KR101658498B1 - 안구 수술용 로봇 암 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안구 수술용 현미경이 장착되는 로봇 암 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 안구 수술용 현미경을 위한 공간적인 확장성과 기구적 안정성을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 실시예는 상하로 길이가 가변되는 포스트를 포함하는 서포터; 일측이 상기 포스트의 상단과 결합되되 상기 포스트를 중심축으로 회전 가능하게 결합되고, 타측에 로타리 댐퍼가 설치된 제 1 암; 일측이 상기 제 1 암의 타측과 결합되어 지면에 대해 소정의 경사각을 갖고, 상기 로타리 댐퍼와 연결되어 상기 로타리 댐퍼의 회전축을 중심으로 회전하며, 타측에서 작용하는 하중에 의한 틸팅 동작을 수행하되 틸팅각의 상한값이 설정되도록 설치되고 설정된 틸팅각의 상한값 이상인 경우 상기 틸딩 동작이 정지되는 제 2 암; 상기 제 2 암의 타측 및 안구 수술용 현미경과 각각 결합되고, 상기 현미경을 X축 및 Y축으로 수평 이동시키기 위한 모션 테이블을 포함하는 안구 수술용 로봇 암 장치를 개시한다.

Description

안구 수술용 로봇 암 장치{DEVICE OF ROBOT ARM FOR EYE SURGERY}
본 발명은 안구 수술용 로봇 암(arm) 장치에 관한 것이다.
안구는 인간의 오감 중 가장 중요한 감각 기관으로서, 현대의 환경의 변화에 의해 백내장, 안구건조증, 녹내장 등의 질병에 대한 수술이나, 시력교정을 위한 라식 수술 및 라섹수술, 엑시머레이저수술, ICL 수술 등을 하고 있으며, 이러한 안구수술 시 로봇 암(robot arm) 장치에 설치된 수술용 현미경을 많이 사용하고 있다.
최근, 상기 로봇 암 장치는 안구 수술용 현미경과 함께 다양한 구조의 모듈화 제작 및 개발이 이루어지고 있다. 안과수술이 제한적인 공간에서 이루어질 경우 상기 로봇 암 장치는 수술용 현미경의 확장성을 도모하여 특수한 공간적 요건에 부합되는 구조로 설계되어야 함은 물론, 미세 수술인 안구수술을 성공적으로 진행하기 위해서는 기구적인 안정성의 요건도 부합되어야 한다.
KR 10-2009-0123151 A KR 10-2014-0083462 A
본 발명은 안구 수술용 현미경을 위한 공간적인 확장성과 기구적 안정성을 제공하는 로봇 암 장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치는, 상하로 길이가 가변되는 포스트를 포함하는 서포터; 일측이 상기 포스트의 상단과 결합되되 상기 포스트를 중심축으로 회전 가능하게 결합되고, 타측에 로타리 댐퍼가 설치된 제 1 암; 일측이 상기 제 1 암의 타측과 결합되어 지면에 대해 소정의 경사각을 갖고, 상기 로타리 댐퍼와 연결되어 상기 로타리 댐퍼의 회전축을 중심으로 회전하며, 타측에서 작용하는 하중에 의한 틸팅 동작을 수행하되 틸팅각의 상한값이 설정되도록 설치되고 설정된 틸팅각의 상한값 이상인 경우 상기 틸딩 동작이 정지되는 제 2 암; 상기 제 2 암의 타측 및 안구 수술용 현미경과 각각 결합되고, 상기 현미경을 X축 및 Y축으로 수평 이동시키기 위한 모션 테이블을 포함한다.
또한, 상기 서포터는, 다수의 바퀴가 장착된 베이스; 상기 일측이 상기 베이스와 결합된 고정 포스트; 상기 고정 포스트의 타측에 상하로 이동 가능하도록 삽입되는 가변 포스트; 상기 고정 포스트와 상기 가변 포스트를 서로 결합하는 결합 밴드; 상기 가변 포스트와 상기 결합 밴드 사이에 개재되어 상기 가변 포스트의 회전 저항을 가하는 우레탄 밴드; 및 상기 상기 가변 포스트의 위치를 고정시키기 위한 노브 볼트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 암은, 상기 제 2 암의 외관을 형성하는 프레임 바디; 상기 제 1 암의 일측에 고정된 제 1 틸팅 링크 및 상기 제 1 암의 타측에 고정된 제 2 틸팅 링크를 포함하고, 상기 제 2 암이 틸팅 동작을 수행하는 틸팅 링크; 상기 프레임의 내측벽에 설치되어 상기 제 2 암의 기울기를 센싱하는 기울기 센서; 상기 틸팅 링크와 결합되어 상기 기울기 센서의 센싱값에 따라 상기 틸딩 링크의 동작을 정지시키는 전자 브레이크; 및 상기 틸팅각의 상한값을 설정할 수 있도록 설치되고, 상기 기울기 센서의 센싱값에 따라 상기 전자 브레이크를 온/오프 시키는 각도 조절 볼륨을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 암은 가스 스프링을 더 포함하고, 상기 가스 스프링은, 상기 틸팅 링크와 상기 제 2 암의 타측 사이에 설치된 가스 실린더; 및 상기 가스 실린더의 일측과 연결되고, 상기 가스 실린더에 가해지는 압력을 조절하여 상기 제 2 암의 타측에서 작용하는 하중에 의한 상기 가스 실린더의 장력을 조절하는 장력 조절 노브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모션 테이블은, X축 및 Y축으로 각각 설치되고, 양방향 회전이 가능한 DC 모터; 상기 DC 모터와 각각 연결된 웜과 웜기어; 상기 웜과 웜기어와 각각 연결되고, 상기 웜과 웜기어의 회전 운동을 X축 및 Y축 방향으로의 수평 운동으로 각각 전환하는 레크 기어; 상기 레크 기어의 동작에 따른 상기 모션 테이블을 X축 및 Y축에 대한 수평 이동을 하도록 각각 가이드하는 크로스 롤러 가이드; 및 상기 DC 모터의 동작 및 회전속도를 제어하고, X축 및 Y축으로의 수평 이동 거리에 대한 상한값을 설정할 수 있도록 설치된 조작 스위치부; 상기 모션 테이블의 X축 및 Y축 방향으로 각각 설치되고, 상기 수평 이동 거리를 각각 센싱하고, 상기 수평 이동 거리에 대한 상한값 이상인 경우 상기 DC 모터의 동작을 정지시키는 마이크로 스위치; 및 상기 마이크로 스위치와 함께 X축 및 Y축 방향으로 각각 설치되고, 상기 수평 이동 거리를 센싱할 수 있는 기준이 되는 센서 도그를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치는 안구 수술용 현미경을 위한 공간적인 확장성과 기구적 안정성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서포터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 암의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 암의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 암의 장력 조절 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모션 테이블의 외관을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모션 테이블의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모션 테이블의 동작을 나타낸 도면이다.
출원인은 이하에서 첨부도면을 참조하여 앞서 본 실시예들의 구성을 상세하게 설명한다.
본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서포터의 구성을 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 암의 구성을 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 암의 구성을 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 암의 장력 조절 방법을 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모션 테이블의 외관을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안구 수술용 로봇 암 장치(1000)는, 서포터(100), 제 1 암(200), 제 2 암(300) 및 모션 테이블(400)을 포함한다. 더불어, 상기 안구 수술용 로봇 암 장치(1000)은 디스플레이(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 서포터(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 로봇 암 장치(1000) 전체를 지지하기 위한 구조물로서 상기 로봇 암 장치(1000)의 전체적인 무게 중심을 잡아주며 자유로운 이동할 수 있도록 구성된 베이스(110) 및 상하로 길이가 가변되는 포스트(120)를 포함할 수 있다.
상기 베이스(110)는 상기 포스트(200)를 중심으로 가지 형상으로 분기된 다수의 베이스 프레임(111), 상기 베이스 프레임(111)의 하부에 각각 장착된 다수의 바퀴(113) 및 상기 베이스 프레임(111)의 상부에 장착된 웨이트 블록(115)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 암(200), 제 2 암(300) 및 모션 테이블(400)과 같은 상부구조물이 전방을 향해 연장되고 상기 전방에서 조작되는 형태이므로, 상기 웨이트 블록(115)은 상기 로봇 암 장치(1000)의 하부 후방에 위치됨으로써 상기 제 1 및 제 2 암(200, 300)의 조작 시 롤링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 포스트(120)는 제 1 암(200), 제 2 암(300) 및 모션 테이블(400)과 같은 상부구조물을 상기 베이스(100)로부터 지지하기 위한 수단으로서 고정 포스트(121), 가변 포스트(123) 및 결합 부재(125)를 포함할 수 있다.
상기 고정 포스트(121)의 일측은 상기 베이스(110)의 상부 후방에 결합되어 상기 베이스(100)에 고정될 수 있다. 상기 가변 포스트(123)의 일측은 상기 고정 포스트(121)의 타측에 상하로 이동 가능하도록 삽입될 수 있다.
상기 가변 포스트(123)의 타측은 상기 제 1 암(200)과 결합되어 고정되는데, 상기 제 1 암(200)과 제 2 암(300)의 길이가 길고 전방에서 조작되는 형태이므로, 상기 고정 포스트(121) 타측의 고정점은 상기 제 1 암(200)의 후방에 위치함으로써 구조적인 안정화를 도모할 수 있다.
상기 결합 부재(125)는 결합 밴드(125a), 우레탄 밴드(125b), 노드 볼트(125d) 및 베어링(125c)을 포함할 수 있다. 상기 결합 밴드(125a)는 상기 고정 포스트(121)와 가변 포스트(123)의 연결 부분을 외부에서 밴드 형태로 잡아주어 이들을 서로 연결시킬 수 있다. 상기 우레탄 밴드(125b)는 상기 가변 포스트(123)와 결합 밴드(125a) 사이에 개재됨으로써 우레탄에 의한 측압 조절로 상기 가변 포스트(123)의 회전 저항을 가변하는 역할을 한다. 상기 우레탄 밴드(125b)의 상하부에는 각각 상기 베어링(125c)이 장착되어 상기 가변 포스트(123)의 길이 조절을 위한 이동을 좀 더 용이하게 할 수 있다. 상기 노드 볼트(125d)는 상기 결합 밴드(125a)의 측부에서 상기 우레탄 밴드(125a)로 기구적 압력을 가하여 상기 가변 포스트(123)의 위치를 고정시킬 수 있다.
상기 제 1 암(200)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 암(200)의 외관을 이루며, 그 내부에 전원모듈 및 제어기(20)를 수납할 수 있는 공간을 제공하는 제 1 암 프레임 바디(210)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 암(200)의 일측(200A) 하부는 상기 가변 포스트(123)와 회전 가능하게 결합되고, 타측(200B)에는 로타리 댐퍼(220)가 설치되어 상기 제 2 암(300)의 회전 저항을 조절할 수 있다. 상기 로타리 댐퍼(220)는 노브 볼트(23)에 의해 상기 제 1 암 프레임 바디(210) 내부에 고정되고, 회전 결합부(221)를 통해 상기 제 2 암(300)과 연결될 수 있다. 상기 제 1 암(200)은 상기 서포터(100)의 포스트(120)를 중심축으로 하여 회전 가능하게 결합되어 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 각도(θ3)로 회전할 수 있다.
상기 제 2 암(300)은 도 2에 도시된 바와 같이, 일측이 상기 제 1 암(200)의 타측과 결합되어 지면에 대해 소정의 경사각(θ1)을 갖고, 상기 로타리 댐퍼(220)와 연결되어 상기 로타리 댐퍼(220)의 회전축을 중심으로 회전하며, 타측에서 작용하는 하중에 의한 틸팅 동작을 수행하되 틸팅각(θ2)의 상한값이 설정되도록 설치되어 설정된 틸팅각(θ2)의 상한값 이상인 경우 상기 틸딩 동작이 정지되도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 제 2 암(300)은 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 암 프레임 바디(310), 제 2 암 축(320), 틸팅 링크(330), 전자 브레이크(340), 각도 조절 볼륨(350), 기울기 센서(360) 및 가스 스프링(370)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 암 프레임 바디(310)는 상기 제 2 암(300)의 외관을 형성할 수 있다. 상기 제 2 암(300)의 일측(300A)은 상기 로타리 댐퍼(220)의 회전 결합부(221)를 통해 상기 제 1 암(200)으로부터 소정의 각도(θ4)로 회전 가능하게 설치되며, 타측(300B)은 상기 모션 테이블(400)이 결합될 수 있다.
상기 제 2 암 축(320)은 상기 제 2 암(300)의 일측(300A)에 타측(300B)을 향해 소정의 경사각(θ1)을 갖도록 설치되며, 상기 제 2 암(320) 전체를 지지하는 역할을 한다.
상기 틸팅 링크(330)는 상기 제 2 암(300)의 일측(300A)에 설치된 제 1 틸팅 링크(331)와 상기 제 2 암(300)의 타측(300B)에 설치된 제 2 틸팅 링크(333)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 틸팅 링크(331, 333)는 상기 제 2 암 축(320)을 통해 연결될 수 있다. 상기 제 1 틸팅 링크(331)는 상기 제 2 암(300)이 상기 타측(300B)에서 작용하는 하중에 의한 상기 제 2 암(300)의 틸팅 동작이 수행되도록 할 수 있다.
상기 전자 브레이크(340)는 상기 제 1 틸팅 링크(331)에 설치되고 상기 제 2 암(300)이 미리 설정된 틸팅각(θ2)의 상한을 넘어 틸팅되는 경우 상기 1 틸팅 링크(331)에 제동을 걸어 상기 제 2 암(300)의 틸팅 동작을 정지시킬 수 있다.
상기 각도 조절 볼륨(350)은 상기 틸팅각(θ2)의 상한값을 설정할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 기울기 센서(360)는 상기 제 2 암 프레임 바디(310)의 내측면에 부착되고, 상기 제 2 암(300)의 틸팅 동작에 의한 기울기 각도를 센싱하며, 센싱된 값이 상기 각도 조절 볼륨(350)을 통해 설정된 틸팅각(θ2)의 상한값 이상일 경우 상기 전자 브레이크(340)를 턴온시켜 상기 제 1 틸팅 링크(331)에 제동을 걸어 상기 제 2 암(300)의 틸팅 동작이 정지되도록 할 수 있다.
상기 가스 스프링(370)은 상기 제 2 암(300), 모션 테이블(400) 및 안구 수술용 현미경(10) 등의 전체 무게에 의한 상기 제 2 암(300)의 타측(300B)의 하중을 고려하여 구성된 수단으로, 기구적 방법에 의하여 상기 제 2 암(300)의 장력을 가변시킬 수 있다. 이를 위해 상기 가스 스프링(370)은 가스 실린더(371)와 장력 조절 노브(373)를 포함할 수 있다.
상기 가스 실린더(371)는 상기 제 2 암(300)의 일측(300A)에서 상기 제 2 틸팅 링크(333)로 연결되며, 상기 타측(300A)에 설치된 상기 장력 조절 노브(373)의 거리 조절에 의해 상기 제 2 암(300)의 장력을 조절할 수 있다. 상기 제 2 암(300)의 장력과 동일한 크기의 반반력(F)는 도 7을 참조하여 아래와 같은 수식으로 정의될 수 있다.
Figure 112014068803475-pat00001
상기 수학식 1에서 G는 무게 중심점의 의미하고, W는 상기 모션 테이블(400)과 안구 수술용 현미경(10)을 포함하는 상기 제 2 암(300)의 무게를 의미하고, B는 상기 장력 조절 노브(373)의 힌지에서 가스 댐퍼까지의 거리를 의미하며, N은 스프링 수량을 의미한다. 상기 제 2 암(300)의 장력 조절은 상기 장력 조절 노브(373)의 힌지와 가스 댐퍼까지의 거리(B)를 조절함으로써 수행될 수 있다. 상기와 같은 물리적 조건을 고려하여 상기 제 2 암(300)의 장력 조절 수단을 구성하는 것이 바람직하다.
상기 모션 테이블(400)은 상기 제 2 암(300)으로부터 상기 모션 테이블(400)의 높이가 조절되도록 상기 제 2 암(300)의 타측(300B)과 결합된 제 1 연결 축(401), 상기 모션 테이블(400)의 내부 구성을 탑재하기 위한 테이블 프레임 바디(403), 상기 프레임 바디(403)에 안구 수술용 현미경(10)을 연결하기 위한 제 2 연결 축(405), 상기 프레임 바디(403)를 상기 제 1 연결 축(401)으로부터 결합 및 분리하기 위한 착탈용 스위치(407) 및 상기 모션 테이블(400)의 XY 수평 이동을 조작하기 위한 조작 스위치(409)를 구비할 수 있다. 상기 조작 스위치(409)는 상기 모션 테이블(400)의 동작 속도를 각각 제어하고, 상기 모션 테이블(400)의 수평 이동 거리에 대한 상한값을 설정할 수 있다. 상기 모션 테이블(400)의 위치 이동은, 상기 조작 스위치부(409)를 통해 상한값을 미리 설정함으로써 자동 수행될 수 있으며, 사용자가 수동으로 조작함으로써 수행될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모션 테이블의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모션 테이블의 동작을 나타낸 도면이다. 다만, 도 9 및 도 10은 설명의 편의를 X축 수평 이동과 관련된 구성을 도시하였으며, Y축 수평 이동과 관련된 구성은 후술하는 구성과 동일하므로, 그에 대한 상세한 설명은 최대한 생략하도록 한다. 다만, X축 모션 테이블이 Y축 모션 테이블 아래에 배치되거나 그 반대의 위치에 배치되는 위치 관계로 설치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 모션 테이블(400)은 DC 모터(410), 연결 기어(420), 웜과 웜기어(440), 레크 기어(440), 크로스 롤러 가이드(450), 마이크로 스위치(460) 및 센서 도그(470)를 포함할 수 있다.
상기 DC 모터(410)는 X축 및 Y축으로 각각 설치되고, 양방향 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 여기서, 양방향이란 +X축 방향과 -X축 방향으로의 회전 또는 +Y축 방향과 -Y축 방향으로의 회전을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 DC 모터(410)는 X축 방향으로 1개, 그리고 Y축 방향으로 1개로, 총 2개의 모터로 구성될 수 있다.
상기 연결 기어(420)는 상기 웜과 웜기어(440)와 연결되어 상기 DC 모터(410)의 회전력을 상기 웜과 웜기어(440)로 전달할 수 있다. 상기 연결 기어(420)는 헬리컬 기어 모듈을 적용함으로써, 조작자가 현미경(10)을 접안한 상태에서 미세 조작이 용이하도록 소음과 흔들림 등을 최소화할 수 있다.
상기 웜과 웜기어(440)는 상기 연결 기어(420)를 통해 상기 DC 모터(410)으로부터 회전력을 전달 받아 상기 레크 기어(440)로 전달할 수 있다.
상기 레크 기어(440)는 상기 웜과 웜기어(440)의 회전력을 X축 및 Y축 방향으로의 수평 운동으로 각각 전환할 수 있다.
상기 크로스 롤러 가이드(450)는 상기 레크 기어(440)의 동작에 따른 상기 모션 테이블(400)의 X, Y축 수평 이동을 각각 가이드하는 역할을 하며, LM 가이드보다 작동 안전성이 우수하다.
상기 마이크로 스위치(460)는 상기 모션 테이블(400)의 X, Y축 방향에 대하여 각각 설치되고, 상기 모션 테이블(400)의 수평 이동 거리를 각각 센싱하고, 센싱된 값이 상기 조작 스위치부(409)를 통해 설정된 상한값을 초과하는 경우 상기 DC 모터(410)의 동작을 정지시키는 역할을 한다. 상기 마이크로 스위치(460)는 +/- X축 방향에 대하여 2개, 그리고 +/- Y축 방향에 대하여 2개로 총 4개의 스위치로 구성될 수 있다.
상기 센서 도그(470)는 상기 마이크로 스위치(460)와 함께 X, Y 축 방향에 대하여 각각 설치되고, 상기 마이크로 스위치(460)가 상기 모션 테이블(400)의 수평 이동 거리를 각각 센싱할 수 있는 기준점 역할을 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모션 테이블의 동작을 나타낸 도면이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 모션 테이블(400)은 최초 홈 포지션에 위치해 있으며, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 조작 스위치부(409)를 통해 - X축으로 이동을 시작하게 되면 상기 DC 모터(410)가 X축 방향으로 회전하면서 상기 모션 테이블(400)이 +X축으로 이동하게 된다. 이후 -X축 방향으로 설치된 마이크로 스위치(461)가 상기 센서 도그(470)를 통해 -X축 방향에 대한 수평 이동 거리를 센싱하고, 센싱된 값이 미리 설정된 상한값 이상인 경우 상기 DC 모터(410)의 동작을 정지시킬 수 있다. 또한, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 조작 스위치부(409)를 통해 +X축으로 이동을 시작하게 되면 상기 DC 모터(410)가 -X축 방향으로 회전하면서 상기 모션 테이블(400)이 +X축으로 이동하게 된다. 이후 +X축 방향으로 설치된 마이크로 스위치(463)가 상기 센서 도그(470)를 통해 +X축 방향에 대한 수평 이동 거리를 센싱하고, 센싱된 값이 미리 설정된 상한값 이상인 경우 상기 DC 모터(410)의 동작을 정지시킬 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상술한 바와 같이, 상기 모션 테이블(400)의 Y축에 대한 구동 방식은 X축에 대한 구동 방식과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 안구 수술용 로봇 암 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1000: 수술용 로봇 암 장치 10: 안구 수술용 현미경
100: 서포터 110: 베이스
111: 베이스 프레임 113: 바퀴
115: 웨이트 블록 120: 포스트
121: 고정 포스트 123: 가변 포스트
125: 결합 부재 125a: 결합 밴드
125b: 우레탄 밴드 125c: 노브 볼트
125d: 결합 밴드 200: 제 1 암
210: 제 1 암 프레임 바디 220: 로타리 댐퍼
230: 노브 볼트 300: 제 2 암
310: 제 2 암 프레임 바디 320: 제 2 암 축
330: 틸팅 링크 340: 전자 브레이크
350: 각도 조절 볼륨 360: 기울기 센서
370: 가스 스프링 371: 장력 조절 노브
373: 가스 실린더 380: 노브 볼트
400: 모션 테이블 410: DC 모터
420: 연결 기어 430: 웜과 웜기어
440: 레크 기어 450: 마이크로 스위치
460: 센서 도그 500: 디스플레이

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 상하로 길이가 가변되는 포스트를 포함하는 서포터;
    일측이 상기 포스트의 상단과 결합되되 상기 포스트를 중심축으로 회전 가능하게 결합되고, 타측에 로타리 댐퍼가 설치된 제 1 암;
    일측이 상기 제 1 암의 타측과 결합되어 지면에 대해 소정의 경사각을 갖고, 상기 로타리 댐퍼와 연결되어 상기 로타리 댐퍼의 회전축을 중심으로 회전하며, 타측에서 작용하는 하중에 의한 틸팅 동작을 수행하되 틸팅각의 상한값이 설정되도록 설치되고 설정된 틸팅각의 상한값 이상인 경우 상기 틸팅 동작이 정지되는 제 2 암;
    상기 제 2 암의 타측 및 안구 수술용 현미경과 각각 결합되고, 상기 현미경을 X축 및 Y축으로 수평 이동시키기 위한 모션 테이블을 포함하고,
    상기 서포터는,
    다수의 바퀴가 장착된 베이스;
    상기 일측이 상기 베이스와 결합된 고정 포스트;
    상기 고정 포스트의 타측에 상하로 이동 가능하도록 삽입되는 가변 포스트;
    상기 고정 포스트와 상기 가변 포스트를 서로 결합하는 결합 밴드;
    상기 가변 포스트와 상기 결합 밴드 사이에 개재되어 상기 가변 포스트의 회전 저항을 가하는 우레탄 밴드; 및
    상기 상기 가변 포스트의 위치를 고정시키기 위한 노브 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 안구 수술용 로봇 암 장치.
  3. 상하로 길이가 가변되는 포스트를 포함하는 서포터;
    일측이 상기 포스트의 상단과 결합되되 상기 포스트를 중심축으로 회전 가능하게 결합되고, 타측에 로타리 댐퍼가 설치된 제 1 암;
    일측이 상기 제 1 암의 타측과 결합되어 지면에 대해 소정의 경사각을 갖고, 상기 로타리 댐퍼와 연결되어 상기 로타리 댐퍼의 회전축을 중심으로 회전하며, 타측에서 작용하는 하중에 의한 틸팅 동작을 수행하되 틸팅각의 상한값이 설정되도록 설치되고 설정된 틸팅각의 상한값 이상인 경우 상기 틸팅 동작이 정지되는 제 2 암;
    상기 제 2 암의 타측 및 안구 수술용 현미경과 각각 결합되고, 상기 현미경을 X축 및 Y축으로 수평 이동시키기 위한 모션 테이블을 포함하고,
    상기 제 2 암은,
    상기 제 2 암의 외관을 형성하는 프레임 바디;
    상기 제 1 암의 일측에 고정된 제 1 틸팅 링크 및 상기 제 1 암의 타측에 고정된 제 2 틸팅 링크를 포함하고, 상기 제 2 암이 틸팅 동작을 수행하는 틸팅 링크;
    상기 프레임의 내측벽에 설치되어 상기 제 2 암의 기울기를 센싱하는 기울기 센서;
    상기 틸팅 링크와 결합되어 상기 기울기 센서의 센싱값에 따라 상기 틸팅 링크의 동작을 정지시키는 전자 브레이크; 및
    상기 틸팅각의 상한값을 설정할 수 있도록 설치되고, 상기 기울기 센서의 센싱값에 따라 상기 전자 브레이크를 온/오프 시키는 각도 조절 볼륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 안구 수술용 로봇 암 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 암은 가스 스프링을 더 포함하고, 상기 가스 스프링은,
    상기 틸팅 링크와 상기 제 2 암의 타측 사이에 설치된 가스 실린더; 및
    상기 가스 실린더의 일측과 연결되고, 상기 가스 실린더에 가해지는 압력을 조절하여 상기 제 2 암의 타측에서 작용하는 하중에 의한 상기 가스 실린더의 장력을 조절하는 장력 조절 노브를 포함하는 것을 특징으로 하는 안구 수술용 로봇 암 장치.
  5. 상하로 길이가 가변되는 포스트를 포함하는 서포터;
    일측이 상기 포스트의 상단과 결합되되 상기 포스트를 중심축으로 회전 가능하게 결합되고, 타측에 로타리 댐퍼가 설치된 제 1 암;
    일측이 상기 제 1 암의 타측과 결합되어 지면에 대해 소정의 경사각을 갖고, 상기 로타리 댐퍼와 연결되어 상기 로타리 댐퍼의 회전축을 중심으로 회전하며, 타측에서 작용하는 하중에 의한 틸팅 동작을 수행하되 틸팅각의 상한값이 설정되도록 설치되고 설정된 틸팅각의 상한값 이상인 경우 상기 틸팅 동작이 정지되는 제 2 암;
    상기 제 2 암의 타측 및 안구 수술용 현미경과 각각 결합되고, 상기 현미경을 X축 및 Y축으로 수평 이동시키기 위한 모션 테이블을 포함하고,
    상기 모션 테이블은,
    X축 및 Y축으로 각각 설치되고, 양방향 회전이 가능한 DC 모터;
    상기 DC 모터와 각각 연결된 웜과 웜기어;
    상기 웜과 웜기어와 각각 연결되고, 상기 웜과 웜기어의 회전 운동을 X축 및 Y축 방향으로의 수평 운동으로 각각 전환하는 레크 기어;
    상기 레크 기어의 동작에 따른 상기 모션 테이블을 X축 및 Y축에 대한 수평 이동을 하도록 각각 가이드하는 크로스 롤러 가이드; 및
    상기 DC 모터의 동작 및 회전속도를 제어하고, X축 및 Y축으로의 수평 이동 거리에 대한 상한값을 설정할 수 있도록 설치된 조작 스위치부;
    상기 모션 테이블의 X축 및 Y축 방향으로 각각 설치되고, 상기 수평 이동 거리를 각각 센싱하고, 상기 수평 이동 거리에 대한 상한값 이상인 경우 상기 DC 모터의 동작을 정지시키는 마이크로 스위치; 및
    상기 마이크로 스위치와 함께 X축 및 Y축 방향으로 각각 설치되고, 상기 수평 이동 거리를 센싱할 수 있는 기준이 되는 센서 도그를 포함하는 것을 특징으로 하는 안구 수술용 로봇 암 장치.
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