KR101454322B1 - 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇 - Google Patents

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KR101454322B1
KR101454322B1 KR1020130087458A KR20130087458A KR101454322B1 KR 101454322 B1 KR101454322 B1 KR 101454322B1 KR 1020130087458 A KR1020130087458 A KR 1020130087458A KR 20130087458 A KR20130087458 A KR 20130087458A KR 101454322 B1 KR101454322 B1 KR 101454322B1
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이민철
최우혁
윤성민
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 햅틱 기능의 구현을 위한 햅틱 액츄에이터와 엔코더를 핸들링부와 분리하여 구성한 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇에 관한 것으로, 베이스와, 상기 베이스에 수평한 롤축(roll axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 롤회전부재와, 상기 롤회전부재에 롤축과 직교하는 피치축(pitch axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 피치회전부재와, 일단부가 상기 피치회전부재에 지면(地面)에 대해 수직하면서 상기 롤축 및 피치축과 한 지점에서 교차하는 요축(yaw axis)을 중심으로 좌우로 회전하도록 설치되어 시술자가 손으로 잡고 회전 조작하도록 된 L자형의 핸들과, 상기 핸들에 회전 가능하게 설치되어 시술자의 조작에 의해 수술용 인스트루먼트의 엔드 이펙터(end effector)를 동작시키는 핑거팁과, 상기 롤회전부재와 피치회전부재와 핸들 및 핑거팁에 각각 개별적으로 결합되어 롤회전부재와 피치회전부재와 핸들 및 핑거팁과 함께 회전하는 복수개의 구동풀리를 포함하는 핸들링부와; 상기 핸들링부와는 개별체로 구성된 마운트프레임과, 상기 마운트프레임에 회전 가능하게 설치되며 상기 핸들링부의 각각의 구동풀리와 케이블에 의해 연결되어 상기 구동풀리의 회전에 의해 회전하는 복수개의 종동풀리와, 상기 마운트프레임에 상기 각각의 종동풀리들과 동축상으로 연결되는 복수개의 햅틱 액츄에이터를 구비한 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수술 로봇 시스템용 마스터 로봇{Master Robot for Surgery Robot System}
본 발명은 수술 로봇 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇 수술시 시술자인 의사의 조작에 의해 수술용 인스트루먼트(슬레이브 로봇)의 작동을 제어하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇에 관한 것이다.
수술 로봇 시스템은 의사에 의해 시행되던 수술 행위를 대신할 수 있는 기능을 가지는 로봇 시스템을 말한다. 이러한 수술 로봇은 사람에 비하여 정확하고 정밀한 동작을 할 수 있으며 원격 수술이 가능하다는 장점을 가진다.
수술 로봇 시스템을 이용한 수술시, 일반적으로 의사는 마스터 로봇(master robot)을 작동시켜 환자로부터 떨어진 위치의 수술 장소(예를 들어, 환자가 있는 곳과 다른 방)에서 수술용 인스트루먼트(슬레이브 로봇)의 움직임을 제어한다. 마스터 로봇은 일반적으로 소형 손목 김벌(handheld wrist gimbal), 조이스틱, 외골격식 글러브(exoskeletal glove), 핸드피스(handpiece) 등과 같은 하나 이상의 수동 입력 장치를 포함한다.
현재 상용화 되어 나와 있는 수술용 로봇 시스템에서는 외과 의사의 편안한 동작 수행과 피로도를 줄이기 위해 슬레이브 로봇의 자유도보다 많은 여유자유도를 마스터 로봇에 적용하고 있다. 수술용 로봇 시스템에 필요한 햅틱 기능을 나타내기 위해서는 마스터 로봇의 각 링크에 외과의사의 손동작의 움직임을 측정해야 하는 엔코더와, 햅틱(haptic) 힘을 발생 하기 위한 햅틱 액츄에이터가 갖추어져야 한다. 따라서, 엔코더와 햅틱 액츄에이터로 인하여 증가되어진 하중과 관성으로 인해 수술 감각과 같은 햅틱 기능인 섬세한 동작을 만들기 어렵다.
다시 말해서, 수술용 로봇 시스템의 구동을 위한 마스터 로봇과 같은 다자유도 구조에서는 햅틱 구조가 핵심이지만, 상기 햅틱 액츄에이터와 엔코더가 마스터 로봇에 부착될 경우 구조의 복잡성과 무게 증대 및 관성 증대가 발생하여 결국 수술 동작에서의 감응력 보다 마스터 구조의 하중이 커서 햅틱 기능의 구현이 힘들어지는 문제가 발생한다.
1. 대한민국 등록특허 제0994101호(등록일자 : 2010년 11월 8일) : "마스터 로봇의 조작장치" 2. 대한민국 등록특허 제1096571호(등록일자 2011년12월14일) : "마스터 장치의 힘 또는 토크 측정 장치 및 그 방법"
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 햅틱 기능의 구현을 위한 햅틱 액츄에이터와 엔코더를 핸들링부와 분리하여 구성함으로써 구조적인 복잡성과 무게 및 관성 증대를 방지하고, 햅틱 기능의 구현이 용이한 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇은, 베이스와, 상기 베이스에 수평한 롤축(roll axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 롤회전부재와, 상기 롤회전부재에 롤축과 직교하는 피치축(pitch axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 피치회전부재와, 일단부가 상기 피치회전부재에 지면(地面)에 대해 수직하면서 상기 롤축 및 피치축과 한 지점에서 교차하는 요축(yaw axis)을 중심으로 좌우로 회전하도록 설치되어 시술자가 손으로 잡고 회전 조작하도록 된 L자형의 핸들과, 상기 핸들에 회전 가능하게 설치되어 시술자의 조작에 의해 수술용 인스트루먼트의 엔드 이펙터(end effector)를 동작시키는 핑거팁과, 상기 롤회전부재와 피치회전부재와 핸들 및 핑거팁에 각각 개별적으로 결합되어 롤회전부재와 피치회전부재와 핸들 및 핑거팁과 함께 회전하는 복수개의 구동풀리를 포함하는 핸들링부와; 상기 핸들링부와는 개별체로 구성된 마운트프레임과, 상기 마운트프레임에 회전 가능하게 설치되며 상기 핸들링부의 각각의 구동풀리와 케이블에 의해 연결되어 상기 구동풀리의 회전에 의해 회전하는 복수개의 종동풀리와, 상기 마운트프레임에 상기 각각의 종동풀리들과 동축상으로 연결되는 복수개의 햅틱 액츄에이터를 구비한 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇은 시술자가 손으로 핸들을 잡았을 때 상기 롤축과 피치축 및 요축의 교차 지점은 시술자의 손목 관절에 위치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 시술자인 의사가 조작하는 핸들링부와, 햅틱 액츄에이터 및 엔코더를 구비한 컨트롤부가 서로 개별체로 분리 구성되므로, 구조적인 복잡성과 무게 및 관성 증대를 방지할 수 있으며, 햅틱 기능의 구현이 용이해지는 이점이 있다. 또한, 여유 자유도가 추가되어도 큰 영향을 받지 않게 되므로 다자유도 인스트루먼트에 적합한 구조이다.
이와 더불어 핸들링부와 컨트롤부 간에 힘을 전달하는 링크기구로서 장력이 가해진 케이블을 이용하므로, 벨트나 기어를 사용하는 링크기구의 형상적 및 기하적 한계를 극복할 수 있으며, 섬세한 햅틱 기능의 구현이 가능한 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇의 핸들링부의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 핸들링부를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 2의 핸들링부의 요부 단면도이다.
도 5는 도 2의 핸들링부의 롤회전부재의 내부 구조를 나타낸 종단면도이다.
도 6은 도 1의 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇의 컨트롤부의 일부를 나타낸 요부 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇은 시술자인 의사가 손으로 잡고 조작하는 핸들링부(100)와, 상기 핸들링부(100)와 개별체로 되어 핸들링부(100)와 분리되게 구성된 컨트롤부(200)로 구성된다.
상기 핸들링부(100)는 고정 구조물인 베이스(110)와, 일단부가 상기 베이스(110)의 상부에 수평한 롤축(121)(roll axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 롤회전부재(124)와, 상기 롤회전부재(124)의 일단부에 롤축(121)과 직교하는 피치축(122)(pitch axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 피치회전부재(125)와, 상기 피치회전부재(125)의 중앙부에 지면(地面)에 대해 수직하면서 상기 롤축(121) 및 피치축(122)과 한 지점에서 교차하는 요축(123)(yaw axis)을 중심으로 좌우로 회전하도록 설치되어 시술자가 손으로 잡고 좌우로 조작하도록 된 L자형의 핸들(126)과, 상기 핸들(126)의 상단부에 회전 가능하게 설치되어 시술자의 조작에 의해 수술용 인스트루먼트의 엔드 이펙터(end effector)를 동작시키는 핑거팁(127)과, 상기 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)와 핸들(126) 및 핑거팁(127)에 각각 개별적으로 결합되어 회전하는 복수개의 구동풀리(130)를 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 롤축(121)과 피치축(122) 및 요축(123)은 한 지점에서 교차하면서 직교하며, 핸들(126)이 L자형으로 되어 사용자가 손으로 핸들(126)을 잡았을 때 상기 요축(123)이 사용자의 손목 관절에 일치하게 된다. 따라서 시술자가 핸들(126)을 잡고 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125) 및 핸들(126)을 잡고 회전 조작할 때 움직임이 부드럽고 자연스럽게 이루어질 수 있게 된다.
상기 베이스(110)와 롤회전부재(124) 및 피치회전부재(125)는 속이 빈 'L'자형의 사각관 형태의 프레임으로 이루어진다. 상기 롤회전부재(124) 및 피치회전부재(125)가 L자형으로 절곡된 프레임으로 이루어짐에 따라 시술자가 핸들(126)을 잡고 조작할 때 상호 간의 간섭을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 또한 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124) 및 피치회전부재(125)가 속이 빈 사각관 형태의 프레임으로 이루어져 상기 구동풀리(130)들이 베이스(110)와 롤회전부재(124) 및 피치회전부재(125) 내측 공간에 설치될 수 있다. 그리고, 후술하는 컨트롤부(200)의 종동풀리(220)를 상기 구동풀리(130)와 연결하는 케이블(300) 또한 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124) 및 피치회전부재(125) 내측 공간을 통과하도록 설치되어 케이블(300)로 인한 조작 간섭을 최소화할 수 있게 된다.
상기 핸들(126)은 수평한 회전부(126a)와 상기 회전부(126)의 전단부에 수직하게 연결된 그립부(126b)로 구성된 L자형의 조작 부재로서, 상기 회전부(126a)의 후단부는 상기 피치회전부재(125)의 일단부에 요축(123)을 중심으로 회전하도록 연결된다. 그리고, 그립부(126b)는 대략 원통형으로 이루어져 시술자가 손으로 잡고 조작하기 용이하도록 되어 있다. 도면에 도시하지는 않았지만 상기 그립부(126b)의 외면에는 고무나 실리콘과 같이 부드럽고 유연한 수지재질의 커버가 추가로 장착될 수 있다.
상기 핸들(126)의 그립부(126b) 상단부에 상기 핑거팁(127)이 회전가능하게 설치되는 핑거팁마운트부재(128)가 일측방향으로 연장되게 설치되고, 상기 핑거팁마운트부재(128)에는 상기 핑거팁(127)과 연결된 구동풀리(130)가 수용되는 역 'U'자형의 풀리커버(129)가 설치된다.
상기 핑거팁(127)에는 시술자의 손가락이 삽입되면서 지지되는 2개의 핑거지지편(127a)이 하측으로 돌출되게 형성된다. 따라서 사용자가 상기 핑거팁(127)의 핑거지지편(127a) 사이에 손가락을 넣고 핑거팁(127)을 좌우로 움직이면 수술용 인스트루먼트의 엔드 이펙터(미도시)가 좌우로 움직이면서 피시술자의 신체를 파지하게 된다.
상기 구동풀리(130)들은 상기 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125) 및 핸들(126)의 회전축(124a, 125a, 126a) 부분에 고정되게 설치되어, 상기 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)와 핸들(126) 및 핑거팁(127)이 회전할 때 함께 회전한다. 전술한 것과 같이 상기 각각의 구동풀리(130)는 외부 물체와의 간섭을 최소화할 수 있도록 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)의 내측 공간에 설치된다.
상기 컨트롤부(200)는 상기 핸들링부(100)의 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125) 및 핸들(126)의 조작 방향과 속도 및 회전 각도를 측정하여 슬레이브 로봇인 수술용 인스트루먼트에 작동을 제어하는 신호를 전송하고, 수술용 인스트루먼트로부터 수술용 인스트루먼트에 걸리는 반력을 전송받아 햅틱 기능을 구현하는 작용을 한다. 이 실시예에서 상기 컨트롤부(200)는 상기 핸들링부(100)와는 개별체로 구성된 마운트프레임(210)과, 상기 마운트프레임(210)에 회전 가능하게 설치되며 상기 핸들링부(100)의 구동풀리(130)들과 케이블(300)에 의해 연결되어 상기 구동풀리(130)의 회전에 의해 회전하는 복수개의 종동풀리(220)와, 상기 마운트프레임(210)에 각각의 종동풀리(220)와 동축상으로 연결되도록 설치되는 복수개의 엔코더(230)와, 상기 마운트프레임(210)에 상기 각각의 종동풀리(220)들과 동축상으로 연결되도록 설치된 햅틱 액츄에이터(240)를 구비한다.
도면에 도시하지는 않았으나, 상기 컨트롤부(200)는 상기 엔코더(230)에서 생성된 엔코더 신호를 슬레이브 로봇인 수술용 인스트루먼트의 컨트롤러로 유선 또는 무선으로 송신하고, 수술용 인스트루먼트의 컨트롤러로부터 수술용 인스트루먼트에 걸리는 반력을 전송받는 통신모듈 등이 더 구성될 수 있다.
상기 핸들링부(100)의 구동풀리(130)들과 컨트롤부(200)의 종동풀리(220)들은 각각 2개씩의 케이블(300)에 의해 연결되어 상호 연동하게 된다. 상기 케이블(300)은 소정의 장력이 인가된 상태로 연결된다. 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이 상기 케이블(300)은 고무와 같은 유연한 수지 재질의 튜브(301) 내부에 금속 와이어(302)가 설치되어 있는 케이블-컨듀잇(cable-conduit) 구조로 이루어진다. 그리고, 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)의 내측 공간에는 상기 케이블-컨듀잇 구조로 된 케이블(300)의 금속 와이어(302)만 구동풀리(130)에 연결되도록 튜브(301)를 지지하는 케이블 서포트블록(310)이 고정되게 설치된다. 상기 케이블 서포트블록(310)에는 케이블(300)의 금속 와이어(302)가 통과하는 2개의 와이어 통과홀(311)과 케이블(300)의 튜브(301)가 삽입되어 지지되는 튜브 삽입홀(312)이 관통되게 형성되어 있다. 따라서 상기 케이블(300)은 튜브(301)의 끝단부가 케이블 서포트블록(310)의 튜브 삽입홀(312) 내측으로 삽입되어 지지된 상태에서 상기 금속 와이어(302)가 와이어 통과홀(311)을 통과하여 구동풀리(130)에 연결된다.
전술한 것과 같이 상기 케이블(300)들은 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)의 내측 공간을 통과하여 각각의 구동풀리(130)와 종동풀리(220)들을 연결한다. 이와 같이 케이블(300)이 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)의 내측 공간을 통과하도록 설치됨으로써 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125) 및 핸들(126)의 회전 조작시 케이블(300)과 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125) 및 핸들(126) 간의 간섭을 최소화할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.
도 6에 도시한 것과 같이 상기 케이블(300)들의 장력을 조절할 수 있도록 하기 위하여 상기 마운트프레임(210)에는 각각의 케이블(300)들이 통과하는 복수개의 장력조절공(251)들이 일정 간격으로 형성되어 있는 장력조절판(250)이 설치될 수 있다. 이와 같이 상기 케이블(300)들을 상기 장력조절판(250)의 장력조절공(251)을 통해 종동풀리(220)에 연결하면, 케이블(300)이 통과하는 장력조절공(251)의 위치에 따라 케이블(300)의 장력을 조절할 수 있다.
상기 컨트롤부(200)의 엔코더(230)는 구동풀리(130)의 회전과 연동한 종동풀리(220)의 회전 각도 및 속도에 대한 엔코더 신호를 생성하여 출력한다. 그리고, 상기 햅틱 액츄에이터(240)는 상기 수술용 인스트루먼트의 컨트롤러로부터 전송된 수술용 인스트루먼트의 반력에 대한 정보를 받아 종동풀리(220)를 회전시켜 구동풀리(130)를 연동시킴으로써 핸들링부(100)를 조작하는 시술자에게 반력에 제공하고, 이로써 햅틱 기능을 구현하는 작용을 하게 된다. 상기 햅틱 액츄에이터(240)는 코어리스 모터(coreless motor)를 적용하여 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 마스터 로봇은 다음과 같이 작동한다.
시술자인 의사가 핸들(126)을 손으로 잡고 원하는 방향으로 힘을 가하면, 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125) 및 핸들(126)이 각각 롤축(121)과 피치축(122) 및 요축(123)을 중심으로 회전하게 된다. 이 때, 상기 롤축(121)과 피치축(122) 및 요축(123)에 결합되어 있는 구동풀리(130)들이 함께 회전하게 된다.
상기 구동풀리(130)의 회전은 소정의 장력으로 연결된 케이블(300)을 통해 종동풀리(220)에 전달되어 종동풀리(220)가 동일한 속도와 각도로 회전하게 된다. 이러한 종동풀리(220)의 회전에 의해 종동풀리(220)와 연결된 엔코더(230)에서 엔코더 신호가 발생하게 되고, 이 신호는 통신모듈(미도시)을 통해 수술용 인스트루먼트의 컨트롤러(미도시)로 전송되어 수술용 인스트루먼트의 동작을 제어하게 된다.
이 때, 상기 수술용 인스트루먼트의 엔드 이펙터(end effector)에 걸리는 외력이 수술용 인스트루먼트의 컨트롤러(미도시)로부터 컨트롤부(200)로 전송되고, 햅틱 액츄에이터(240)는 이 외력에 해당하는 만큼 종동풀리(220)를 회전시킨다. 상기 종동풀리(220)의 회전은 다시 케이블(300)을 통해 구동풀리(130)로 전달되어 회전조작유닛(120)에 힘을 전달하게 된다. 상기 회전조작유닛(120)에 전달되는 힘은 시술자에게 반력으로 제공되고, 이로써 햅틱 기능이 구현된다.
전술한 것과 같이 본 발명의 마스터 로봇은 시술자가 핸들(126)을 손으로 잡았을 때 롤축(121)과 피치축(122) 및 요축(123)의 교차 지점이 시술자의 손목 관절에 일치하여 위치하게 되므로 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125) 및 핸들(126)의 회전 조작이 부드럽고 자연스럽게 이루어질 수 있는 이점이 있다.
또한 시술자가 조작하는 핸들링부(100)와, 햅틱 액츄에이터 및 엔코더를 구비한 컨트롤부(200)가 서로 개별체로 분리 구성되므로 구조적인 복잡성과 무게 및 관성 증대를 방지할 수 있으며, 햅틱 기능의 구현이 용이해지는 이점이 있다.
그리고 핸들링부(100)와 컨트롤부(200) 간에 힘을 전달하는 링크기구로서 장력이 가해진 케이블(300)을 이용하므로, 벨트나 기어를 사용하는 링크기구의 형상적 및 기하적 한계를 극복할 수 있으며, 섬세한 햅틱 기능의 구현이 가능한 이점도 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 핸들링부 110 : 베이스
120 : 회전조작유닛 121 : 롤축(Roll Axis)
122 : 피치축(Pitch Axis) 123 : 요축(Yaw Axis)
124 : 롤회전부재 125 : 피치회전부재
126 : 핸들 127 : 핑거팁
127a : 핑거지지편 129 : 풀리커버
130 : 구동풀리 200 : 컨트롤부
210 : 마운트프레임 220 : 종동풀리
230 : 엔코더 240 : 햅틱 액츄에이터
250 : 장력조절판 251 : 장력조절공
300 : 케이블 301 : 튜브
302 : 금속 와이어 310 : 케이블 서포트블록
311 : 와이어 통과홀 312 : 튜브 삽입홀

Claims (12)

  1. 베이스(110)와, 상기 베이스(110)에 수평한 롤축(121)(roll axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 롤회전부재(124)와, 상기 롤회전부재(124)에 롤축(121)과 직교하는 피치축(122)(pitch axis)을 중심으로 회전하도록 설치된 피치회전부재(125)와, 일단부가 상기 피치회전부재(125)에 지면(地面)에 대해 수직하면서 상기 롤축(121) 및 피치축(122)과 한 지점에서 교차하는 요축(123)(yaw axis)을 중심으로 좌우로 회전하도록 설치되어 시술자가 손으로 잡고 회전 조작하도록 된 L자형의 핸들(126)과, 상기 핸들(126)에 회전 가능하게 설치되어 시술자의 조작에 의해 수술용 인스트루먼트의 엔드 이펙터(end effector)를 동작시키는 핑거팁(127)과, 상기 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)와 핸들(126) 및 핑거팁(127)에 각각 개별적으로 결합되어 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)와 핸들(126) 및 핑거팁(127)과 함께 회전하는 복수개의 구동풀리(130)를 포함하는 핸들링부(100)와;
    상기 핸들링부(100)와는 개별체로 구성된 마운트프레임(210)과, 상기 마운트프레임(210)에 회전 가능하게 설치되며 상기 핸들링부(100)의 각각의 구동풀리(130)와 케이블(300)에 의해 연결되어 상기 구동풀리(130)의 회전에 의해 회전하는 복수개의 종동풀리(220)와, 상기 마운트프레임(210)에 상기 각각의 종동풀리(220)들과 동축상으로 연결되는 복수개의 햅틱 액츄에이터(240)를 구비한 컨트롤부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  2. 제1항에 있어서, 시술자가 손으로 핸들(126)을 잡았을 때 상기 롤축(121)과 피치축(122) 및 요축(123)의 교차 지점은 시술자의 손목 관절에 위치되는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)는 속이 빈 관 형태의 프레임으로 이루어지며, 상기 각각의 케이블(300)들은 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)의 내측 공간을 통과하여 각각의 구동풀리(130)와 종동풀리(220)들을 연결하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각각의 구동풀리(130)는 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)의 내측 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  5. 제3항에 있어서, 상기 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)는 'L'자형으로 절곡된 프레임으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  6. 제1항에 있어서, 상기 핑거팁(127)에는 시술자의 손가락이 삽입되면서 지지되는 2개의 핑거지지편(127a)이 하측으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  7. 제1항에 있어서, 상기 핸들(126)의 상단부에 상기 핑거팁(127)이 회전가능하게 설치되는 핑거팁마운트부재(128)가 고정되게 설치되고, 상기 핑거팁마운트부재(128)에는 상기 핑거팁(127)과 연결된 구동풀리(130)가 수용되는 역 'U'자형의 풀리커버(129)가 설치된 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  8. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤부(200)는 상기 마운트프레임(210)에 각각의 종동풀리(220)와 동축상으로 연결되는 복수개의 엔코더(230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  9. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤부(200)는 상기 마운트프레임(210)에 설치되며 상기 각각의 케이블(300)들이 통과하는 복수개의 장력조절공(251)들이 일정 간격으로 형성되어 있는 장력조절판(250)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  10. 제1항에 있어서, 상기 케이블(300)은 유연한 수지 재질의 튜브(301) 내부에 금속 와이어(302)가 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  11. 제10항에 있어서, 상기 베이스(110)와 롤회전부재(124)와 피치회전부재(125)의 내측 공간에 상기 케이블(300)의 튜브(301)가 삽입되는 튜브 삽입홀(312) 및 금속 와이어(302)가 통과하는 와이어 통과홀(311)이 관통되게 형성된 케이블 서포트블록(310)이 고정되게 설치되어, 상기 케이블(300)의 튜브(301)가 상기 튜브 삽입홀(312) 내측으로 삽입되어 지지된 상태에서 상기 금속 와이어(302)가 와이어 통과홀(311)을 통과하여 구동풀리(130)에 연결된 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
  12. 제1항에 있어서, 상기 햅틱 액츄에이터(240)는 수술용 인스트루먼트의 컨트롤러로부터 전송된 수술용 인스트루먼트의 반력에 대한 정보를 받아 종동풀리(220)를 회전시켜 구동풀리(130)를 연동시킴으로써 시술자에게 반력을 제공하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇 시스템용 마스터 로봇.
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