KR102202030B1 - Handling device of surgical robot system - Google Patents

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KR102202030B1
KR102202030B1 KR1020180109180A KR20180109180A KR102202030B1 KR 102202030 B1 KR102202030 B1 KR 102202030B1 KR 1020180109180 A KR1020180109180 A KR 1020180109180A KR 20180109180 A KR20180109180 A KR 20180109180A KR 102202030 B1 KR102202030 B1 KR 102202030B1
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임형근
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(주)미래컴퍼니
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 수술용 로봇 시스템의 마스터 로봇에 결합되는 결합부, 상기 결합부로부터 연장되는 샤프트, 상기 샤프트에 결합되며, 사용자의 그립 조작에 대응하여 개폐되는 한 쌍의 조작부 및 상기 샤프트와 상기 결합부를 관통하는 제1 축에 대하여 회전가능하도록 상기 샤프트의 일단에 결합되며, 사용자가 상기 한 쌍의 조작부를 조작하는 동안 사용자의 손바닥을 지지하는 지지부를 포함하는, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention is a coupling portion coupled to a master robot of a surgical robot system, a shaft extending from the coupling portion, a pair of operation portions coupled to the shaft and opened and closed in response to a user's grip operation, and the It is coupled to one end of the shaft so as to be rotatable with respect to the first axis passing through the shaft and the coupling part, and including a support part for supporting the palm of the user while the user manipulates the pair of operation parts, of a surgical robot system. Provide a manipulation device.

Description

수술용 로봇 시스템의 조작 장치{Handling device of surgical robot system}Handling device of surgical robot system TECHNICAL FIELD

본 발명의 실시예는 수술용 로봇 시스템의 조작 장치에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to an apparatus for operating a surgical robot system.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다. Medically, surgery refers to the treatment of diseases by cutting, cutting, or manipulating skin, mucous membranes, and other tissues using a medical machine. In particular, open surgery in which the skin of the surgical site is cut open and the internal organs, etc. are treated, formed or removed, due to problems such as bleeding, side effects, patient pain, and scars, in recent years, surgery using a robot It is in the spotlight as an alternative.

복강경 수술이란 최소화된 개복 부위에 수술 도구를 삽입하여 내시경 등으로 체내를 관찰하면서 진행하는 수술을 말하는데, 이를 위하여 말단부에 가위, 집게 클립 등과 같은 수술 도구를 탑재하고, 체내에 삽입 가능하여 체외에서 의사의 수동 조작이 가능하도록 되어 있는 수동(hand-held) 수술 기구가 널리 사용되고 있다. Laparoscopic surgery refers to an operation performed while observing the body with an endoscope by inserting a surgical tool into the minimized open area. For this purpose, surgical tools such as scissors and forceps clips are mounted on the distal end and can be inserted into the body. Manual (hand-held) surgical instruments that are capable of manual manipulation of the device are widely used.

일반적으로 수술 도구를 탑재한 수술 로봇을 조작하기 위한 조작 장치는 의사의 손동작을 모사하기 위해 다자유도를 갖는 짐벌(gimbal)을 이용하거나 엄지와 검지(또는 중지)를 이용하여 조정하는 컨트롤러의 형태를 갖는다. 그러나, 상기와 같이 짐벌을 이용한 조작장치의 경우, 360° 이상 회전할 수 있는 수술 로봇의 특성에 적용하기가 힘들어 사용자의 편의성을 저해하는 요인이 되는 문제점이 있다. 또한, 엄지와 검지(또는 중지)를 이용하는 조작장치의 경우, 360° 이상 회전하는 동안 파지부에서 손가락이 빠질 수 있고 이를 방지하기 위해 사용자가 부자연스럽거나 무리한 손동작을 하게 되어 장시간 수술시 피로도가 증대되는 문제점이 있다. In general, a manipulation device for operating a surgical robot equipped with a surgical tool uses a gimbal with multiple degrees of freedom to simulate a doctor's hand motion, or a controller that adjusts using a thumb and index finger (or middle finger). Have. However, in the case of a manipulation device using a gimbal as described above, it is difficult to apply it to the characteristics of a surgical robot that can rotate more than 360°, and thus there is a problem that it is a factor that hinders the user's convenience. In addition, in the case of an operation device using a thumb and index finger (or middle finger), the finger may fall out of the gripping part while rotating more than 360°, and to prevent this, the user makes unnatural or unreasonable hand movements, which increases fatigue during long-term surgery. There is a problem.

본 발명의 실시예는 사용자의 손 근육의 부담을 완화시켜 장시간 수술 시 피로도가 저감될 수 있는 수술용 로봇 시스템의 조작 장치를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a device for operating a robotic system for surgery, which can reduce fatigue during long-time surgery by reducing the burden on the hand muscles of the user.

본 발명의 일 실시예는, 수술용 로봇 시스템의 마스터 로봇에 결합되는 결합부, 상기 결합부로부터 연장되는 샤프트, 상기 샤프트에 결합되며, 사용자의 그립 조작에 대응하여 개폐되는 한 쌍의 조작부 및 상기 샤프트와 상기 결합부를 관통하는 제1 축에 대하여 회전가능하도록 상기 샤프트의 일단에 결합되며, 사용자가 상기 한 쌍의 조작부를 조작하는 동안 사용자의 손바닥을 지지하는 지지부를 포함하는, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention is a coupling portion coupled to a master robot of a surgical robot system, a shaft extending from the coupling portion, a pair of operation portions coupled to the shaft and opened and closed in response to a user's grip operation, and the It is coupled to one end of the shaft so as to be rotatable with respect to the first axis passing through the shaft and the coupling part, and including a support part for supporting the palm of the user while the user manipulates the pair of operation parts, of a surgical robot system. Provide a manipulation device.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 샤프트는 상기 제1 축에 대하여 회전가능하도록 상기 결합부에 결합될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the shaft may be coupled to the coupling portion so as to be rotatable with respect to the first axis.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부의 회전과 상기 샤프트의 회전은 각각 독립적으로 이루어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, rotation of the support and rotation of the shaft may be independently performed.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 사용자의 손바닥과 접촉하는 지지면을 포함하고, 상기 지지면은 상기 제1 축에 대하여 소정의 각도로 기울어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the support portion includes a support surface in contact with the user's palm, and the support surface may be inclined at a predetermined angle with respect to the first axis.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지면은 상기 제1 축에 대하여 90° 내지 180° 범위의 각도로 기울어질 수 있다. In an embodiment of the present invention, the support surface may be inclined at an angle ranging from 90° to 180° with respect to the first axis.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 조작부는 소정의 힌지축을 중심으로 각각 회전되어, 개방시에는 서로 벌어지고 폐쇄시에는 서로 오므라지는 동작을 수행할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pair of operation units are each rotated around a predetermined hinge axis, so that when open, they are opened, and when closed, they are closed together.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 사용자의 손바닥과 접촉하는 지지면 및 상기 지지면에 대향되게 배치되며 상기 사용자의 손가락이 끼워지는 핑거링을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the support portion may include a support surface in contact with the user's palm and a finger ring disposed opposite to the support surface and into which the user's finger is inserted.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 조작부는 사용자의 손가락과 접촉하는 접촉면을 포함하고, 상기 접촉면의 중심으로부터 상기 지지부까지의 길이는 55 mm 내지 65mm의 범위를 가질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pair of manipulation units may include a contact surface in contact with a user's finger, and a length from the center of the contact surface to the support unit may range from 55 mm to 65 mm.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예들에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치는 샤프트와 독립적으로 회전가능하도록 샤프트의 일단에 결합되는 지지부를 구비함으로써, 사용자가 수술도구를 조작하는 동안 사용자의 손바닥을 안정적으로 지지할 수 있다. 이를 통해, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치는 손 근육의 부담을 완화시킬 수 있어 장기간 수술 시 피로도를 최소화시킬 수 있고, 수술 도중 조작 장치를 놓치는 현상을 감소시킬 수 있다.The operating device of the surgical robot system according to the embodiments of the present invention has a support portion coupled to one end of the shaft so as to be rotatable independently of the shaft, so that the user's palm can be stably supported while the user operates the surgical tool. I can. Through this, the operating device of the surgical robot system can relieve the burden on the hand muscles, thereby minimizing fatigue during long-term surgery, and reducing the phenomenon of missing the operating device during surgery.

도 1은 수술용 로봇 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 수술용 로봇 시스템의 조작 장치의 측면도이다.
도 4는 도 2의 수술용 로봇 시스템의 조작 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치를 도시한 도면이다.1 is a conceptual diagram schematically showing a surgical robot system.
2 is a perspective view showing a manipulation device of a surgical robot system according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of the operating device of the surgical robot system of FIG. 2.
4 is a plan view of the operating device of the surgical robot system of FIG. 2.
5 is a view showing a manipulation device of a surgical robot system according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the following embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.

본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present embodiments can apply various transformations, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present embodiments, and a method of achieving them will become apparent with reference to the contents described later in detail together with the drawings. However, the present embodiments are not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first and second are not used in a limiting meaning, but are used for the purpose of distinguishing one component from another component.

이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following embodiments, expressions in the singular include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise.

이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or elements described in the specification are present, and do not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.

이하의 실시예에서 유닛, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 유닛, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a part, such as a unit, a region, or a component, is on or on another part, not only is it directly above the other part, but also another unit, region, component, etc. is interposed therebetween. Includes cases.

이하의 실시예에서 연결하다 또는 결합하다 등의 용어는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 반드시 두 부재의 직접적 및/또는 고정적 연결 또는 결합을 의미하는 것은 아니며, 두 부재 사이에 다른 부재가 개재된 것을 배제하는 것이 아니다.In the following examples, terms such as connect or combine do not necessarily mean direct and/or fixed connection or combination of two members, unless the context clearly means differently, and that another member is interposed between the two members. It is not to exclude.

명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.It means that a feature or component described in the specification is present, and does not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of description. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, and thus the following embodiments are not necessarily limited to those shown.

도 1은 수술용 로봇 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing a surgical robot system.

도 1을 참조하면, 수술용 로봇 시스템은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터 로봇(master robot, 1)과, 마스터 로봇(1)으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 동작을 수행하는 슬레이브 로봇(slave robot, 6)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the surgical robot system receives a signal from a master robot (1) that generates and transmits a signal required by a doctor's operation, and directly performs an operation required for surgery on a patient by receiving a signal from the master robot (1). It may include a slave robot (6) to perform.

마스터 로봇(1)은 사용자가 직접 조작하는 조작 장치(10)를 포함하며, 조작 장치(10)의 조작에 의해 입력된 정보를 슬레이브 로봇(6)에 출력 제어 신호로 변환하여 전달하고 각종 제어 신호를 생성하여 출력하는 제어 장치(3)가 구비될 수 있다. 또한, 마스터 로봇(1)은 내시경 카메라에 의해 획득된 화상 정보를 제공하는 디스플레이 장치(4) 및 전체 시스템의 다양한 기능과 파라미터를 제어할 수 있도록 그래픽 유저 인터페이스 등을 표시할 수 있는 스크린(5)을 더 포함할 수 있다. The master robot 1 includes an operating device 10 that is directly operated by a user, and converts and transmits information input by the operation of the operating device 10 to the slave robot 6 into an output control signal, and provides various control signals. A control device 3 for generating and outputting may be provided. In addition, the master robot 1 includes a display device 4 that provides image information acquired by an endoscope camera, and a screen 5 that can display a graphic user interface to control various functions and parameters of the entire system. It may further include.

슬레이브 로봇(6)은 하나 이상의 로봇 암(7)을 구비하고, 마스터 로봇(1)으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 동작을 수행할 수 있다. 슬레이브 로봇(6)의 로봇 암(7)에는 체내에 삽입되어 수술 작업을 수행하는 수술도구(instrument, 8) 등이 설치될 수 있다. The slave robot 6 includes one or more robot arms 7 and receives signals from the master robot 1 and can directly perform an operation required for surgery on a patient. The robot arm 7 of the slave robot 6 may be equipped with a surgical instrument (8) that is inserted into the body to perform a surgical operation.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10)를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10)의 측면도이고, 도 4는 도 2의 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10)의 평면도이다.2 is a perspective view showing the operating device 10 of the surgical robot system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side view of the operating device 10 of the surgical robot system of FIG. 2, and FIG. 4 is a plan view of the operating device 10 of the surgical robot system of FIG. 2.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10)는 결합부(101), 샤프트(110), 조작부(120) 및 지지부(200)를 포함할 수 있다. 2 to 4, the operating device 10 of the surgical robot system according to an embodiment of the present invention includes a coupling portion 101, a shaft 110, an operation portion 120 and a support portion 200 can do.

결합부(101)는 수술용 로봇 시스템의 마스터 로봇(1)에 결합되는 부분으로써, 마스터 로봇(1)에 결합되기 위한 결합수단을 포함할 수 있다. 결합부(101)는 회전자 또는 하나 이상의 기어를 포함하여, 샤프트(110) 및 조작부(120)를 통해 전달되는 사용자의 동작을 마스터 로봇(1)에 전달하는 기능을 수행할 수 있다. The coupling unit 101 is a part that is coupled to the master robot 1 of the surgical robot system, and may include a coupling means for coupling to the master robot 1. The coupling unit 101 may include a rotor or one or more gears, and may perform a function of transmitting a user's motion transmitted through the shaft 110 and the manipulation unit 120 to the master robot 1.

샤프트(110)는 결합부(101)에 연결되며 결합부(101)로부터 일 방향(y방향)으로 연장된 막대 형상의 부재로서, 조작부(120)가 설치되어 사용자가 조작부(120)를 잡고 회전함에 따라 길이 방향(y방향)을 축으로 하여 회전할 수 있다. 다시 말해, 샤프트(110)는 길이 방향으로 관통하는 제1 축(Ax1)을 따라 회전(R1)이 가능할 수 있다. The shaft 110 is a rod-shaped member connected to the coupling part 101 and extending in one direction (y direction) from the coupling part 101, and the operation part 120 is installed so that the user holds the operation part 120 and rotates Accordingly, it can rotate in the longitudinal direction (y direction) as an axis. In other words, the shaft 110 may be rotatable R1 along the first axis Ax1 penetrating in the longitudinal direction.

조작부(120)는 한 쌍으로 구비되어 마치 날개 형상으로 샤프트(110)에 결합되며, 사용자가 잡고 그립 조작을 함으로써 개폐가능할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 엄지와 검지를 사용하여 한 쌍의 조작부(120)를 파지하면, 하나의 조작부(120)는 사용자의 엄지와, 나머지 하나의 조작부(120)는 검지와 접촉할 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 조작부(120)는 샤프트(20)의 말단에 구비되는 소정의 힌지축을 중심으로 각각 회전되도록 샤프트(110)에 결합될 수 있으며, 사용자가 손가락으로 한 쌍의 조작부(120)를 잡은 상태에서 그립 조작, 즉 잡거나 놓는 조작을 하게 되면 그에 따라 조작부(120)는 개방되거나 폐쇄되게 된다. The operation unit 120 may be provided in a pair and coupled to the shaft 110 in the shape of a wing, and may be opened and closed by a user holding and grip operation. For example, when the user grips the pair of operation units 120 using a thumb and index finger, one operation unit 120 may contact the user's thumb and the other operation unit 120 may contact the index finger. For example, the pair of operation units 120 may be coupled to the shaft 110 so as to rotate around a predetermined hinge axis provided at the end of the shaft 20, and the user can use the pair of operation units 120 with their fingers. ) When a grip operation, that is, a gripping or releasing operation is performed in a holding state, the operation unit 120 is opened or closed accordingly.

조작부(120)는 일단이 샤프트(110)와 힌지 결합되는 연결부재(121) 및 상기 연결부재(121)의 타단에 위치하며 사용자의 손가락을 고정시키는 파지부재(123)를 구비할 수 있다. 파지부재(123)는 사용자의 손가락과 접촉하는 접촉면(1231)을 포함하며, 접촉면(1231)으로부터 고리형태로 형성되어, 시술 시 사용자의 손가락이 빠져나가지 않도록 고정시킬 수 있다.The manipulation unit 120 may include a connecting member 121 having one end hinged to the shaft 110 and a gripping member 123 positioned at the other end of the connecting member 121 and fixing a user's finger. The gripping member 123 includes a contact surface 1231 in contact with the user's finger, and is formed in a ring shape from the contact surface 1231, so that the user's finger does not slip out during the procedure.

여기에서 한 쌍의 조작부(120)가 개방된다는 것은 한 쌍의 조작부(120)가 힌지축을 중심으로 벌어지는 것을 의미하며, 한 쌍의 조작부(120)가 폐쇄된다는 것은 한 쌍의 조작부(120)가 힌지축을 중심으로 오므라지는 것을 의미한다. 다시 말해, 한 쌍의 조작부(120)의 개폐 동작은 샤프트(110)를 중심으로 한 쌍의 조작부(120)가 벌어지거나 오므라지는 동작을 의미할 수 있다. 사용자는 손가락을 이용하여 한 쌍의 조작부(120)를 파지한 상태에서 조작부(120)를 개폐하는 동작과 함께 손목의 회전을 이용하여 샤프트(110)를 회전시키는 동작을 이용해 슬레이브 로봇(6)의 수술도구(8)를 조작할 수 있다. Here, the opening of the pair of operation units 120 means that the pair of operation units 120 are opened around the hinge axis, and that the pair of operation units 120 are closed means that the pair of operation units 120 are hinged. It means to be constricted around an axis. In other words, the opening and closing operation of the pair of operation units 120 may mean an operation in which the pair of operation units 120 are opened or closed around the shaft 110. The user uses the operation of opening and closing the operation unit 120 while holding the pair of operation units 120 using fingers, as well as the operation of rotating the shaft 110 using the rotation of the wrist. The surgical tool (8) can be operated.

한편, 지지부(200)는 샤프트(110)와 결합부(101)를 관통하는 제1 축(Ax1)에 대하여 회전가능하도록 샤프트(110)의 일단에 결합될 수 있다. 지지부(200)는 사용자가 한 쌍의 조작부(120)를 조작하는 동안 사용자의 손바닥을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 지지부(200)의 일단(210)은 샤프트(110)의 일단에 결합되며, 지지부(200)의 타단(220)은 샤프트(110)의 길이 방향, 즉 제1 축(Ax1)과 교차하는 다른 방향으로 길이가 연장될 수 있다. 지지부(200)는 샤프트(110)의 제1 축(Ax1)과 다른 방향으로 길이가 연장되는 형상을 통해 사용자가 조작부(120)를 파지한 상태에서 사용자의 손바닥의 일부를 안정적으로 지지할 수 있다. Meanwhile, the support part 200 may be coupled to one end of the shaft 110 so as to be rotatable with respect to the first shaft Ax1 passing through the shaft 110 and the coupling part 101. The support part 200 may perform a function of supporting the user's palm while the user manipulates the pair of operation parts 120. At this time, one end 210 of the support part 200 is coupled to one end of the shaft 110, and the other end 220 of the support part 200 crosses the length direction of the shaft 110, that is, the first axis Ax1. The length can be extended in other directions. The support part 200 has a shape extending in a direction different from the first axis Ax1 of the shaft 110 so that a part of the user's palm can be stably supported while the user grips the control unit 120 .

지지부(200)는 제1 축(Ax1)에 대하여 회전가능하도록 샤프트(110)의 일단에 결합하되, 샤프트(110)의 회전(R1)과 독립적으로 회전(R2)할 수 있다. 구체적으로, 샤프트(110)의 회전(R1)은 조작부(120)와 함께 슬레이브 로봇(6)의 수술도구(8)를 조작하기 위한 기능을 수행하는 반면, 지지부(200)의 회전(R2)은 사용자가 조작부(120)를 조작하는 동안 손목 회전에 따라 손바닥의 위치가 변화하더라도 안정적으로 손바닥을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. The support part 200 is coupled to one end of the shaft 110 so as to be rotatable with respect to the first axis Ax1, but may rotate (R2) independently of the rotation (R1) of the shaft 110. Specifically, the rotation (R1) of the shaft 110 performs a function for operating the surgical tool 8 of the slave robot 6 together with the operation unit 120, while the rotation (R2) of the support unit 200 is Even if the position of the palm changes according to the wrist rotation while the user manipulates the manipulation unit 120, the function of stably supporting the palm may be performed.

사용자는 수술도구(8)를 조작하기 위하여 손가락과 손목을 회전시키는 동작을 수행하게 되는데, 샤프트(110)가 회전되는 정도와 사용자의 손목이 회전하는 정도는 다를 수 있다. 이러한 차이로 인하여, 장시간 수술 시 사용자의 손목 및 손근육의 피로도가 커지게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 조작 장치(10)는 샤프트(110)와 독립적으로 회전하면서 손바닥을 지지하는 지지부(200)를 통해 전술한 피로도를 최소화시킬 수 있다. The user performs an operation of rotating a finger and a wrist to manipulate the surgical tool 8, and the degree of rotation of the shaft 110 and the degree of rotation of the user's wrist may be different. Due to this difference, fatigue of the user's wrist and hand muscles increases during long-time surgery, and the manipulation device 10 according to an embodiment of the present invention rotates independently from the shaft 110 and supports the palm ( 200) can minimize the above-described fatigue.

지지부(200)는 사용자의 손바닥과 접촉하는 지지면(B1)을 포함할 수 있다. 지지면(B1)은 제1 축(Ax1)에 대하여 소정의 각도로 기울어질 수 있는데, 90° 내지 180° 범위의 각도인 둔각으로 기울어지도록 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1 축(Ax1)에 대한 샤프트(110)와 지지면(B1) 사이 각도는 100° 내지 120°의 범위에서 선택된 각도일 수 있다. 한편, 지지부(200)는 지지면(B1)과 대향되게 배치되며 조작부(120)에 끼워지는 손가락을 제외한 나머지 손가락들이 안착되는 안착면(B2)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 도면에 도시된 바와 같이, 지지면(B1)과 안착면(B2)으로 이루어지는 지지부(200)의 두께는 소정의 두께를 가짐으로써, 사용자의 손바닥을 지지하면서 자연스럽게 오므라지는 손가락을 안착시켜 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다. The support part 200 may include a support surface B1 in contact with the user's palm. The support surface B1 may be inclined at a predetermined angle with respect to the first axis Ax1, and may be provided to be inclined at an obtuse angle, which is an angle ranging from 90° to 180°. For example, the angle between the shaft 110 and the support surface B1 with respect to the first axis Ax1 may be an angle selected from 100° to 120°. Meanwhile, the support part 200 is disposed to face the support surface B1 and may further include a seating surface B2 on which other fingers other than the finger fitted to the manipulation part 120 are seated. As an embodiment, as shown in the drawing, the thickness of the support part 200 consisting of the support surface B1 and the seating surface B2 has a predetermined thickness, so that a finger that naturally contracts while supporting the user's palm It can be installed to increase the user's convenience.

한편, 지지부(200)는 조작부(120)의 접촉면(1231)의 중심(O1)으로부터 사전에 설정된 길이(D1)를 가질 수 있다. 조작부(120)의 접촉면(1231)은 사용자의 손가락이 파지되는 면으로서, 접촉면(1231)의 중심(O1)으로부터 제1 축(Ax1)이 지나는 지지부(200)의 중심(O2)까지의 길이(D1)는 손가락부터 손바닥까지의 길이에 대응될 수 있다. 다시 말해, 지지부(200)는 사용자의 손가락에서부터 손바닥까지의 길이에 대응되는 위치에 배치됨으로써, 사용자가 조작부(120)에 손가락을 파지한 상태에서 손바닥과 조작 장치(10) 사이의 불필요한 이격 공간이 발생되지 않아 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다. 일 실시예로서, 지지부(200)는 조작부(120)의 접촉면(1231)의 중심(O1)으로부터 55 mm 내지 65 mm의 범위의 길이를 가질 수 있다.Meanwhile, the support part 200 may have a preset length D1 from the center O1 of the contact surface 1231 of the manipulation part 120. The contact surface 1231 of the operation unit 120 is a surface on which the user's finger is gripped, and the length from the center O1 of the contact surface 1231 to the center O2 of the support part 200 through which the first axis Ax1 passes ( D1) may correspond to the length from the finger to the palm. In other words, the support part 200 is disposed at a position corresponding to the length from the user's finger to the palm, so that an unnecessary space between the palm and the manipulation device 10 in a state in which the user holds the finger on the manipulation unit 120 is eliminated. As it does not occur, user convenience can be increased. As an embodiment, the support part 200 may have a length in the range of 55 mm to 65 mm from the center O1 of the contact surface 1231 of the operation part 120.

상기한 바와 같이, 조작부(120)의 접촉면(1231)의 중심(O1)으로부터 지지부(200)까지의 길이(D1)는 사용자의 손의 크기에 대응될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10)는 지지부(200)를 교체가능하도록 구비할 수 있다. 다시 말해, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10)는 샤프트(110)에 연결되는 부분으로부터 지지부(200)의 중심(O2)까지의 길이가 다른 둘 이상의 지지부(200)를 구비하여, 필요에 따라 선택적으로 지지부(200)를 교체하여 사용할 수 있다. 여기서, 지지부(200)의 중심(O2)은 지지부(200)가 샤프트(110)에 결합되었을 때 샤프트(110)를 관통하는 제1 축(Ax1)과 지지면(B1)이 만나는 지점일 수 있다. As described above, the length D1 from the center O1 of the contact surface 1231 of the manipulation unit 120 to the support 200 may correspond to the size of the user's hand. The operating device 10 of the surgical robot system according to another embodiment of the present invention may be provided with the support part 200 to be replaceable. In other words, the operating device 10 of the surgical robot system is provided with two or more support parts 200 having different lengths from the part connected to the shaft 110 to the center O2 of the support part 200, as necessary. Optionally, the support part 200 may be replaced and used. Here, the center O2 of the support part 200 may be a point where the first axis Ax1 passing through the shaft 110 and the support surface B1 meet when the support part 200 is coupled to the shaft 110. .

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10')를 도시한 도면이다. 5 is a view showing a manipulation device 10' of a surgical robot system according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치(10')는 결합부(101), 샤프트(110), 조작부(120) 및 지지부(200)를 포함할 수 있다. 5, the operating device 10' of a surgical robot system according to another embodiment of the present invention includes a coupling part 101, a shaft 110, an operation part 120, and a support part 200. I can.

결합부(101)는 수술용 로봇 시스템의 마스터 로봇(1)에 결합되는 부분으로써, 도 5에서는 결합수단의 도시를 생략하였으나 마스터 로봇(1)에 결합되기 위한 결합수단을 포함할 수 있다. 결합부(101)는 회전자 또는 하나 이상의 기어를 구비할 수 있다. The coupling unit 101 is a part that is coupled to the master robot 1 of the surgical robot system, and may include a coupling means for coupling to the master robot 1 although the coupling means is omitted in FIG. 5. The coupling portion 101 may include a rotor or one or more gears.

샤프트(110)는 결합부(101)에 연결되며 결합부(101)로부터 일방향으로 연장된 막대 형상의 부재로서, 길이 방향으로 관통하는 제1 축(Ax1)을 따라 회전(R1)이 가능할 수 있다. The shaft 110 is a rod-shaped member connected to the coupling portion 101 and extending in one direction from the coupling portion 101, and may be rotated (R1) along the first axis Ax1 penetrating in the length direction. .

조작부(120)는 한 쌍으로 구비되어 샤프트(110)에 결합되며, 사용자가 잡고 그립 조작을 함으로써 개폐가능할 수 있다. 조작부(120)는 일단이 샤프트(110)와 힌지 결합되는 연결부재(121) 및 연결부재(121)의 타단에 위치하며 사용자의 손가락을 고정시키는 파지부재(123)를 포함할 수 있다. 이때, 파지부재(123)는 사용자의 손가락과 접촉하는 접촉면을 포함하며, 도시된 바와 같이 접촉면에는 손가락 미끄럼 방지를 위한 미끄럼방지부재가 더 배치될 수 있다. The operation unit 120 is provided in a pair and coupled to the shaft 110, and may be opened and closed by a user holding and grip operation. The manipulation unit 120 may include a connecting member 121 having one end hinged to the shaft 110 and a gripping member 123 positioned at the other end of the connecting member 121 and fixing a user's finger. At this time, the gripping member 123 includes a contact surface in contact with the user's finger, and as illustrated, an anti-slip member for preventing finger slip may be further disposed on the contact surface.

지지부(200)는 일 실시예와 마찬가지로, 제1 축(Ax1)에 대하여 회전가능하도록 샤프트(110)의 일단에 결합할 수 있다. 지지부(200)의 일단(210)은 샤프트(110)의 일단에 결합되며, 지지부(200)의 타단(230)은 샤프트(110)의 제1 축(Ax1)과 다른 방향으로 기울어져 길이가 연장될 수 있다. 지지부(200)는 사용자의 손바닥과 접촉하는 지지면을 포함하며, 지지면에 대향되게 배치되며 사용자의 손가락이 끼워지는 핑거링(230)을 더 포함할 수 있다. 지지부(200)는 핑거링(230)을 이용하여 조작장치(10)를 조작하는 동안 사용자의 손가락, 구체적으로 조작에 이용하지 않는 손가락들의 이탈을 방지할 수 있다. The support part 200 may be coupled to one end of the shaft 110 so as to be rotatable with respect to the first axis Ax1, as in one embodiment. One end 210 of the support part 200 is coupled to one end of the shaft 110, and the other end 230 of the support part 200 is inclined in a direction different from the first axis Ax1 of the shaft 110 to extend the length Can be. The support part 200 includes a support surface in contact with the user's palm, is disposed opposite to the support surface, and may further include a finger ring 230 into which the user's finger is inserted. The support part 200 may prevent separation of a user's finger, specifically fingers not used for manipulation, while manipulating the manipulation device 10 using the finger ring 230.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 수술용 로봇 시스템의 조작 장치는 샤프트와 독립적으로 회전가능하도록 샤프트의 일단에 결합되는 지지부를 구비함으로써, 사용자가 수술도구를 조작하는 동안 사용자의 손바닥을 안정적으로 지지할 수 있다. 이를 통해, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치는 손 근육의 부담을 완화시킬 수 있어 장기간 수술 시 피로도를 최소화시킬 수 있고, 수술 도중 조작 장치를 놓치는 현상을 감소시킬 수 있다. As described above, the operating device of the surgical robot system according to the embodiments of the present invention includes a support portion coupled to one end of the shaft so as to be rotatable independently of the shaft, so that the user's palm while the user manipulates the surgical tool. Can stably support Through this, the operating device of the surgical robot system can relieve the burden on the hand muscles, thereby minimizing fatigue during long-term surgery, and reducing the phenomenon of missing the operating device during surgery.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 마스터 로봇
6 : 슬레이브 로봇
8 : 수술도구
10 : 조작 장치
101 : 결합부
110 : 샤프트
120 : 조작부
200 : 지지부 1: master robot
6: slave robot
8: surgical tools
10: operation device
101: coupling part
110: shaft
120: control panel
200: support

Claims (8)

수술용 로봇 시스템의 마스터 로봇에 결합되는 결합부;
상기 결합부로부터 연장되는 샤프트;
상기 샤프트에 결합되며, 사용자의 그립 조작에 대응하여 개폐되는 한 쌍의 조작부; 및
상기 샤프트와 상기 결합부를 관통하는 제1 축에 대하여 회전가능하도록 상기 샤프트의 일단에 결합되며, 사용자가 상기 한 쌍의 조작부를 조작하는 동안 사용자의 손바닥을 지지하는 지지부;를 포함하고,
상기 샤프트는
상기 한 쌍의 조작부의 회전에 따라 상기 제1 축에 대하여 회전가능하도록 상기 결합부에 결합되고,
상기 지지부는
상기 결합부에 회전 운동을 전달하지 않도록 상기 샤프트와 독립적으로 회전가능한, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치.A coupling unit coupled to the master robot of the surgical robot system;
A shaft extending from the coupling portion;
A pair of operation units coupled to the shaft and opened and closed in response to a user's grip operation; And
A support portion coupled to one end of the shaft so as to be rotatable with respect to a first shaft passing through the shaft and the coupling portion, and supporting the palm of the user while the user manipulates the pair of operation portions, and
The shaft is
Coupled to the coupling portion so as to be rotatable with respect to the first axis according to the rotation of the pair of operation portions,
The support part
An apparatus for operating a surgical robot system that is rotatable independently of the shaft so as not to transmit a rotational motion to the coupling part. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 지지부는 사용자의 손바닥과 접촉하는 지지면을 포함하고,
상기 지지면은 상기 제1 축에 대하여 소정의 각도로 기울어진, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치.The method of claim 1,
The support portion includes a support surface in contact with the palm of the user,
The support surface is inclined at a predetermined angle with respect to the first axis, the operating device of the surgical robot system. 제4 항에 있어서,
상기 지지면은 상기 제1 축에 대하여 90° 내지 180°의 각도를 갖는, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치.The method of claim 4,
The support surface has an angle of 90 ° to 180 ° with respect to the first axis, the operating device of the surgical robot system. 제1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 조작부는 소정의 힌지축을 중심으로 각각 회전되어, 개방시에는 서로 벌어지고 폐쇄시에는 서로 오므라지는 동작을 수행하는, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치.The method of claim 1,
The pair of operation units are rotated around a predetermined hinge axis, respectively, to perform an operation to open each other when open and to close each other when closed, the operating device of the surgical robot system. 제1 항에 있어서,
상기 지지부는 사용자의 손바닥과 접촉하는 지지면 및 상기 지지면에 대향되게 배치되며 상기 사용자의 손가락이 끼워지는 핑거링을 포함하는, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치.The method of claim 1,
The support unit includes a support surface in contact with the user's palm and a finger ring disposed opposite to the support surface and into which the user's finger is inserted. 제1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 조작부는 사용자의 손가락과 접촉하는 접촉면을 포함하고,
상기 접촉면의 중심으로부터 상기 지지부까지의 길이는 55 mm 내지 65mm의 범위를 갖는, 수술용 로봇 시스템의 조작 장치.
The method of claim 1,
The pair of manipulation units includes a contact surface in contact with a user's finger,
The length from the center of the contact surface to the support has a range of 55 mm to 65 mm, the operating device of the surgical robot system.
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KR100997196B1 (en) * 2009-08-13 2010-11-30 주식회사 이턴 Handling device of surgical robot
JP6373440B2 (en) * 2009-11-13 2018-08-15 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド Patient side surgeon interface for minimally invasive teleoperated surgical instruments

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