KR101001291B1 - 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈 및 시스템 - Google Patents

3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈 및 시스템에 관한 것으로, 전자기구동 마이크로로봇 회전축을 Roll-Pitch-Yaw 또는 Roll-Pitch-Roll 구조로 확장한 3차원 구동모듈과 상기 구동모듈을 기반으로 구현되는 마이크로로봇을 3차원 공간에서 원하는 방향과 변위만큼 이동할 수 있도록 이루어진 시스템에 관한 것이다.
마이크로로봇, 전자기구동, 평면구동, 구동모듈, 3차원 구동, 의료로봇

Description

3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈 및 시스템{MICROROBOT DRIVING MODULE AND MICROROBOT SYSTEM ACTUATED BY ELECTROMAGNETIC MANIPULATION}
본 발명은 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기구동 마이크로로봇 회전축을 Roll-Pitch-Yaw 또는 Roll-Pitch-Roll 구조로 확장한 3차원 구동모듈과 상기 구동모듈을 기반으로 구현되는 마이크로로봇을 3차원 공간에서 원하는 방향과 변위만큼 이동할 수 있도록 이루어진 시스템에 관한 것이다.
기존의 전자기를 이용한 마이크로로봇의 구동시스템은 기본적인 두 쌍의 전자기 코일 시스템과 1개의 회전축을 이용하여 마이크로로봇의 평면구동이 가능한 구조를 가지고 있다.
도 1은 기존의 평면 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈에 대한 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 상기 평면 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈(10) 헤름홀쯔코일(Helmholtz coil)(13)과 맥스웰코일(Maxwell coil)(14)의 쌍으로 이루어져 있으며, 상기 코일 모듈(12)은 하나의 회전축(11)을 이용하여 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
이 경우 상기 회전축(11)의 평면상에서 상기 코일 모듈(12) 사이에 균일한 크기의 자속과 일정하게 크기가 증가하는 자속을 발생시킬 수 있다. 이를 이용하여 마이크로로봇의 회전과 이동을 가능하게 할 수 있다.
우선, 상기 헤름홀쯔코일(13)을 이용하여 균일한 크기의 자속을 발생시켜 마이크로로봇을 자기화시킨 뒤, 이동하길 원하는 방향으로 회전하기 위해 중심의 회전축을 이용하여 회전하게 되면 마이크로로봇이 균일한 자속을 따라 회전하게 된다.
그리고 원하는 이동방향으로 회전한 뒤 헤름홀쯔코일(13)과 맥스웰코일(14)을 동시에 이용하여 균일하게 증가하는 자속을 발생시키면 마이크로로봇이 자속이 증가하는 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 회전축의 평면(X-Y 평면)상에서 마이크로로봇이 원하는 평면운동을 가능하게 할 수 있다.
이처럼, 종래의 평면 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈의 경우에는 평면 내에서만 구동이 가능하고, 3차원으로 마이크로로봇을 이동시킬 수 없기 때문에 적용할 수 있는 분야가 매우 제한적이라는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 기존의 평면 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈을 확장하여 3차원 공간에서 원하는 방향과 변위만큼 이동할 수 있는 구동모듈을 구성하고 이를 통해 구현되는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템에 관한 것이다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈을 제공한다. 상기 마이크로로봇 구동모듈은 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제1회전축(Z축)을 기준으로 회전하는 제1구동부재; 상기 제1구동부재에 구비되며, 상기 제1회전축에 수직하는 제2회전축을 기준으로 회전하는 제2구동부재; 상기 제2구동부재에 구비되며, 상기 제2회전축에 수직하는 제3회전축을 기준으로 회전하는 제3구동부재; 상기 제3구동부재에 구비되며, 상기 제3회전축에 수직하는 구동축에 코일이 구비되는 코일 시스템; 및 상기 코일 시스템의 코일 사이에 위치하는 마이크로로봇;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로로봇 구동모듈은 상기 제1회전축, 상기 제2회전축 및 상기 제3회전축은 기준축에 대해 Roll-Pitch-Yaw의 회전축 구조를 가지며, 상기 마이크로로봇은 상기 제1회전축, 상기 제2회전축 및 상기 제3회전축 중 적어도 어느 하나의 회전축의 회전과, 상기 코일시스템의 자기장의 변화에 의해 이동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템은 헤름홀쯔 코일과 맥스웰 코일이 쌍으로 구비되어 있으며, 상기 코일들 사이에 마이크로로봇이 위치할 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제2회전축이 평행함과 함께 상기 제1구동부재가 X축 방향에 위치한 경우, 상기 제1회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동하고, 상기 제3회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Z평면을 구동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제1회전축이 평행한 경우, 상기 제2회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제3회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Z평면을 구동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제2회전축이 평행함과 함께 상기 제1구동부재가 Y축 방향에 위치한 경우, 상기 제1회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동하고, 상기 제3회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동한다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈을 제공한다. 상기 마이크로로봇 구동모듈은 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제4회전축(Z축)을 기준으로 회전하는 제4구동부재; 상기 제4구동부재에 구비되며, 상기 제4회전축에 수직하는 제5회전축을 기준으로 회전하는 제5구동부재; 상기 제5구동부재에 구비되며, 상기 제 5 회전축에 수직하는 제6회전축을 기준으로 상기 제5구동부재 내에서 회전하는 제6구동부재; 및 상기 제6구동부재에 구비되며, 상기 제6회전축에 수직하는 구동축에 코일이 구비되는 코일 시스템; 및 상기 코일 시스템의 코일 사이에 위치하는 마이크로로봇;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로로봇 구동모듈은 상기 제4회전축, 상기 제5회전축 및 상기 제6회전축은 기준축에 대해 Roll-Pitch-Roll의 회전축 구조를 가지며, 상기 마이크로로봇은 상기 제4회전축, 상기 제5회전축 및 상기 제6회전축 중 적어도 어느 하나의 회전축의 회전과, 상기 코일시스템의 자기장의 변화에 의해 이동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템은 헤름홀쯔 코일과 맥스웰 코일이 쌍으로 구비되어 있으며, 상기 코일들 사이에 마이크로로봇이 위치할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제4회전축이 평행한 경우, 상기 제5회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Z평면을 구동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축이 상기 제4회전축, 상기 제5회전축 및 상기 제6회전축에 대해 모두 수직(제4회전축과 제6회전축이 평행)인 경우, 상기 제4회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동하고,상기 제5회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동한다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템을 제공한다. 상기 마이크로로봇 시스템은 외부의 전자 기장의 변화에 의해 3차원 공간을 이동하는 마이크로로봇; 상기 마이크로로봇의 위치를 인식하는 위치인식장치; 상기 마이크로로봇을 이동시키기 위한 코일시스템 및 다축시스템으로 구성되어 있는 마이크로로봇 구동모듈; 및 상기 위치인식장치의 정보로부터 상기 마이크로로봇의 타겟 위치값을 생성해내고, 상기 마이크로로봇 구동모듈을 제어하는 구동모듈 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 구동모듈 제어기는 축 모터제어와 코일의 전류제어를 수행하는 제어 드라이브를 더 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로로봇은 강자성체 또는 영구자석을 이용하여 제조될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로로봇 구동모듈:은 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제1회전축(Z축)을 기준으로 회전하는 제1구동부재; 상기 제1구동부재에 구비되며, 상기 제1회전축에 수직하는 제2회전축을 기준으로 회전하는 제2구동부재; 상기 제2구동부재에 구비되며, 상기 제2회전축에 수직하는 제3회전축을 기준으로 회전하는 제3구동부재; 및 상기 제3구동부재에 구비되며, 상기 제3회전축에 수직하는 구동축에 코일이 구비되는 코일 시스템;을 포함하며, 상기 마이크로로봇은 상기 코일 시스템의 코일 사이에 위치한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로로봇 구동모듈은 상기 제1회전축, 상기 제2회전축 및 상기 제3회전축은 기준축에 대해 Roll-Pitch-Yaw의 회전축 구조를 가지며, 상기 마이크로로봇은 상기 제1회전축, 상기 제2회전축 및 상기 제3회전축 중 적어도 어느 하나의 회전축의 회전과, 상기 코일시스템의 자기장의 변화에 의해 이동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템은 헤름홀쯔 코일과 맥스웰 코일이 쌍으로 구비되어 있으며, 상기 코일들 사이에 마이크로로봇이 위치한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제2회전축이 평행함과 함께 상기 제1구동부재가 X축 방향에 위치한 경우, 상기 제1회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동하고, 상기 제3회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Z평면을 구동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제1회전축이 평행한 경우, 상기 제2회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제3회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Z평면을 구동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제2회전축이 평행함과 함께 상기 제1구동부재가 Y축 방향에 위치한 경우, 상기 제1회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동하고, 상기 제3회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로로봇 구동모듈:은 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제4회전축(Z축)을 기준으로 회전하는 제4구동부재; 상기 제4구동부재에 구비되며, 상기 제4회전축에 수직하는 제5회전축을 기준으로 회전하는 제5구동부재; 상기 제5구동부재에 구비되며, 상기 제 5 회전축에 수직하는 제6회전축을 기준으로 상기 제5구동부재 내에서 회전하는 제6구동부재; 및 상기 제6구동부재에 구비되며, 상기 제6회전축에 수직하는 구동축에 코일이 구비되는 코일 시스템; 을 포함하며, 상기 마이크로로봇은 상기 코일 시스템의 코일 사이에 위치할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로로봇 구동모듈은 상기 제4회전축, 상기 제5회전축 및 상기 제6회전축은 기준축에 대해 Roll-Pitch-Roll의 회전축 구조를 가지며, 상기 마이크로로봇은 상기 제4회전축, 상기 제5회전축 및 상기 제6회전축 중 적어도 어느 하나의 회전축의 회전과, 상기 코일시스템의 자기장의 변화에 의해 이동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템은 헤름홀쯔 코일과 맥스웰 코일이 쌍으로 구비되어 있으며, 상기 코일들 사이에 마이크로로봇이 위치할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축과 상기 제4회전축이 평행한 경우, 상기 제5회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Z평면을 구동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 시스템의 구동축이 상기 제4회전축, 상기 제5회전축 및 상기 제6회전축에 대해 모두 수직(제4회전축과 제6회전축이 평행)인 경우, 상기 제4회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동하고,상기 제5회전축이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈은 코일시스템과 다축시스템을 이용함으로써 마이크로로봇을 3차원 공간에서 원하는 방향과 변위만큼 자유롭게 이동시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템은 마이크로로봇의 현 위치를 인식하고 마이크로로봇 구동모듈을 제어하여 마이크로로봇을 원하는 위치로 3차원 공간으로 구동시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이러한 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템은 소화기관, 혈관, 망막 및 뇌파질 등의 의료분야에 적용할 수 있다. 즉, 마이크로로봇을 소화기관이나 혈관 등에 투입하여 마이크로로봇을 원하는 위치로 자유롭게 이동시킬 수 있어 치료나 촬영 등의 의료행위를 수행할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈의 구성도 및 구동모습에 대한 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명에 구비된 코일 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)은 크게 베이스(110), 제1구동부재(120), 제2구동부재(130), 제3구동부재(140), 코일시스템(150) 및 마이크로로봇(101) 등으로 구성되어 있다.
상세히 살펴보면, 상기 제1구동부재(120)는 상기 베이스(110)의 평면(X-Y평 면) 상에 구비되며, 상기 베이스(110)의 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제1회전축(125)을 기준으로 회전한다. 상기 제1회전축(125)은 Z축을 의미한다.
상기 제1구동부재(120)는 다양한 형태로 구비될 수 있으나 본 발명의 제 1 실시예에서는 '┕┙' 형태로 구비된 것을 예로 들었다. 상기 제 1 구동부재(120)의 하단부에는 상기 제 1 회전축(125)이 구성되어 있어 상기 제 1 구동부재(120)는 제 1 회전축(125)을 기준으로 회전하게 된다.
상기 제2구동부재(130)는 상기 제1구동부재(120)에 구비된다. 상기 제2구동부재(130)는 다양한 형태로 구비될 수 있으나 본 발명의 제 1 실시예에서는 원 형태로 구비된 것을 예로 들었다. 상기 제2구동부재(130)는 상기 제1구동부재(120)의 상단에서 상기 제2회전축(135)에 의해 연결되어 있으며, 상기 제2회전축(135)에 의해서 회전한다. 이때, 상기 제2회전축(135)은 상기 제1회전축(125)과 수직을 이루고 있다.
상기 제3구동부재(140)는 상기 제2구동부재(130)에 구비된다. 상기 제3구동부재(140) 역시 다양한 형태로 구비될 수 있으나 본 발명의 제 1 실시예에서는 원 형태로 구비된 것을 예로 들었다. 상기 제3구동부재(140)는 원 형태의 상기 제2구동부재(130)에서 상기 제3회전축(145)에 의해 연결되어 있으며, 상기 제3회전축(145)에 의해서 회전한다. 이때, 상기 제3회전축(145)은 상기 제2회전축(135)과 수직을 이루고 있다.
이처럼 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)은 상기 제1회전축(125), 제2회전축(135) 및 제3회전축(145)이 기준축에 대해 Roll-Pitch-Yaw의 회전축 구조를 이루 고 있다. Roll-Pitch-Yaw의 회전축 구조란, 진행방향을 X축이라 하고 진행방향에 대하여 왼쪽을 Y축, 천정을 Z축이라고 할 때, pitch는 Y축에 대한 회전을 의미하고, yaw는 Z축에 대한 회전을 의미하며, roll은 진행방향인 X축에 대한 회전을 의미한다.
한편, 상기 코일 시스템(150)은 상기 제3구동부재(140)에 고정되어 구비된다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상기 코일 시스템(150)은 상기 제3구동부재(140)에 구비되어 있다. 상기 제3구동부재(140)의 내주면에는 구동축(155)이 고정되어 연결되어 있고, 상기 구동축(155)에 코일이 구비되어 있다. 이때, 상기 구동축(155)은 상기 제3회전축(145)과 수직으로 구비되어 있다.
상기 코일 시스템(150)의 코일은 헤름홀쯔 코일(153)과 맥스웰 코일(154)이 쌍으로 이루어져 있다. 상기 코일의 외면에는 냉각장치가 구성될 수 있으며 이때, 상기 냉각장치는 상기 코일 시스템(150)에 전류가 공급되어 열이 발생할 때 열을 식히는 역할을 하여 상기 냉각장치에 대한 구조는 당업자라면 누구나 이해할 수 있는 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 코일 시스템(150)의 코일 사이에 상기 마이크로로봇(101)이 위치하며, 상기 마이크로로봇(101)의 구동과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 헤름홀쯔 코일(153)을 이용하여 균일한 크기의 자속을 발생시켜 상기 마이크로로봇(101)을 자화시킨 뒤, 이동하기 원하는 방향으로 회전하기 위해 중심의 구동축 및 상기 제1회전축(125), 제2회전축(135) 및 제3회전축(145)을 이용 하여 회전하게 되면, 상기 코일 사이의 빈 공간에 위치한 상기 마이크로로봇(101)이 균일한 자속을 따라 회전력이 발생되어 회전하게 된다. 그리고 원하는 이동방향으로 회전한 뒤 상기 헤름홀쯔 코일(153)과 맥스웰 코일(154)을 동시에 이용하여 균일하게 증가 또는 감소하는 자속을 발생시켜 상기 마이크로로봇(101)이 자속이 증가 또는 감소하는 방향으로 평면 이동하게 한다. 즉, 상기 마이크로로봇(101)은 상기 코일시스템의 자기장의 자속의 변화와 상기 회전축들의 회전에 의해 3차원공간으로 이동할 수 있다. 만약, 상기 마이크로로봇(101)을 영구자석을 이용하여 제조하는 경우에는 상기 마이크로로봇(101)을 자화시킬 필요가 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)은 3개의 회전축(125,135,145)이 기준축에 대해 Roll-Pitch-Yaw의 구조를 이루고 있기 때문에 3개의 회전축을 이용한 회전을 조합하면 상기 마이크로로봇(101)을 3차원 공간에서 자유롭게 이동시킬 수 있다.
이하에서는 상기 마이크로로봇(101)을 3차원 공간으로 이동시키는 과정을 도 2b 내지 도 2d를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2b는 상기 제2회전축(135)과 상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)이 평행함과 함께 상기 제1구동부재(120)가 X축 방향에 위치한 경우 상기 마이크로로봇(101)의 구동 가능성을 설명하는 그림이다.
먼저, 상기 제1구동부재(120)를 상기 제1회전축(125) 즉, Z축을 기준으로 회전시키면 상기 코일 시스템(150) 사이에 위치한 상기 마이크로로봇(101)은 X-Y평면을 이동할 수 있다.
또한, 제3구동부재(140)를 상기 제3회전축(145)을 중심으로 회전시키면 상기 마이크로로봇(101)은 X-Z평면을 이동할 수 있다.
그러나 상기 제2구동부재(130)를 상기 제2회전축(135)을 중심으로 회전시키더라도 상기 마이크로로봇(101)이 이동하는 평면이 없다.
도 2c는 상기 제1회전축(125)과 상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)이 평행한 경우 상기 마이크로로봇(101)의 구동 가능성을 설명하는 그림이다.
먼저, 상기 제2구동부재(130)를 상기 제2회전축(135)을 기준으로 회전시키면 상기 코일 시스템(150) 사이에 위치한 상기 마이크로로봇(101)은 Y-Z평면을 이동할 수 있다.
또한, 제3구동부재(140)를 상기 제3회전축(145)을 중심으로 회전시키면 상기 마이크로로봇(101)은 X-Z평면을 이동할 수 있다.
그러나 상기 제1구동부재(120)를 상기 제1회전축(125)을 중심으로 회전시키더라도 상기 마이크로로봇(101)이 이동하는 평면이 없다.
도 2d는 상기 제2회전축(125)과 상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)이 평행함과 함께 상기 제1구동부재(120)가 Y축 방향에 위치한 경우 상기 마이크로로봇(101)의 구동 가능성을 설명하는 그림이다.
먼저, 상기 제1구동부재(120)를 상기 제1회전축(125) 즉, Z축을 기준으로 회전시키면 상기 코일 시스템(150) 사이에 위치한 상기 마이크로로봇(101)은 X-Y평면을 이동할 수 있다.
또한, 제3구동부재(140)를 상기 제3회전축(145)을 중심으로 회전시키면 상기 마이크로로봇(101)은 Y-Z평면을 이동할 수 있다.
그러나 상기 제2구동부재(130)를 상기 제2회전축(135)을 중심으로 회전시키더라도 상기 마이크로로봇(101)이 이동하는 평면이 없다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)은 상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)과 평행한 회전축을 제외한 나머지 회전축을 회전시킴으로써 상기 마이크로로봇(101)을 X-Y평면, Y-Z평면 또는 Z-X평면으로 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)과 상기 제1회전축(125), 제2회전축(135) 및 제3회전축(145)의 위치를 다양하게 설정하여 상기 제1구동부재(120), 제2구동부재(130) 및 제3구동부재(140)를 구동함으로써 상기 마이크로로봇(101)을 3차원 공간에서 원하는 위치, 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)을 구성하고 있는 회전축들이나 구동부재들을 구동시키는데에 필요한 모터나 제어장치 등의 기계적장치나 전기, 전자장치에 관한 설명은 생략하기로 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 3차원 전자기구동 구동모듈의 구성도 및 구동모습에 대한 개략적인 구성도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(200)은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)과 마찬가지로 베이스(110), 제1구동부재(120), 제2구동부재(130), 제3구동부재(140), 코일시스템(150) 및 마이크로로봇(101) 등으로 구성되어 있으 며, 제1회전축(125), 제2회전축(135) 및 제3회전축(145)이 기준축에 대해 Roll-Pitch-Yaw의 회전축 구조를 이루고 있다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 상기 제1구동부재(120) 및 제2구동부재(130)가 '┕ '형태로 구비되고, 상기 제3구동부재(140)가 '┕┙' 형태로 구비된 구조를 예시하고 있다.
상기 제1구동부재(120)는 상기 베이스(110)의 평면(X-Y평면) 상에 구비되며, 상기 베이스(110)의 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제1회전축(125)을 기준으로 회전한다. 상기 제1회전축(125)은 Z축을 의미한다.
상기 제1구동부재(120)는 '┕ '형태로 구비되어 있으며, 상기 제 1 구동부재(120)의 하단부에는 상기 제 1 회전축(125)이 구성되어 있어 상기 제 1 구동부재(120)는 제 1 회전축(125)을 기준으로 회전하게 된다.
상기 제2구동부재(130)는 상기 제1구동부재(120)에 구비된다. 상기 제2구동부재(130)는 상기 제1구동부재(120)와 마찬가지로 '┕ '형태로 구비되어 있고, 상기 제1구동부재(120)의 상단에서 상기 제2회전축(135)에 의해 연결되어 있으며, 상기 제2회전축(135)에 의해서 회전한다. 이때, 상기 제2회전축(135)은 상기 제1회전축(125)과 수직을 이루고 있다.
상기 제3구동부재(140)는 상기 제2구동부재(130)에 구비된다. 상기 제3구동부재(140)는 '┕┙' 형태로 구비되어 있고, '┕ '형태의 상기 제2구동부재(130)에서 상기 제3회전축(145)에 의해 연결되어 있으며, 상기 제3회전축(145)에 의해서 회전한다. 이때, 상기 제3회전축(145)은 상기 제2회전축(135)과 수직을 이루고 있 다.
이처럼 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(200)은 상기 제1회전축(125), 제2회전축(135) 및 제3회전축(145)이 기준축에 대해 Roll-Pitch-Yaw의 회전축 구조를 이루고 있다. 한편, 상기 코일 시스템(150)의 코일은 상기 제3구동부재(140)내에서 상기 제3회전축(145)과 수직인 구동축(155)에 구비되어 있다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(200)은 구동부재의 형태만 다를 뿐, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)의 모든 구성요소의 구조 및 구동과정이 동일하므로 마이크로로봇의 3차원 공간으로의 이동에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈의 구성도 및 구동모습에 대한 개략적인 구성도이다.
도 5a를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(300)은 크게 베이스(210), 제4구동부재(220), 제5구동부재(230), 제6구동부재(240), 코일시스템(250) 및 마이크로로봇(101)으로 구성되어 있다.
상세히 살펴보면, 상기 제4구동부재(220)는 상기 베이스(210)의 평면(X-Y평면) 상에 구비되며, 상기 베이스(210)의 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제4회전축(225)을 기준으로 회전한다. 상기 제4회전축(225)은 Z축을 의미한다.
상기 제4구동부재(220)는 다양한 형태로 구비될 수 있으나 본 발명의 제 3 실시예에서는 '┕┙' 형태로 구비된 것을 예로 들었다. 상기 제4구동부재(220)의 하단부에는 상기 제4회전축(225)이 구성되어 있어 상기 제4구동부재(220)는 제4회전축(225)을 기준으로 회전하게 된다.
상기 제5구동부재(230)는 상기 제4구동부재(220)에 구비된다. 상기 제5구동부재(230)는 다양한 형태로 구비될 수 있으나 본 발명의 제 3 실시예에서는 원 형태로 구비된 것을 예로 들었다. 상기 제5구동부재(230)는 상기 제4구동부재(220)의 상단에서 상기 제5회전축(235)에 의해 연결되어 있으며, 상기 제5회전축(235)에 의해서 회전한다. 이때, 상기 제5회전축(235)은 상기 제4회전축(225)과 수직을 이루고 있다.
상기 제6구동부재(240)는 상기 제5구동부재(230) 내에 구비되어, 상기 제5회전축에 수직하는 제6회전축을 기준으로 상기 제5구동부재(230)의 내주면을 따라 회전구동한다. 이때, 상기 제6회전축은 원 형태의 상기 제5구동부재(230)의 중심으로서 가상의 회전축이라 할 수 있다.
이처럼 본 발명의 제 3 실시예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(300)은 상기 제4회전축(225), 제5회전축(235) 및 제6회전축이 기준축에 대해 Roll-Pitch-Roll의 회전축 구조를 이루고 있다. 한편, 상기 코일 시스템(250)은 상기 제6구동부재(240)에 구비되어 있으며, 상기 코일 시스템(250)의 코일은 상기 제6회전축과 수직인 구동축(255)에 구비되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(300)은 3개의 회전축(225,235,245)이 기준축에 대해 Roll-Pitch-Roll의 회전축 구조를 이루고 있으며, 상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)은 상기 제6회전축에 수직이 되도록 구성되어 있다.
이하에서는 상기 마이크로로봇(101)을 3차원 공간으로 이동시키는 과정을 도 5b 및 도 5c를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5b는 상기 제4회전축(225)과 상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)이 평행한 경우 상기 마이크로로봇(101)의 구동 가능성을 설명하는 그림이다.
먼저, 상기 제5구동부재(230)를 상기 제5회전축(235)을 기준으로 회전시키면 상기 코일 시스템(250) 사이에 위치한 상기 마이크로로봇(101)은 Y-Z평면을 이동할 수 있다.
또한, 제6구동부재(240)를 상기 제6회전축을 중심으로 상기 제5구동부재(230) 내에서 회전시키면 상기 마이크로로봇(101)은 X-Z평면을 이동할 수 있다.
그러나 상기 제4구동부재(220)를 상기 제4회전축(225)을 중심으로 회전시키더라도 상기 마이크로로봇(101)이 이동하는 평면이 없다.
도 5c는 상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)이 상기 제4회전축(225), 상기 제5회전축(235) 및 상기 제6회전축에 대해 모두 수직(제4회전축과 제6회전축이 평행)인 경우 상기 마이크로로봇(101)의 구동 가능성을 설명하는 그림이다.
먼저, 상기 제4구동부재(220)를 상기 제4회전축(225)을 기준으로 회전시키면 상기 코일 시스템(250) 사이에 위치한 상기 마이크로로봇(101)은 X-Y평면을 이동할 수 있다.
또한, 제5구동부재(230)를 상기 제5회전축(235)을 중심으로 회전시키면 상기 마이크로로봇(101)은 Y-Z평면을 이동할 수 있다.
또한, 제6구동부재(240)를 상기 제6회전축을 중심으로 상기 제5구동부재(230) 내에서 회전시키면 상기 마이크로로봇(101)은 X-Y평면을 이동할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 상기 마이크로로봇 구동모듈(300)은 상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)과 평행한 회전축을 제외한 나머지 회전축을 회전시킴으로써 상기 마이크로로봇(101)을 X-Y평면, Y-Z평면 또는 Z-X평면으로 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)과 상기 제4회전축(225), 제5회전축(235) 및 제6회전축의 위치를 다양하게 설정하여 상기 제4구동부재(220), 제5구동부재(230) 및 제6구동부재(240)를 구동함으로써 상기 마이크로로봇(101)을 3차원 공간에서 원하는 위치, 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 마이크로로봇 구동모듈로 구현되는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템(1)은 크게 마이크로로봇(101), 위치인식장치(102), 마이크로로봇 구동모듈(400) 및 구동모듈 제어기(103)로 구성되어 있다.
상기 마이크로로봇(101)은 코일 시스템(150) 사이에 위치하여 상기 코일 시스템(150)의 자기장의 변화에 의해 3차원 공간을 이동하는 로봇이다. 상기 마이크로로봇(101)은 외부의 자력을 통해 자화되는 강자성체 또는 영구자석을 이용하여 만들어질 수 있으며, 응용되는 분야에 따라서 인식기능이나 치료기능 등의 다양한 기능을 포함할 수 있다.
상기 위치인식장치(102)는 3차원 공간에서 마이크로로봇의 자세 및 위치를 인식하는 장치이다. 상기 마이크로로봇(101)이 인체에 삽입되는 경우에는 X-ray를 통한 영상인식을 하거나 기존의 수술전 영상정보를 통한 지도(map)와 내부 위치인식장치를 이용하여 상대적인 위치 정보를 인식할 수도 있다. 또한, 상기 마이크로로봇(101)이 노출이 되어있는 경우에는 현미경과 카메라시스템을 이용하여 위치정보를 추정할 수 있다.
상기 마이크로로봇 구동모듈(100)은 마이크로로봇의 3차원 이동과 관련한 가장 중요한 부분으로서 코일시스템 및 다축시스템으로 구성되어 있다. 상세한 구조 및 작동원리에 대해서는 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에서 설명하였으므로 이를 참조하기로 한다.
그리고, 상기 구동모듈 제어기(103)은 상기 위치인식장치(102)의 정보로부터 이동하고자 하는 타겟 위치값을 생성해 내고, 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)의 제어를 위해 전류제어와 기구적인 축 제어를 수행한다. 즉, 상기 마이크로로봇(101)이 생성된 타겟 위치값으로 갈 수 있도록 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)의 축들의 위치 값을 생성하고, 각 코일에 필요한 전류 값을 생성한다.
한편, 상기 구동모듈 제어기(103)은 생성된 축들의 위치 값과 코일의 전류 값을 만들기 위해 축 모터제어와 코일의 전류제어를 수행하는 제어 드라이브를 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템(1)은 마이크로로 봇(101)의 현재 위치를 인식한 후 이를 제어하여 상기 마이크로로봇(101)을 타겟 방향과 위치로 3차원 공간을 자유롭게 이동시킬 수 있는 시스템을 구성하고 있다.
본 발명과 같은 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템에 구현된 마이크로로봇은 소화기관, 혈관, 망막 및 뇌파질 등 인체의 다양한 장소를 자유롭게 이동할 수 있기 때문에 의료분야에 적용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 마이크로로봇을 혈관 등에서 자유롭게 이동시켜 혈관 내부를 촬영하거나 치료하는 등의 의료활동을 수행하는 의료로봇으로도 활용할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않은 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
도 1은 기존의 평면 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈에 대한 구성도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈의 구성도 및 구동모습에 대한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 구비된 코일 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈의 구성도 및 구동모습에 대한 개략적인 구성도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈의 구성도 및 구동모습에 대한 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 마이크로로봇 구동모듈로 구현되는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100, 200 : 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈
101 : 마이크로로봇 102 : 위치인식장치
103 : 구동모듈 제어기 110, 210 : 베이스
120 : 제1구동부재 125 : 제1회전축
130 : 제2구동부재 135 : 제2회전축
140 : 제3구동부재 145 : 제3회전축
150, 250 : 코일 시스템 155, 255 : 구동축
220 : 제4구동부재 225 : 제4회전축
230 : 제5구동부재 235 : 제5회전축
240 : 제6구동부재

Claims (25)

  1. 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제1회전축(Z축,125)을 기준으로 회전하는 제1구동부재(120);
    상기 제1구동부재(120)에 구비되며, 상기 제1회전축(125)에 수직하는 제2회전축(135)을 기준으로 회전하는 제2구동부재(130);
    상기 제2구동부재(130)에 구비되며, 상기 제2회전축(135)에 수직하는 제3회전축(145)을 기준으로 회전하는 제3구동부재(140);
    상기 제3구동부재(140)에 구비되며, 상기 제3회전축(145)에 수직하는 구동축(155)에 코일이 구비되는 코일 시스템(150); 및
    상기 코일 시스템의 코일 사이에 위치하는 마이크로로봇(101);을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇구동모듈(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1회전축(125), 상기 제2회전축(135) 및 상기 제3회전축(145)은 Roll-Pitch-Yaw의 회전축 구조를 가지며, 상기 마이크로로봇은 상기 제1회전축(125), 상기 제2회전축(135) 및 상기 제3회전축(145) 중 적어도 어느 하나의 회전축의 회전과, 상기 코일시스템(150)의 자기장의 변화에 의해 이동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기 구동 마이크로로봇 구동모듈(100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(150)은 헤름홀쯔 코일과 맥스웰 코일이 쌍으로 구비되어 있으며, 상기 코일들 사이에 마이크로로봇(101)이 위치하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈(100).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)과 상기 제2회전축(135)이 평행함과 함께 상기 제1구동부재(120)가 X축 방향에 위치한 경우,
    상기 제1회전축(125)이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Y평면을 구동하고, 상기 제3회전축(145)이 회전하면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Z평면을 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈(100).
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)과 상기 제1회전축(125)이 평행한 경우,
    상기 제2회전축(135)이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇(101)은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제3회전축(145)이 회전하면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Z평면을 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈(100).
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(150)의 구동축(155)과 상기 제2회전축(135)이 평행함과 함께 상기 제1구동부재(120)가 Y축 방향에 위치한 경우,
    상기 제1회전축(125)이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Y평면을 구동하고, 상기 제3회전축(145)이 회전하면 상기 마이크로 로봇(101)은 Y-Z평면을 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈(100).
  7. 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제4회전축(Z축,225)을 기준으로 회전하는 제4구동부재(220);
    상기 제4구동부재(220)에 구비되며, 상기 제4회전축(225)에 수직하는 제5회전축(235)을 기준으로 회전하는 제5구동부재(230);
    상기 제5구동부재(230)에 구비되며, 상기 제 5 회전축(235)에 수직하는 제6회전축을 기준으로 상기 제5구동부재(230) 내에서 회전하는 제6구동부재(240); 및
    상기 제6구동부재(240)에 구비되며, 상기 제6회전축에 수직하는 구동축에 코일이 구비되는 코일 시스템(250); 및
    상기 코일 시스템의 코일 사이에 위치하는 마이크로로봇(101);을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇구동모듈(200).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제4회전축(225), 상기 제5회전축(235) 및 상기 제6회전축은 Roll-Pitch-Roll의 회전축 구조를 가지며, 상기 마이크로로봇(101)은 상기 제4회전축(225), 상기 제5회전축(235) 및 상기 제6회전축 중 적어도 어느 하나의 회전축의 회전과, 상기 코일시스템(250)의 자기장의 변화에 의해 이동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기 구동 마이크로로봇 구동모듈(200).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(250)은 헤름홀쯔 코일과 맥스웰 코일이 쌍으로 구비되어 있으며, 상기 코일들 사이에 마이크로로봇(101)이 위치하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈(200).
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)과 상기 제4회전축(225)이 평행한 경우,
    상기 제5회전축(235)이 회전하게 되면 상기 마이크로로봇(101)은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Z평면을 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈(200).
  11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)이 상기 제4회전축(225), 상기 제5회전축(235) 및 상기 제6회전축에 대해 모두 수직(제4회전축과 제6회전축이 평행)인 경우,
    상기 제4회전축(225)이 회전하게 되면 상기 마이크로로봇(101)은 X-Y평면을 구동하고,상기 제5회전축(235)이 회전하게 되면 상기 마이크로로봇(101)은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇은 X-Y평면을 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 구동모듈.
  12. 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제1회전축(Z축,125)을 기준으로 회전하는 제1구동부재(120), 상기 제1구동부재(120)에 구비되며 상기 제1회전축(125)에 수직하는 제2회전축(135)을 기준으로 회전하는 제2구동부재(130), 상기 제2구동부재(130)에 구비되며 상기 제2회전축(135)에 수직하는 제3회전축(145)을 기준으로 회전하는 제3구동부재(140), 상기 제3구동부재(140)에 구비되며 상기 제3회전축(145)에 수직하는 구동축(155)에 코일이 구비되는 코일 시스템(150) 및 외부의 전자기장의 변화에 의해 3차원 공간을 이동하며 상기 코일 시스템(150)의 코일 사이에 위치하는 마이크로로봇(101)을 포함하는 마이크로로봇 구동모듈(100);
    상기 마이크로로봇(101)의 위치를 인식하는 위치인식장치(102); 및
    상기 위치인식장치(102)의 정보로부터 상기 마이크로로봇(101)의 타겟 위치값을 생성해내고, 상기 마이크로로봇 구동모듈(100)을 제어하는 구동모듈 제어기(103);를 구비하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 구동모듈 제어기(103)는 축 모터제어와 코일의 전류제어를 수행하는 제어 드라이브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 마이크로로봇(101)은 강자성체 또는 영구자석을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
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  21. 베이스 평면(X-Y 평면)에 수직하는 제4회전축(Z축,225))을 기준으로 회전하는 제4구동부재(220), 상기 제4구동부재(220)에 구비되며 상기 제4회전축(225)에 수직하는 제5회전축(235)을 기준으로 회전하는 제5구동부재(230), 상기 제5구동부재(230)에 구비되며 상기 제 5 회전축(235)에 수직하는 제6회전축을 기준으로 상기 제5구동부재(230) 내에서 회전하는 제6구동부재(240), 상기 제6구동부재(240)에 구비되며 상기 제6회전축에 수직하는 구동축(255)에 코일이 구비되는 코일 시스템(250) 및 상기 코일 시스템(250)의 코일 사이에 위치하는 것으로 외부의 자기장의 변화에 의해 3차원 공간을 이동하는 마이크로로봇(101)을 포함하는 마이크로로봇 구동모듈(200);
    상기 마이크로로봇의 위치를 인식하는 위치인식장치(102); 및
    상기 위치인식장치의 정보로부터 상기 마이크로로봇의 타겟 위치값을 생성해내고, 상기 마이크로로봇 구동모듈을 제어하는 구동모듈 제어기(103);를 구비하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제4회전축(225), 상기 제5회전축(235) 및 상기 제6회전축은 Roll-Pitch-Roll의 회전축 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(250)은 헤름홀쯔 코일과 맥스웰 코일이 쌍으로 구비되어 있으며, 상기 코일들 사이에 마이크로로봇(101)이 위치하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
  24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)과 상기 제4회전축(225)이 평행한 경우, 상기 제5회전축(235)이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇(101)은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Z평면을 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
  25. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 시스템(250)의 구동축(255)이 상기 제4회전축(225), 상기 제5회전축(235) 및 상기 제6회전축에 대해 모두 수직(제4회전축과 제6회전축이 평행)인 경우,
    상기 제4회전축(225)이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Y평면을 구동하고,상기 제5회전축(235)이 회전하게 되면 상기 마이크로 로봇(101)은 Y-Z평면을 구동하고, 상기 제6회전축이 회전하면 상기 마이크로 로봇(101)은 X-Y평면을 구동하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자기구동 마이크로로봇 시스템.
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