KR100390860B1 - Moving Merchine of An Endoscope for Inspecting Large Intestine - Google Patents

Moving Merchine of An Endoscope for Inspecting Large Intestine Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for moving an intestinal endoscope is provided to allow the micro robot to reciprocate in a smooth manner within the intestine of the patient. CONSTITUTION: An apparatus comprises a power generating unit(20) including a motor(21) arranged on the central shaft of a housing(10) and which supplies rotating power by converting an electrical energy into a rotating motion, and a cylindrical worm(22) coupled to the rotating shaft of the motor and which transmits rotating force of the motor to an external source; a power relay unit(30) disposed within the housing, and which relays rotating force of the motor by converting the horizontal circular motion of the power generating unit into a vertical circular motion; and a reciprocating unit(40) penetrating through the housing, and which converts the vertical circular motion of the power relay unit into a linear reciprocation motion.

Description

장 내시경 이동장치{Moving Merchine of An Endoscope for Inspecting Large Intestine} Chapter endoscopic mobile devices {Moving Merchine of An Endoscope for Inspecting Large Intestine}

본 발명은 장 내시경 이동장치에 관한 것으로, 특히 여러개의 기어열과, 각 기어에 연결된 링크 기구들로 벌레의 이동시 발 운동과 유사한 진행방법으로 로봇이 이동할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치에 관한 것이다. To the invention Chapter endoscope moves relates to a device, in particular a number of gear column, Chapter endoscope moves, characterized in that so that as the link mechanism associated with each gear, the robot moves in the forward way is similar to the movement to movement of a worm device It relates.

지금까지 알려진 대장을 검사하기 위한 마이크로 로봇은, 공압 시스템을 이용한 자벌레 구동방식만을 채택한 로봇으로서, 대장 내에서 자벌레와 같이 움직이면서 대장 내부의 정보를 얻는다. Micro-robot for inspecting a large intestine known so far are, as adopted only looper drive system using a pneumatic system, a robot, while moving, such as looper in the colon obtains information inside the large intestine.

그러나, 대장은 그 부위에 따라 25 - 50mm의 지름 차이가 있기 때문에 상기와 같은 자벌레 구동방식을 마이크로 로봇은, 대장 내부에서 쉽게 움직이지 못할 뿐만 아니라 대장 벽에 손상을 준다. However, the large intestine 25 in accordance with the site-gives damage to the colon wall a looper drive system, such as the micro-robot, as well as not move easily within the colon, because the difference between the diameter of 50mm.

곧, 상기 자벌레형 마이크로 로봇은, 공압 시스템이 제공하는 공기에 의하여, 대장 벽에 부착하여 장벽을 잡아당겨 이동하기 때문에 장벽에 손상을 주는 문제점을 가지고 있다. Soon, the looper-type micro-robot, has a problem in damaging the barrier, because by air provided by the air pressure system, moving and pulling the wall adhering to the colonic wall.

따라서, 종래 기술에 따른 자벌레형 마이크로 로봇은, 대장 내벽에 상처를 주고, 그에 따라 대장 내부의 정보를 정확하게 제공할 수 없다. Therefore, the looper-type micro-robot according to the prior art, to hurt the interior wall of the colon, can not provide accurate information on the internal bowel accordingly.

또한, 대장 내부의 정보를 얻는데 걸리는 시간이 많이 소요되기 때문에, 환자에게 고통을 오랜 시간동안 주는 문제점이 있었다. In addition, because it takes a lot of time to obtain the information inside the captain, there is a problem that the pain to the patient for a long time.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, That the present invention wishes to solve the above problems,

벌레의 이동시 발 운동을 모사한 기구를 이용하여 마이크로 로봇이 장 내부에서 자연스럽게 이동할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. To use the instruments to simulate the motion of moving worms provide a device that can move the microrobot naturally inside the chapter has its purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, A means for achieving the above object,

본 발명은 하우징의 중심축상에 설치되어 회전동력을 제공하는 동력전달부와; The invention and the power transmission unit for providing the rotational power is provided to the center axis of the housing;

하우징의 내측에 위치하며 상기 동력전달부의 수평 원운동을 수직 원운동으로 변환하여 중계하는 동력중계부와; Located inside the housing, and a power relay unit that relays converts the horizontal source motion of the power transmission portion in the vertical and circular motion;

하우징을 관통하는 수직바 형태이며, 상기 동력 중계부의 수직 원운동을 수평 왕복운동으로 변환하는 수평 왕복 운동부를 포함하여 이루어짐이 특징이다. A vertical bar shape extending through the housing, yirueojim is characterized by including a horizontal reciprocating motion part for converting the power relay unit vertical circular motion in a horizontal reciprocating motion.

또한, 상기 동력 중계부 및 수평 왕복 이동부는 동력 전달부의 원통 워엄을 중심으로 방사선으로 다수개 설치되는 것이 특징이다. It is also characterized in, that the radiation in a plurality of installation with respect to the power relay unit and a horizontal back-and-forth motion part cylindrical worm drive transmission portion.

또한, 상기 동력 중계부 및 수평 왕복 이동부는 수평방향으로 다수의 쌍이 설치되는 것이 특징이다. It is also characterized in, that the power relay unit and a horizontal reciprocating portion pairs plurality of horizontally installed.

도 1은 본 발명의 구성을 나타내는 사시도. Figure 1 is a perspective view showing the configuration of the present invention.

도 2는 본 발명의 하우징의 원통면을 자른 상태의 내부 단면도. Figure 2 is a cross-sectional view of the internal state cut the cylindrical surface of the housing of the present invention.

도 3은 본 발명의 하우징을 수평하게 자른 상태의 내부 단면도. Figure 3 is a cross-sectional view of the inner housing of the present invention to cut horizontally state.

도 4는 본 발명의 수직바의 동작을 설명하기 위한 동작 상태도. 4 is an operational state for explaining the operation of the vertical bar of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * * Description of the Related Art *

10: 하우징 20: 동력 발생수단 10: housing 20: power generating means

30: 동력 중계수단 40: 왕복 이동 수단 30: power relay means 40: reciprocating means

50: 소형 기어 50: Compact gears

이하에서 도면을 참조로 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. And with reference to the drawings hereinafter in illustrating the present invention in more detail.

도 1은 본 발명의 구성을 나타내는 사시도. Figure 1 is a perspective view showing the configuration of the present invention.

도 2는 본 발명의 하우징의 원통면을 자른 상태의 내부 단면도. Figure 2 is a cross-sectional view of the internal state cut the cylindrical surface of the housing of the present invention.

도 3은 본 발명의 하우징을 수평하게 자른 상태의 내부 단면도. Figure 3 is a cross-sectional view of the inner housing of the present invention to cut horizontally state.

도 4는 본 발명의 수직바의 동작을 설명하기 위한 동작 상태도로서, 4 is an operation state diagram for explaining the operation of the vertical bar of the present invention,

하우징(10)의 중심축상에 설치되어 전기 에너지를 회전운동으로 변환하여 회전동력을 제공하는 모터(21)와, 상기 모터(21)의 회전축에 결합되어 모터의 회전력을 외부에 전달하는 원통 워엄(22)으로 이루어지는 동력발생부(20)와; Is installed on the central axis of the housing 10, and converts the electrical energy into rotary motion motor 21 which provides rotary power, is coupled to the rotating shaft of the motor 21 is a cylindrical worm for transmitting the rotational force of the motor to the external ( 22) the power-generating unit 20 made of a;

하우징(10)의 내측에 위치하며 상기 동력전달부(20)의 수평 원운동을 수직원운동으로 변환하여 모터(21)의 회전력을 중계하는 동력중계부(30)와; Located inside the housing 10, and a power relay unit 30 for relaying a rotational force of the motor 21 converts the horizontal circular movement of the power transmission section 20 can exercise the Employees;

하우징(10)의 내측과 외측을 가로질러 위치하며, 상기 동력 중계부(30)의 수직 원운동을 직선 왕복운동으로 변환하는 수평 왕복 운동부(40)를 포함하여 구성한다. And position across the inside and the outside of the housing 10, and comprises a horizontal reciprocating motion part 40 to convert the vertical motion of the power source relay unit 30 in a linear reciprocating motion.

상기 하우징(10)의 테두리에는 수평 왕복 운동부(40)의 유동을 가이드하는 수평 가이드 홀(11) 및 수평 왕복 운동부(40)의 수직 가이드 홀(42)을 가이드 하는 가이드 핀(12)을 더 포함하여 이루어진다. The rim of the housing 10, further comprising a guide pin 12 for guiding the vertical guide hole 42 of the horizontal guide hole 11 and a horizontal reciprocating motion part 40 which guides the flow of horizontal reciprocating motion part 40 by made.

상기의 로봇 하우징(10)에는 장내부를 촬영하는 촬영장치 및 조명장치가 탑재됨은 물론이며, 본 발명에서는 마이크로 로봇의 이동 메커니즘만을 다루기 때문에 부수적인 장치의 기재는 공지의 기술로서 더이상의 설명은 생략하기로 한다. The course doemeun the photographing device and illumination unit for shooting a sheet inside the robot housing (10) of the mounting, the base material of the ancillary device, because in the present invention, dealing with only the moving mechanism of the micro robot of any more as in the known technique described is not It will be.

상기 원통형 하우징(10)은 장벽 통과를 용이하게 하기 위한 구조이며, 상기와 같이 원형으로 하우징을 제작하는 이유는 장의 단면이 원형 형상이기 때문이다. The cylindrical housing 10 has a structure to facilitate the passage wall, the reason for making the housing is a circular shape as described above is a single-sided circular shape.

원통형 하우징(10)의 수평 중심축에는 동력 발생부(20)로서 모터(21)를 설치하는바, 상기 모터(21)의 끝단에는 원통 워엄(22)이 결합되어 있어 모터(21)의 회전에 따라 상기 원통 워엄(22)이 이에 상응한 속도로 회전하게 된다. The rotation of the cylindrical housing 10 and a horizontal center axis, the power generating unit end of the bar, the motor 21 for installing the motor 21 is a 20, there is coupled a cylindrical worm 22, the motor 21 of the along the cylindrical worm 22 is rotated to a speed corresponding thereto.

상기 모터는 원형 하우징(10)의 축 중심에 떠 있어야 하기 때문에 브라켓 (13)을 이용하여 고정시키며, 워엄 휠(31) 역시 하우징 내부에 자체적으로 떠 있어야 하기 때문에 기어축 고정 프레임(32)을 이용하여 고정시킨다. The motor used to stifle by using the bracket 13 because it must be floating in the axial center of the circular housing 10, worm wheel 31, also the gear shaft fixed frame 32 because it must be left on its own in the housing and it is fixed.

상기 원통 워엄(22)에는 동력 중계부(30)로서 워엄 휠(31)이 연결되는바, 상기 워엄 휠(31)은 원통 워엄(22)의 회전방향을 90도 변환시킨다. The cylindrical worm 22 is provided with a power relay unit 30, the worm wheel 31 bar, the worm wheel 31, which is connected is thus also convert 90 the direction of rotation of the cylindrical worm 22.

즉, 원통 워엄(22)의 회전이 하우징(10)의 수평축을 중심으로 이루어지게 되면, 워엄 휠(31)은 상기 원통 워엄(22)에 수직한 방향으로 회전하게 되는 것이다. That is, when the rotation of the cylindrical worm becomes 22 centered around the horizontal axis of the housing 10, the worm wheel 31 will be rotated in a direction perpendicular to the worm cylinder (22).

또한, 상기 워엄 휠(31)의 가장자리 일단에는 수평 왕복 운동부(40)의 구성 수단인 수직바(41)가 설치되는바, 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 수직바(41)의 일단은 워엄 휠(31)의 회전에 따라 회전하게 되고, 그 타단은 직선상의 호를 따라 왕복 직선운동을 하게 된다. In addition, one end of the worm wheel 31, the edge of one end, the horizontal reciprocating motion part 40 is configured means of the vertical bar 41, the bar and the vertical bar 41, as shown in Figure 4, which is installed in the the worm wheel ( It is rotated with the rotation of 31), and the other end thereof is a reciprocating linear motion along an arc in a line.

왜냐하면 수직바(41)의 중심부가 가이드 핀(12) 및 수직 가이드 홀(11)을 따라 유동하므로 상기 워엄 휠(31)의 회전에 따라 수직왕복운동을 하게 되고, 이에 의해 그 끝단은 일정한 호를 그리면서 수평 왕복 직선운동을 하게 되는 것이다. Because it is the center of the vertical bar 41, it flows along the guide pin 12 and the vertical guide hole 11 and the vertical reciprocating movement with the rotation of the worm wheel 31, and thus a constant arc that end is by so that it will make a horizontal reciprocating linear motion.

이때 하우징(10)에 형성되는 수평 가이드 홀(11)은 수직바(41)의 왕복 유동시 발생하는 운동범위 만큼의 크기를 갖는다. The horizontal guide holes 11 formed in the housing 10 has a size enough range of motion that occurs during flow of the vertical reciprocating bar (41).

도 4에서 1, 2, 3, 4의 순서로 워엄 휠(31)의 회전에 상응하여 수직바(41)가 유동하는 것을 나타내었다. In FIG. 4, in the order of 1, 2, 3 and 4 in correspondence to the rotation of the worm wheel 31 is shown that the vertical bar (41) flow.

본 발명의 워엄 휠(31)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 원통 워엄(22)의 외주연에 4개 결합된 형태이며, 따라서 총 4개의 수직바(41)가 도 1에 도시한 바와 같이, 하우징(10)의 외부로 돌출된 형상이다. As it is shown in Figure 2 the worm wheel 31 of the present invention, and the four combined form on the outer periphery of the cylindrical worm 22, and thus, as a shown in Figure 1 a total of four vertical bars 41, It is a shape protruding to the outside of the housing 10.

물론, 워엄 휠(31)의 갯수 및 수직바(41)의 갯수는 필요에 따라서 늘리거나 줄일 수 있다. Of course, the number of the worm wheel 31 and the number of the vertical bar 41 of the may be increased or decreased as needed.

그리고, 본 발명에서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 4개의 워엄 휠(31) 및 수직바(41)를 한 쌍으로 하여 3쌍의 워엄 휠(31)과 수직바(41)가 설치되어 있고(도 1과 같이 총 12개의 수직바가 하우징으로부터 돌출된다), 각각의 워엄 휠(31)은 소형 기어(50)에 맞물려 있으므로, 맨 앞단의 워엄 휠(31)이 유동하게 되면 그 후단에 설치되는 워엄 휠(31)도 동일한 방향 및 동일한 속도로 회전하게 된다. Incidentally, the present as described invention shown in Figure 3, the four worm wheel 31 and the vertical bar 41 of a pair by three pairs of worm wheels 31 and the vertical bar 41 is installed ( FIG protrudes from one of 12 vertical bar housing as 1), each worm wheel 31 when the small so meshes with the gear 50, the top front end of the worm wheel 31 is caused to flow, which is installed on the rear end of the worm wheel 31 is also rotated in the same direction and the same speed.

이는 워엄 휠(31)의 회전방향을 소형기어(50)가 한 번 바꾸고 상기 소형기어 (50)에 맞물린 다른 워엄 휠(31) 역시 소형기어(50)의 회전 방향과 반대로 회전하기 때문에 전체적으로는 동일한 방향으로 워엄 휠(31)이 회전하게 된다. This as a whole is identical to rotate contrary to the rotational direction of the worm wheel 31, the rotational direction a small gear 50 is one to change once engaged with the small gear 50, the other worm wheel 31 is also small gear 50 of the direction to the worm wheel is 31 rotates.

따라서, 모터(21)의 회전방향에 따라 워엄 휠(31) 전체가 한 방향으로 움직이게 되고, 이에 연동하여 수직바(41)의 유동 방향도 방향이 결정되게 되므로, 모터(21)를 정회전 및 역회전 시킴에 따라 하우징(10)의 전진 및 후진이 결정되게 된다. Accordingly, since, depending on the direction of rotation of the motor 21 is a worm wheel 31, the whole being moved in one direction, to be linked to also determine the direction of the flow direction of the vertical bar (41) thereto, and the motor 21 is forward rotation the forward and backward of the housing 10 is to be determined by the reverse rotation Sikkim.

상기의 수직바(41)들은 원활한 이동을 위해 수직바(41)의 최초 위치를 다르게 설정함이 바람직하다. The vertical bars 41 are preferable to set different from the first location of the vertical line (41) for easy movement. 본 발명에서는 90도의 위상차를 유지하여 설치되도록 하였다. In the present invention, to be installed to maintain a phase difference of 90 degrees.

이는 벌레가 기어갈때 순차적으로 다리를 이용하여 전진 하는 것과 같이, 수직바(41)가 순차적으로 힘을 받도록 하여 전진시키도록 하기 위함이다. This is done to so that, advance to the vertical line (41) to receive a force in the order such as to move the worm gear galttae using the bridge in sequence.

즉, 첫번째 수직바가 가장 긴 지름으로 유동하여 장을 박차고 전진하게 되면, 이후에는 그 다음단의 수직바 가장 긴 지름을 유지하여 장을 박차고 전진하도록 하고, 이후에는 마지막 단의 수직바가 가장 긴 지름을 유지하여 장을 박차고 전지토록 한다. In other words, the first vertical bar is the most when the long diameter of the Spurs and advance to the chapter to flow in, after which the next stage of the vertical bar most maintain a long diameter and is to move forward and accelerate the Court, after which the final stage, the longest vertical bar maintaining the diameter of the spur to ever chapters and batteries.

또한, 같은 쌍을 이루는 수직바(41) 역시 다른 각도를 유지하도록 하여 벌레의 이동과 같은 자연스러운 유동이 가능토록 한다. Further, the vertical bar (41) forming the same pair is ever also possible natural flow such as the movement of the worm while maintaining a different angle.

이는 장의 주름을 따라 이동시 장의 단면 전체에 걸쳐지면서 이동하기 때문이며, 장의 단면 전체에 걸쳐지지 않은 구간에서도 용이하게 이동할 수 있기 때문이다. This is because due to the mobile As across the moving sheet cross-section, in the region that is not easily over the single-sided sheet can be moved along the folds.

따라서, 본 발명을 이용하게 되면 벌레가 기어가는 동작과 유사하게 하우징을 이동시킬 수가 있게 되어, 장 내부를 용이하게 진행할 수 있게 된다. Therefore, The use of the present invention is possible to allow the worm gear to move the going operation, similar to the housing, it is possible to easily conduct the inside.

상술한 바와 같이 본 발명은 축을 중심으로 방사형으로 다수개의 왕복 운동 수단을 설치함으로서, 장 내부에서 자연스러운 왕복 운동을 할 수 있다. The present invention as described above, by installing a plurality of reciprocating means in a radial direction around the axis, it may be a natural reciprocates inside.

Claims (12)

  1. 하우징의 중심축상에 설치되어 회전동력을 제공하는 동력전달부와; It is installed on the central axis of the housing a power transmission unit for providing the rotational power, and;
    하우징의 내측에 위치하며 상기 동력전달부의 수평 원운동을 수직 원운동으로 변환하여 중계하는 동력중계부와; Located inside the housing, and a power relay unit that relays converts the horizontal source motion of the power transmission portion in the vertical and circular motion;
    하우징을 관통하는 수직바 형태이며, 상기 동력 중계부의 수직 원운동을 수평 왕복운동으로 변환하는 수평 왕복 운동부를 포함하여 이루어져 장내부를 이동하는 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. The vertical bar shape, and the sheet characterized in that by moving the inner sheet consists of a horizontal reciprocating motion part for converting the power relay unit vertical circular motion in a horizontal reciprocating movement endoscope device penetrating through the housing.
  2. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 동력 전달부는 회전동력을 발생하는 모터와, And a motor for generating a rotating power to the power transmitting unit comprises:
    상기 모터의 회전축에 결합되어 모터의 회전력을 외부에 전달하기 위한 원통 워엄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. Chapter endoscope moving apparatus, characterized in that coupled to the motor rotary shaft made of a cylindrical worm for transmitting the rotational force of the motor to the outside.
  3. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 동력 중계부는 워엄 휠 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. The power relay unit Chapter endoscope moving apparatus, characterized in that the worm wheel made of a form.
  4. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 수평 왕복 운동부는 워엄 휠의 가장자리에 결합되는 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. Chapter endoscope moving apparatus, characterized in that the horizontal reciprocating motion part is coupled to the edge of the worm wheel.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, According to claim 1 or 4,
    상기 수평 왕복 운동부는 중앙에 수직 가이드 홀을 형성한 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. Chapter endoscope moving apparatus according to the horizontal reciprocating motion part is characterized in that the formation of the vertical guide hole in the center.
  6. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 하우징의 테두리에는 수평 왕복 운동부의 유동을 가이드하는 수평 가이드 홀 및 수평 왕복 운동부의 수직 가이드 홀을 가이드 하는 가이드 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. Edge of the housing section endoscope moving apparatus according to claim 1, further comprising a guide pin for guiding the horizontal guide hole and the vertical guide hole of the horizontal reciprocating motion part for guiding the flow of horizontal reciprocating motion part.
  7. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 동력 중계부 및 수평 왕복 이동부는 동력 전달부의 원통 워엄을 중심으로 방사선으로 다수개 설치되는 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. Chapter endoscope moving apparatus characterized in that the radiation in a plurality of installation with respect to the power relay unit and a horizontal back-and-forth motion part cylindrical worm drive transmission portion.
  8. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7,
    상기 동력 중계부 및 수평 왕복 이동부는 수평방향으로 다수의 쌍이 설치되는 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. Chapter endoscope moving apparatus, characterized in that the power relay unit and a horizontal reciprocating portion pairs plurality of horizontally installed.
  9. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 동력 중계부는 소형 기어를 통해 기어결합으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. The power relay unit Chapter endoscope moving apparatus being connected to the gear coupling through the small gear.
  10. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 동력 중계부는 일정한 위상차를 유지하여 배치되는 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. The power relay unit Chapter endoscope moving apparatus is arranged to maintain a constant phase difference.
  11. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    동력 전달부는 하우징의 정 중앙에 위치시키기 위해, 일측이 하우징의 내측면에 고정되는 일정갯수의 브라켓과 연결한 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. A power transmission unit section, characterized in that in order to position centered in the middle of the housing and connected to the bracket of the predetermined number being one side is fixed to the inner surface of the housing an endoscope moving apparatus.
  12. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 동력 중계부는 하우징의 내측 공간에 지지하기 위해, 일측면이 하우징의 내측면에 고정되는 기어축 고정 프레임과 연결한 것을 특징으로 하는 장 내시경 이동장치. The power relay unit section, characterized in that for supporting the inner space of the housing, one side is connected to the gear axis fixed frame which is fixed to the inner surface of the housing an endoscope moving apparatus.
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