KR101400443B1

KR101400443B1 - 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치를 위한 직선운동 모사 장치, 이를 구비하는 내시경 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치 및 이를 포함하는 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터

Info

Publication number: KR101400443B1
Application number: KR1020120145681A
Authority: KR
Inventors: 이두용; 구윤진
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-05-28

Abstract

본 발명은 시뮬레이터에 관한 것으로서, 특히 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치와 이를 위한 직선운동 모사 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치를 위한 직선운동 모사 장치로서, 일렬로 정렬되어서 내시경 튜브를 잡는 다수의 그리퍼를 포함하며, 상기 그리퍼는 서로 좁아지거나 벌어져서 상기 내시경 튜브를 잡거나 놓을 수 있는 제1 파지부와 제2 파지부를 구비하는 직선운동 모사 장치가 제공된다.

Description

내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치를 위한 직선운동 모사 장치, 이를 구비하는 내시경 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치 및 이를 포함하는 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터{LINEAR MOTION SIMULATING DEVICE FOR HAPTIC APPARATUS OF SIMULATOR FOR TRAINING ENDOSCOPE OPERATION, HAPTIC APPARATUS OF SIMULATOR FOR TRAINING ENDOSCOPE OPERATION HAVING THE SAME AND SIMULATOR FOR TRAINING ENDOSCOPE OPERATION HAVING THE SAME}

본 발명은 시뮬레이터에 관한 것으로서, 특히 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치와 이를 위한 직선운동 모사 장치에 관한 것이다.

내시경 시술은 내시경을 시술 대상자의 몸 속으로 삽입하여 병변을 확인할 수 있게 하는데, 일반적으로 내시경을 구강으로 통해 삽입하는 위내시경 시술과 항문을 통해 내시경을 삽입하는 대장내시경이 많이 시술되고 있다. 이러한 내시경 시술은 좁은 시각과 제약된 움직임 때문에 시술자의 높은 기술 숙련도를 필요로 한다.

일반적으로 내시경 시술 훈련은 내시경 조작 방법을 익힌 훈련자(일반적으로 내과 수련의)가 풍부한 내시경 시술 경험을 가진 전문의의 감독 하에서 직접 내시경 검사자를 대상으로 조작연습을 하면서 내시경 시술 기술을 익히는 것이다. 하지만, 이와 같이 내시경 검사자를 대상으로 하는 직접적인 훈련 방식은 검사자에게 끼치는 위험 부담이 크다는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 시뮬레이터를 이용한 내시경 시술 훈련의 필요성이 대두되고 있다. 시뮬레이터를 이용한 내시경 시술 훈련에는 훈련자에게 내시경으로부터 전달되는 역감 및 촉감을 느끼수 있게 해주는 장치인 햅틱 장치가 필요한데, 그 예로서 대한민국 공개특허공보 10-2006-0030594호의 소화기 내시경 수련 시뮬레이터용 햅틱 장치가 개시된 바 있다. 하지만, 이러한 종래의 햅틱 장치는 내시경을 삽입 구간에 걸쳐서 길게 연장되는 형태이기 때문에, 휴대 및 이동이 불편하므로 개선이 요구된다.

본 발명의 목적은 소형화에 적합한 구조를 갖는 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치를 위한 직선운동 모사 장치, 이를 구비하는 내시경 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치 및 이를 포함하는 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터가 제공된다. 본 발명의 다른 목적은 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치를 위한 직선운동 모사 장치의 그리퍼, 그리퍼의 작동 메커니즘 및 다수의 그리퍼를 연결하며 이동하는 주행 수단을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치를 위한 직선운동 모사 장치로서, 일렬로 정렬되어서 내시경 튜브를 잡는 다수의 그리퍼를 포함하며, 상기 그리퍼는 서로 좁아지거나 벌어져서 상기 내시경 튜브를 잡거나 놓을 수 있는 제1 파지부와 제2 파지부를 구비하는 직선운동 모사 장치가 제공된다.

상기 두 파지부 각각은 상기 내시경 튜브와 접촉하는 그립 롤러를 구비할 수 있다.

상기 그립 롤러는 상기 파지부 마다 2개씩 구비될 수 있다.

상기 각 파지부는 상기 그립 롤러를 지지하는 그립 롤러 지지부를 구비할 수 있다.

상기 그립 롤러 지지부는 그 사이에 상기 그립 롤러가 결합되는 두 지지대를 구비할 수 있다.

상기 지지대는 원호 형상일 수 있다.

상기 그리퍼는 회전축선을 중심으로 서로 회전이 가능하게 결합된 제1, 제2 회전부재를 구비하는 그립부와, 상기 두 회전부재가 회전가능하게 결합되는 지지부를 구비하며, 상기 두 파지부는 상기 두 회전부재에 각각 형성될 수 있다.

상기 지지부는 내부에 상기 두 회전부재가 회전가능하게 결합되는 사각틀 형태의 몸체를 구비할 수 있다.

상기 그리퍼의 작동을 제어하는 그리퍼 작동 메커니즘을 더 포함하며, 상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 그리퍼가 정해진 그립 유지 구간에서만 상기 내시경 튜브를 잡도록 제어할 수 있다.

상기 그리퍼는 상기 내시경 튜브를 잡거나 놓을 수 있는 두 파지부와, 상기 두 파지부의 움직임에 따라서 서로 좁아지거나 벌어지는 두 구동부를 구비하며, 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 두 구동부 사이의 거리를 조절하는 레일부일 수 있다.

상기 두 구동부는 상기 그립 유지 구간에서 벌어진 상태를 유지하며, 상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 두 구동부 사이에 위치하고 일정한 폭을 유지하며 연장된 두 측면을 구비하는 그립 유지부를 구비할 수 있다.

상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 그립 유지부의 양단에 각각 연결된 두 변형부를 구비하며, 상기 두 변형부는 각각 상기 그립 유지부 쪽으로 갈수록 벌어지는 두 측면을 각각 구비할 수 있다.

상기 그리퍼는 상기 두 구동부 사이를 잡아당기는 탄성부재를 더 구비할 수 있다.

상기 두 구동부는 상기 그립 유지 구간에서 좁아진 상태를 유지하며, 상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 두 구동부가 통과하는 가이드 통로를 구비하고, 상기 가이드 통로는 일정한 폭을 유지하며 연장된 그립 유지부를 구비할 수 있다.

상기 가이드 통로는 상기 그립 유지부의 양단에 각각 연결되고 상기 그립 유지부 쪽으로 갈수록 좁아지는 두 변형부를 더 구비할 수 있다.

상기 그리퍼는 상기 두 구동부 사이를 미는 탄성부재를 더 구비할 수 있다.

상기 두 구동부는 상기 그리퍼 작동 메커니즘과 접촉하여 상호 작용하는 구동 롤러를 더 구비할 수 있다.

상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 그리퍼 마다 구비되는 구동 모터일 수 있다.

상기 그리퍼 작동 메커니즘은 이웃한 3개의 그리퍼만 동시에 상기 내시경 튜브를 잡도록 상기 다수의 그리퍼를 작동시킬 수 있다.

상기 직선운동 모사 장치는 상기 다수의 그리퍼와 결합되어서 함께 이동하는 주행 수단을 더 포함하며, 상기 주행 수단은 상기 다수의 그리퍼의 순환이 가능하도록 상기 다수의 그리퍼를 순환연결시킬 수 있다.

상기 주행 수단은 그 사이에 상기 다수의 그리퍼가 위치하도록 병렬로 배치된 2개의 체인 벨트를 구비할 수 있다.

상기 체인 벨트는 다수의 단위 플레이트가 연결되어 연장된 체인부와, 상기 그리퍼가 결합되는 그리퍼 결합부를 구비하며, 상기 체인부와 상기 그리퍼 결합부는 교대로 반복되어서 연결될 수 있다.

상기 그리퍼 결합부는 막대형상으로 서로 병렬로 배치된 제1, 제2 연결 부재와, 상기 두 연결 부재를 가로지르며 연결하는 연결 링을 구비하며, 상기 두 연결 부재 각각에는 체인 연결용 개방 홈이 형성될 수 있다.

상기 두 연결 부재 각각에는 2개의 삽입 구멍이 마련되고, 상기 그리퍼는 상기 삽입 구멍에 삽입되는 삽입 막대를 구비할 수 있다.

상기 그리퍼 결합부는 상기 체인 연결용 개방 홈을 막는 마감 부재를 더 구비할 수 있다.

상기 주행 수단은 체인 또는 타이밍 벨트를 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치로서, 내시경 튜브의 회전운동을 모사하는 회전운동 모사 장치; 및 상기 회전운동 모사 장치를 통과한 내시경 튜브에 대하여 직선운동을 모사하는 직선운동 모사 장치를 포함하며, 상기 직선운동 모사 장치는, 내시경 튜브를 잡고 함께 직선이동이 가능한 다수의 그리퍼; 상기 다수의 그리퍼와 결합되어서 함께 이동하는 주행 수단; 및 상기 그리퍼의 작동을 제어하는 그리퍼 작동 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 햅틱 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터로서,

내시경 튜브의 회전운동을 모사하는 회전운동 모사 장치와 상기 내시경 튜브의 직선운동을 모사하는 직선운동 모사 장치를 구비하는 햅틱 장치; 및 상기 햅틱 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하며, 상기 직선운동 모사 장치는 내시경 튜브를 함께 직선이동이 가능한 다수의 그리퍼와, 상기 다수의 그리퍼와 결합되어서 함께 이동하는 주행 수단과, 상기 그리퍼의 작동을 제어하는 그리퍼 작동 메커니즘과, 상기 그리퍼를 통해 상기 내시경 튜브에 반력을 제공하며 상기 제어 장치에 의해 그 작동이 제어되는 직선방향 반력 제공부와, 상기 주행 수단의 이동 거리를 측정하여 상기 제어 장치로 전달하는 이동 거리 측정 수단을 구비할 수 있다.

상기 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터는 상기 제어 장치로부터 전달된 상기 주행 수단의 이동 거리 데이터를 이용하여 시술 훈련 상황을 그래픽을 보여주는 출력 장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 내시경 튜브의 그리퍼가 필요에 따라서 내시경 튜브를 잡고 놓을 수 있는 구조로 이루어지므로 햅틱 장치의 전체 길이가 현저하게 짧아져서 휴대가 용이할 정도로 소형화된 햅틱 장치가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터를 개략적으로 도시한 사시도로서, 테이블 위에 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 햅틱 장치의 측면도로서 내부가 보이도록 케이스를 절단하여 도시한 도면으로서, 테이블 위에 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 직선운동 모사부의 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 직선운동부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 직선운동부에서 제1, 제2 주행부 일부와 두 주행부에 결합된 하나의 그리퍼를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 회전부재를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 7는 도 6에 도시된 제1 결합 막대의 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 제1, 제2 그립 롤러 지지대의 사시도이다.
도 9는 도 4에 도시된 그리퍼가 내시경 튜브를 잡은 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 도 4에 도시된 그리퍼가 내시경 튜브를 놓은 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 도 4에 도시된 직선운동부에서 직선이동 구간을 포함하는 일부분을 도시한 측면도이다.
도 12는 도 4에 도시된 그리퍼 작동 레일부를 도시한 사시도이다.
도 13 및 도 14는 도 4에 도시된 그리퍼 작동 메커니즘의 다른 예를 도시한 도면으로서, 각각 내시경 튜브를 잡은 상태와 놓은 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 도 13에 도시된 그리퍼 작동 레일부를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터(1000)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 내시경 훈련용 시뮬레이터(1000)는 햅틱 장치(1100)와, 제어 장치(1200)와, 출력 장치(1300)를 포함한다. 내시경 수련용 시뮬레이터(1000)는 위내시경 시술 또는 대장내시경 시술과 같은 내시경 시술을 훈련하기 위해 내시경 튜브를 통해 훈련자에 가해지는 직선방향 반력 및 회전방향 반력을 제공하고, 훈련 상황을 확인할 수 있도록 그래픽으로 보여준다. 내시경 시술 훈련용 시뮬레이터(1000)는 테이블(T)에 설치되어 있다.

도 2에는 도 1에 도시된 햅틱 장치(1100)가 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 햅틱 장치(1100)는 내시경 튜브(1110)와, 회전운동 모사부(1120)와, 직선운동 모사부(1130)와, 케이스(1140)를 구비한다. 햅틱 장치(1100)는 회전운동 모사부(1120)와 직선운동 모사부(1130)를 이용하여 내시경 시술 훈련자에게 내시경 시술 과정에서 발생하는 물리적 환경, 즉 내시경 튜브(1110)의 움직임 및 그 움직임에 따라 훈련자의 손에 전달되는 물리적 힘을 제공한다. 설명을 용이하게 하기 위하여, 내시경 튜브(1110)의 운동의 기준이 되는 직선으로 연장된 운동축선(X)을 도입한다. 또한, 설명을 용이하게 하기 위하여 도 1 및 도 2에서 운동축선(X) 상에서 실선의 화살표로 표시된 일측 방향을 내시경 삽입 방향이라 정의하고, 점선의 화살표로 표시된 반대측 방향을 내시경 배출 방향이라 정의한다.

내시경 튜브(1110)는 실제 내시경 시술에서 사용되는 것이 이용될 수 있다. 내시경 튜브(1110)는 케이스(1150)에 운동축선(X)을 따라서 들어가고 나가도록 연장된다. 내시경 시술 훈련자는 내시경 튜브(1110)를 손으로 잡고 운동축선(X)을 따라서 내시경 삽입 방향으로 밀거나 내시경 배출 방향으로 당겨서 직선이동시키거나 운동축선(X)을 중심으로 하여 양방향으로 회전시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 회전운동 모사부(1120)는 회전부 지지틀(1121)과, 회전운동부(1122)와, 회전방향 반력 제공부(1129)를 구비한다. 회전운동 모사부(1120)는 내시경 튜브(1110)의 회전 및 그 회전에 따른 반력을 제공한다. 회전운동 모사부(1120)는 케이스(1140) 내에서 직선운동 모사부(1130)에 대하여 내시경 진입 방향 상류 측에 위치한다.

회전부 지지틀(1121)은 케이스(1140)에 고정된다. 회전부 지지틀(1121)에는 회전운동부(1122)와 회전방향 반력 제공부(1129)가 지지된다.

회전운동부(1122)는 회전부 지지틀(1121)에 운동축선(X)을 중심으로 회전이 가능하도록 결합된다. 회전운동부(1122)는 내시경 튜브(1110)를 굴곡시켜서 내시경 튜브(1110)의 회전을 용이하게 하는 내시경 튜브 굴곡 형성부(1124)를 구비한다. 내시경 튜브 굴곡 형성부(1124)는 다수의 롤러 쌍(1125, 1126, 1127, 1128)과, 롤러 지지 구조(1124a)를 구비한다. 내시경 튜브 굴곡 형성부(1124)는 내시경 튜브(1110)가 한 평면 상에서 굴곡을 형성하며 지나갈 수 있도록 내시경 튜브(1110)의 연장축선 상의 양방향 이동을 안내한다. 굴곡이 형성된 내시경 튜브(1110)에는 회전력을 가하기 쉬워진다.

회전방향 반력 제공부(1129)는 회전방향 반력 제공 모터(1129a)와, 구동 풀리(1129b)와, 회전력 전달 케이블(1129c)을 구비한다.

회전방향 반력제공 모터(1129a)는 회전부 지지틀(1121)에 고정 설치되며, 회전력 전달 케이블(1129c)을 통해 구동 풀리(1129b)로 회전력은 전달하여, 회전방향 반력을 생성한다. 회전방향 반력제공 모터(1129a)는 제어 장치(도 1의 1200)에서 송신되는 제어신호에 의해 작동하여, 적절한 회전방향 반력을 생성한다.

구동 풀리(1129b)는 회전운동부(1122)와 결합되어서 운동축선(X)을 중심으로 회전한다. 구동 풀리(1129b)는 회전력 전달 케이블(1129c)을 통해 회전방향 반력제공 모터(1129a)와 연결되어 있다.

회전력 전달 케이블(1129c)는 회전방향 반력제공 모터(1129a)와 구동 풀리(1129b)를 연결하며, 회전방향 반력제공 모터(1129a)의 회전력을 구동 풀리(1129b)로 전달한다.

도시되지는 않았으나, 회전운동 모사부(1120)는 회전운동부(1122)의 회전을 측정하기 위한 엔코더와 같은 회전 측정 장치가 구비된다. 회전 측정 장치에 의해 측정된 회전운동부(1122)의 회전각은 제어 장치(도 1의 1200)로 보내져서 회전방향 반력제공 모터(1129a)를 위한 제어 신호 생성 및 출력 장치(도 1의 1300)의 그래픽 생성에 사용된다.

도 3에는 도 2에 도시된 직선운동 모사부(1130)의 사시도가 도시되어 있다. 도 2와 도 3을 참조하면, 직선운동 모사부(1130)는 직선부 지지틀(1131)과, 직선운동부(1132)와, 직선방향 반력 제공부(1139)를 구비한다.

직선부 지지틀(1131)은 케이스(1140)에 고정된다. 직선부 지지틀(1131)에는 직선운동부(1132)와 직선방향 반력 제공부(1139)가 지지된다.

직선운동부(1132)는 주행 수단(1133)과, 다수의 기어부(1136a, 1136b, 1136c, 1136d)과, 다수의 그리퍼(gripper)(1137)와, 그리퍼 작동 레일부(1139)를 구비한다.

도 4에는 직선운동부(1132)의 주행 수단(1133)과 다수의 그리퍼(1137)와 그리퍼 작동 레일부(1139)가 도시되어 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 주행 수단(1133)는 제1 주행부(1134)와 제2 주행부(1135)를 구비한다. 제1 주행부(1134)는 단일폐곡선을 형성하는 벨트 형상으로서, 다수의 기어부(1136a, 1136b, 1136c, 1136d)에 의해 형태가 유지되고 다수의 기어부(1136a, 1136b, 1136c, 1136d)의 회전에 의해 제1 주행부(1134) 상의 한 지점이 이동하게 된다. 제1 주행부(1134)에는 이동축선(X)과 근접하여 이동축선(X)과 평행하게 연장되는 직선이동 구간(l)이 형성된다. 본 실시예에서는 제1 주행부(1134)가 체인형 벨트로 이루어지는 것으로 설명한다. 제1 주행부(1134)는 교대로 반복되는 체인부(1134a)와 그리퍼 결합부(1134b)를 구비한다.

체인부(1134a)가 확대되어서 도시된 도 7을 함께 참조하면, 체인부(1134a)는 다수의 단위 플레이트(1134a1)가 연결되어 형성된 것으로서 종래의 체인 구조와 동일하다.

그리퍼 결합부(1134b)는 그리퍼(1137)와 결합되면서 이웃한 두 체인부(1134a)를 연결한다. 그리퍼 결합부(1134b)는 제1 연결 부재(1134b1)와, 제2 연결 부재(1134b2)와, 연결 링(1134b3)을 구비한다. 제1 연결 부재(1134b1)와 제2 연결 부재(1134b2)는 막대 형상으로서 병렬로 배치되고, 두 연결부재(1134b1, 1134b2)의 일측 끝단은 두 연결 부재(1134b1, 1134b2)를 가로지르는 연결 링(1134b3)에 의해 연결되고, 반대측 끝단에는 개방된 홈(1134b4, 1134b5)이 마련된다. 연결 링(1134b3)에 체인부(1134a)의 일측 끝단에 마련된 걸림 고리(1134a1)가 회전가능하게 끼워진다. 제1 연결 부재(1134b1)와 제2 연결 부재(1134b2)에는 제1 주행부(1134)의 연장방향을 따라서 위치하는 2개의 삽입 구멍(1134b6, 1134b7)(1134b8, 1134b9)이 마련된다. 이 삽입 구멍(1134b6, 1134b7)(1134b8, 1134b9)을 통해 그리퍼(1137)가 결합된다. 두 연결 부재(1134b1, 1134b2)의 홈(1134b4, 1134b5)에 체인부(1134a)의 일측 끝단에 마련된 결합 돌기(1134a2)가 개방된 부분을 통해 회전가능하게 끼워지고 개방된 부분은 마감 부재(1134c, 1134d)에 의해 각각 막힌다.

제2 주행부(1135)는 제1 주행부(1134)와 병렬로 배치되어서 제1 주행부(1134)와 함께 주행하고, 그 구성은 제1 주행부(1134)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 상기 제1, 제2 주행부(1134, 1135)가 체인형 벨트로 구성되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 타이밍 벨트와 같은 다른 벨트 구성으로 이루어질 수도 있다.

다수의 기어부(1136a, 1136b, 1136c, 1136d)는 주행 수단(1133)의 주행 방향을 따라 차례대로 위치하는 제1 기어부(1136a)와, 제2 기어부(1136b)와, 제3 기어부(1136c)와, 제4 기어부(1136d)를 구비한다. 다수의 기어부(1136a, 1136b, 1136c, 1136d)는 수행 수단(1133)과 결합되어서 함께 회전한다. 제1 기어부(1136a)와 제2 기어부(1136b) 사이에 직선이동 구간(l)이 형성된다. 제2 기어부(1136b)와 제3 기어부(1136c) 사이에서 주행 수단(1133)은 상하로 연장된다.` 제3 기어부(1136c)과 제4 기어부(1136d) 사이에서 주행 수단(1133)은 수평으로 연장된다. 제4 기어부(1136d)와 제1 기어부(1136a) 사이에서 주행 수단(1133)은 상하로 연장된다.

제1 기어부(1136a)는 동일축을 중심으로 회전하는 2개의 체인 기어를 구비한다. 두 체인 기어는 각각 두 주행부(1134, 1135)와 각각 맞물린다.

제2 기어부(1136b)는 동일축을 중심으로 회전하는 2개의 체인 기어를 구비한다. 두 체인 기어는 각각 주행부(1134, 1135)와 각각 맞물린다.

제3 기어부(1136c)는 동일축을 중심으로 회전하는 2개의 체인 기어를 구비한다. 두 체인 기어는 각각 주행부(1134, 1135)와 각각 맞물린다.

제4 기어부(1136d)는 동일축을 중심으로 회전하는 2개의 체인 기어를 구비한다. 두 체인 기어는 각각 주행부(1134, 1135)와 각각 맞물린다.

다수의 그리퍼(gripper)(1137)는 주행 수단(1133)의 주행 방향을 따라서 일렬로 정렬된다. 이웃한 그러퍼(1137) 사이의 간격은 그리퍼 작동 레일부(1139)와 상호작용하여 한번에 이웃한 3개의 그리퍼(1137)가 내시경 튜브(1110)을 잡을 수 있도록 적절히 결정된다. 본 실시예에서는 한번에 이웃한 3개의 그리퍼(1137)가 내시경 튜브(1110)를 잡는 것으로 설명하지만, 1개 내지 2개 또는 4개 이상의 그리퍼(1137)가 내시경 튜브(1110)를 잡을 수 있도록 적절히 구성될 수 있다.

그리퍼(1137)는 지지부(1137a)와, 그립부(1138)를 구비한다. 지지부(1137a)는 그립부(1138)를 지지하고 그리퍼 결합부(1134b)에 결합된다. 지지부(1137a)는 사각틀 형상의 몸체(1137a1)와, 몸체(1137a1)의 양측에 각각 구비된 2개의 제1 삽입 막대(1137a2)와 2개의 제2 삽입 막대(1137a3)를 구비한다. 몸체(1137a1)는 제1 주행부(1134)와 제2 주행부(1135) 사이를 가로지르며 연장되고 주행방향을 따라 이격된 제1, 제2 가로 막대부(1137a4, 1134a5)와, 2개의 가로 막대부(1137a4, 1134a5)를 양단에서 연결하는 제1, 제2 연결 막대부(1137a6, 1137a7)를 구비한다. 2개의 제1 삽입 막대(1137a2)는 제1 연결 막대부(1137a6)로부터 돌출되어서 길게 연장된다. 2개의 제1 삽입 막대(1137a2)는 제1 주행부(1134)의 그리퍼 결합부(1134b)에 형성된 2개의 삽입 구멍(1134b6, 1134b7)에 각각 삽입된다. 2개의 제2 삽입 막대(1137a3)는 제2 주행부(1135)의 그리퍼 결합부(11354b)에 형성된 2개의 삽입 구멍(1134b8, 1134b9)에 각각 삽입된다.

도 5 내지 도 10을 참조하면, 그립부(1138)는 지지부(1137a)에 주행 방향을 따라 연장된 회전축선(Y)을 중심으로 회전가능하게 결합된 제1 회전부재(1138a)와 제2 회전부재(1138b)를 구비한다.

제1 회전부재(1138a)는 회전중심(O)을 기준으로 서로 양쪽에 배치되는 제1 파지부(1138a1)와, 제1 구동부(1138a6)를 구비한다. 제1 파지부(1138a1)는 2개의 제1 그립 롤러(1138a2)와, 2개의 제1 그립 롤러(1138a2)를 지지하는 제1 그립 롤러 지지부(1138a3)를 구비한다. 2개의 제1 그립 롤러(1138a2)는 그 위주면이 내시경 튜브(1110)의 외주면과 접하도록 배치된다. 제1 그립 롤러 지지부(1138a3)는 회전중심(O)으로부터 대체로 원호 형상으로 연장된 2개의 지지대(1138a4, 1138a5)를 구비한다. 두 지지대(1138a4, 1138a5) 사이에 2개의 그립 롤러(1138a2)가 회전가능하게 결합된다. 제1 구동부(1138a6)는 회전중심(O)으로부터 반경방향으로 연장된 제1 연장 막대(1138a7)와, 제1 연장 막대(1138a7)의 끝단에 결합된 제1 구동 롤러(1138a8)를 구비한다. 제1 연장 막대(1138a7)에는 제1 연장 막대(1138a7)의 연장 방향에 대해 경사지게 형성된 제1 경사면(1138a9)이 마련된다.

제2 회전부재(1138b)는 회전중심(O)을 기준으로 서로 양쪽에 배치되는 제2 파지부(1138b1)와, 제2 구동부(1138b6)를 구비한다. 제2 파지부(1138b1)는 2개의 제2 그립 롤러(1138b2)와, 2개의 제2 그립 롤러(1138b2)를 지지하는 제2 그립 롤러 지지부(1138b3)를 구비한다. 2개의 제2 그립 롤러(1138b2)는 그 위주면이 내시경 튜브(1110)의 외주면과 접하도록 배치된다. 제2 그립 롤러 지지부(1138b3)는 회전중심(O)으로부터 대체로 원호 형상으로 연장된 2개의 지지대(1138b4, 1138b5)를 구비한다. 두 지지대(1138b4, 1138b5) 사이에 2개의 그립 롤러(1138b2)가 회전가능하게 결합된다. 제2 구동부(1138b6)는 회전중심(O)으로부터 반경방향으로 연장된 제2 연장 막대(1138b7)와, 제2 연장 막대(1138b7)의 끝단에 결합된 제2 구동 롤러(1138b8)를 구비한다. 제2 연장 막대(1138b7)에는 제2 연장 막대(1138b7)의 연장 방향에 대해 경사지게 형성된 제2 경사면(1138b9)이 마련된다. 제2 경사면(1138b9)에 제1 구동부(1138a6)의 제1 연장 막대(1138a7)가 접하고, 제1 연장 막대(1138a7)의 제1 경사면(1138a9)에 제2 구동부(1138b6)의 제2 연장 막대(1138b7)가 접하여 제1 구동 롤러(1138a8)와 제2 구동 롤러(1138b8) 사이가 설정된 거리보다 더 가까워지지 않도록 한다. 제1 구동 롤러(1138a8)는 제1 파지부(1138a3) 측에 위치하고, 제2 구동 롤러(1138b8)는 제2 파지부(1138b3) 측에 위치하여, 두 회전부재(1138a, 138b)의 상대회전에 따라 두 구동 롤러(1138a8, 1138b8) 사이의 거리가 멀어지면 두 파지부(1138a3, 1138b3)가 좁아지고, 두 구동 롤러(1138a8, 1138b8) 사이의 거리가 가까워지면 두 파지부(1138a3, 1138b3)가 벌어지게 된다.

그립부(1138)는 제1, 제2 구동부(1138a6, 1138b6)가 연직방향 아래에 위치할 때 두 구동부(1138a6, 1138b6)의 자중에 의하여 두 구동 롤러(1138a8, 1138b8) 사이의 거리가 가까워진 상태가 되어서 두 파지부(1138a3, 1138b3)는 벌어진 상태를 유지하게 된다. 그립부(1138)는 두 파지부(1138a3, 1138b3)가 벌어진 상태를 유지하도록 하는 탄성부재를 더 포함할 수도 있다. 이때 탄성부재는 두 연장 막대(1138a7, 1138b7) 사이에 결합되는 인장스프링일 수 있다.

도 2 내지 도 4 및 도 9 내지 도 12를 참조하면, 그리퍼 작동 레일부(1139)은 운동축선(X)과 평행하게 연장된 막대 형상으로서, 직선부 지지틀(1131)에 고정되어 설치된다. 그리퍼 구동 수단(1139)은 그립 유지부(1139a)와, 제1 변형부(1139b)와, 제2 변형부(1139c)를 구비한다. 그립 유지부(1139a)는 일정한 폭을 유지하며 연장된 두 측면(1139a1, 1139a2)을 구비한다. 두 측면(1139a1, 1139a2)에 각각 제1 구동 롤러(1138a8)와 제2 구동 롤러(1138b8)가 접촉한 상태에서는 그리퍼(1138)의 두 파지부(1138a3, 1138b3)가 도 9에 도시된 바와 같은 좁아진 상태를 유지하며 내시경 튜브(1110)를 꽉 잡게 된다. 제1 변형부(1139b)는 그립 유지부(1139a)의 선단측, 즉 주행방향 상류측에 위치한다. 제1 변형부(1139b)는 그립 유지부(1139a)의 두 측면(1139a1, 1139a2)과 각각 연결되는 두 측면(1139b1, 1139b2)은 구비한다. 제1 변형부(1139b)의 두 측면(1139b1, 1139b2)은 그립 유지부(1139a) 쪽으로 갈수록 벌어지도록 형성된다. 그리퍼(1138)의 두 구동 롤러(1138a8, 1138b8)가 제1 변형부(1139b)의 두 측면(1139b1, 1139b2)과 접하며 주행방향을 따라서 이동함에 따라, 두 구동 롤러(1138a8, 1138b8) 사이의 거리는 멀어지고 그에 따라 그리퍼(1138)의 두 파지부(1138a3, 1138b3)는 벌어진 상태로부터 점점 좁아지게 된다. 제2 변형부(1139c)는 그립 유지부(1139a)의 후단측, 즉 주행방향 하류측에 위치한다. 제2 변형부(1139c)는 그립 유지부(1139a)의 두 측면(1139a1, 1139a2)과 각각 연결되는 두 측면(1139c1, 1139c2)을 구비한다. 제2 변형부(1139c)의 두 측면(1139c1, 1139c2)은 그립 유지부(1139a) 쪽으로 갈수록 좁아지도록 형성된다. 그리퍼(1138)의 두 구동 롤러(1138a8, 1138b8)가 제2 변형부(1139c)의 두 측면(1139c1, 1139c2)과 접하며 주행방향을 따라 이동함에 따라, 두 구동 롤러(1138a8, 1138b8) 사이의 거리는 가까워지고 그에 따라 그리퍼(1138)의 두 파지부(1138a3, 1138b3)는 좁아진 상태로부터 점점 벌어지게 된다.

도 13 및 도 14는 도 4에 도시된 그리퍼 작동 메커니즘의 다른 예를 도시한 도면으로서, 각각 내시경 튜브를 잡은 상태와 놓은 상태를 도시한 도면이고, 도 15은 도 13에 도시된 그리퍼 작동 레일부를 도시한 사시도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 그리퍼(1238)는 회전중심(O)을 중심으로 회전하는 제1, 제2 회전부재(1238a, 1238b)를 구비한다. 두 회전부재(1238a, 1238b)는 가위와 같은 방식으로 상대회전한다. 즉, 두 회전부재(1238a, 1238b)의 각 구동부(1238a6, 1238b6)의 끝단에 결합된 각 구동 롤러(1238a8, 1238b8)가 좁아지면 두 파지부(1238a1, 1238b1)도 좁아지고, 각 구동 롤러(1238a8, 1238b8)가 넓어지면 두 파지부(1238a1, 1238b1)도 넓어진다. 두 구동부(1238a6, 1238b6) 사이에는 압축 스프링과 같은 탄성부재(1238d)가 결합되어서 두 구동 롤러(1238a8, 1238b8)가 넓어지는 힘을 받도록 할 수 있다.

도 15를 참조하면, 그리퍼 작동 레일부(1239)는 제1 레일 부재(1239a)와 제2 레일 부재(1239b)를 구비한다. 제1 레일 부재(1239a)와 제2 레일 부재(1239b)의 사이에는 그리퍼(1238)의 주행방향과 평행하게 연장되며 그리퍼(1238)의 두 구동 롤러(1238a8, 1238b8)이 통과할 수 있는 가이드 통로(1239c)가 형성된다. 가이드 통로(1239c)는 그립 유지부(1239c1)와, 그립 유지부(1239c1)의 양단에 각각 연결된 제1, 제2 변형부(1239c2, 1239c3)를 구비한다. 그립 유지부(1239c1)는 두 구동 롤러(1238a8, 1238b8)가 좁아진 상태를 유지하도록 일정한 폭을 유지한다. 제1 변형부(1239c2, 1239c3)는 그립 유지부(1239c1) 쪽으로 갈수록 두 구동 롤러(1238a8, 1238b8)이 좁아지도록 폭이 좁아진다.

직선방향 반력 제공부(1130a)는 직선방향 반력 제공 모터(1130a1)와, 구동 풀리(1130a2)와, 회전력 전달 케이블(1130a3)을 구비한다.

직선방향 반력제공 모터(1130a1)는 직선부 지지틀(1131)에 고정 설치되며, 회전력 전달 케이블(1130a3)을 통해 구동 풀리(1130a2)로 회전력은 전달하여, 직선방향 반력을 생성한다. 직선방향 반력제공 모터(1130a1)는 제어 장치(도 1의 1200)에서 송신되는 제어신호에 의해 작동하여, 적절한 회전방향 반력을 생성한다.

구동 풀리(1130a2)는 하나의 기어부(1136b)에 결합되어서 함께 회전한다. 구동 풀리(1130a2)는 회전력 전달 케이블(1130a3)을 통해 직선방향 반력제공 모터(1130a1)와 연결되어 있다.

회전력 전달 케이블(1130a3)은 직선방향 반력제공 모터(1130a1)와 구동 풀리(1130a2)를 연결하며, 직선방향 반력제공 모터(1130a1)의 회전력을 구동 풀리(1130a2)로 전달한다.

도시되지는 않았으나, 직선운동 모사부(1130)는 직선운동부(1132)의 이동을 측정하기 위한 엔코더와 같은 회전 측정 장치가 구비된다. 회전 측정 장치에 의해 측정된 직선운동(1132)의 이동거리는 제어 장치(도 1의 1200)로 보내져서 직선방향 반력제공 모터(1130a1)를 위한 제어 신호 생성 및 출력 장치(도 1의 1300)의 그래픽 생성에 사용된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 케이스(1140)는 내부에 회전운동 모사 장치(1120)와 직선운동 모사 장치(1130)가 수용되는 공간을 제공하며, 내시경 튜브(1110)가 입구(1144b)와 출구(1145b)를 거쳐서 통과한다.

제어 장치(1200)는 햅틱 장치(1100)로부터 측정된 내시경 튜브(1110)의 직선 방향 및 회전 방향 이동 거리 데이터를 이용하여 햅틱 장치(1100)에 설치된 각종 구동 장치에 구동 신호를 출력한다. 그에 따라, 햅틱 장치(1100)는 시술 훈련자에게 내시경 튜브(1110)를 통해 적절한 직선 방향 및 회전 방향의 반력을 제공하게 된다. 또한, 제어 장치(1200)는 출력 장치(1300)로 측정된 내시경 튜브(1110)의 직선 방향 및 회전 방향 이동 거리 데이터를 전달한다.

출력 장치(1300)는 제어 장치(1200)로부터 전달된 내시경 튜브(1110)의 직선 방향 및 회전 방향 이동 거리 데이터를 이용하여 시술 훈련 상황을 그래픽으로 보여주게 된다.

이제, 도면을 참조하여 상기 실시예의 작용을 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 내시경 튜브(1110)는 내시경 튜브 진입방향(화살표 방향)을 따라서 케이스(1140)의 입구(1144a)와, 회전운동 모사부(1120)와, 직선운동 모사부(1130)와, 케이스(1140)의 출구(1145a)를 차례대로 지나간다. 내시경 시술 훈련자는 도 1에 도시된 바와 같이 입구(1144a) 측 외부에서 내시경 튜브(1110)를 잡고 운동축선(X)을 따라서 밀어서 내시경 삽입 방향으로 이동시키거나(당겨서 내시경 배출 방향으로 이동시키는 경우도 있음), 운동축선(X)을 중심으로 양방향 회전시키게 된다.

내시경 튜브(1110)가 훈련자의 조작에 의해 직선운동하는 경우, 회전운동부(1122)에서는 다수의 롤러 쌍(1125, 1126, 1127, 1128)을 지나고, 직선운동 모사부(1130)에서는 3개의 그리퍼(1137)에 잡혀서 직선이동하게 된다. 내시경 튜브(1110)를 잡고 있는 3개의 그리퍼(1137)는 내시경 튜브(1110)의 직선이동과 함께 이동한다. 이때, 3개의 그리퍼(1137) 중 그립 유지 구간(도 6의 g)을 지난 그리퍼는 그리퍼 작동 레일부(1139)와의 상호 작용에 의해 내시경 튜브(1110)를 놓게 되고, 그립 유지 구간(도 6의 g)으로 새로 진입하는 그리퍼가 내시경 튜브(1110)를 잡게 된다. 이와 같이 제1, 제2 주행부(1134, 1135)의 무한궤도 방식의 이동에 따라 그리퍼(1137)가 함께 이동한다. 그에 따라, 직선운동 모사부(1130)의 운동축선(X) 방향 길이를 크게 줄일 수 있다. 내시경 튜브(1110)의 직선 이동 거리 등 직선운동과 관련된 직선운동 데이터는 제어 장치(1200)로 보내지고, 제어 장치(1200)는 직선방향 반력 제공 모터(1130a1)로 적절한 제어 신호를 출력한다. 그에 따라, 직선방향 반력 제공 모터(1130a1)는 내시경 튜브(1110)의 직선 이동에 대응하는 반력을 생성하고, 이 반력은 직선운동부(1132)로 전달되어서 내시경 튜브(1110)를 잡고 있는 그리퍼(1137)를 통해 내시경 튜브(1110)에 직선방향 반력을 제공하게 된다.

이상 실시예들을 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

1000 : 시뮬레이터 1100 : 햅틱 장치
1110 : 내시경 튜브 1120 : 회전운동 모사 장치
1130 : 직선운동 모사 장치 1131 : 직선부 지지틀
1132 : 직선운동부 1133 : 주행 수단
1134 : 제1 주행부 1134a : 체인부
1134b : 그리퍼 결합부 1135 : 제2 주행부
1137 : 그리퍼 1137a : 지지부
1138 : 그립부 1139 : 직선방향 반력 제공부
1140 : 케이스 1200 : 제어 장치
1300 : 출력 장치

Claims

내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치를 위한 직선운동 모사 장치로서,
일렬로 정렬되어서 내시경 튜브를 잡는 다수의 그리퍼(1137)를 포함하며,
상기 그리퍼는 서로 좁아지거나 벌어져서 상기 내시경 튜브를 잡거나 놓을 수 있는 제1 파지부(1138a1)와 제2 파지부(1138b1)를 구비하는 직선운동 모사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 두 파지부 각각은 상기 내시경 튜브와 접촉하는 그립 롤러(1138a2, 1128b2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 그립 롤러는 상기 파지부 마다 2개씩 구비되는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 각 파지부는 상기 그립 롤러를 지지하는 그립 롤러 지지부(1138a3, 1138b3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 그립 롤러 지지부는 그 사이에 상기 그립 롤러가 결합되는 두 지지대(1138a4, 1138a5, 1138b4, 1138b5)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 지지대는 원호 형상인 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 그리퍼는 회전축선(Y)을 중심으로 서로 회전이 가능하게 결합된 제1, 제2 회전부재(1138a, 1138b)를 구비하는 그립부(1138)와, 상기 두 회전부재가 회전가능하게 결합되는 지지부(1137a)를 구비하며,
상기 두 파지부는 상기 두 회전부재에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 지지부는 내부에 상기 두 회전부재가 회전가능하게 결합되는 사각틀 형태의 몸체(1137a1)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 그리퍼의 작동을 제어하는 그리퍼 작동 메커니즘(1139)를 더 포함하며,
상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 그리퍼가 정해진 그립 유지 구간(g)에서만 상기 내시경 튜브를 잡도록 제어하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 그리퍼는 상기 내시경 튜브를 잡거나 놓을 수 있는 두 파지부와, 상기 두 파지부의 움직임에 따라서 서로 좁아지거나 벌어지는 두 구동부를 구비하며,
그리퍼 작동 메커니즘은 상기 두 구동부 사이의 거리를 조절하는 레일부인 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 두 구동부는 상기 그립 유지 구간에서 벌어진 상태를 유지하며,
상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 두 구동부 사이에 위치하고 일정한 폭을 유지하며 연장된 두 측면(1139a1, 1139a2)을 구비하는 그립 유지부(1139a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 그립 유지부의 양단에 각각 연결된 두 변형부(1139b, 1139c)를 구비하며,
상기 두 변형부는 각각 상기 그립 유지부 쪽으로 갈수록 벌어지는 두 측면(1139b1, 1139b2)(1139c1, 1139c2)을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 그리퍼는 상기 두 구동부 사이를 잡아당기는 탄성부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 두 구동부는 상기 그립 유지 구간에서 좁아진 상태를 유지하며,
상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 두 구동부가 통과하는 가이드 통로(1239c)를 구비하고, 상기 가이드 통로는 일정한 폭을 유지하며 연장된 그립 유지부(1239c1)을 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 가이드 통로는 상기 그립 유지부의 양단에 각각 연결되고 상기 그립 유지부 쪽으로 갈수록 좁아지는 두 변형부(1239c2, 1239c3)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 그리퍼는 상기 두 구동부 사이를 미는 탄성부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 두 구동부는 상기 그리퍼 작동 메커니즘과 접촉하여 상호 작용하는 구동 롤러(1238a, 1238b)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 그리퍼 작동 메커니즘은 상기 그리퍼 마다 구비되는 구동 모터인 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 그리퍼 작동 메커니즘은 이웃한 3개의 그리퍼만 동시에 상기 내시경 튜브를 잡도록 상기 다수의 그리퍼를 작동시키는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 다수의 그리퍼와 결합되어서 함께 이동하는 주행 수단(1133)을 더 포함하며,
상기 주행 수단은 상기 다수의 그리퍼의 순환이 가능하도록 상기 다수의 그리퍼를 순환연결시키는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 20에 있어서,
상기 주행 수단은 그 사이에 상기 다수의 그리퍼가 위치하도록 병렬로 배치된 2개의 체인 벨트(1135, 1135)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 21에 있어서,
상기 체인 벨트는 다수의 단위 플레이트(1134a1)가 연결되어 연장된 체인부(1134a)와, 상기 그리퍼가 결합되는 그리퍼 결합부(1134b)를 구비하며,
상기 체인부와 상기 그리퍼 결합부는 교대로 반복되어서 연결된 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 22에 있어서,
상기 그리퍼 결합부는 막대형상으로 서로 병렬로 배치된 제1, 제2 연결 부재(1134b1, 1134b2)와, 상기 두 연결 부재를 가로지르며 연결하는 연결 링(1134b3)을 구비하며,
상기 두 연결 부재 각각에는 체인 연결용 개방 홈(1134b, 1134b5)이 형성된 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 두 연결 부재 각각에는 2개의 삽입 구멍(1134b6, 1134b7)(1134b8, 1134b9)이 마련되고,
상기 그리퍼는 상기 삽입 구멍에 삽입되는 삽입 막대(1137a2, 1137a3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 그리퍼 결합부는 상기 체인 연결용 개방 홈을 막는 마감 부재(1134c, 1134d)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
청구항 20에 있어서,
상기 주행 수단은 체인 또는 타이밍 벨트를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 모사 장치.
내시경 시술 훈련용 시뮬레이터의 햅틱 장치로서,
내시경 튜브의 회전운동을 모사하는 회전운동 모사 장치(1120); 및
상기 회전운동 모사 장치를 통과한 내시경 튜브에 대하여 직선운동을 모사하는 직선운동 모사 장치(1130)를 포함하며,
상기 직선운동 모사 장치는, 내시경 튜브를 잡고 함께 직선이동이 가능한 다수의 그리퍼; 상기 다수의 그리퍼와 결합되어서 함께 이동하는 주행 수단; 및 상기 그리퍼의 작동을 제어하는 그리퍼 작동 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 햅틱 장치.
내시경 시술 훈련용 시뮬레이터로서,
내시경 튜브의 회전운동을 모사하는 회전운동 모사 장치와 상기 내시경 튜브의 직선운동을 모사하는 직선운동 모사 장치를 구비하는 햅틱 장치; 및
상기 햅틱 장치를 제어하는 제어 장치(1200)를 포함하며,
상기 직선운동 모사 장치는
내시경 튜브를 함께 직선이동이 가능한 다수의 그리퍼와,
상기 다수의 그리퍼와 결합되어서 함께 이동하는 주행 수단과,
상기 그리퍼의 작동을 제어하는 그리퍼 작동 메커니즘과,
상기 그리퍼를 통해 상기 내시경 튜브에 반력을 제공하며 상기 제어 장치에 의해 그 작동이 제어되는 직선방향 반력 제공부와,
상기 주행 수단의 이동 거리를 측정하여 상기 제어 장치로 전달하는 이동 거리 측정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
청구항 28에 있어서,
상기 제어 장치로부터 전달된 상기 주행 수단의 이동 거리 데이터를 이용하여 시술 훈련 상황을 그래픽을 보여주는 출력 장치(1300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.