KR100974464B1 - 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조 - Google Patents

Abstract

수술용 인스트루먼트의 커플링 구조가 개시된다. 로봇 암의 선단부에 형성되는 어댑터에 수술용 인스트루먼트를 장착하기 위한 커플링 구조로서, 소정의 두께를 갖는 태블릿(tablet) 형상으로 형성되며, 로봇 암의 선단부에 장착되는 하우징과, 하우징의 두께 부분에 형성되며, 어댑터에 결합되는 인터페이스부와, 인터페이스부에 설치되며, 어댑터로부터 구동력을 전달받아 작동되는 복수의 구동자와, 하우징에 결합되며, 그 내부에 구동자에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와, 샤프트의 말단부에 결합되며, 동력전달수단에 연결되어 구동자의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조는, 인스트루먼트의 하우징을 태블릿 형상으로 슬림하게 제작하고, 두께 부분에 인터페이스부를 형성함으로써, 복수의 로봇 암 각각에 인스트루먼트를 장착하더라도 인스트루먼트 간의 충돌이나 간섭이 최소화될 수 있다.

수술, 인스트루먼트, 커플링

Description

수술용 인스트루먼트의 커플링 구조{Coupling structure of surgical instrument}

본 발명은 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조에 관한 것이다.

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.

이러한 수술용 로봇은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터 로봇과, 마스터(master) 로봇으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(slave) 로봇으로 이루어지며, 마스터 로봇과 슬레이브 로봇을 통합하여 구성하거나, 각각 별도의 장치로 구성하여 수술실에 배치하게 된다.

슬레이브 로봇에는 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암을 구비하게 되며, 로봇 암의 선단부에는 인스트루먼트(instrument)가 장착될 수 있도록 커플링 구조가 형성된다. 종래의 수술용 로봇에는, 도 1에 도시된 것처럼, 로봇 암(60)의 선단부에 인스트루먼트(54)가 장착되는데, 이를 위해 로봇 암(60)의 선단부에 어댑터(128)를 결합하고, 어댑터(128)에 인스트루먼트의 하우징(52)을 끼워 넣는 식으로 인스트루먼트(54)가 로봇 암(60)의 선단부에 장착된다.

하우징(52)의 일면에는 인터페이스부가 형성되는데, 인터페이스부가 어댑터(128)에 접하도록 하우징(52)을 장착함에 따라 인터페이스부에 결합된 휠 형상의 구동자가 어댑터(128)에 구비된 액츄에이터로부터 구동력을 전달받게 되며, 구동자에 연결된 와이어는 인스트루먼트(54)의 말단부에 결합된 이펙터에 연결되어 이펙터가 움직이도록 하는 역할을 한다.

이와 같이 수술용 로봇에 장착되는 인스트루먼트에는 하우징 및 어댑터 간의 커플링(coupling) 구조가 구현되어 있으며, 이에 따라 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 구동자 및 이펙터를 작동시켜 수술을 수행하게 된다.

그러나, 종래의 인스트루먼트 커플링 구조의 경우, 하우징의 폭이 넓게 형성되며, 그에 따라 어댑터의 폭도 넓게 형성됨으로써, 복수의 로봇 암에 복수의 인스트루먼트를 각각 장착할 경우, 인스트루먼트끼리 서로 충돌 또는 간섭될 우려가 있다.

또한, 종래의 커플링 구조에서는 하우징이 어댑터에 밀착되도록 장착되기 때문에, 인스트루먼트와 어댑터 간의 간격이 매우 좁게 되며, 이러한 방식으로 인스트루먼트를 장착하여 수술을 수행할 경우, 로봇 암이 수술 부위에 근접함에 따라 수술 부위 상부의 공간에 로봇 암(및 인스트루먼트) 외에 다른 수술용 도구를 개재 시킬 만한 여유 공간이 없어, 수술 행위에 제약이 따르게 된다는 한계가 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은 수술용 로봇에 장착되는 복수의 인스트루먼트 간의 간섭을 최소화하고, 수술 부위 상부에 충분한 여유 공간을 확보하여 원활한 로봇 수술이 가능하도록 한 수술용 인스트루먼트의 커플링 및 로봇 암 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 로봇 암의 선단부에 형성되는 어댑터에 수술용 인스트루먼트를 장착하기 위한 커플링 구조로서, 소정의 두께를 갖는 태블릿(tablet) 형상으로 형성되며, 로봇 암의 선단부에 장착되는 하우징과, 하우징의 두께 부분에 형성되며, 어댑터에 결합되는 인터페이스부와, 인터페이스부에 설치되며, 어댑터로부터 구동력을 전달받아 작동되는 복수의 구동자와, 하우징에 결합되며, 그 내부에 구동자에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와, 샤프트의 말단부에 결합되며, 동력전달수단에 연결되어 구동자의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조가 제공된 다.

로봇 암은 복수로 구비되고, 하우징은 복수의 로봇 암 각각의 선단부에 장착되며, 하우징의 두께는 복수의 로봇 암에 각각 장착되는 복수의 하우징이 서로 간섭되지 않도록 설정될 수 있다.

로봇 암은 기저부, 중간부 및 선단부로 이루어지며, 로봇 암의 중간부는, 복수의 로봇 암에 장착된 복수의 하우징이 서로 밀착될 수 있도록, 인접한 로봇 암으로부터 멀어지는 방향으로 소정 거리 이격될 수 있다.

로봇 암의 선단부에는 어댑터에 인접하여 샤프트를 지지하는 가이드가 더 형성될 수 있다.

구동자는 휠(wheel), 슬라이더(slider) 또는 스크류(screw) 형상으로 형성되며, 하우징 내에는 구동자에 연결되어 동력전달수단에 구동력을 전달하는 풀리 와이어, 링크부 또는 기어 조립체가 수용될 수 있다.

샤프트는 하우징에 결합되는 제1 샤프트와, 제1 샤프트에 소정의 각도로 굴곡되도록 결합되는 제2 샤프트를 포함할 수 있으며, 이 경우 동력전달수단은, 제2 샤프트가 제1 샤프트에 대해 소정의 각도로 굴곡되도록 장력을 인가하는 굴곡 와이어와, 제2 샤프트가 그 길이방향을 축으로 하여 회전하도록 장력을 인가하는 회전 와이어를 포함할 수 있다. 또한, 제1 샤프트와 제2 샤프트가 결합되는 부위에는 동력전달수단을 지지하는 롤러부가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 한 쌍의 로봇 암의 선단부에 형성되는 어댑터에, 한 쌍의 수술용 인스트루먼트를 각각 장착하기 위한 커플링 구조로 서, 로봇 암의 선단부에 장착되는 하우징과, 하우징에 형성되며, 상기 어댑터에 결합되는 인터페이스부와, 인터페이스부에 설치되며, 어댑터로부터 구동력을 전달받아 작동되는 복수의 구동자와, 하우징에 결합되며, 그 내부에 구동자에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와, 샤프트의 말단부에 결합되며, 동력전달수단에 연결되어 구동자의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하되, 한 쌍의 로봇 암은, 그 선단부에 장착되는 한 쌍의 인스트루먼트가 서로 밀착되도록 하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조가 제공된다.

로봇 암은 기저부, 중간부 및 선단부로 이루어지며, 한 쌍의 로봇 암의 중간부는, 서로 멀어지는 방향으로 소정 거리 이격될 수 있다. 또한, 한 쌍의 로봇 암의 기저부 및 중간부는, 서로 멀어지는 방향으로, 그 회동 중심이 되는 소정의 RCM 포인트를 중심으로 소정 각도 회전되고, 한 쌍의 로봇 암의 선단부는, 인스트루먼트가 서로 밀착되는 방향으로, RCM 포인트를 중심으로 소정 각도 회전될 수 있다.

또한, 한 쌍의 로봇 암은, 서로 멀어지는 방향으로, 그 회동 중심이 되는 소정의 RCM 포인트를 중심으로 소정 각도 회전되고, 인스트루먼트의 샤프트는 그 말단부에 결합된 이펙터가 서로 밀착되도록 그 중간의 일 지점에서 굴곡될 수 있다. 이 경우, 샤프트는 스네이크 조인트(snake joint)를 포함하며, 스네이크 조인트에는 그 굴곡된 상태를 유지하기 위해 복수의 와이어 또는 가이드 튜브(guide tube)가 결합될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인스트루먼트의 하우징을 태블릿 형상으로 슬림하게 제작하고, 두께 부분에 인터페이스부를 형성함으로써, 복수의 로봇 암 각각에 인스트루먼트를 장착하더라도 인스트루먼트 간의 충돌이나 간섭이 최소화될 수 있다.

또한, 수술 부위로부터 소정 거리 후퇴한 지점에 어댑터를 설치하고 인스트루먼트를 장착함으로써, 로봇 암을 수술 부위로부터 충분히 이격시켜 배치할 수 있으며, 이에 따라 수술 부위 상부에 충분한 여유 공간을 확보하여 원활한 로봇 수술을 수행할 수 있다. 나아가, 하우징으로부터 연장되는 샤프트의 중간을 굴곡시킴으로써, 로봇 암을 직접 이동시키지 않고도 이펙터가 원하는 지점에 위치하도록 할 수 있어, 보다 자유롭고 원활한 로봇 수술이 가능해진다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한 다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 하우징을 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 인스트루먼트(1), 하우징(30), 인터페이스부(34), 구동자(36), 이펙터(38), 샤프트(40)가 도시되어 있다.

본 실시예는 수술용 로봇 암에 인스트루먼트가 장착될 때, 다른 로봇 암 및 인스트루먼트와의 간섭을 최소화하기 위한 커플링 구조로서, 인스트루먼트의 하우징(30)을 슬림하게 제작하고, 두께 부분의 면에 인터페이스부(34)를 형성한 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 하우징(30)은 얇은 두께를 갖는 슬림한 입체 형상으로 형성되며, 도 2에는 직육면체 형상의 하우징(30)이 예시되어 있다. 이하, 본 실시예의 하우징(30)처럼 얇은 두께를 갖는 입체 형상을 '태블릿(tablet)' 형상이라 명명하여 설명한다. 태블릿 형상이 도 2에 도시된 직육면체에 한정되는 것은 아니며, 원, 타원, 다각형 등의 평면에 얇은 두께를 갖는 입체 형상도 포함함은 물론이다. 나아가, 본 실시예에 따른 태블릿 형상의 두께에 해당하는 면을 '두께 부분'이라 칭하여 설명한다.

로봇 암의 선단부에는 인스트루먼트(1)를 장착하기 위한 커플러(coupler)로서 어댑터(adapter)(20)가 형성되며, 어댑터(20)에 하우징(30)을 결합시킴으로써 인스트루먼트(1)가 로봇 암에 장착된다. 한편, 로봇 암에 있는 어댑터와 인스트루먼트 하우징 사이에는 멸균 어댑터(sterile adapter)가 더 개재될 수도 있다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 하우징(housing)(30), 하우징(30)으로부터 일방향으로 연장되는 샤프트(shaft)(40), 및 샤프트(40)의 말단부에 결합되는 이펙터(effector)(38)로 이루어진다. 하우징(30)은 어댑터(20)에 결합되는 구성요소로서, 소정의 두께를 갖는 태블릿 형상으로 형성될 수 있다.

하우징(30)의 두께 부분에는 인터페이스(interface)부(34)가 형성되어, 하우징(30)이 어댑터(20)에 결합됨에 따라 인터페이스부(34)는 어댑터(20)에 접하게 된다. 인터페이스부(34)는 별도의 부재로 이루어질 수도 있으나, 하우징(30)의 두께 부분의 일부가 인터페이스부(34)로서 기능하도록 할 수도 있다. 로봇 암에 있어서 구동력을 생성, 전달하는 액츄에이터가 어댑터(20) 부분에 형성된다고 할 때, 액츄에이터로부터 인가되는 구동력은 인터페이스부(34)를 통해 인스트루먼트(1)로 전달된다.

인터페이스부(34)에는 복수의 구동자(36)가 설치되어, 어댑터(20)(액츄에이터)로부터 구동력을 전달받아 작동된다. 즉, 하우징(30)을 어댑터(20)에 장착함에 따라 인터페이스부(34)가 어댑터(20)에 접하게 되고, 인터페이스부(34)에 설치된 구동자(36)가 액츄에이터와 연결됨으로써 액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 작동되는 것이다.

구동자(36)에는 와이어(50) 등의 동력전달수단이 연결되어 있어, 구동자(36)가 작동됨에 따라 동력전달수단을 통해 구동력이 이펙터(38)로 전달된다. 이펙터(38)의 구조 및 작동방식에 대해서는 후술한다.

하우징(30)에는 일방향으로 연장되는 샤프트(40)가 결합되어 있으며, 샤프트(40)의 말단부에는 이펙터(38)가 결합되어 있다. 로봇 수술 과정에서 샤프트(40)의 말단부가 수술 부위 내에 삽입되며, 삽입된 이펙터(38)는 수술 부위 내에서 수술에 필요한 각종 조작을 하게 된다.

샤프트(40)의 길이는 인스트루먼트(1)가 장착되는 지점으로부터 수술 부위까지의 거리에 상응하도록 결정될 수 있다. 즉, 로봇 암의 선단부가 직접 수술 부위까지 근접하기 곤란한 경우, 로봇 암의 선단부에는 하우징(30)을 장착하고 하우 징(30)으로부터 소정 거리만큼 샤프트(40)를 연장시켜 수술 부위에 이펙터(38)가 삽입되도록 하는 것이다.

따라서, 샤프트(40)는 하우징(30)을 통해 전달되는 구동력을 이펙터(38)에 전달하는 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위해 샤프트(40)를 관(管) 형상으로 제작하고 샤프트(40) 내에 전술한 동력전달수단이 수용되도록 할 수 있다. 동력전달수단으로는 와이어(50)가 사용될 수 있다.

샤프트(40)의 말단부에는 이펙터(38)가 결합되며, 이펙터(38)의 각 부분은 동력전달수단, 즉 와이어(50)에 연결된다. 이에 따라 로봇 암에서 생성, 전달되는 구동력은 인터페이스부(34)를 통해 구동자(36)에 전달되고, 구동자(36)의 작동에 따라 와이어(50)를 통해 이펙터(38)의 각 부분에 구동력이 전달됨으로써 이펙터(38)가 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다.

이펙터(38)는 수술 부위에 직접 삽입되어 집게 동작이나 절단 동작 등을 수행하는 구성요소로서, 한 쌍의 죠(jaw)가 힌지축을 중심으로 결합되고 각 죠 및 힌지축에는 와이어(50)가 연결되는 구조로 이루어질 수 있다. 구동자(36)의 작동에 따라 와이어(50)를 통해 장력이 전달되어 이펙터(38)의 각 부분이 작동되며, 이에 따라 이펙터(38)가 집게 동작 또는 절단 동작을 하게 되는 것이다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 하우징(30)을 태블릿 형상으로 슬림하게 형성하고, 하우징(30)의 두께 부분의 면(인터페이스부(34))이 로봇 암의 선단부에 커플링되도록 함으로써, 인스트루먼트(1)가 로봇 암에 장착되는 부분의 면적을 최소화하였으며, 이에 따라 복수의 로봇 암에 인스트루먼트(1)가 각각 장착되더라 도 인접한 인스트루먼트(1)끼리 서로 간섭되거나 충돌되지 않도록 한 것이다.

즉, 본 실시예에 따른 하우징(30)의 두께는, 복수의 로봇 암 각각의 선단부에 인스트루먼트(1)가 장착될 경우 각각의 하우징(30)끼리 서로 간섭되지 않을 정도의 두께로 설정하는 것이 좋다.

나아가, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 로봇 암의 선단부에 장착하되 수술 부위로부터 어느 정도 후퇴한 위치에 장착되도록 함으로써, 인스트루먼트(1)의 하우징(30)이 수술 부위로부터 충분히 멀리 떨어진 지점에 위치하고, 따라서 하우징(30)과 수술 부위 간의 거리를 충분히 확보하도록 한 것이다.

이처럼 하우징(30)이 수술 부위로부터 충분히 떨어진 지점이 위치하도록 인스트루먼트(1)를 장착하여, 수술 부위의 상부에 소정의 공간을 확보함으로써, 수술 과정에서 인스트루먼트(1)를 원활하게 움직이거나 다른 수술용 도구를 자유롭게 개재시켜 사용할 수 있다는 장점이 있다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 측면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 인스트루먼트(1), 로봇 암(10), 가이드(18), 어댑터(20), 하우징(30), 인터페이스부(34), 이펙터(38), 샤프트(40)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는, 하우징(30)이 태블릿 형상으로 제작되고 두께 부분의 면이 로봇 암(10)에 접하도록 장착되며, 수술 부위로부터 어느 정도 후퇴한 지점에 장착되도록 한 것으로, 하우징(30)을 로봇 암(10)에 장착할 경 우 도 3a에 도시된 것처럼 하우징(30)과 로봇 암(10)의 선단부 간의 거리 및 하우징(30)과 수술 부위 간의 거리가 충분히 확보될 수 있다.

이처럼, 로봇 암(10) 및 수술 부위로부터 어느 정도 떨어진 지점에 인스트루먼트(1)가 위치하도록 함으로써, 전술한 바와 같이 로봇 수술을 보다 원활하게 진행할 수 있다.

이를 위해, 하우징(30)으로부터 수술 부위까지의 거리에 상응하는 길이의 샤프트(40)를 사용할 수 있는데, 샤프트(40)의 일단은 하우징(30)과의 결합 부위가, 샤프트(40)의 타단은 수술 부위에 미리 설치되어 있는 트로카(trocar)에 의해 지지되어, 수술 과정에서 샤프트(40)가 흔들거리지 않도록 할 수 있다.

나아가, 샤프트(40)의 길이가 길어짐에 따라 샤프트(40)를 지지하는 추가적인 구성요소를 더 설치할 수 있는데, 도 3a에 도시된 것처럼, 로봇 암(10)의 선단부에 샤프트(40)의 중간 부분을 지지하는 가이드(18)를 추가로 형성할 수 있다.

어댑터(20)에 인접하여 가이드(18)를 추가로 형성함으로써, 인스트루먼트(1)를 로봇 암(10)에 장착하는 과정에서 하우징(30)은 어댑터(20)에 장착되어 구동력을 전달받고, 샤프트(40)는 가이드(18)에 의해 지지되어 견고하게 로봇 암(10)에 고정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 하우징 내부를 나타낸 단면도이다. 도 4를 참조하면, 하우징(30), 풀리 와이어(32a), 링크부(32b), 너트(32c), 웜기어(32d), 인터페이스부(34), 구동자(36), 샤프트(40), 와이어(50)가 도시되어 있다.

도 4는 태블릿 형상으로 형성된 하우징(30)에 있어서, 액츄에이터로부터 구동자(36)로 전달된 구동력이 이펙터(38)까지 원활히 전달되도록 하는 동력 전달 메커니즘에 관한 실시예를 도시한 것이다.

도 4의 (a)는 구동 휠(wheel)-풀리 와이어(32a) 구조, 도 4의 (b)는 슬라이더(slider)-링크 구조, 도 4의 (c)는 리드 스크류(screw)-너트(32c) 구조, 도 4의 (d)는 스크류-웜기어(32d) 구조가 적용된 일례를 도시한 것으로서, 액츄에이터에 결합되는 구동 휠, 슬라이드, 스크류 구조와, 하우징(30) 내부에 수용되는 풀리, 링크, 너트, 웜기어 구조는 반드시 일대일로 매칭되어야 하는 것은 아니며, 다양한 조합으로 매칭될 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 구동 휠-기어 구조나 슬라이더-풀리 구조 등 다양한 구조가 적용될 수 있다.

도 4의 (a)와 같이 구동자(36)를 휠 형상으로 형성할 경우, 액츄에이터 또한 휠(도 4의 'A') 형상으로 구현될 수 있으며, 원판형의 구동 휠은 액츄에이터에 클러칭되는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 인스트루먼트(1)를 로봇 암(10)에 장착함에 따라 구동 휠이 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 구동 휠 또한 작동된다. 구동 휠에는 풀리 와이어(32a)가 연결되어 있어, 구동 휠의 회전에 따라 풀리 와이어(32a)를 통해 이펙터(38)의 각 부분에 장력이 인가되어, 이펙터(38)가 작동하게 된다.

도 4의 (b)와 같이 구동자(36)를 슬라이더 형상으로 형성할 경우, 액츄에이터 또한 슬라이더(도 4의 'B') 형상으로 구현될 수 있으며, 구동 슬라이더는 액츄에이터에 결합되어 소정 구간 내를 왕복 운동하는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 인스트루먼트(1)를 로봇 암(10)에 장착함에 따라 구동 슬라이더가 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 구동 슬라이더 또한 작동된다. 슬라이더에는 링크부(32b)가 연결되어 있어, 슬라이더의 왕복 운동에 따라 링크부(32b)가 작동하며, 링크부(32b)에 연결된 와이어(50)를 통해 이펙터(38)의 각 부분에 장력이 인가되어, 이펙터(38)가 작동하게 된다.

도 4의 (c)와 같이 구동자(36)를 리드 스크류 형상으로 형성할 경우, 액츄에이터는 드라이버(도 4의 'C') 형상으로 구현될 수 있으며, 리드 스크류는 액츄에이터에 치합되어 회전하는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 인스트루먼트(1)를 로봇 암(10)에 장착함에 따라 리드 스크류가 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 리드 스크류 또한 작동된다.

본 실시예에 따른 리드 스크류에는 왼나사와 오른나사가 각각 절반씩 형성되어 있고, 각 부분에 결합된 너트에 와이어를 연결함으로써, 리드 스크류를 어느 한 방향(예를 들어, 시계방향)으로 회전시키면 한 쌍의 너트가 서로 근접하게 되고, 리드 스크류를 반대 방향(예를 들어, 반시계방향)으로 회전시키면 한 쌍의 너트가 서로 이격되는 구조로 제작될 수 있다.

한 쌍의 너트 각각에 와이어를 연결하고, 아이들러(idler) 풀리 등을 사용하여 와이어가 리드 스크류의 축과 평행하게 배치되도록 함으로써, 리드 스크류의 회전에 따라 너트가 서로 근접/이격되며, 이에 따라 와이어가 풀어지거나 당겨지게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 리드 스크류에는 한 쌍의 너트(32c)가 치합되어 있 고, 리드 스크류의 회전에 연동하여 한 쌍의 너트(32c)가 근접/이격되며, 각 너트(32c)에 연결된 와이어(50)를 통해 이펙터(38)의 각 부분에 장력이 인가되어, 이펙터(38)가 작동하게 된다. 한편, 각 너트에 연결된 와이어가 샤프트를 통해 이펙터의 각 부분에 연결되도록 하기 위해 하우징 내에는 하나 이상의 롤러(도 4(c)의 'R' 참조)가 설치될 수 있다.

도 4의 (d)와 같이 구동자(36)를 스크류 형상으로 형성할 경우, 액츄에이터는 드라이버(도 4의 'D') 형상으로 구현될 수 있으며, 스크류는 액츄에이터에 치합되어 회전하는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 인스트루먼트(1)를 로봇 암(10)에 장착함에 따라 스크류가 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 스크류 또한 축회전하게 된다. 스크류에는 웜기어(32d)가 연결되어 있어, 스크류의 회전에 연동하여 웜기어(32d)가 작동되며, 웜기어(32d)에 연결된 와이어(50)를 통해 이펙터(38)의 각 부분에 장력이 인가되어, 이펙터(38)가 작동하게 된다.

액츄에이터와 구동자(36) 간의 커플링 방식 및 구동자(36)와 하우징(30) 내에 수용된 동력 전달 메커니즘은, 도 4에 도시된 사례를 포함하여 다양한 조합으로 매칭될 수 있음은 전술한 바와 같다. 동력 전달 메커니즘의 구성에 따라 본 실시예에 따른 하우징(30)의 두께를 더욱 얇게 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 샤프트를 나타낸 단면도이고, 도 6a는 도 5에 도시된 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 측면도이고, 도 6b는 도 5에 도시된 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 5 내지 도 6b를 참조하면, 인스트루먼 트(1), 로봇 암(10), 하우징(30), 이펙터(38), 샤프트(40), 제1 샤프트(42), 제2 샤프트(44)가 도시되어 있다.

본 실시예는 전술한 인스트루먼트 구조에 있어서 샤프트(40)의 일부를 굴곡시킴으로써, 하우징(30)을 반드시 태블릿 형상으로 형성하지 않고도 인스트루먼트(1)를 작동시키기 위한 자유도를 확보한 것이다.

본 실시예에 따른 샤프트(40)는 하우징(30) 측에 결합되는 제1 샤프트(42)와, 제1 샤프트(42)에 대해 소정 각도(예를 들어, 90도)로 구부러지는 제2 샤프트(44)로 이루어지며, 제2 샤프트(44)의 말단부에는 이펙터(38)가 결합될 수 있다.

이 경우 전술한 동력전달수단은, 이펙터(38)의 각 부분을 작동시키기 위한 와이어(50)뿐만 아니라, 제2 샤프트(44)가 제1 샤프트(42)에 대해 구부러지도록 장력을 인가하거나, 제2 샤프트(44)가 그 길이방향을 축으로 하여 회전하도록 장력을 인가하기 위한 와이어 등도 포함할 수 있다.

이펙터(38)의 각 부분을 작동시키기 위한 와이어는, 하우징(30)으로부터 제1 샤프트(42) 및 제2 샤프트(44)를 거쳐 이펙터(38)에 연결되며, 샤프트(40)의 관절 부위(도 5의 'E')에 롤러 등을 구비하고 와이어가 롤러 등에 의해 지지되도록 함으로써, 와이어가 불필요한 마찰력을 받지 않고 하우징(30)으로부터 이펙터(38)까지 구동력을 원활하게 전달하도록 할 수 있다.

샤프트(40)의 관절 부위는 플렉서블(flexible)한 재질로 커버하여, 제2 샤프트(44)가 자유롭게 구부러지도록 함과 동시에, 관절 부위에서 제1 샤프트(42) 및 제2 샤프트(44)의 단부가 파손되지 않도록 보호할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 인스트루먼트는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 것처럼, 하우징(30)이 태블릿 형상으로 형성되지 않고 로봇 암에 밀착되어 결합되더라도, 샤프트가 90도로 굴곡될 수 있으므로, 복수의 로봇 암에 장착되는 인스트루먼트(1) 간의 간격을 충분히 확보할 수 있어, 인스트루먼트(1)끼리 서로 간섭되거나 충돌되지 않고 원활하게 사용할 수 있다.

도 7a는 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 7b는 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 7a 내지 도 8b를 참조하면, 인스트루먼트(1a, 1b), 로봇 암(10a, 10b), 기저부(12), 중간부(14), 선단부(16), 하우징(30), 샤프트(40)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 하우징(30)을 태블릿 형상으로 슬림하게 제작함으로써 인접한 인스트루먼트(1a, 1b)끼리 서로 간섭되거나 충돌되지 않도록 한 것으로, 이러한 효과를 극대화하기 위해, 도 8a 및 도 8b에 도시된 것처럼, 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14) 및 선단부(16)를 일정 정도 좌우로 이격시킨 구조로 제작할 수 있다.

즉, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것처럼, 로봇 암(10a, 10b)은 로봇 본체에 연결되는 기저부(12)와, 인스트루먼트(1a, 1b)가 장착되는 선단부(16), 및 기저부(12)와 선단부(16) 사이의 중간부(14)로 이루어지는데, 로봇 암(10a, 10b)의 선 단부(16)에 본 실시예에 따른 인스트루먼트(1a, 1b)를 장착할 경우, 하우징(30)의 두께가 얇기 때문에 인스트루먼트(1a, 1b)끼리는 충돌하지 않지만, 로봇 암(10a, 10b)의 두께로 인하여 인스트루먼트(1a, 1b)가 밀착되지 못하게 되는 경우가 발생할 수 있다.

인스트루먼트(1a, 1b)는 기존 형상에 비해 슬림하게 제작할 수 있으나, 로봇 암(10a, 10b)은 그 내부에 설치되는 와이어, 전선, 풀리 등으로 인하여 인스트루먼트(1a, 1b)처럼 슬림하게 제작하는 데에 한계가 있을 수 있다. 따라서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 실시예는 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14) 및 선단부(16)를 약간 왼쪽 또는 오른쪽으로 이격시킴으로써, 인접한 인스트루먼트(1a, 1b)끼리 서로 간섭되거나 충돌되지 않고 더욱 밀착될 수 있도록 한 것이다.

도 8a와 같이 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14) 및 선단부(16)를 서로 멀어지는 방향으로 소정 거리 이격시킨 형태로 구성함으로써, 로봇 암(10a, 10b)에 장착된 인스트루먼트(1a, 1b)가 서로 밀착되도록 할 수 있다. 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14) 및 선단부(16)는 인스트루먼트(1a, 1b)가 밀착되는 반대 방향으로 이격시킬 수 있는데, 예를 들면 좌(左)측의 인스트루먼트(1a)가 우(右)측의 인스트루먼트(1b)와 밀착되도록 할 경우 좌측 로봇 암(10a)은 좌측으로, 우측의 인스트루먼트(1b)가 좌측의 인스트루먼트(1a)와 밀착되도록 할 경우 우측 로봇 암(10b)은 우측으로 이격시켜, 좌, 우측 로봇 암(10a, 10b)이 서로 대칭되는 형상으로 구성할 수 있다.

로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14) 및 선단부(16)를 이격시키는 정도는, 기저 부(12), 중간부(14), 선단부(16)로 구성되는 로봇 암(10a, 10b) 관절들에 구현된 RCM(Remote Center of Motion) 축이 흐트러지지 않는 범위 내에서 이격시킬 수 있다.

즉, 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14)나 선단부(16)는 인스트루먼트(1a, 1b)까지 동력을 전달하는 각종 구성요소가 장착되는 부분이므로, 좌, 우측으로 약간 이격시키더라도 기술적으로 문제가 되지 않으며, 각 관절의 중심선을 유지하는 한 미리 설계된 RCM도 흐트러지지 않고 유지된 상태에서 동작하도록 할 수 있다.

이로써, 복수의 로봇 암(10a, 10b) 간의 충돌을 훨씬 더 줄일 수 있으며, 각 로봇 암(10a, 10b)에 장착된 인스트루먼트(1a, 1b)를 간섭 없이 거의 밀착되도록 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 10b는 도 10a의 'J' 부분에 대한 확대도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도이다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 인스트루먼트(1a, 1b), 로봇 암(10a, 10b), 기저부(12), 중간부(14), 선단부(16), 하우징(30), 이펙터(38), 샤프트(40)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 수술용 로봇에는 복수의 로봇 암을 구비하며, 각 로봇 암은 기저부(12), 중간부(14) 및 선단부(16)로 이루어진다. 수술용 인스트루먼트는 각 로봇 암의 선단부(16)에 장착되며, 인스트루먼트가 로봇 암의 선단부(16)에 장 착되는 구조(어댑터, 하우징, 인터페이스부 및 구동자로 이루어지는 커플링 구조) 및 인스트루먼트의 구조(하우징, 인터페이스부, 구동자, 샤프트, 동력전달수단 및 이펙터)는 전술한 바와 같다.

본 실시예에 따른 로봇 암(10a, 10b)은 그 선단부(16)에 장착된 인스트루먼트가 서로 밀착될 있도록 도 8a, 도 9, 도 10a 및 도 11에 도시된 것처럼, 중간부(14) 및 선단부(16)가 서로 이격되거나, 소정 각도만큼 회전되거나, 인스트루먼트의 샤프트(40)가 굴곡되도록 형성될 수 있다.

즉, 도 8a에 도시된 것처럼, 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14) 및 선단부(16)를 서로 멀어지는 방향으로 소정 거리 이격시킨 형태로 구성함으로써, 로봇 암(10a, 10b)의 선단부(16)에 장착된 인스트루먼트(1a, 1b)가 서로 밀착되도록 할 수 있다. 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14) 및 선단부(16)를 이격시키는 방식 및 그에 따른 작동 상태에 대하여는 전술한 바와 같다.

한편, 복수의 로봇 암은 각각 로봇 암(10a, 10b) 관절들에 구현된 RCM(Remote Center of Motion) 포인트(도 9의 R)를 중심으로 회동하도록 설계되며, 따라서 로봇 암(10a, 10b)의 중간부(14)를 도 8a와 같이 서로 이격시키는 것뿐만 아니라, 도 9에 도시된 것처럼, 서로 멀어지는 방향으로 RCM 포인트를 중심으로 소정 각도 회전된 구조로 로봇 암을 제작하고 그 선단부(16)에 인스트루먼트를 장착함으로써 로봇 암(10a, 10b) 간의 간섭을 줄이고 인스트루먼트(1a, 1b)가 서로 밀착되도록 할 수도 있다.

이는, 선단부(16)를 기준으로 보면, 도 9와 같이 기저부(12) 및 중간부(14) 가 RCM 포인트를 중심으로 소정 각도 회전된 구조를 의미하나, 기저부(12) 및 중간부(14)를 기준으로 보면, 기저부(12)가 서로 어느 정도 이격된 상태에서 소정 각도 회전된 상태로 제작되며, 그 선단부(16)(및 인스트루먼트)는 RCM 포인트를 중심으로 로봇 암(기저부(12) 및 중간부(14))이 회전된 만큼 역으로 회전된 구조를 의미한다.

한편, 반드시 로봇 암(10a, 10b)의 선단부(16)만을 회전시켜야 하는 것은 아니며, 도 10a, 도 11에 도시된 것처럼, 로봇 암 전체(기저부(12), 중간부(14) 및 선단부(16))를 RCM 포인트를 중심으로 회전시켜 서로 이격되도록 하고, 샤프트(40)의 일부를 굴곡시킴으로써 로봇 암(10a, 10b)이 서로 충돌하지 않고 인스트루먼트(1a, 1b)의 말단부에 결합된 이펙터(38)가 서로 밀착되도록 할 수도 있다.

샤프트(40)의 굴곡을 위해, 도 10a에 도시된 것처럼, 샤프트(40)를 스네이크 조인트(snake joint)(도 10a, 도 10b의 'S')로 제작하고, 스네이크 조인트의 각 관절에 각각 와이어를 연결하여 각 와이어를 통해 장력을 인가함으로써(도 10b참조), 샤프트가 소정의 굴곡된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

또는, 스네이크 조인트에 와이어를 연결하는 대신, 도 11에 도시된 것처럼, 스네이크 조인트가 굴곡되어야 하는 지점(이하, '굴곡 지점'이라 함)에 가이드 튜브(guide tube)(도 11의 'G')를 설치하고 샤프트(40)가 가이드 튜브를 통과함에 따라 그 굴곡된 상태를 유지하도록 할 수 있다. 가이드 튜브가 굴곡 지점에 고정되어 있도록 하기 가이드 튜브를 로봇 암의 선단부 또는 전술한 가이드(18)에 연결하여 사용하거나, 가이드 튜브의 역할을 할 수 있도록 제작된 트로카(trocar)를 수술 부 위에 설치할 수도 있다.

이로써, 복수의 로봇 암(10a, 10b) 간의 간섭 및 충돌을 줄일 수 있으며, 각 로봇 암(10a, 10b)에 장착된 인스트루먼트(1a, 1b)를 간섭 없이 거의 밀착되도록 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 수술용 로봇을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 하우징을 나타낸 사시도.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 측면도.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 하우징 내부를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 샤프트를 나타낸 단면도.

도 6a는 도 5에 도시된 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 측면도.

도 6b는 도 5에 도시된 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도.

도 7a는 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도.

도 7b는 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도.

도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도.

도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 사시도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도.

도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도.

도 10b는 도 10a의 'J' 부분에 대한 확대도.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 정면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 인스트루먼트 10 : 로봇 암

12 : 기저부 14 : 중간부

16 : 선단부 18 : 가이드

20 : 어댑터 30 : 하우징

34 : 인터페이스부 36 : 구동자

38 : 이펙터 40 : 샤프트

42 : 제1 샤프트 44 : 제2 샤프트

46 : 롤러부 50 : 와이어

51a : 굴곡 와이어 51b : 회전 와이어

Claims (17)

1. 로봇 암의 선단부에 형성되는 어댑터에 수술용 인스트루먼트를 장착하기 위한 커플링 구조로서,

   상기 로봇 암의 선단부에 장착되는 하우징과;

   상기 하우징의 두께 부분에 형성되며, 상기 어댑터에 결합되는 인터페이스부와;

   상기 인터페이스부에 설치되며, 상기 어댑터로부터 구동력을 전달받아 작동되는 복수의 구동자와;

   상기 하우징에 결합되며, 그 내부에 상기 구동자에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와;

   상기 샤프트의 말단부에 결합되며, 상기 동력전달수단에 연결되어 상기 구동자의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하되,

   상기 하우징은, 복수의 상기 로봇 암에 각각 장착되는 복수의 상기 하우징이 서로 간섭되지 않도록, 소정의 두께를 갖는 태블릿(tablet) 형상으로 형성되고,

   상기 로봇 암은 기저부, 중간부 및 선단부로 이루어지며, 상기 로봇 암의 중간부는, 상기 복수의 로봇 암에 장착된 상기 복수의 하우징이 서로 밀착될 수 있도록, 인접한 로봇 암으로부터 멀어지는 방향으로 소정 거리 이격되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 로봇 암의 선단부에는 상기 어댑터에 인접하여 상기 샤프트를 지지하는 가이드가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
5. 제1항에 있어서,

   상기 구동자는 휠(wheel) 형상으로 형성되며, 상기 하우징 내에는 상기 구동자에 연결되어 상기 동력전달수단에 구동력을 전달하는 풀리 와이어가 수용되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
6. 제1항에 있어서,

   상기 구동자는 슬라이더(slider) 형상으로 형성되며, 상기 하우징 내에는 상기 구동자에 연결되어 상기 동력전달수단에 구동력을 전달하는 링크부가 수용되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
7. 제1항에 있어서,

   상기 구동자는 스크류(screw) 형상으로 형성되며, 상기 하우징 내에는 상기 구동자에 연결되어 상기 동력전달수단에 구동력을 전달하는 기어 조립체가 수용되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
8. 제1항에 있어서,

   상기 샤프트는 상기 하우징에 결합되는 제1 샤프트와, 상기 제1 샤프트에 소정의 각도로 굴곡되도록 결합되는 제2 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
9. 제8항에 있어서,

   상기 동력전달수단은, 상기 제2 샤프트가 상기 제1 샤프트에 대해 소정의 각도로 굴곡되도록 장력을 인가하는 굴곡 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
10. 제8항에 있어서,

    상기 동력전달수단은, 상기 제2 샤프트가 그 길이방향을 축으로 하여 회전하도록 장력을 인가하는 회전와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
11. 제8항에 있어서,

    상기 제1 샤프트와 상기 제2 샤프트가 결합되는 부위에는 상기 동력전달수단을 지지하는 롤러부가 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
12. 삭제
13. 한 쌍의 로봇 암에 한 쌍의 수술용 인스트루먼트를 각각 장착하기 위한 커플링 구조로서,

    상기 로봇 암은 기저부, 중간부 및 선단부로 이루어지고,

    상기 인스트루먼트는, 상기 로봇 암의 선단부에 장착되는 하우징과, 상기 하우징으로부터 일방향으로 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트의 말단부에 결합되어 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하며,

    상기 한 쌍의 로봇 암의 선단부에 장착되는 상기 한 쌍의 인스트루먼트가 서로 밀착되도록, 상기 한 쌍의 로봇 암의 중간부는 서로 멀어지는 방향으로 소정 거리 이격되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
14. 한 쌍의 로봇 암에 한 쌍의 수술용 인스트루먼트를 각각 장착하기 위한 커플링 구조로서,

    상기 로봇 암은 기저부, 중간부 및 선단부로 이루어지고,

    상기 인스트루먼트는, 상기 로봇 암의 선단부에 장착되는 하우징과, 상기 하우징으로부터 일방향으로 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트의 말단부에 결합되어 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하며,

    상기 한 쌍의 로봇 암의 기저부 및 중간부는, 그 회동 중심이 되는 소정의 RCM 포인트를 중심으로 서로 멀어지는 방향으로 회전되고,

    상기 한 쌍의 로봇 암의 선단부는, 상기 RCM 포인트를 중심으로 상기 한 쌍의 인스트루먼트가 서로 밀착되는 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
15. 한 쌍의 로봇 암에 한 쌍의 수술용 인스트루먼트를 각각 장착하기 위한 커플링 구조로서,

    상기 인스트루먼트는, 상기 로봇 암의 선단부에 장착되는 하우징과, 상기 하우징으로부터 일방향으로 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트의 말단부에 결합되어 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하며,

    상기 한 쌍의 로봇 암은, 그 회동 중심이 되는 소정의 RCM 포인트를 중심으로 서로 멀어지는 방향으로 회전되고,

    상기 인스트루먼트의 샤프트는, 상기 이펙터가 서로 밀착되도록 그 중간의 일 지점에서 굴곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
16. 제15항에 있어서,

    상기 샤프트는 스네이크 조인트(snake joint)를 포함하며, 상기 스네이크 조인트에는 그 굴곡된 상태를 유지하기 위해 복수의 와이어가 결합되는 것을 특징 으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.
17. 제15항에 있어서,

    상기 샤프트의 굴곡되는 부분에는 스네이크 조인트(snake joint)가 개재되며, 상기 스네이크 조인트에는 그 굴곡된 상태를 유지하기 위해 가이드 튜브(guide tube)가 결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 커플링 구조.

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