cm。
在确定既不满足第一条件也不满足第二条件（步骤S2中为否）时，CPU 71重复步骤S2中的确定，从而将身体支撑设备1的操作模式维持在等待模式下。
否则，在确定满足第一条件和第二条件中至少一个时，CPU 71确定医生试图移动右手臂A以使工作部分5基于所测量的力和力矩数据跟随右手臂A的移动（步骤S2中为是）。
然后，在步骤S3中，CPU 71将身体支撑设备1的操作模式设置为自由模式。具体地，自由模式被设计为假定医生试图使工作部分5跟随右手臂A的移动。也就是说，在自由模式下，在步骤S3a中，CPU 71停用制动器31A、32A和33A，以分别允许对应关节31、32和33的移动。另外，在步骤S3b中，CPU 71接通驱动器79，从而激励电磁体52a和52b。在步骤S2c中，CPU 71指示第一和第二光源58和59中的每一个来使橙光闪烁。
具体地说，在自由模式下，当医生移动右手臂A时，工作部分5跟随右手臂A的移动，因为基于电磁体52a和52b和磁性板57a和57b，关节31至35可自由移动，且右手臂A被固定地支撑在手臂夹持器51上。此外，如上所述，因为从工作部分5施加到右手臂A的力是非常弱的力，以及制动器31A、32A和33A中的每一个的滑动阻力，医生可以使用施加到工作部分5的弱力来容易地移动工作部分5来跟随右手臂A的移动。
从第一光源58发出的闪烁橙光允许医生容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在自由模式下。
具体而言，即使医生正使用由右手所持的外科手术操作工具来对患者的患部执行外科手术操作，对于医生而言也有可能容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在自由模式下。这是因为，第一光源58位于周边视野PVF中，同时医生正注视患部，使得中心视野CVF位于患部上。
此外，从第二光源59发出的闪烁橙光允许一个或多个助手容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在自由模式下。
接下来，在步骤S4中，CPU 71确定医生是否试图完成工作部分5在所期望的位置处的移动，从而基于从编码器31B到33B中的每个所发送的所测量的转动量将工作部分5固定到对应位置。
具体地，在步骤S4中，基于从编码器31B到33B中的每个所发送的所测量的转动量，CPU 7确定工作部分5（即第二导向部分51G2的工作端部51GE）的移动速度是否已等于或低于例如1mm/s的预设阈值水平V达100ms。
在确定工作部分5的移动速度已经大于预设的阈值水平V达100ms（步骤S2中为否）时，CPU 71重复步骤S2中的确定，从而将身体支撑设备1的操作模式维持在自由模式下。
否则，在确定工作部分5的移动速度已经等于或低于预设的阈值水平V达100毫秒（步骤S4中为是）时，CPU 71确定医生试图完成工作部分5在期望位置处的的移动，从而将工作部分5固定到对应的位置。
然后，在步骤S5中，CPU 71将身体支撑设备1的操作模式设置为锁定模式。具体地，锁定模式被设计为假定医生试图使用右手臂A来执行外科手术操作，同时右手臂A从工作部分5的手臂夹持器51释放。
也就是说，在锁定模式下，在步骤S5a中，CPU 71激活制动器31A、32A和33A以分别停止对应关节31、32和33的移动。另外，在步骤S5b中，CPU 71关闭驱动器79，从而对电磁体52a和52b去激活。在步骤S5c中，CPU 71指示第一和第二光源58和59中的每一个发出连续的蓝光。
具体而言，在锁定模式下，医生可使用右手臂A对患部执行精细的外科手术操作，同时从工作部分5自由移动右手臂A。从第一光源58发出的蓝光允许医生容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在锁定模式下。
具体而言，即使医生正使用由右手所持的外科手术操作工具对患者的患部执行外科手术操作，对于医生而言也有可能知道身体支撑设备1的操作模式被设置在锁定模式下。这是因为，第一光源58位于周边视野PVF中，同时医生正注视患部，使得中心视野CVF位于患部上。
此外，从第二光源59发出的蓝光允许一个或多个助手容易地知道身体支撑设备1的操作模式被设置在锁定模式。
接下来，在步骤S6中，基于所测量的力和力矩数据，CPU 71确定医生是否试图将身体支撑设备1的操作模式从锁定模式变换到等待模式。
具体地，在步骤S6中，基于从力传感器45发送的所测量的力数据和力矩数据，CPU 7确定以下是否成立：
施加到工作部分5的手臂夹持器51（即第二引导部分51G2的工作端部51GE）的力，已经等于或者小于第二阈值水平F2达200ms；或者：
施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或小于第二阈值水平Tr2达200ms，该第二阈值水平Tr2等于5kg·cm（49N·cm）；第二阈值水平Tr2对应于第二阈值水平F2。
要注意的是，施加到工作部分5的手臂夹持器51（即第二引导部分51G2的工作端部51GE）的力是否已经等于或小于第二阈值水平F2达200ms的条件将被称为第三条件。类似地，施加到手臂夹持器51的力矩是否已等于或小于第二阈值水平Tr2达200ms的条件将被称为第四条件，该第二阈值水平Tr2等于49N·cm。
在确定既不满足第三条件也不满足第四条件（在步骤S6中为否）时，CPU 71重复步骤S6中的确定，从而将身体支撑设备1的操作模式维持在锁定模式下。
否则，在确定满足第三条件和第四条件中至少之一时，CPU 71确定医生试图将身体支撑设备1的操作模式从锁定模式变换到等待模式（在步骤S6中为是）。
然后，CPU 71执行步骤S1中的操作，从而将身体支撑设备1的操作模式从锁定模式变换到等待模式（参见步骤S1）。
如上所述，确定施加到工作部分5的力已经等于或小于第二阈值水平F2达200ms示出了以下之一：
第一状态，其中医生执行第一动作来利用右手臂A的肌肉支撑右手臂A；以及
第二状态，其中医生试图将右手臂A从工作部分5的手臂夹持器51中移除右手臂A。在第一状态下，在执行步骤S1中的操作之后，CPU 71执行步骤S2中的操作，并立即执行上文所阐述的步骤S2中的肯定确定，从而执行步骤S3中的下一操作。
然而，在第二状态下，在执行步骤S1中的操作之后，CPU 71执行步骤S2中的操作，且重复地执行步骤S2中的否定确定，使得身体支撑设备1的操作模式被维持在等待模式下。
接下来，将在下文中参照图5描述如何基于模式确定任务的执行来变换身体支撑设备1的操作模式。
当身体支撑设备1的操作模式被设置为等待模式（参见步骤S1）时，制动器31A到33A正操作来制动对应的关节31到33，电磁体52a和52b被去激励，并且从第一和第二光源58和59中的每个输出持续的橙光（参见步骤S1a到S1c）。
在身体支撑设备1的等待模式期间，当施加到工作部分5的手臂夹持器51的力已经等于或大于第一阈值水平F1达100ms或者施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或大于第一阈值水平Tr1达100ms（步骤S2中为是），该第一阈值水平Tr1等于98Ncm，身体支撑设备1的操作模式从等待模式变换到自由模式（参见图4中的步骤S3和图5中的T1）。
当身体支撑设备1的操作模式被设置为自由模式时，停用制动器31A到33A以允许对应关节31到33的移动，电磁体52a和52b正被激励，以在工作部分5的手臂夹持器51上固定地支撑右手臂A，且从第一和第二光源58和59中的每个输出闪烁的橙光（参见步骤S3a到S3c）。
在身体支撑设备1的自由模式期间，当工作部分5的移动速度已经等于或低于预设阈值水平V达100ms（步骤S4中为是）时，身体支撑设备1的操作模式从自由模式变换为锁定模式（参见图4中的步骤S5和图5中的T2）。
当身体支撑设备1的操作模式被设置为锁定模式（参见步骤S5）时，制动器31A到33A正操作来制动对应的关节31到33，电磁体52a和52b正被去激励，且从第一和第二光源58和59中的每个输出持续的蓝光（参见步骤S5a到S5c）。
在身体支撑设备1的锁定模式期间，当施加到工作部分5的手臂夹持器51的力已经等于或大于第二阈值水平F2达200ms或者施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或大于第二阈值水平Tr2达200ms（步骤S6中为是），该第二阈值水平Tr2等于49N·cm，身体支撑设备1的操作模式从锁定模式变换到等待模式（参见图4中的步骤S6和S1和图5中的T3）。
因此，根据第一实施例的身体支撑设备1使得在等待模式、自由模式和锁定模式当中按照下列次序重复地变换其操作模式成为可能：即等待模式、自由模式和锁定模式。因此无需操作开关或其他装置来改变身体支撑设备1的操作模式，从而允许医生对患部平稳地执行外科手术操作。因为身体支撑设备1的操作模式以等待模式、自由模式和锁定模式的预定顺序次序重复地被改变，对于医生而言可能的是，直观地了解身体支撑设备1的操作模式被设置为前述三种模式中的哪个，从而最小化身体支撑设备1的错误操作。
此外，身体支撑设备1的配置允许对右手臂A添加微弱的力来使工作部分5跟随右手臂A的移动，并且允许右手臂A容易地附接到工作部分5以及从工作部分5移除。这因而改善了身体支撑设备1的医生可操作性。
而且，在身体支撑设备1中，第一光源58具有相对于医生周边视野PVF的特殊位置关系，其中右手臂A正被支撑在手臂夹持器51上，使得第一光源58位于周边视野PVF内。具体地，在第一实施例中，第一光源58在支撑基座41M的前向上被安装在第二导向部分51G2的工作端部的左侧上（参见图2B）。第一光源58的此布置使第一光源58位于周边视野PVF的右边缘成为可能。因而，即使医生正使用由右手所持的外科手术操作工具对病人的患部执行外科手术操作，医生容易地识别出第一光源58如何发出有颜色的光。这允许医生容易地检查身体支撑设备1的当前操作模式，同时在不看除患部之外的情况下对病人患部执行外科手术操作。这使得对于医生而言可能的是，成功集中在患部处的外科手术操作上。
此外，在身体支撑设备1中，当从坐在座椅6上的医生处查看时，第二光源59在支撑基座41的前向上被安装在第二引导部分51G2的工作端部51GE的右侧上。具体地，由于医生位于支撑基座41的左侧处，协助医生的一个或多个助手通常位于支撑基座41的右侧处。因此，对于一个或多个助手而言可能的是，容易地识别第二光源59如何发出光，从而容易地检查身体支撑设备1的当前操作模式。这有效地防止了一个或多个助手错误地碰触位置没有完全固定的工作部分5，从而进一步改善了助手工作时的集中度。
优选地，第二光源59在支撑基座41M的前向上被安装在第二引导部分51G2的工作端部51GE的右侧上。第二光源59的该布置使得第二光源59位于周边视野PVF外部成为可能。这可以防止第二光源59打扰正在执行外科手术操作的医生。
第二实施例
下文将参照图6描述根据本公开第二实施例的身体支撑设备101。
根据第二实施例的身体支撑设备101的结构和/或功能与身体支撑设备1有以下几点不同。因此，下文将主要描述不同点，且因此实施例之间的相同附图标记所指代的相同部分的冗余描述被省略或简化。
在第一实施例中，第一和第二光源58和59中的每个如何位于身体支撑设备1中，以及第一和第二光源58和59有多少位于身体支撑设备1中，被限于第一实施例的配置。
具体地，根据第二实施例的身体支撑设备101除了主要用于助手的第二光源59还配备有主要用于助手的第三光源38和第四光源39。 例如，参考图6，第三光源38被附接到多关节臂3的第一臂构件43的顶部，以及第四光源39被附接到第二臂构件44的第一端部的右侧。
身体支撑设备101的其他结构和功能基本上与身体支撑设备1相同，因此其描述被省略。
具体地，因为第三光源38被附接到多关节臂3的第一臂构件43的顶部，位于支撑基座41右侧处的一个或多个助手可容易地识别第三光源38如何发出光。类似地，因为第四光源39被附接到第二臂构件44的第一端部的右侧，位于支撑基座41右侧处的一个或多个助手可容易地识别第四光源39如何发出光。因此，对于一个或多个助手而言可能的是，容易地检查身体支撑设备101的当前操作模式。此外，第三和第四光源38和39中的每一个位于周边视野PVF外部。这可以防止第三和第四光源38和39打扰正执行外科手术操作的医生。
第三实施例
根据本公开第三实施例的身体支撑系统201将在下文中参照图7和图8A到8C进行描述。
根据第三实施例的身体支撑系统201的结构和/或功能与身体支撑设备1有以下几点不同。因此，下文将主要描述不同点，且因此实施例之间的相同附图标记所指代的相同部分的冗余描述被省略或简化。
参照图7，身体支撑系统201配备有用于医生的左手的第一身体支撑设备201L，以及用于例如同一医生的右手的第二身体支撑设备201R。
第一和第二身体支撑设备201L和201R中的每个具有与身体支撑设备1的除光源外的配置基本相同的配置。 第一和第二身体支撑设备201L和201R被布置在地板FL上，使得第一身体支撑设备201L的支撑基座41的右侧表面面向第二身体支撑设备201R的支撑基座41的左侧表面。第一身体支撑设备201L和第二身体支撑设备201R的支撑基座41的前侧表面在Y方向上彼此对准。 第一身体支撑设备201L和第二身体支撑设备201R的支撑基座41例如经由支撑杆SB彼此连接。
虽然座椅6没有在图7中被图示，座椅位于支撑杆SB的前方靠近第一身体支撑设备201L和第二身体支撑设备201R的前侧。具体来说，坐在座椅上并且将要使用设备201L和201R两者执行外科手术操作的医生，可将右手安装在第二身体支撑设备201R的工作部分5的手臂夹持器51上，并且将左手安装在第一身体支撑设备201L的工作部分5的手臂夹持器51上。第一身体支撑设备201L可用于另一位医生的右手。
如图7中所图示，类似于第二实施例，第二身体支撑设备201R配备有取代第一和第二光源58和59的第三和第四光源38和39。具体地，第三光源38被附接到多关节臂3的第一臂构件43的顶部，而第四光源39被附接到第二臂构件44的第一端部的右侧。
类似地，类似于第二实施例，第二身体支撑设备201L配备有取代第一和第二光源58和59的第三光源38和第五光源（未示出）。具体地，第三光源38被附接到多关节臂3的第一臂构件43的顶部，而第五光源被附接到第二臂构件44的第一端部的左侧。
此外，图7示意性图示了双目外科手术显微镜80，其配备有用于左眼的圆柱形左目镜81和用于右眼的圆柱形右目镜82。将左和右目镜81和82靠近身体支撑系统201并在平行于地面FL的水平方向上并排定位。具体来说，坐在座椅上的医生将透过左和右目镜81和82观察，以便执行外科手术操作。因此，根据第三实施例，左目镜81对应于医生左眼的中心视野，而右目镜82对应于医生右眼的中心视野。
第一身体支撑设备201L还配备有用于医生的第一光源84，以及第二身体支撑设备201R还配备有用于医生的第一光源85。
如图8A中所图示，第一光源84包括具有间隙的基本上环状的夹持器84A。夹持器84A是柔性的，使得其可以被可移除地装配在左目镜81的一端周围。第一光源84包括多个LED 84B，其以规则的间隔安装在框架84A的端面上。LED 84B中的每个经由信号线86电连接到控制器7。在安装在支撑基座41中的控制器7的控制下，LED 84B中的每个能够正常发出不同颜色的光，并且使所选颜色的光闪烁。
第一光源85具有与第一光源84的结构相同的结构，且因此省略其描述。附图标记87示出了信号线，通过该信号线，第一光源85中的每个LED被电连接到安装在支撑基座41中的控制器7。
具体而言，因为第一光源84的LED 84B被布置在与医生左眼的中心视野CVF相对应的左目镜81周围，LED 84B位于限定在左目镜81周围的医生周边视野PVF1中（参见图8B）。类似地，因为第一光源85的LED被布置在与医生右眼的中心视野CVF相对应的右目镜82周围，所以LED位于限定在右目镜81周围的医生周边视野PVF2中（参见图8C）。
类似于第一实施例，对于第一身体支撑设备201L和第二身体支撑设备201R中的每个而言，控制器7被编程为执行图4中所图示的模式确定任务。
身体支撑系统201的其他结构和功能基本上与身体支撑设备1相同，因此其描述被省略。
在根据第三实施例的身体支撑系统201中，第一光源84的LED84位于医生左眼的周边视野PVF1中。类似地，第一光源85的LED位于医生右眼的周边视野PVF2中。
因而，即使医生正在使用由右手和左手所持的外科手术操作工具对病人的患部执行外科手术操作，经由左眼和右眼中对应的一个，医生容易地识别出第一光源84和85中的每个如何发出有颜色的光。这允许医生容易地检查第一和第二身体支撑设备201L和201R中的每个的当前操作模式，同时在不看除患部以外的情况下对病人的患部执行外科手术操作。这使得对于医生而言可能的是，成功集中在患部处的外科手术操作上。
要注意的是，第一光源84和85可以被安装在相应的左和右目镜81和82中。如上所述，可移除地装配在相应的左和右目镜81和82周围的第一光源84和85，使得结合第一光源84和85来使用通常可用的双目外科手术显微镜成为可能。
此外，在身体支撑系统201中，即使将左和右手臂均安装在相应设备201L和201R的工作部分5上的医生正抬头看着左和右目镜81和82，对于该医生而言可能的是，经由左眼和右眼中的对应一个容易地识别第一光源84和85中的每个如何发出有颜色的光。
第四实施例
根据本公开第四实施例的身体支撑设备301将在下文中参照图9到11进行描述。
根据第四实施例的身体支撑设备301的结构和/或功能与身体支撑设备1有以下几点不同。因此，下文将主要描述不同点，且因此实施例之间的相同附图标记所指代的相同部分的冗余描述被省略或简化。
根据第一实施例的身体支撑设备1被配置为根据所测量的力数据和力矩数据，确定用以将其操作模式改变为另一个的时机，但本公开并不限于此。具体地，身体支撑设备1、101、201R、201L中的每一个都可被配置为使用另一措施来确定用以将其操作模式改变为另一个的时机。
图9图示了根据本公开第四实施例的身体支撑设备301的示意图。身体支撑设备301进一步配备有电连接到控制器7的脚踏开关90。脚踏开关90能够在每当右手臂安装在工作部分5的手臂夹持器51上的医生用脚压下脚踏开关90时，发送指令给控制器7。要注意的是，可以使用由右手臂安装在工作部分5的手臂夹持器51上的医生可操作的各种开关来代替脚踏开关90。
控制器7被编程为执行图10中图示的模式确定任务。在图10中所图示的流程图中，分配了相同步骤编号的与图4中所图示的流程图相同的步骤被省略或简化，以避免冗余描述。
当启动图10中所图示的模式确定任务时，CPU 71执行在步骤S1中的操作，从而将身体支撑设备301的操作模式设置为等待模式。
等待模式期间，在步骤S12中，CPU 71确定医生是否操作脚踏开关90。
在确定医生未操作脚踏开关90（步骤S12中为否）时，CPU 71重复步骤S2中的确定，从而将身体支撑设备301的操作模式维持在等待模式下。
否则，在确定医生操作了脚踏开关90（步骤S12中为是）时，CPU 71确定医生试图移动右手臂A，以使工作部分5跟随右手臂A的移动。
然后，在步骤S3中，CPU 71将身体支撑设备301的操作模式设置为自由模式。
接下来，在步骤S4中，基于从编码器31B到33B中的每个所发送的所测量的转动量，CPU 71确定工作部分5（即第二导向部分51G2的工作端部51GE）的移动速度是否已等于或低于例如1mm/s的预设阈值水平V达100毫秒。
在确定工作部分5的移动速度已经大于预设阈值水平V达100ms（步骤S2中为否）时，在步骤S17中，CPU 71确定医生是否操作脚踏开关90。在确定医生未操作脚踏开关90（S17中为否）时，CPU 71重复步骤S4中的确定，从而将身体支撑设备301的操作模式维持在自由模式下。否则，在确定医生操作脚踏开关90（步骤S17中为是）时，CPU 71执行步骤S1中的操作，从而将身体支撑设备301的操作模式设置为等待模式（参见步骤S1）。
具体地，在自由模式期间，CPU 71确定工作部分5的移动速度是否已经等于或低于预设阈值水平V达100ms（参见步骤S4），并且确定医生是否操作脚踏开关90直到工作部分5的移动速度已经等于或大于预设阈值水平V达100毫秒（参见步骤S17）。
否则，在确定在没有脚踏开关90的操作的情况下，工作部分5的移动速度已经等于或低于预设阈值水平V达100毫秒（步骤S4中为是且步骤S17中为否）时，CPU 71确定医生试图完成工作部分5在期望位置处的移动，从而将工作部分5固定到对应位置。
然后，在步骤S5中，CPU 71将身体支撑设备301的操作模式设置为锁定模式。
接下来，在步骤S16中，基于从力传感器45发送的所测量的力数据和力矩数据，CPU 71确定以下是否成立：
施加到工作部分5的手臂夹持器51的力已经等于或者小于第二阈值水平F2达200ms；或者：
施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或者小于第二阈值水平Tr2达200ms。
在确定满足第三条件和第四条件中的至少之一时，CPU 71确定医生试图将身体支撑设备1的操作模式从锁定模式变换到自由模式（步骤S16中为是）。然后，CPU 71执行步骤S3中的操作，从而将身体支撑设备301的操作模式设置为自由模式。
具体地，对施加到工作部分5的力等于或小于阈值水平F2的确定示出了其中医生执行第一动作来利用右手臂A的肌肉支撑右手臂A的状态。在第四实施例中，当确定了此状态已经持续了200ms（步骤S16中为是）时，身体支撑设备301的操作模式被设置为自由模式（参见步骤S3）。
否则，在确定既不满足第三条件也不满足第四条件（步骤S6中为否）时，在步骤S18中，CPU 71确定医生是否操作脚踏开关90。在确定医生未操作脚踏开关90（步骤S18中为否）时，CPU 71重复步骤S16中的确定，从而将身体支撑设备301的操作模式维持在锁定模式下。否则，在确定医生操作脚踏开关90（步骤S18中为是）时，CPU 71执行步骤S1中的操作，从而将身体支撑设备301的操作模式设置为等待模式（参见步骤S1）。
具体地，在自由模式期间，CPU 71确定是否满足第三条件和第四条件中的至少之一（参见步骤S16），并确定医生是否操作脚踏开关90直到满足第三条件和第四条件中的至少之一（参见步骤S18）。
接下来，将在下文中参照图11描述如何基于模式确定任务的执行来变换身体支撑设备301的操作模式。
当身体支撑设备301的操作模式被设置为等待模式（参见步骤S1）时，在医生操作脚踏开关90（步骤S12中为是）时，身体支撑设备301的操作模式从等待模式变换到自由模式（参见图10中的步骤S3和图11中的T11）。那时，从第一和第二光源58和59中的每个输出闪烁的橙光（参见步骤S3）。此外，当身体支撑设备301的操作模式被设置为自由模式（参见步骤S3）或锁定模式（参见步骤S5）时，在医生操作脚踏开关90（步骤S17中为是或步骤S18中为是）时，身体支撑设备301的操作模式变换到等待模式（参见图11中的T12）。
在身体支撑设备301的操作模式被设置为自由模式（参见步骤S3）时，当工作部分5的移动速度已经等于或低于预设阈值水平V达100ms（步骤S4中为是）时，身体支撑设备301的操作模式从自由模式变换为锁定模式（参见图10中的步骤S5和图11中的T13）。那时，从第一和第二光源58和59中的每个持续地输出蓝光（参见步骤S5）。在锁定模式期间，当施加到工作部分5的手臂夹持器51的力已经等于或小于第二阈值水平F2达200ms，或者施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或小第二阈值水平Tr2达200ms（步骤S16中为是），身体支撑设备301的操作模式从锁定模式变换到自由模式（参见图10中的步骤S3和图11中的T14）。
因此，根据第四实施例的身体支撑设备301被配置为基于：指示力和/或力矩已经如何被施加到工作部分5的第一参数，以及指示工作部分5如何被移动的第二参数，来在自由模式和锁定模式之间自动变换其操作模式。因此，这对于医生而言可能的是，平稳地执行外科手术操作。
此外，身体支撑设备301被配置为根据医生是否操作脚踏开关90，来在等待模式与自由模式和锁定模式之一之间变换其操作模式。此配置使得当在以下情况时通过脚踏开关90的人工操作将身体支撑设备301的操作模式可靠地变换为等待模式成为可能：
医生不想使工作部分5跟随右手臂A的移动，以便例如拿起外科手术操作工具；或者
医生绝对不想移动工作部分5，以便使用右手来执行尤其重要的操作。
此外，在身体支撑设备301的操作模式已经变换为等待模式之后，将身体支撑设备301的操作模式可靠地维持在等待模式下直到脚踏开关90的下个操作为止是可能的。这对医生给予了安全感。要注意的是，在第四实施例中，在等待模式期间，当医生操作脚踏开关90时，操作模式可从等待模式变换为锁定模式。
第五实施例
根据本公开第五个实施例的身体支撑设备将在下文中参照图12和13进行描述。
根据第五实施例的身体支撑设备的结构和/或功能与身体支撑设备1有以下几点不同。因此，下文将主要描述不同点，且因此实施例之间的相同附图标记所指代的相同部分的冗余描述被省略或简化。
根据第五实施例的身体支撑设备的控制器7被编程为执行图12中所图示的模式确定任务。在图12中所图示的流程图中，分配了相同步骤编号的与图4中所图示流程图相同的步骤被省略或简化，以避免冗余描述。
在第五实施例中，用于在第一实施例中所描述的第一动作期间对工作部分5的手臂夹持器51施加的力的阈值水平将被称作F3，以及用于为了确定医生是否正将右手臂A安装在手臂夹持器51上而对工作部分5的手臂夹持器51施加的力的阈值水平将被称作F2A。此外，用于在第二动作期间施加到工作部分5的手臂夹持器51的力的阈值水平将被称为F1。
例如，在第五实施例中，阈值水平F1、F2A和F3之间的关系优选地满足以下公式：
TW ≥ F1 > F3 > F2A
例如，阈值水平F1被设置为1.5kgf(14.7N),阈值水平F2A被设置为0.5kgf（4.9N），以及阈值水平F3被设置为1.0kgf（9.8N）。
参考图12，以与第一实施例相同方式的这样的次序执行步骤S1到S5中的操作。
然而，在身体支撑设备1的操作模式被设置为自由模式（参见步骤S3）之后，当确定工作部分5的移动速度已经大于预设阈值水平V达100ms（步骤S4中为否），在步骤S27中以后的操作中，CPU 71确定右手臂A是否被安装在工作部分5的手臂夹持器51上。
具体地，在步骤S27中，基于从力传感器45发送的所测量的力数据和力矩数据，CPU 71确定以下是否成立：
施加到工作部分5的手臂夹持器51（即第二引导部分51G2的工作端部51GE）的力已经等于或者小于0.5kgf (4.9N)的第二阈值水平F2A达50ms；或者：
施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或小于与第二阈值水平F2A相对应的第三阈值水平Tr3达50ms，该第三阈值水平Tr3等于1.5kg·cm(14.7N·cm)。
要注意的是，施加到工作部分5的手臂夹持器51（即第二引导部分51G2的工作端部51GE）的力是否已经等于或者小于第二阈值水平F2A达50ms的条件将被称为第五条件。类似地，施加到手臂夹持器51的力矩是否已等于或小于第三阈值水平Tr3达50ms的条件将被称为第六条件，该第三阈值水平Tr3等于1.5kg·cm(14.7N·cm)。
在确定既不满足第五条件也不满足第六条件（步骤S27中为否）时，CPU 71重复步骤S4中的确定，从而将身体支撑设备的操作模式维持在自由模式下。
具体地，在自由模式期间，CPU 71确定工作部分5的移动速度尚未等于或低于预设阈值水平V达100ms（参见步骤S4），并且确定是否满足第五条件和第六条件中的至少之一直到工作部分5的移动速度已经等于或大于预设阈值水平V达100ms（参见步骤S27）。
在确定满足第五条件和第六条件中的至少之一直到工作部分5的移动速度已经等于或低于预设阈值水平V达100毫秒（参见步骤S2中为是）时，CPU 71执行步骤S1中的操作，从而将身体支撑设备的操作模式设置为等待模式。
否则，在确定工作部分5的移动速度已经等于或低于预设阈值水平V达100ms（步骤S4中为是）时，CPU 71执行步骤S5中的操作，从而将身体支撑设备的操作模式设置为锁定模式（参见步骤S5）。
在步骤S5中的操作之后，在步骤S26中，基于从力传感器45发送的所测量的力数据和力矩数据，CPU 71确定以下是否成立：
施加到工作部分5的手臂夹持器51（即第二引导部分51G2的工作端部51GE）的力已经等于或者小于1.0kgf(9.8N)的第三阈值水平F3达200ms；或者：
施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或小于第二阈值水平Tr2达100ms，该第二阈值水平Tr2等于5kg·cm（49N·cm）；第二阈值水平Tr2对应于第三阈值水平F3。
要注意的是，如上所述，施加到工作部分5的手臂夹持器51（即第二引导部分51G2的工作端部51GE）的力是否已经等于或者小于1.0kgf(9.8N)的第三阈值水平F3达200ms的条件被称为第三条件。类似地，施加到手臂夹持器51的力矩是否已等于或小于第二阈值水平Tr2达100ms的条件被称为第四条件，该第二阈值水平Tr2等于49N·cm。
在确定满足第三条件和第四条件中的至少之一时，CPU 71确定医生试图将身体支撑设备的操作模式从锁定模式变换到自由模式（步骤S26中为是）。然后，CPU 71执行步骤S3中的操作，从而将身体支撑设备的操作模式从锁定模式变换到自由模式（参见步骤S3）。
也就是说，类似于第四实施例，对施加到工作部分5的力等于或小于1.0kgf(9.8N)的第三阈值水平F3的确定示出了其中医生执行第一动作来利用右手臂A的肌肉支撑右手臂A的状态。在第五实施例中，当确定了此状态已经持续了200ms（步骤S26中为是）时，身体支撑设备的操作模式被设置为自由模式（参见步骤S3）。
否则，既不满足第三条件也不满足第四条件（步骤S26中为否），CPU 71重复步骤S26中的确定，从而将身体支撑设备的操作模式维持在锁定模式下。
接下来，将在下文中参照图13描述如何基于模式确定任务的执行来变换身体支撑设备的操作模式。
当身体支撑设备的操作模式被设置为等待模式（参见步骤S1）时，当施加到工作部分5的手臂夹持器51的力已经等于或大于第一阈值水平F1达100ms或者施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或大于第一阈值水平Tr1达100ms（步骤S2中为是）时，身体支撑设备1的操作模式从等待模式变换到自由模式（参见图12中的步骤S3和图13中的T21）。当身体支撑设备的操作模式被设置为自由模式时，从第一和第二光源58和59中的每个输出闪烁的橙光（参见步骤S3）。
在身体支撑设备的自由模式期间，当工作部分5的移动速度已经等于或低于预设阈值水平V达100ms（步骤S4中为是）时，身体支撑设备的操作模式从自由模式变换为锁定模式（参见图12中的步骤S5和图13中的T22）。当身体支撑设备的操作模式被设置为锁定模式时，从第一和第二光源58和59中的每个输出持续的蓝光（参见步骤S5）。
在身体支撑设备的锁定模式期间，当施加到工作部分5的手臂夹持器51的力已经等于或大于第三阈值水平F3达200ms或者施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或大于第二阈值水平Tr2达200ms（步骤S26中为是），身体支撑设备的操作模式从锁定模式变换到自由模式（参见图12中的步骤S26和S3以及图13中的T23）。
在身体支撑设备的自由模式期间，当施加到工作部分5的手臂夹持器51的力已经等于或大于第二阈值水平F2A达50ms或者施加到手臂夹持器51的力矩已经等于或大于第三阈值水平Tr3达50ms（步骤S27中为是），身体支撑设备1的操作模式从自由模式变换到等待模式（参见图12中的步骤S27和S1以及图13中的T24）。在等待模式期间，从第一和第二光源58和59的每个照射持续的橙光（参见图12中的步骤S1）。
如上文所述，根据第五实施例的身体支撑设备使得以根据医生如何对右手臂A施加力以及医生对右手臂A施加力的多长时间的这样的次序来在等待模式、自由模式和锁定模式当中自动变换其操作模式成为可能。这允许医生对患部平稳地执行外科手术操作。
此外，根据第五实施例的身体支撑设备使得根据医生如何对右手臂A施加力以及医生对右手臂A施加力的多长时间的来将操作模式从锁定模式变换为自由模式成为可能。此配置允许医生进一步直观或下意识地移动工作部分5。此外，根据第五实施例的身体支撑设备使得根据医生如何对右手臂A施加力以及医生对右手臂A施加力的多长时间来将操作模式从自由模式变换为自由模式称为可能。此配置允许医生将由右手所持的当前外科手术操作工具立即替换为另一外科手术操作工具。
在第一到第五实施例的每个中，第一光源58、84和85，第二光源59、38或39，电源78、驱动器79和控制器7充当例如操作模式指示系统。在第一到第五实施例的每个中，医生充当例如操作者，病人的患部（即外科手术操作区域）充当例如对象的预定部位，并且手臂A充当例如操作者身体的一部分。在第一到第五实施例的每个中，工作部分5充当例如其上可安装操作者身体的一部分的安装部分，并且多关节臂3充当例如支撑构件。电磁体52a和夹持构件55充当例如固定构件，以及制动器31A、32A和33A充当例如限制构件。在第一到第五实施例的每个中，第一光源58、84或85充当例如第一发光器件，以及第二光源59、38或39充当例如第二发光器件。在第一到第五实施例的每个中，自由模式充当例如身体支撑设备的第一操作模式，并且等待模式和锁定模式中的每个充当例如身体支撑设备的第二操作模式。
在第一到第五实施例的每个中，编码器31B、32B和33B以及力传感器45充当例如检测器。在第三实施例中，双目外科手术显微镜80充当例如光学系统，左和右目镜81和82对应于例如双目目镜。在第一到第五实施例的每个中，控制器在步骤S2、S4和S6中的操作充当例如确定器。
本公开并不限于前述实施例，并且在本公开范围内可对每个实施例进行各种修改。例如，在第三实施例中，可使用双目内窥镜或立体眼镜来取代双目外科手术显微镜80。
支撑构件可以被配置为支撑安装部分以仅在预定方向上通过至少一个关节的弯曲而可移动。
在第四实施例中，控制器可以被配置为根据脚踏开关90的操作以预定次序变换身体支撑设备的操作模式。这允许医生有意地将身体支撑设备的操作模式变换为等待模式、自由模式和锁定模式中期望的一个。
在第一至第五实施例的每个中，电磁体52和夹持构件55被用作固定构件，但是本公开不限于此。具体地，各种类型的固定构件之一，例如自动和机械固定构件，可被用作本公开的固定构件。第一发光器件和第二发光器件可以彼此相集成。例如，手臂夹持器51可充当本公开的发光器件。在第一至第五实施例的每个中，力传感器45被用来进行检测。
在第一至第五实施例的每个中，力传感器45被配置为检测施加到工作部分5的手臂夹持器51的力，以及施加到手臂夹持器51的力矩；这些检测到的力和力矩被用于控制器7来确定是否将身体支撑设备的操作模式设置为自由模式、等待模式和锁定模式中的一个，换言之，来将操作模式从当前操作模式变换到另一操作模式。然而，在本公开中，力传感器45被配置为检测施加到电磁体52a和52b的力，以及施加到电磁体52a和52b的力矩。
具体地，在第一至第五实施例的每个中，本公开的至少一个检测器被配置为检测作为确定是否将身体支撑设备的操作模式设置为自由模式、等待模式和锁定模式中的一个所需的至少一个参数，参数为下列中的至少之一：
从手臂A施加到工作部分5和电磁体52中至少之一的力；
从手臂A施加到工作部分5和电磁体52中至少之一的力矩；
工作部分5和电磁体52中至少之一的移动速度；
工作部分5和电磁体52中至少之一的加速度，即移动速度的变化率；
工作部分5和电磁体52中至少之一的位置；以及
指示手臂A是否以及如何与工作部分5和电磁体52中至少之一相接触的参数；
由于至少一个检测器用于检测指示手臂A是否以及如何与工作部分5和电磁体52中的至少之一相接触的参数，可使用接触压力传感器。
虽然本文中已描述了本公开的示例性实施例，但本公开并不限于本文所述的实施例，而是如将由本领域技术人员基于本公开所理解的，本公开包括具有修改、省略、（例如跨各实施例的多个方面的）组合、调整和/或变更的任何和所有实施例。权利要求中的限制将基于权利要求书中所采用的语言而被广义地解释，且不限于本说明书中或本申请的追诉期间所描述的示例，这些示例将被解释为非排他性的。