KR101623090B1 - Cutter for cutting system which uses the robot - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 커터의 회전시에 이물질 및 세척수가 슬리브의 내부로 역류되지 않도록 함으로써 절삭커터의 내구성과 시술의 안정성을 향상시킬 수 있는 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터는 로봇을 이용한 관절 절삭시스템의 로봇팔 부분에 접속되는 커터지지부재의 슬리브에 삽입, 설치되는 절삭커터에 있어서, 상기 절삭커터는 상기 슬리브의 샤프트삽입공에 삽입되는 샤프트와, 상기 샤프트의 단부에 형성되는 절삭헤드를 구비하되, 상기 슬리브의 단부와 접하는 상기 절삭헤드의 내측 부분에 역류방지연장부가 형성된 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 절삭시 뼛조각 등의 절삭이물질이나 세척수가 절삭물배출홈을 경유하여 후방으로 배출되더라도 절삭헤드와 슬리브의 단부 사이에 형성된 역류방지연장부에 의해 슬리브 내부로 유입되는 현상이 차단되는 효과가 있다. 이로 인해 슬리브 내부로 절삭이물질 및 세척수의 유입이 최소화되므로 샤프트의 진직도가 일정하게 유지되고 절삭헤드의 회전작용이 안정적으로 수행되면서 시술의 정확성과 안정성을 확보할 수 있고, 절삭이물질 및 세척수의 유입에 따른 부품의 마모, 손상 및 변형을 저감할 수 있어서 절삭커터 및 주변장치의 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a cutting cutter for a joint using a robot. More particularly, the present invention relates to a cutting cutter for a joint, which can improve the durability of the cutting cutter and the stability of the operation by preventing the foreign matter and the washing water from flowing back into the inside of the sleeve To a cutting cutter for a joint using a robot.
The cutting cutter for a joint using a robot according to the present invention is inserted into and installed in a sleeve of a cutter supporting member connected to a robot arm portion of a joint cutting system using a robot, And a cutting head formed at an end of the shaft, wherein a backflow preventive extension portion is formed at an inner portion of the cutting head in contact with the end portion of the sleeve.
According to the present invention, even if foreign substances such as blanks or washing water are discharged to the rear side through the cutout discharge groove at the time of cutting, there is an effect that the phenomenon of flowing into the inside of the sleeve is blocked by the backflow prevention lead formed between the cutting head and the end of the sleeve . As a result, the flow of cutting contaminants and washing water into the sleeve is minimized, so that the straightness of the shaft is kept constant and the rotating action of the cutting head is stably performed, thereby ensuring the accuracy and stability of the procedure, Wear, damage and deformation of the parts according to the present invention can be reduced, so that the durability of the cutting cutter and the peripheral device can be remarkably improved.

Description

로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터{CUTTER FOR CUTTING SYSTEM WHICH USES THE ROBOT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cutting cutter for a joint using a robot,

본 발명은 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 커터의 회전시에 이물질 및 세척수가 슬리브의 내부로 역류되지 않도록 함으로써 절삭커터의 내구성과 시술의 안정성을 향상시킬 수 있는 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터에 관한 것이다.
The present invention relates to a cutting cutter for a joint using a robot. More particularly, the present invention relates to a cutting cutter for a joint, which can improve the durability of the cutting cutter and the stability of the operation by preventing the foreign matter and the washing water from flowing back into the inside of the sleeve To a cutting cutter for a joint using a robot.

일반적으로, 관절질환은 초기이거나 경미한 경우 약물치료, 물리치료 등의 비수술적 치료를 시행하지만 질환의 정도가 심하거나 일상생활이 불가능할 경우 수술적 치료를 시행하게 된다.In general, joint disease is initially or mildly treated by non-surgical treatment such as medication or physical therapy. However, if the degree of disease is severe or daily life is impossible, surgical treatment is performed.

수술적 치료는 관절 내시경 수술, 연골 세포 이식술 등이 있고, 중증의 질환일 경우 로봇을 이용한 인공관절 수술을 받게 되는데, 컴퓨터에 입력된 정보에 따라 로봇의 위치 가변형 팔의 말단부에 장착된 절삭장치의 커터를 회전시켜 무릎뼈를 깎아내고 인공무릎관절(a,임플란트,도1b 참조)를 장착하는 시술법이다.Surgical treatment includes joint endoscopic surgery and chondrocyte transplantation. In the case of severe disease, surgery is performed on the artificial joint using a robot. Depending on the information input to the computer, the cutting device mounted on the distal end of the variable arm of the robot The cutter is rotated to cut the knee bone and attach the artificial knee joint (a, implant, see FIG. 1B).

도1a는 종래의 로봇을 이용한 관절 절삭시스템의 절삭장치를 나타낸 도면, 도1b는 무릎관절 부위에 시술되는 인공관절(임플란트)의 일 예를 나타낸 개략적인 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 로봇의 위치 가변형 팔의 말단부에 장착된 외측면과 선단면에 절삭날이 형성된 직경 7.8mm의 헤드(110)와, 헤드(110)에 연장하여 형성되며 환봉 형상인 직경 2.3mm의 샤프트(120)로 되어 있고, 이 샤프트(120)의 후단측은 로봇의 위치 가변형 팔의 선단측에 설치된 모터(M)와 연결되어 있다. 1B is a schematic perspective view showing an example of an artificial joint (implant) to be performed at a knee joint region. As shown in FIG. 1A, A head 110 having a diameter of 7.8 mm and a shaft 120 having a diameter of 2.3 mm which is formed as a round bar and extending to the head 110, And the rear end side of the shaft 120 is connected to a motor M provided on the tip side of the position variable arm of the robot.

그리고, 샤프트(120)의 외주면은 모터(M)의 하우징에 고정되는 슬리브(130)에 의해 회전 가능하도록 지지되어 샤프트(120)가 회전할 때에 떨림이나 휨이 발생하지 않도록 되어 있고, 슬리브(130)의 외측으로는 헤드(110)가 돌출되어 이 헤드(110)의 회전에 의해 뼈의 절삭작용을 수행하도록 되어 있다.The outer circumferential surface of the shaft 120 is rotatably supported by the sleeve 130 fixed to the housing of the motor M so that no shaking or warping occurs when the shaft 120 rotates. The head 110 is protruded outside the body 110 to perform a cutting action of the bone by the rotation of the head 110. [

전술한 바와 같은 도1a에 도시된 절삭장치는 헤드(110)의 직경(7.8mm)이 지나치게 커서 시술시에 피부조직과의 간섭현상이 발생되어 피부와 속살을 많이 절개하여야 하고 터널커팅과 같이 커팅 경로에 다양한 변화를 줄 수 있는 시술이 어려울 뿐만 아니라 샤프트(120)가 길이가 긴 슬리브(130)에 삽입되어 회전되므로 마찰이 심하여 장시간 사용시에 마모 현상이 발생되고 원활한 회전이 불가능한 한계점이 있었다. 1A has an excessively large diameter (7.8 mm) of the head 110, so that interference with the skin tissue occurs during the procedure, and the skin and the inner skin must be cut much, and the cutting Since the shaft 120 is inserted into the sleeve 130 having a long length and is rotated, there is a problem that wear is caused during long-time use and smooth rotation is impossible.

이에 따라 본 출원인은 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1422678호로 개시되어 있는 '로봇을 이용한 관절 절삭시스템의 절삭장치'를 개발하게 되었다.Accordingly, the present applicant has developed a 'cutting device for a joint-cutting system using a robot' disclosed in Korean Registered Patent Publication No. 10-1422678.

상기한 등록특허 제10-1422678호는 의료용 로봇의 로봇팔 부분(미도시)에 장착되는 무릎 관절 등과 같은 임플란트(a)를 시술하기 위해 뼈를 절삭하는 장치로서 도3에 도시된 바와 같이 로봇팔 부분에 구비된 모터(미도시)에 결합되는 샤프트(11)와 이 샤프트(11)의 단부에 절삭헤드(12)가 형성된 커터(1)와, 샤프트(11)가 삽입되는 슬리브(21)와 이 슬리브(21)가 고정되는 슬리브베이스(22)를 구비한 커터지지부재(2)가 구비되어 있다.The above-mentioned Patent No. 10-1422678 discloses an apparatus for cutting a bone to perform an implant (a) such as a knee joint mounted on a robot arm portion (not shown) of a medical robot, A cutter 1 in which a cutting head 12 is formed at an end of the shaft 11 and a sleeve 21 into which the shaft 11 is inserted, And a cutter supporting member 2 having a sleeve base 22 to which the sleeve 21 is fixed.

그리고, 커터지지부재(2)의 슬리브(21)와 슬리브베이스(22)는 분리 가능하게 구성된 것으로, 슬리브(21)는 중공홀(211)을 갖는 봉상의 독립부재로 구성되어 슬리브베이스(22)에 장착 또는 분리 되도록 되어 있고, 샤프트(11)를 회전 가능하게 지지하도록 중공홀(211) 내부에 지지베어링(3)이 설치되어 있다. The sleeve 21 of the cutter supporting member 2 and the sleeve base 22 are configured to be separable from each other. The sleeve 21 is composed of a rod-shaped independent member having a hollow hole 211, And a support bearing 3 is provided inside the hollow hole 211 so as to rotatably support the shaft 11. As shown in Fig.

전술한 등록특허 제10-1422678호에 의하면, 커터지지부재의 슬리브와 슬리브베이스를 분리 구조로 구성함으로써 커터가 삽입되는 슬리브의 직경을 최소화하면서도 강성을 증가시킬 수 있어서 슬리브의 굽힘현상을 저감시킬 수 있으므로 내구성이 현저히 향상시킬 수 있다. 그리고, 절삭헤드의 직경이 감소됨에 따라 시술시에 뼈, 근육, 주변 연부 조직의 간섭 및 손상을 줄일 수 있어서 시술의 안정성이 향상되고 환자의 회복기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있지만, 이하와 같은 문제점을 수반하고 있는 한계점이 있다.According to the above-mentioned Japanese Patent No. 10-1422678, since the sleeve of the cutter supporting member and the sleeve base are formed as a separate structure, the diameter of the sleeve into which the cutter is inserted can be minimized while the rigidity can be increased, thereby reducing the bending phenomenon of the sleeve Therefore, the durability can be remarkably improved. As the diameter of the cutting head is reduced, interference and damage of bones, muscles, and surrounding soft tissues can be reduced at the time of the procedure, thereby improving the stability of the procedure and shortening the recovery period of the patient. There are limitations that accompany problems.

전술한 종래 절삭장치의 절삭커터는 절삭헤드(12)와 슬리브(21)의 단부와의 사이에 비교적 큰 틈새가 형성되어 있어서 절삭헤드(12)의 절삭시 발생되는 이물질과 세척수가 틈새 부분으로 유입되어 슬리브(21)의 중공홀(211) 내부로 역류하게 된다. A relatively large clearance is formed between the cutting head 12 and the end of the sleeve 21 so that foreign matter and washing water generated during cutting of the cutting head 12 flow into the gap portion And flows back into the hollow hole 211 of the sleeve 21.

이와 같이 틈새로 이물질이 유입되면 샤프트(11)의 진직도를 저해하여 절삭헤드(12)의 회전불량을 유발하므로 시술이 어려워지고 정확한 시술이 불가능할 뿐만 아니라 마찰이 심하여 장시간 사용시에 지지베어링(3) 등 부품의 마모 현상이 발생되고 손상 및 변형을 유발하므로 내구성이 저하되는 단점이 있다.If foreign substances are introduced into the gap as described above, the straightness of the shaft 11 is obstructed and rotation failure of the cutting head 12 is caused. Therefore, it is difficult to perform the operation and precise procedure is not possible and friction is heavy, The abrasion phenomenon of the back parts is generated, and the durability is deteriorated because it causes damage and deformation.

또한, 종래 절삭장치의 절삭커터는 슬리브(21)의 중공홀(211) 내부로 유입된 이물질 및 세척수가 마찰열 등에 의해 오염된 후 로봇팔의 모터측으로 역류하여 주변장치의 고장을 유발할 뿐만 아니라 시술 부위인 무릎 주변의 인체 조직을 오염시켜 부작용을 유발하는 단점이 있다.
In addition, the cutting cutter of the conventional cutting apparatus has a problem in that foreign materials and washing water flowing into the hollow hole 211 of the sleeve 21 are contaminated by frictional heat or the like and flow back to the motor side of the robot arm to cause malfunction of the peripheral device, And contaminates human tissues around the knee, causing side effects.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 커터의 회전시에 이물질 및 세척수가 슬리브의 내부로 유입되지 않도록 함으로써 절삭커터의 내구성과 시술의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터를 제공하는데 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide a cutting tool for cutting a joint using a robot that can improve the durability of a cutting cutter and the stability of a procedure, The purpose is to provide a cutter.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터는 로봇을 이용한 관절 절삭시스템의 로봇팔 부분에 접속되는 커터지지부재의 슬리브에 삽입, 설치되는 절삭커터에 있어서, 상기 절삭커터는 상기 슬리브의 샤프트삽입공에 삽입되는 샤프트와, 상기 샤프트의 단부에 형성되는 절삭헤드를 구비하되, 상기 슬리브의 단부와 접하는 상기 절삭헤드의 내측 부분에 역류방지연장부가 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a cutting cutter for a joint cutting using a robot according to the present invention is inserted into and installed in a sleeve of a cutter supporting member connected to a robot arm portion of a joint cutting system using a robot, The cutter has a shaft inserted into a shaft insertion hole of the sleeve, and a cutting head formed at an end of the shaft, wherein a backflow preventive extension is formed at an inner portion of the cutting head contacting the end of the sleeve.

상기 절삭헤드는 상기 샤프트와 연결되는 중심코어, 상기 중심코어에 외측으로 돌출되는 복수의 절삭날, 및 상기 절삭날에 요입, 형성되는 절삭물배출홈을 구비하고, 상기 역류방지연장부는 상기 중심코어에 일체로 연장, 형성되되 상기 샤프트의 외경보다는 크고 상기 중심코어의 직경보다는 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있다.Wherein the cutting head includes a center core connected to the shaft, a plurality of cutting edges protruding outwardly from the center core, and a cutting water discharge groove formed in the cutting edge, And may be formed to have a diameter larger than the outer diameter of the shaft and smaller than a diameter of the center core.

그리고, 상기 절삭헤드는 상기 샤프트와 연결되는 중심코어, 상기 중심코어에 외측으로 돌출되는 복수의 절삭날, 및 상기 절삭날에 요입, 형성되는 절삭물배출홈을 구비하고, 상기 역류방지연장부는 상기 중심코어에 일체로 연장, 형성되되 상기 슬리브의 단부를 향해 상향 경사지는 만곡경사면이 형성될 수 있다.The cutting head includes a center core connected to the shaft, a plurality of cutting edges protruding outwardly from the center core, and a cutting water discharge groove formed in the cutting edge, A curved slope extending integrally with the center core and sloping upward toward the end of the sleeve may be formed.

바람직하게, 상기 절삭물배출홈은 상기 중심코어의 전면에 경사지게 요입되는 제1 절삭물배출홈과 제2 절삭물배출홈과, 상기 절삭날의 사이사이에 전후방향을 따라 형성되는 제3 절삭물배출홈으로 구성되고, 상기 역류방지연장부는 절삭시 발생되는 절삭이물질이 후방으로 원활하게 배출되도록 상기 제3 절삭물배출홈과 연통되는 연장부배출홈이 요입될 수 있다.
Preferably, the cut-out groove has a first cut-out groove and a second cut-out groove recessed in a front face of the center core, and a third cut-out groove formed between the cut- And the backflow prevention extension portion may be formed with an extended portion discharge groove communicating with the third cutoff discharge groove so as to smoothly discharge the cutting foreign material generated at the time of cutting.

본 발명에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터에 의하면, 절삭시 뼛조각 등의 절삭이물질이나 세척수가 절삭물배출홈을 경유하여 후방으로 배출되더라도 절삭헤드와 슬리브의 단부 사이에 형성된 역류방지연장부에 의해 슬리브 내부로 유입되는 현상이 차단되는 효과가 있다. 이로 인해 슬리브 내부로 절삭이물질 및 세척수의 유입이 최소화되므로 샤프트의 진직도가 일정하게 유지되고 절삭헤드의 회전작용이 안정적으로 수행되면서 시술의 정확성과 안정성을 확보할 수 있고, 절삭이물질 및 세척수의 유입에 따른 부품의 마모, 손상 및 변형을 저감할 수 있어서 절삭커터 및 주변장치의 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다.According to the cutting cutter for articulated cutting using a robot according to the present invention, even if a cutting contaminant such as a blanket or a washing water is discharged rearward through a cutting water discharge groove, the backflow preventing kneader formed between the cutting head and the end of the sleeve So that the phenomenon of flowing into the sleeve is blocked. As a result, the flow of cutting contaminants and washing water into the sleeve is minimized, so that the straightness of the shaft is kept constant and the rotating action of the cutting head is stably performed, thereby ensuring the accuracy and stability of the procedure, Wear, damage and deformation of the parts according to the present invention can be reduced, so that the durability of the cutting cutter and the peripheral device can be remarkably improved.

그리고, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터에 의하면, 슬리브 내부로 절삭이물질 및 세척수의 유입이 차단되므로 종래와 같이 슬리브의 내부로 유입된 절삭이물질 및 세척수가 마찰열 등에 의해 2차 오염된 후 로봇팔의 모터측으로 역류하여 주변장치의 고장을 유발하거나 슬리브의 외부로 유출되어 시술 부위인 무릎 주변의 인체 조직을 오염시키는 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
According to the cutting cutter for articulated cutting using a robot according to the present invention, cutting foreign matter and washing water are prevented from flowing into the inside of the sleeve, the cutting foreign matter and washing water introduced into the sleeve are contaminated by frictional heat, It is possible to prevent the problem that the peripheral device is caused to flow back to the motor side of the robot arm and the peripheral device is broken or leaked to the outside of the sleeve to contaminate the human tissue around the knee.

도1a는 종래의 로봇을 이용한 관절 절삭시스템의 절삭장치를 나타낸 도면,
도1b는 무릎관절 부위에 시술되는 인공관절(임플란트)의 일 예를 나타낸 개략적인 사시도,
도2는 종래 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터를 설명하기 위한 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터를 나타낸 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터의 설치된 상태를 나타낸 사시도,
도5a 및 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터의 요부를 나타낸 도면으로서, 도5a는 후방에서 나타나는 형상을 도시한 사시도이고, 도5b는 전방에서 나타나는 형상을 도시한 사시도이다.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터를 나타낸 요부 사시도이다.FIG. 1A is a view showing a cutting apparatus of a conventional articulated cutting system using a robot,
FIG. 1B is a schematic perspective view illustrating an example of an artificial joint (implant)
FIG. 2 is a view for explaining a cutting cutter for a joint using a conventional robot,
FIG. 3 is a perspective view illustrating a cutting cutter for a joint using a robot according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a perspective view illustrating a state in which a cutting cutter for a joint using a robot is installed according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 5A and 5B are views showing the essential part of a cutting cutter for a joint using a robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a perspective view showing a shape shown from the rear, FIG.
6 is a perspective view of a cutting cutter for a joint using a robot according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터를 나타낸 사시도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터의 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.FIG. 3 is a perspective view showing a cutting cutter for a joint using a robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view illustrating a state where a cutting cutter for a joint using a robot is installed according to an embodiment of the present invention.

도3 및 도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터(1)는 로봇을 이용한 관절 절삭 시스템의 절삭장치에 장착되어 무릎 관절 등과 같은 임플란트(a)를 시술하기 위해 뼈를 절삭하는 용도로 사용되는 것으로, 의료용 로봇의 로봇팔 부분(미도시)에 구비된 모터(미도시)에 접속되는 샤프트(11)와, 이 샤프트(11)의 단부에 형성되어 뼈와 접촉되면서 실질적으로 절삭작용을 수행하는 절삭헤드(12)로 구성되어 있다. 3 and 4, a cutting cutter 1 for a joint using a robot according to an embodiment of the present invention is mounted on a cutting device of a joint cutting system using a robot and includes an implant a such as a knee joint A shaft 11 connected to a motor (not shown) provided in a robot arm portion (not shown) of the medical robot, and a shaft 11 formed at an end portion of the shaft 11 And a cutting head (12) which is substantially in contact with the bone and performs a cutting action.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터(1)는 절삭헤드(12)의 회전시에 절삭이물질 및 세척수가 커터지지부재(2)의 슬리브(21)의 내부로 유입되어 역류되지 않도록 하기 위한 역류방지연장부(13)가 더 형성된 점에 주요한 특징이 있는 것으로 이하 구체적으로 설명한다.Particularly, in the cutting cutter 1 for a joint using a robot according to the embodiment of the present invention, when the cutting head 12 rotates, cutting foreign matter and washing water are introduced into the sleeve 21 of the cutter supporting member 2 And a backflow prevention lead-in portion 13 for preventing the backflow of the gas flowing backward is further formed.

도5a 및 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터의 요부를 나타낸 도면으로서, 도5a는 후방에서 나타나는 형상을 도시한 사시도이고, 도5b는 전방에서 나타나는 형상을 도시한 사시도이다.FIGS. 5A and 5B are views showing the essential part of a cutting cutter for a joint using a robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a perspective view showing a shape shown from the rear, FIG.

도5a 및 도5b를 참조하면, 샤프트(11)는 환봉 형상을 갖는 강봉으로 형성된 것으로 후술되는 슬리브(21)의 샤프트삽입공(슬리브의 중심에 길이방향을 따라 형성되는 홀을 의미함)에 삽입되어 내장된 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치된다. 그리고 샤프트(11)는 외측 부분인 일측 단부에 절삭헤드(12)가 형성되고, 타측 단부가 로봇팔 부분(미도시)에 구비된 모터(미도시)에 접속되어 회전력을 전달받도록 되어 있다.5A and 5B, the shaft 11 is formed of a steel bar having a round rod shape and is inserted into a shaft insertion hole (a hole formed along the longitudinal direction at the center of the sleeve) of a sleeve 21 described later It is installed to be rotatable through the built-in bearing. The shaft 11 is formed with a cutting head 12 at one end portion which is an outer portion thereof and another end portion is connected to a motor (not shown) provided at a robot arm portion (not shown) to receive a rotational force.

절삭헤드(12)는 샤프트(11)와 연결되는 중심코어(121), 중심코어(121)에 외측으로 돌출되는 형태로 형성된 복수의 절삭날(122), 및 절삭과정에서 발생되는 절삭이물질이나 세척수의 배출을 위해 절삭날(122)에 요입, 형성되는 절삭물배출홈(123)이 구비되어 있다.The cutting head 12 includes a center core 121 connected to the shaft 11, a plurality of cutting blades 122 protruding outwardly from the center core 121, A cut-out groove 123 formed in the cutting edge 122 for the discharge of the cut-out edge.

여기서, 중심코어(121)는 절삭날의 형성을 위해 샤프트의 단부에 일체로 돌출되는 지지몸체로서 절삭날(122) 및 절삭물배출홈(123)이 절삭 가공을 통해 형성된다. Here, the center core 121 is a support body integrally projecting from the end of the shaft for forming the cutting edge, and the cutting edge 122 and the cutout discharge groove 123 are formed through the cutting process.

그리고 절삭날(122)은 대략 열십자 형상을 갖도록 형성되어 있고, 이 절삭날(122)의 측면에는 회전방향으로 제1 및 제2 절삭면(122b,122c)을 갖는 측면날(122a)이 형성되어 있다.A side edge 122a having first and second cutting surfaces 122b and 122c is formed on the side surface of the cutting edge 122 in the rotational direction .

절삭물배출홈(123)은 중심코어의 전면에 경사지게 요입되는 제1 절삭물배출홈(123a)과 제2 절삭물배출홈(123b)과, 절삭날(122)의 사이 사이에 전후방향을 따라 형성되는 제3 절삭물배출홈(123c)으로 구성되어 있다. 여기서, 제1 절삭물배출홈(123a)과 제2 절삭물배출홈(123b)은 대각방향으로 마주보게 각각 한 쌍이 형성되어 있고, 제3 절삭물배출홈(123c)은 절삭날(122)의 사이사이에 각각 형성되어 총 4개가 마련되어 있다.The cutting water discharge groove 123 is formed between the first cutting water discharge groove 123a and the second cutting oil discharge groove 123b and the cutting blade 122 which are inclined to the front surface of the center core And a third cut-out groove 123c formed therein. The third cutting water discharge groove 123a and the second cutting water discharge groove 123b are formed to face each other in the diagonal direction and the third cutting water discharge groove 123c is formed in the center of the cutting edge 122 A total of four are provided.

그리고, 전술한 절삭날(122), 제1 내지 제3 절삭물배출홈(123a,123b,123c)은 적정한 헬릭스 각(비틀림 각)을 갖도록 형성되어 있다. 여기서 헬릭스 각이 지나치게 크면 오버컷을 일으켜 과도한 컷팅이나 부정확한 컷팅을 유발하게 되고, 헬릭스 각이 지나치게 작은 경우 절삭시 큰 절삭력이 작용되어 절삭헤드의 손상을 유발하거나 내구성이 저하되므로 시술위치나 시술용도 등에 따라 적절한 헬릭스 각을 갖도록 변경할 수 있다.The above-mentioned cutting edge 122 and the first to third cut-out discharge grooves 123a, 123b and 123c are formed to have a proper helix angle (twist angle). If the helix angle is excessively large, excessive cutting or inaccurate cutting is caused. If the helix angle is excessively small, a large cutting force is applied to the cutting head to cause damage to the cutting head or durability of the cutting head. It is possible to change it so as to have an appropriate helix angle.

역류방지연장부(13)는 슬리브(21)의 단부와 접하는 절삭헤드의 내측 부분에 형성되는 것으로, 절삭과정에서 발생되는 뼛조각 등의 절삭이물질이나 세척수가 슬리브(21) 단부를 통해 유입되는 것을 차단하여 샤프트삽입공을 경유하여 역류되지 않도록 하는 작용을 수행한다.The backflow preventing lean burner 13 is formed on the inner side of the cutting head in contact with the end of the sleeve 21 to prevent cutting contaminants such as a blanket or the like generated during the cutting process from flowing through the end of the sleeve 21 So as not to flow back through the shaft insertion hole.

그리고, 역류방지연장부(13)는 중심코어(121)에 일체로 연장, 형성되되 샤프트삽입공으로 절삭이물질 및 세척수의 유입을 최소화하기 위해 샤프트(11)의 외경보다 크고 중심코어(121)의 직경보다는 작은 직경을 갖도록 형성되어 있다.The backflow preventing lean burner 13 is formed integrally with the center core 121 and has a diameter larger than the outer diameter of the shaft 11 and smaller than the diameter of the center core 121 in order to minimize the inflow of cutting contaminants and washing water into the shaft inserting hole. And is formed to have a small diameter.

또한, 역류방지연장부(13)에는 절삭시에 발생되는 절삭이물질 및 세척수가 샤프트삽입공으로 유입되지 않도록 하는 동시에 후방으로 원활하게 배출되도록 함으로써 절삭작용이 효과적으로 이루어지도록 하기 위해 제3 절삭물배출홈(123c)과 연통되게 연장되는 연장부배출홈(131)이 요입되어 있다.In addition, the backflow prevention lead-in section 13 is provided with a third cutting water discharge groove 123c (not shown) so as to prevent cutting foreign matter and washing water generated during cutting from flowing into the shaft inserting hole, And an extended portion discharge groove 131 extending to communicate with the lower portion.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터는 의료용 로봇의 로봇팔 부분(미도시)에 장착되는 커터지지부재(2)에 삽입, 지지되는 것으로, 이 커터지지부재(2)는 샤프트(11)가 삽입되는 슬리브(21)와 이 슬리브(21)가 고정되는 슬리브베이스(22)로 구성되어 있다. Meanwhile, the cutting cutter for joint cutting using a robot according to an embodiment of the present invention is inserted and supported in a cutter supporting member 2 mounted on a robot arm portion (not shown) of a medical robot, 2 includes a sleeve 21 into which the shaft 11 is inserted and a sleeve base 22 to which the sleeve 21 is fixed.

그리고, 슬리브(21)는 샤프트(11)를 안정적으로 지지할 수 있다면 특별히 구조나 형태에 제한은 없지만 샤프트(11)를 회전 가능하게 지지하도록 샤프트삽입공 내부에 지지베어링(미도시)이 설치된 것을 적용하는 것이 바람직하다. 이때 지지베어링은 굽힘 하중에 대한 강성을 고려하여 슬리브(21)의 두께 감소가 최소화 되도록 슬리브(21)의 전후 부분에 배치된 것을 적용하는 바람직하다.The sleeve 21 is not particularly limited in its structure and shape as long as it can stably support the shaft 11, but a support bearing (not shown) is provided inside the shaft insertion hole for rotatably supporting the shaft 11 . At this time, it is preferable to apply the support bearing arranged at the front and rear portions of the sleeve 21 so as to minimize the thickness reduction of the sleeve 21 in consideration of the rigidity with respect to the bending load.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터의 작용을 간략하게 설명한다.Hereinafter, the operation of a cutting cutter for a joint using a robot according to an embodiment of the present invention will be briefly described.

도4에 도시된 바와 같이 전술한 바와 같이 구성된 절삭커터(1)를 커터지지부재(2)에 조립하고 슬리브베이스(22)를 로봇팔의 접속부(미도시)에 체결하며 절삭커터(1)의 샤프트(11)는 로봇팔의 접속부에 내장된 모터(미도시)로부터 동력을 전달받을 수 있도록 접속한다.The cutting cutter 1 configured as described above is assembled to the cutter supporting member 2 and the sleeve base 22 is fastened to the connecting portion of the robot arm (not shown) The shaft 11 is connected to receive power from a motor (not shown) incorporated in a connecting portion of the robot arm.

이와 같이 절삭커터(1)의 조립이 완료되면 컴퓨터에 입력된 정보에 따라 가변되는 로봇팔의 작동에 따라 커터지지부재(2)가 위치이동되고, 절삭커터(1)가 회전되면서 무릎뼈의 절삭과정을 수행하게 된다.When the assembly of the cutting cutter 1 is completed, the cutter supporting member 2 is moved according to the operation of the robot arm, which varies according to the information input to the computer. As the cutting cutter 1 is rotated, .

전술한 바와 같이 모터와 접속된 절삭커터(1)의 샤프트(11)가 지지베어링에 지지되어 고속으로 회전되면 절삭헤드(12)가 연동되면서 무릎뼈(대퇴골(femur), 경골(tibia))을 절삭하게 되고, 절삭과정에서 발생된 뼛조각 등의 절삭이물질이나 세척수는 제1 및 제2 절삭물배출홈(123a,123b)과 제3 절삭물배출홈(123c)을 경유하여 후방으로 배출된다. 이때, 절삭헤드(12)와 슬리브(21)의 단부 사이에 역류방지연장부(13)가 형성되어 있으므로 절삭이물질이나 세척수가 슬리브(21) 단부를 통해 유입되는 것이 차단되어 샤프트삽입공 내부로 역류되지 않게 된다.As described above, when the shaft 11 of the cutting cutter 1 connected to the motor is supported by the support bearing and rotated at a high speed, the cutting head 12 is interlocked and the knee bones (femur, tibia) And the cutting foreign matter or washing water generated in the cutting process is discharged to the rear via the first and second cutting water discharge grooves 123a and 123b and the third cutting water discharge groove 123c. At this time, since the backflow preventing non-return portion 13 is formed between the cutting head 12 and the end portion of the sleeve 21, the cutting foreign matter or the washing water is prevented from flowing through the end of the sleeve 21 and flows back into the shaft insertion hole .

특히, 역류방지연장부(13)는 샤프트(11)의 외경보다 크고 중심코어(121)의 직경보다는 작은 직경을 갖도록 형성되어 있어서 슬리브(21)의 샤프트삽입공 내부로 절삭이물질 및 세척수의 유입을 최소화할 수 있다. 그리고, 역류방지연장부(13)에는 제3 절삭물배출홈(123c)과 연통되는 연장부배출홈(131)이 요입되어 있어서 절삭이물질의 유입방지작용은 물론이고 절삭시 발생되는 절삭이물질이 후방으로 원활하게 배출되도록 함으로써 절삭작용이 보다 효과적으로 이루어지도록 하는 작용을 수행한다.Particularly, the backflow prevention lead-in section 13 is formed to have a diameter larger than the outer diameter of the shaft 11 and smaller than the diameter of the center core 121, thereby minimizing the inflow of cutting foreign matter and washing water into the shaft insertion hole of the sleeve 21 can do. In addition, the backflow prevention lead-in section 13 is provided with an extended portion discharge groove 131 communicating with the third cutout discharge groove 123c, so that not only the effect of preventing the entry of cutting foreign substances but also the cutting foreign matter generated at the time of cutting So that the cutting operation is performed more effectively.

이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하되, 전술한 일 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명이나 도면상 도시를 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. Hereinafter, other embodiments according to the present invention will be described, and components similar to those shown in the above-described embodiments will be described with reference to specific elements or components having different descriptions, not shown in the drawings.

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터를 나타낸 요부 사시도이다.6 is a perspective view of a cutting cutter for a joint using a robot according to another embodiment of the present invention.

도6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터(1')는 슬리브(21)의 샤프트삽입공에 삽입되는 샤프트(11), 이 샤프트(11)의 단부에 형성되는 절삭헤드(12), 및 슬리브(21)의 단부와 접하는 절삭헤드(12)의 내측 부분에 형성되는 역류방지연장부(13)를 구비하고, 역류방지연장부(13)는 중심코어(121)에 일체로 연장, 형성되되, 슬리브(21)의 단부를 향해 상향 경사지는 만곡경사면(132)이 형성된 구조로 되어 있다.6, a cutting cutter 1 'for joint cutting using a robot according to another embodiment of the present invention includes a shaft 11 inserted into a shaft insertion hole of a sleeve 21, And a backflow prevention lead-in portion 13 formed at an inner portion of the cutting head 12 in contact with the end portion of the sleeve 21. The backflow prevention lead-in portion 13 has a center core 121 And a curved sloped surface 132 which is inclined upward toward the end of the sleeve 21 is formed.

전술한 바와 같은 만곡경사면(132)이 형성되면 역류방지연장부(13)의 전체적인 형상은 대략 원추형으로 형성된다. 이때 만곡경사면(132) 단부(슬리브의 단부에 접하는 부분)의 외경은 절삭날(122)의 직경보다는 작으면서 슬리브(21) 단부의 외경과 근접하거나 슬리브 단부의 외경보다 다소 크게 형성하여 슬리브(21)의 샤프트삽입공 내부로 절삭이물질 유입을 보다 효과적으로 차단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.When the curved slope 132 as described above is formed, the overall shape of the backflow prevention lead-in portion 13 is formed in a substantially conical shape. At this time, the outer diameter of the end portion of the curved slope 132 (the portion contacting the end portion of the sleeve) is smaller than the diameter of the cutting edge 122 and is slightly larger than the outer diameter of the end portion of the sleeve 21 or slightly larger than the outer diameter of the end portion of the sleeve 21, So that it is possible to more effectively block the inflow of cutting foreign matter into the shaft insertion hole.

전술한 바와 같이 역류방지연장부(13)에 슬리브(21) 단부를 향해 외경이 확장되는 형태의 만곡경사면(132)이 형성되어 있으면 절삭과정에서 발생된 절삭이물질이 만곡경사면(132)을 타고 이동된 후 슬리브 단부로부터 이격된 지점으로 유도되므로 샤프트삽입공으로의 절삭이물질 유입을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.If the curved sloped surface 132 is formed in the backflow prevention lead-in portion 13 so as to extend in the outer diameter toward the end of the sleeve 21 as described above, the cutting foreign material generated in the cutting process is moved along the curved sloped surface 132 And is guided to a position spaced apart from the end portion of the rear sleeve, it is possible to more effectively block the inflow of cutting foreign matter into the shaft insertion hole.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터(1')는 역류방지연장부(13)에 상향 경사지는 만곡경사면(132)이 형성된다는 점에만 차이점이 있을 뿐 절삭이물질이나 세척수가 슬리브 단부를 통해 유입되는 것을 차단하여 샤프트삽입공을 경유하여 역류되지 않도록 하는 세부적인 작용효과가 전술한 일 실시예의 작용효과와 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Meanwhile, the cutting cutter 1 'for joint cutting using the robot according to another embodiment of the present invention as described above has a difference only in that a curved sloping surface 132 is formed on the backflow prevention lead-in portion 13, The detailed operation and effect of preventing the cutting foreign matter or the washing water from flowing through the sleeve end portion and preventing the reverse flow through the shaft insertion hole are similar to those of the above-described embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

상기한 실시예에서 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.
The terms used in the above embodiments are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

1,1':절삭커터 11:샤프트
12:절삭헤드 121:중심코어
122:절삭날 123:절삭물배출홈
123a:제1 절삭물배출홈 123b:제2 절삭물배출홈
123c:제3 절삭물배출홈 13:역류방지연장부
131:연장부배출홈 132:만곡경사면
2:커터지지부재 21:슬리브
22:슬리브베이스1,1 ': cutting cutter 11: shaft
12: cutting head 121: center core
122: cutting edge 123:
123a: first cut-off discharge groove 123b: second cut-off discharge groove
123c: Third cut-off discharge groove 13:
131: extended portion discharge groove 132: curved slope
2: Cutter supporting member 21: Sleeve
22: sleeve base

Claims (4)

로봇을 이용한 관절 절삭시스템의 로봇팔 부분에 접속되는 커터지지부재의 슬리브에 삽입, 설치되는 절삭커터에 있어서,
상기 절삭커터는 상기 슬리브의 샤프트삽입공에 삽입되는 샤프트, 상기 샤프트의 단부에 형성되는 절삭헤드, 및 상기 슬리브의 단부와 접하는 상기 절삭헤드의 내측 부분에 역류방지연장부를 구비하고,
상기 절삭헤드는 상기 샤프트와 연결되는 중심코어, 상기 중심코어에 외측으로 돌출되는 복수의 절삭날, 및 상기 절삭날에 요입, 형성되는 절삭물배출홈을 구비하고,
상기 절삭날은 열십자 형상으로 형성되되 측면에 회전방향으로 제1 및 제2 절삭면을 갖는 측면날이 형성되고,
상기 절삭물배출홈은 상기 중심코어의 전면에 경사지게 요입 되되 대각방향으로 마주보게 각각 한 쌍으로 형성된 제1 절삭물배출홈 및 제2 절삭물배출홈과, 상기 측면날의 사이사이에 전후방향을 따라 형성되는 제3 절삭물배출홈 으로 구성되고,
상기 역류방지연장부는 상기 중심코어에 일체로 연장되고 상기 샤프트의 외경보다는 크고 상기 중심코어의 직경보다는 작은 직경을 갖도록 형성되되, 절삭시 발생되는 절삭이물질이 후방으로 원활하게 배출되도록 상기 제3 절삭물배출홈과 연통되는 연장부배출홈이 요입된 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터.
A cutting cutter inserted into and installed in a sleeve of a cutter supporting member connected to a robot arm portion of a joint cutting system using a robot,
Wherein the cutting cutter has a shaft inserted into a shaft insertion hole of the sleeve, a cutting head formed at an end of the shaft, and a backflow preventing extension at an inner portion of the cutting head contacting with the end of the sleeve,
Wherein the cutting head has a center core connected to the shaft, a plurality of cutting edges protruding outwardly from the center core, and a cutout discharge groove formed in the cutting edge,
Wherein the cutting edge is formed in a cross shape, and a side edge having first and second cutting surfaces in a rotation direction is formed on a side surface,
Wherein the cut-off groove has a first cut-out groove and a second cut-out groove recessed in a front face of the central core and formed in a pair in a diagonal direction so as to face each other, And a third cut-out groove formed along the second cut-
Wherein the backflow preventing extension part is integrally formed with the center core and has a larger diameter than the outer diameter of the shaft and a diameter smaller than the diameter of the center core so as to smoothly discharge the cutting foreign matter generated during cutting, And an extended portion discharge groove communicating with the discharge groove is inserted in the cutting groove.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 역류방지연장부는 상기 중심코어에 일체로 연장, 형성되되 상기 슬리브의 단부를 향해 상향 경사지는 만곡경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터.
The method according to claim 1,
Wherein the backflow preventing extension part is formed integrally with the center core and has a curved slope that is inclined upward toward the end of the sleeve.
삭제delete
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