KR101802463B1 - 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조 및 이를 구비한 수술용 로봇의 제어방법 - Google Patents

Abstract

수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조 및 이를 구비한 수술용 로봇의 제어방법이 개시된다. 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하는 이펙터(effector)가 구비된 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착되는 수술용 로봇의 마스터부에 구비되는 그립퍼(gripper) 구조로서, 지지점과, 집게 구조를 이루도록 지지점에 각각 결합되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와, 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 제1 전자석과, 제1 전자석에 대향하도록 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 접합부와, 한 쌍의 그립 요소에 대한 사용자 조작에 상응하여, 인스트루먼트가 락킹 죠(locking jaw) 모드로 전환되도록, 제1 전자석과 접합부 간에 인력(引力)이 작용하도록 제1 전자석을 작동시키는 제어부를 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조는, 한 쌍의 그립 요소 사이에 전자석을 배치하고, 사용자가 일정 수준 이상의 힘으로, 또는 일정 시간 이상 동안 그립퍼를 잡고 있으면 이를 감지하여 전자석을 작동시킴으로써, 사용자가 잡고 있던 그립퍼를 놓더라도 한 쌍의 그립 요소가 여전히 잡혀진 상태를 유지하도록 할 수 있으며, 이에 따라, 인스트루먼트의 락킹 죠 모드를 용이하게 구현할 수 있다.

Description

수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조 및 이를 구비한 수술용 로봇의 제어방법{Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same}

본 발명은 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조 및 이를 구비한 수술용 로봇의 제어방법에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 말한다. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.

이러한 수술용 로봇은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터(master)부와, 조작부로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(slave)부로 구분될 수 있는데, 마스터부와 슬레이브부는 하나의 수술용 로봇의 각 부분으로서 구분되거나, 각각 별도의 장치로, 즉 조작부는 마스터 로봇으로, 구동부는 슬레이브 로봇으로 구분되어 수술실에 각각 배치될 수도 있다.

수술용 로봇의 마스터부에는 의사의 조작을 위한 디바이스가 설치되는데, 로봇 수술의 경우 집도의는 수술에 필요한 인스트루먼트를 직접 조작하는 것이 아니라, 전술한 디바이스를 조작하여 로봇에 장착된 각종 인스트루먼트가 수술에 필요한 동작을 수행하도록 한다.

수술용 로봇의 슬레이브부에는 수술용 인스트루먼트가 장착되며, 인스트루먼트의 말단에는 이펙터(effector)가 결합된다. 이펙터는 수술 동작의 종류에 따라 집게, 가위, 나이프, 바늘 등 다양한 형상 및 구조로 이루어지는데, 전술한 것처럼 마스터부에 설치되는 디바이스를 조작함에 따라, 인스트루먼트의 이펙터는 그 형상 및 구조에 따른 수술에 필요한 동작, 즉 그립(grip), 절단(cutting), 봉합(suturing) 등의 다양한 동작을 수행하게 된다.

이 중, 이펙터가 집게 구조로 이루어진 경우, 즉 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하는 경우, 수술 과정에서 한 쌍의 죠로 물체를 잡거나 잡은 물체를 놓는 동작, 즉 그립 동작을 수행하게 되며, 필요에 따라서는 한 쌍의 죠가 물체를 잡은 상태를 유지하는 경우도 발생하게 된다. 이처럼, 이펙터가 물체를 잡은 상태, 즉 한 쌍의 죠가 그립된 상태를 유지하는 경우를 이른바 '락킹 죠(locking jaw)' 모드라고 한다.

한편, 한 쌍의 죠로 이루어진 이펙터의 동작을 제어하기 위해 마스터 디바이스에는 그립퍼(gripper)가 설치될 수 있다. 즉, 수술용 로봇의 마스터부에 집게 형상의 그립퍼를 설치하고, 사용자가 그립퍼를 조작하는 것에 상응하여 이펙터 또한 집게 동작을 수행하도록 하였다.

종래에는 인스트루먼트가 락킹 죠 모드로 전환되도록 하기 위해 그립퍼에 설치된 구동모터를 제어하는 방식이 적용되었다. 예를 들어, 사용자가 그립퍼를 일정 정도 이상의 힘으로 잡고 있으면, 수술용 로봇의 컨트롤러는 사용자가 그립퍼를 놓더라도 여전히 구동모터를 작동시켜 그립퍼가 잡혀진 상태를 유지하도록 하고, 이에 따라 이펙터 또한 그립된 상태를 유지하게 된다. 즉, 인스트루먼트가 락킹 죠 모드로 전환되게 된다.

그러나, 종래의 락킹 죠 모드 구현 기술은 그립퍼에 구동모터가 설치된 경우에만 적용할 수 있다는 한계가 있는데, 그립퍼에 구동모터를 설치하면 그립퍼 구조가 커지고 복잡해진다는 단점이 있다. 또한, 구동모터를 제어하여 그립퍼가 잡혀진 상태를 유지하도록 할 수 없는 그립퍼 구조에서는, 사용자가 그립퍼를 놓으면 그립퍼가 벌어지게 되므로, 종래의 락킹 죠 구현 방법은 적용하기 어렵다는 문제가 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은, 구동모터를 별도로 제어할 필요 없이 사용자가 그립퍼를 잡는 동작을 감지하는 것만으로 인스트루먼트의 락킹 죠 모드를 쉽게 구현할 수 있는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조 및 이를 구비한 수술용 로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하는 이펙터(effector)가 구비된 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착되는 수술용 로봇의 마스터부에 구비되는 그립퍼(gripper) 구조로서, 지지점과, 집게 구조를 이루도록 지지점에 각각 결합되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와, 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 제1 전자석과, 제1 전자석에 대향하도록 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 접합부와, 한 쌍의 그립 요소에 대한 사용자 조작에 상응하여, 인스트루먼트가 락킹 죠(locking jaw) 모드로 전환되도록, 제1 전자석과 접합부 간에 인력(引力)이 작용하도록 제1 전자석을 작동시키는 제어부를 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조가 제공된다. 접합부는 제2 전자석을 포함하고, 제어부는 제1 전자석 및 제2 전자석의 작동을 제어할 수 있다.

한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나 이상에 결합되며, 사용자의 그립 조작에 의한 힘을 감지하여 센싱신호를 출력하는 포스 센서(force sensor)를 더 포함하되, 제어부는, 센싱신호를 수신하여 사용자가 미리 설정된 기준치 이상의 힘으로 그립 조작을 할 경우, 제1 전자석을 작동시킬 수 있다.

한 쌍의 그립 요소 사이에는 소정의 탄성력을 가지는 탄성체가 개재되며, 제어부는, 사용자의 그립 조작에 의한 힘이 탄성체의 탄성력보다 클 경우, 제1 전자석을 작동시킬 수 있다.

지지점에는 한 쌍의 그립 요소가 이루는 각도를 감지하는 인코더가 설치되고, 제어부는 인코더로부터 각도에 관한 정보를 수신하여, 한 쌍의 그립 요소가 이루는 각도가 미리 설정된 기준치보다 작을 경우, 제1 전자석을 작동시킬 수 있다.

한 쌍의 그립 요소 간의 근접 정도를 감지하여 센싱신호를 출력하는 근접 센서를 더 포함하되, 제어부는 센싱신호를 수신하여, 한 쌍의 그립 요소가 미리 설정된 기준치보다 가깝게 근접할 경우, 제1 전자석을 작동시킬 수 있다.

한 쌍의 그립 요소에는 서로 대응되는 한 쌍의 전기접점이 각각 설치되며, 제어부는 한 쌍의 전기접점을 통한 통전 여부에 상응하여, 제1 전자석을 작동시킬 수 있다.

이 경우, 제어부는, 한 쌍의 그립 요소의 근접 상태가 미리 설정된 기준시간 동안 지속될 경우, 제1 전자석을 작동시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 마스터(master)부에는 그립 조작을 입력받는 그립퍼가 설치되고, 슬레이브(slave)부에는 한 쌍의 죠를 포함하는 이펙터가 구비된 수술용 인스트루먼트가 장착되는 수술용 로봇에서, 락킹 죠(locking jaw) 모드를 구현하는 방법으로서, 그립퍼는, 집게 구조를 이루도록 소정의 지지점에 각각 결합되는 한 쌍의 그립 요소와, 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 전자석과, 전자석에 대향하도록 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 접합부를 포함하며, (a) 그립 요소에 대한 사용자 조작 상태에 관한 정보를 획득하는 단계, (b) 획득된 정보가 미리 설정된 기준치를 만족시키는지 여부를 판단하는 단계, (c) 기준치를 만족시킬 경우, 전자석을 작동시켜 전자석과 접합부 간에 인력이 작용하도록 함으로써, 한 쌍의 그립 요소가 서로 접합된 상태를 유지하도록 하는 단계, 및 (d) 한 쌍의 그립 요소의 접합된 상태에 상응하여 한 쌍의 죠가 그립된 상태를 유지하도록 하는 단계를 포함하는 수술용 로봇의 제어방법이 제공된다.

단계 (a)는, 그립 요소에 대한 사용자 조작에 의한 힘을 감지하는 단계를 포함하고, 단계 (b)는, 사용자가 미리 설정된 기준치 이상의 힘으로 그립 조작을 할 경우, 기준치를 만족시키는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 (a)는, 한 쌍의 그립 요소가 이루는 각도를 감지하는 단계를 포함하고, 단계 (b)는, 한 쌍의 그립 요소가 이루는 각도가 미리 설정된 기준치보다 작을 경우, 기준치를 만족시키는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 (a)는, 한 쌍의 그립 요소 간의 근접 정도를 감지하는 단계를 포함하고, 단계 (b)는, 한 쌍의 그립 요소가 미리 설정된 기준치보다 가깝게 근접할 경우, 기준치를 만족시키는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

이 경우, 단계 (b)는, 한 쌍의 그립 요소의 근접 상태가 미리 설정된 기준시간 동안 지속될 경우, 기준치를 만족시키는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 마스터(master)부에는 그립 조작을 입력받는 그립퍼가 설치되고, 슬레이브(slave)부에는 한 쌍의 죠를 포함하는 이펙터가 구비된 수술용 인스트루먼트가 장착되는 수술용 로봇에서, 락킹 죠(locking jaw) 모드를 구현하는 방법으로서, 그립퍼는, 집게 구조를 이루도록 소정의 지지점에 각각 결합되는 한 쌍의 그립 요소와, 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 전자석과, 전자석에 대향하도록 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 접합부와, 한 쌍의 그립 요소 사이에 개재되며 소정의 탄성력을 가지는 탄성체를 포함하며, (a) 사용자의 그립 조작에 의한 힘이 탄성체의 탄성력보다 클 경우, 전자석을 작동시켜 전자석과 접합부 간에 인력이 작용하도록 함으로써, 한 쌍의 그립 요소가 서로 접합된 상태를 유지하도록 하는 단계, 및 (b) 한 쌍의 그립 요소의 접합된 상태에 상응하여 한 쌍의 죠가 그립된 상태를 유지하도록 하는 단계를 포함하는 수술용 로봇의 제어방법이 제공된다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 한 쌍의 그립 요소 사이에 전자석을 배치하고, 사용자가 일정 수준 이상의 힘으로, 또는 일정 시간 이상 동안 그립퍼를 잡고 있으면 이를 감지하여 전자석을 작동시킴으로써, 사용자가 잡고 있던 그립퍼를 놓더라도 한 쌍의 그립 요소가 여전히 잡혀진 상태를 유지하도록 할 수 있으며, 이에 따라, 인스트루먼트의 락킹 죠 모드를 용이하게 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 전체적인 구조를 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조를 나타낸 개념도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조를 나타낸 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇의 제어방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 로봇의 제어방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 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.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 전체적인 구조를 나타낸 개념도이다. 도 1을 참조하면, 수술용 로봇(1), 마스터부(3), 슬레이브부(5), 인스트루먼트(7), 이펙터(8), 죠(9), 그립퍼(10)가 도시되어 있다.

본 실시예는, 수술용 로봇에 장착된 수술용 인스트루먼트의 이펙터에 '락킹 죠(locking jaw)' 모드를 구현하기 위해, 수술용 로봇의 마스터 핸들에 구비되는 그립퍼(gripper)에 전자석을 설치하고, 사용자가 일정 기준 이상의 힘으로 그립퍼를 잡거나, 그립퍼 사이에 개재된 스프링의 반력(탄성력)보다 큰 힘으로 그립퍼를 잡거나, 사용자가 일정 시간 이상 동안 그립퍼를 잡고 있으면 전자석이 작동하여 그립퍼가 '잡혀진 상태'를 유지하도록 하고, 이에 따라 인스트루먼트가 락킹 죠 모드로 전환되도록 한 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 마스터 그립퍼 구조는, 종래의 마스터 그립퍼에서처럼 구동모터를 별도로 제어하여 락킹 죠 모드를 구현할 필요가 없고, 구동모터가 구비되지 않은 그립퍼 구조의 경우에도 용이하게 락킹 죠 모드를 구현할 수 있다.

본 실시예에 따른 수술용 로봇(1)은, 도 1에 도시된 것처럼 마스터부(3)와 슬레이브부(5)로 이루어지며, 마스터부(3)에는 사용자가 잡고 조작하는 그립퍼(10)가 설치되고, 슬레이브부(5)에는 마스터부(3)로부터의 사용자 조작 명령에 따라 작동되는 수술용 인스트루먼트(7)가 장착될 수 있다. 이러한 수술용 로봇(1)의 구성은 하나의 일례를 도시한 것으로서, 마스터부(3)와 슬레이브부(5)가 반드시 별도의 장치로 분리되어야만 하는 것은 아니며, 하나의 장치에 각 부분으로서 구분될 수도 있음은 물론이다.

인스트루먼트(7)의 말단에는 한 쌍의 죠(jaw)(9)를 포함하는 집게 구조의 이펙터(8)가 결합될 수 있다. 이처럼, 그립퍼(10)의 구조(집게 구조)에 상응하는 구조의 이펙터(8)를 구비한 인스트루먼트(7)를 장착할 경우, 수술용 로봇(1) 시스템에서는 사용자가 그립퍼(10)를 잡고 집게 동작을 수행함에 따라 이펙터(8)가 사용자의 동작에 상응하는 동작을 수행하도록 할 수 있어, '사용자 직관적'인 제어가 가능하게 된다.

이하, 사용자가 그립퍼(10)의 각 부분(그립 요소)을 손가락(예를 들면, 엄지와 검지)으로 잡고 손가락을 벌리거나 오므려 한 쌍의 그립 요소가 서로 벌어지거나(개방) 오므라지도록(폐쇄) 조작하는 것을 '그립 조작'이라 하고, 그립 조작에 상응하여 이펙터(8)(한 쌍의 죠(9))가 벌어지거나 오므라지도록 작동되는 것을 '그립 동작'이라 명명하여 설명한다.

또한, 사용자가 그립퍼(10)를 조작하여 이펙터(8)의 한 쌍의 죠(9)가 그립된 상태를 유지하도록 하는 모드를 인스트루먼트의 '락킹 죠' 모드라 한다. 여기서 한 쌍의 죠가 '그립된 상태'라 함은, 한 쌍의 죠가 그 사이에 개재된 물체를 잡고 있는 상태, 또는 한 쌍의 죠 사이에 물체가 개재되지 않은 경우에는 한 쌍의 죠끼리 서로 맞물려 있는 상태를 의미한다.

전술한 것처럼, 본 실시예에 따른 그립퍼(10)는 수술용 로봇(1)의 마스터부(3)에 구비될 수 있으며, 수술용 로봇(1)의 슬레이브부(5)에는 한 쌍의 죠(9)가 구비된 수술용 인스트루먼트(7)가 장착될 수 있다. 본 실시예에 따른 수술용 로봇(1)은, 사용자가 그립퍼(10)를 잡고 그립 조작을 수행함에 따라, 일정한 경우 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되는 방식으로 제어될 수 있다. 이하, 본 실시예에 따른 마스터 그립퍼(10)의 구체적인 구성에 관하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조를 나타낸 개념도이다. 도 2를 참조하면, 그립퍼(10), 지지점(12), 그립 요소(14), 포스 센서(18), 전자석(19), 제어부(30)가 도시되어 있다.

본 실시예는, 한 쌍의 죠(9)가 구비된 인스트루먼트(7)가 장착된 수술용 로봇(1)에서 락킹 죠 모드를 용이하게 구현하기 위한 마스터 그립퍼 구조에 관한 것으로, 예를 들어 사용자가 그립퍼(10)를 잡은 상태에서 잡는 힘을 조금 더 주면, 이후에 그립퍼(10)를 놓더라도 한 쌍의 죠(9)는 여전히 그립된 상태를 유지하도록 하기 위한 것이다. 이후, 필요에 따라 사용자가 다시 그립퍼(10)를 잡고 벌리는 조작을 함으로써, 락킹 죠 상태를 해제할 수 있다.

마스터 그립퍼(10)는 기본적으로 소정의 지지점(12)에 각각 결합되어 집게 구조를 이루는 한 쌍의 그립 요소(14)로 이루어지는데, 본 실시예에 따른 그립퍼 구조는 한 쌍의 그립 요소(14)에 서로 대향하는 한 쌍의 전자석(19)을 각각 결합하여, 필요한 경우(락킹 죠 모드로 전환하고자 하는 경우) 전자석(19)이 작동되어 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합되도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서 한 쌍의 그립 요소가 서로 '접합'된다는 것은, 반드시 한 쌍의 그립 요소가 서로 접촉되어 붙어 있는 경우만을 의미하는 것은 아니며, 서로 접촉되지는 않더라도(예를 들면, 한 쌍의 그립 요소 사이에 다른 물체가 개재되는 경우 등) 그립퍼가 사용자에 의해 '잡혀진 상태'를 유지할 정도로 그립 요소끼리 서로 근접되어 있는 경우도 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

이처럼, 한 쌍의 그립 요소(14)가 선택적으로 접합되도록 하기 위해 한 쌍의 그립 요소(14)에 한 쌍의 전자석(19)을 각각 결합할 수도 있고, 어느 하나의 그립 요소(14)에는 전자석(19)을 결합하고 다른 하나의 그립 요소(14)에는 철편(鐵片) 등과 같은 자성체를 결합하여 전자석(19)의 작동에 따라 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합되도록 할 수도 있다. 어느 하나의 전자석(19)에 접합될 수 있는 다른 하나의 전자석, 철편 등을 여기에서는 '접합부'라 명명하되, 이하 접합부로서 전자석(19)이 설치된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2에 도시된 것처럼, 한 쌍의 그립 요소(14)에 한 쌍의 전자석(19)이 각각 결합된 경우, 본 실시예에 따른 마스터 그립퍼 구조에서는 그립퍼(10)에 대한 사용자 조작에 상응하여 한 쌍의 전자석(19)이 서로 접합되도록 함으로써 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되도록 할 수 있다.

즉, 그립퍼(10)의 작동을 제어하는 제어부(30)에서는, 사용자의 그립 조작을 감지하여 특정 조건을 만족할 경우 전자석(19)에 전류를 공급하는 등의 방식으로 전자석(19)을 작동시켜 한 쌍의 전자석(19)이 서로 인력(引力)에 의해 접합되도록 하는 것이다. 여기서, 제어부(30)는 그립퍼(10)의 제어만을 위해 별도로 구비된 프로세서일 수도 있고, 수술용 로봇(1)의 전체적인 제어를 위한 메인 컨트롤러의 일부 모듈로서 구현될 수도 있다.

전자석(19) 간에 서로 인력이 작용하도록 하기 위해서는 한 쌍의 전자석(19)의 서로 대향하는 면에 서로 다른 극성(즉, N극과 S극)이 자화되도록 전자석(19)을 제어해야 함은 물론이다.

또한, 제어부(30)에 의한 전자석(19)의 제어는, 전자석(19) 간에 생성되는 인력에 의해 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합될 정도로 전자석(19)에 전류를 공급하는 것을 의미할 수 있는데, 예를 들어 그립퍼(10)에 초기 세팅을 위한 구동력이 제공된 상태의 경우, 즉 그립퍼(10)가 초기에 벌어진 상태로 세팅되도록 하기 위해 한 쌍의 그립 요소(14)에 서로 벌어지는 방향으로 구동력을 가하고 있는 경우(예를 들면, 후술하는 도 3과 같이 탄성체를 설치하는 경우 등), 본 실시예에 따른 제어부(30)는 상기 구동력보다 큰 인력이 생성되도록 전자석(19)을 제어할 수 있다.

본 실시예에 따라 전자석을 제어하는 방식으로는, 다음과 같은 방식들이 가능하다.

1) 포스 센서를 설치하여 사용자의 그립력을 감지하는 방식.

2) 지지점에 인코더를 설치하여 한 쌍의 그립 요소가 이루는 각도가 기준치(예를 들면, 0도) 또는 그 이하가 되는지를 감지하는 방식.

3) 근접 센서를 설치하여 한 쌍의 그립 요소가 기준치보다 가깝게 근접하는지를 감지하는 방식.

4) 한 쌍의 그립 요소의 서로 맞닿는 부위에 전기접점(또는 전기 스위치)을 설치하여, 한 쌍의 그립 요소가 서로 맞닿는지를 감지하는 방식.

5) 한 쌍의 그립 요소의 근접 상태(일정 각도(예를 들면, 3도) 이하를 유지하는 상태, 일정 거리 이하로 근접된 상태, 서로 맞닿은 상태 등)가 일정 시간 동안 지속되는지를 감지하는 방식.

이하, 각 방식에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 실시예에 따른 제어부(30)는, 사용자가 그립 조작을 하다가 일정 기준 이상의 힘으로 그립퍼(10)를 잡을 경우 이를 감지하여 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되도록 할 수 있다(포스 센서를 설치하여 사용자의 그립력을 감지하는 방식).

이를 위해, 본 실시예에 따른 그립 요소(14)에는 포스 센서(18)가 설치될 수 있는데, 포스 센서(18)는 사용자가 그립퍼(10)를 그립 조작을 하는 힘을 감지하는 역할을 한다. 즉, 사용자가 그립퍼(10)를 손가락(예를 들면, 엄지와 검지)으로 잡을 때, 그립 요소(14)의 사용자의 손가락이 닿는 부위에 포스 센서(18)를 설치함으로써, 포스 센서(18)가 사용자의 그립 조작에 따른 힘을 센싱하도록 할 수 있다.

다만, 포스 센서를 반드시 손가락이 닿는 면에만 설치해야 하는 것은 아니며, 그립 조작 과정에서 한 쌍의 그립 요소가 서로 맞닿는 면에, 한 쪽에는 포스 센서를 설치하고 포스 센서에 대향하는 쪽에는 돌기 등 포스 센서를 가압할 수 있는 기구물을 설치하는 등, 그립퍼에 대한 사용자의 그립 조작에 따른 힘을 센싱할 수 있는 다양한 위치에 포스 센서를 설치할 수도 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 제어부(30)는 포스 센서(18)로부터 출력되는 센싱신호를 받아 사용자가 어느 정도의 힘으로 그립 조작을 하는지를 파악할 수 있으며, 사용자가 그립퍼(10)를 잡고 있는 힘이 미리 설정된 기준치보다 커질 경우, 전자석(19)을 작동시켜 한 쌍의 그립 요소(14)가 접합되도록 할 수 있다.

나아가, 수술용 로봇(1)에서는 한 쌍의 그립 요소(14)의 접합에 상응하여 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되도록 제어할 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조를 나타낸 개념도이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 그립퍼(10), 지지점(12), 그립 요소(14), 포스 센서(18), 전자석(19), 탄성체(23), 근접 센서(25), 제어부(30)가 도시되어 있다.

본 실시예는 한 쌍의 그립 요소(14) 사이에 탄성체(23)를 개재시켜 사용자가 탄성체(23)의 탄성력을 이길 정도의 힘으로 그립 조작을 할 경우, 즉 탄성체(23)가 수축되어 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 붙을 정도의 힘으로 그립 조작을 할 경우, 이를 기준으로 전자석(19)을 작동시켜 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합되도록 한 것이다.

이처럼, 탄성체(23)를 개재시킬 경우, 탄성체(23)의 반력(탄성력)은 전술한 도 2에서의 '미리 설정된 기준치'에 해당하게 된다. 즉, 제어부(30)에서 기준치를 미리 설정해 놓을 필요 없이 적절한 크기의 탄성력을 가진 탄성체(23)를 개재시킴으로써, 사용자가 탄성력보다 큰 힘으로 그립 조작하는지 여부를 쉽게 알 수 있다.

한편, 탄성체(23)를 개재시킨 그립퍼 구조의 경우, 그립 요소(14)에 포스 센서를 설치할 필요 없이, 도 4에 도시된 것처럼 한 쌍의 그립 요소(14)에 서로 대응되는 한 쌍의 전기점점(17)을 각각 형성함으로써, 사용자가 탄성력보다 큰 힘으로 그립퍼(10)를 잡아 전기접점이 서로 통전되면, 이를 기준으로 전자석(19)을 작동시켜 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합되도록 할 수도 있다.

즉, 그립 요소(14) 사이에 개재된 탄성체(23)의 탄성력보다 큰 힘으로 사용자가 그립 조작을 할 경우, 포스 센서(18)에 의해 그 힘을 감지하거나, 그립 요소(14) 간의 근접 여부를 감지하여 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합되도록 제어할 수 있다. 이 방식은, 전술한 '한 쌍의 그립 요소의 서로 맞닿는 부위에 전기접점을 설치하여, 한 쌍의 그립 요소가 서로 맞닿는지를 감지하는 방식'의 일례에 해당할 수 있다.

한편, 도 5에 예시된 실시예에 따르면, 사용자의 그립 조작에 의해 한 쌍의 그립 요소(14)가 일정 기준치보다 가깝게 근접할 경우, 이를 기준으로 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되도록 할 수 있다(근접 센서를 설치하여 한 쌍의 그립 요소가 기준치보다 가깝게 근접하는지를 감지하는 방식).

여기서 한 쌍의 그립 요소가 서로 '근접'한다는 것은, 한 쌍의 그립 요소가 서로 접촉되어 붙어 있는 경우뿐만 아니라, 서로 접촉되지는 않더라도 그립퍼가 사용자에 의해 '잡혀진 상태'를 유지할 정도로 그립 요소끼리 서로 가깝게 인접되어 있는 경우도 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

근접 센서(25)는 그립 요소끼리의 근접 정도를 감지하는 센서로서, 적외선 센서, 레이저 센서, 마이크로웨이브 센서, 초음파 센서, 비젼 센서, 포토 센서 등의 다양한 방식의 센서가 사용될 수 있으며, 나아가 접촉 센서나 전기접점과 같이 그립 요소끼리의 접촉 여부를 감지할 수 있는 센서도 본 실시예에 따른 근접 센서(25)에 해당될 수 있다.

한 쌍의 그립 요소(14) 사이에 근접 센서(25)가 설치된 경우, 사용자의 그립 조작에 의해 그립 요소(14)가 충분히 가깝게 붙게 되면, 제어부(30)는 이를 기준으로 전자석(19)을 작동시켜 한 쌍의 그립 요소(14)가 접합되도록 할 수 있으며, 이에 상응하여 수술용 로봇(1)에서는 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되도록 할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 그립 요소(14)에 서로 대응되는 한 쌍의 전기점점을 각각 형성된 경우, 사용자가 그립퍼(10)를 잡아 전기접점이 서로 통전되면, 제어부(30)는 이에 따른 신호를 수신하여 전자석(19)을 작동시킴으로써, 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

이처럼 근접 센서(25)로서 전기접점을 형성할 경우는 제어부(30)가 전자석(19)을 작동시키기 위한 기준치가 0mm인 경우이며, 또 다른 예로서 비접촉식 근접 센서(25)를 설치할 경우에는 기준치를 반드시 0mm로 설정하지 않더라도(예를 들면, 1mm) 그립 요소(14) 간의 근접 정도에 따라 전자석(19)이 선택적으로 작동되도록 제어할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따르면, 사용자의 그립 조작에 의해 한 쌍의 그립 요소(14)가 일정 기준치 이상의 시간 동안 근접할 경우, 이를 기준으로 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되도록 할 수도 있다. 이 방식은, 전술한 '한 쌍의 그립 요소의 근접 상태가 일정 시간 동안 지속되는지를 감지하는 방식'의 일례에 해당할 수 있다.

즉, 한 쌍의 그립 요소(14) 사이에 근접 센서(25)를 설치한 경우, 사용자의 그립 조작에 의해 그립 요소(14)가 서로 근접하고 있는 시간이 충분히 오래 되면, 제어부(30)는 이를 기준으로 전자석(19)을 작동시켜 한 쌍의 그립 요소(14)가 접합되도록 할 수 있으며, 이에 상응하여 수술용 로봇(1)에서는 인스트루먼트(7)가 락킹 죠 모드로 전환되도록 할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 그립 요소(14)에 적외선 센서를 설치한 경우, 사용자가 그립퍼(10)를 잡아 그립 요소(14)가 서로 기준 거리(예를 들면, 1mm) 이내로 인접하고 그 인접된 상태가 기준치(예를 들면, 1초) 이상 동안 지속되면, 이에 따라 제어부(30)는 전자석(19)을 작동시킴으로써 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

한편, 한 쌍의 그립 요소가 인접된 상태인지 여부를 감지하기 위해 반드시 근접센서를 사용해야 하는 것은 아니며, 예를 들어, 도 6에 도시된 것처럼, 지지점(12) 부위에 인코더(E)를 설치하는 등, 한 쌍의 그립 요소(14)의 벌어진 각도를 감지할 수 있는 구성요소를 부가함으로써, 근접 센서(25)를 설치한 경우와 마찬가지의 동작을 구현할 수도 있다(지지점에 인코더를 설치하여 한 쌍의 그립 요소가 이루는 각도가 기준치 또는 그 이하가 되는지를 감지하는 방식).

이하, 전술한 마스터 그립퍼 구조가 구비된 수술용 로봇(1)에서 사용자의 그립 조작 상황을 감지하여 그립퍼(10)의 접합을 제어하는 방법, 그립퍼(10)의 접합에 상응하여 인스트루먼트(7)의 락킹 죠 모드를 구현하는 방법에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇의 제어방법을 나타낸 순서도이다. 본 실시예는, 그립 요소에 포스 센서(18)가 설치된 경우, 인코더(E)가 설치된 경우, 근접 센서가 설치된 경우, 전기접점이 설치된 경우에 있어서 각각 인스트루먼트(7)의 락킹 죠 모드를 구현하는 제어방법에 관한 것이다.

먼저, 그립 요소(14)에 대한 사용자 조작 상태에 관한 정보를 획득한다(S10). 사용자 조작 상태에 관한 정보의 획득은, 그립 요소(14)에 대한 사용자 조작에 의한 힘을 감지(S12)하는 것(포스 센서(18)가 설치된 경우), 또는 한 쌍의 그립 요소(14)가 이루는 각도를 감지(S14)하는 것(인코더(E)가 설치된 경우), 또는 한 쌍의 그립 요소(14) 간의 근접 정도를 감지(S16)하는 것(근접 센서(25)가 설치된 경우)을 의미할 수 있다.

다음으로, 획득된 정보가 미리 설정된 기준치를 만족시키는지 여부를 판단한다(S20). 포스 센서(18)가 설치된 경우에는 사용자가 미리 설정된 기준치 이상의 힘으로 그립 조작을 했을 때 기준치를 만족시키는 것으로 판단할 수 있다(S22). 또는, 인코더(E)가 설치된 경우에는 한 쌍의 그립 요소(14)가 이루는 각도가 미리 설정된 기준치보다 작을 경우에 기준치를 만족시키는 것으로 판단할 수 있다(S24). 또는, 근접 센서(25)가 설치된 경우에는 한 쌍의 그립 요소(14)가 미리 설정된 기준치보다 가깝게 근접할 경우에 기준치를 만족시키는 것으로 판단할 수 있다(S26).

한편, 각각의 경우에 있어서, 그립 요소(14)의 근접 상태(즉, 그립 요소가 일정 각도 이하를 유지하는 상태, 일정 거리 이하로 근접된 상태, 서로 맞닿은 상태 등)가 소정의 기준시간 이상 동안 지속될 경우에 기준치를 만족시키는 것으로 판단할 수도 있다(S28).

이와 같이, 그립 요소(14)에 대한 조작 상태가 미리 설정된 기준치를 만족시키는 것으로 판단될 경우, 제어부(30)는 전자석(19)을 작동시켜 전자석(19) 간에 인력이 작용하도록 함으로써, 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합된 상태를 유지하도록 한다(S30).

한 쌍의 그립 요소(14)가 접합되도록 하기 위해 전자석(19)의 극성 및 전자석(19)에 제공되는 전류에 대한 제어에 관하여는 전술한 바와 마찬가지이며, 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이처럼, 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합된 상태가 유지되도록 제어될 경우, 수술용 로봇(1)은 그립퍼(10)의 상태에 상응하여 인스트루먼트(7)의 한 쌍의 죠(9)가 그립된 상태를 유지하도록 제어함으로써(S40), 인스트루먼트(7)의 락킹 죠 모드를 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 로봇의 제어방법을 나타낸 순서도이다. 본 실시예는, 도 3 또는 도 4에 예시된 것처럼 한 쌍의 그립 요소(14) 사이에 탄성체(23)가 개재된 경우에 인스트루먼트(7)의 락킹 죠 모드를 구현하는 제어방법에 관한 것이다.

한 쌍의 그립 요소(14) 사이에 탄성체(23)가 개재된 경우, 사용자의 그립 조작에 의한 힘이 탄성체(23)의 반력(탄성력)보다 클 경우, 즉 사용자가 탄성체(23)를 수축시키면서 그립 요소(14)가 서로 근접하도록 그립 조작을 할 경우, 제어부(30)는 전자석(19)을 작동시켜 전자석(19) 간에 인력이 작용하도록 함으로써, 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합된 상태를 유지하도록 할 수 있다(P10).

사용자의 그립 조작에 의한 힘이 탄성력보다 큰지 여부는, 포스 센서(18)에 의해 사용자의 그립력을 직접 감지하거나(포스 센서가 설치된 경우), 또는 탄성력을 이기는 힘으로 그립 조작을 한 결과 한 쌍의 그립 요소(14)가 이루는 각도가 소정의 기준치보다 작은지 여부를 감지하거나(인코더가 설치된 경우), 또는 탄성력을 이기는 힘으로 그립 조작을 한 결과 한 쌍의 그립 요소(14)가 소정의 기준치보다 가깝게 근접했는지 여부를 감지하는(근접 센서가 설치된 경우) 등의 방식으로 판단할 수 있다.

이처럼, 한 쌍의 그립 요소(14)가 서로 접합된 상태가 유지되도록 제어될 경우, 수술용 로봇(1)은 그립퍼(10)의 상태에 상응하여 인스트루먼트(7)의 한 쌍의 죠(9)가 그립된 상태를 유지하도록 제어함으로써(P20), 인스트루먼트(7)의 락킹 죠 모드를 구현할 수 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 다양한 방식으로 인스트루먼트에 락킹 죠 모드를 구현할 수 있으며, 나아가 필요한 경우 사용자가 다시 그립퍼(10)를 잡고 벌리는 조작을 함으로써, 락킹 죠 상태를 해제할 수도 있다. 예를 들어, 전자석(19)의 인력을 이겨낼 정도의 힘으로 사용자가 그립퍼(10)를 벌리는 조작을 하면, 제어부(30)는 이를 감지하여 전자석(19)에 가해졌던 전류를 차단하여 전자석(19)이 더 이상 작동되지 않도록 함으로써, 락킹 죠 모드를 해제할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 수술용 로봇 3 : 마스터부
5 : 슬레이브부 7 : 인스트루먼트
8 : 이펙터 9 : 죠
10 : 그립퍼 12 : 지지점
14 : 그립 요소 17 : 전기점점
18 : 포스 센서 19 : 전자석
23 : 탄성체 25 : 근접 센서
30 : 제어부

Claims (14)

1. 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하는 이펙터(effector)가 구비된 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착되는 수술용 로봇의 마스터부에 구비되는 그립퍼(gripper) 구조로서,
   지지점과;
   상기 지지점에 각각 결합되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와;
   상기 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 제1 센서와;
   상기 제1 센서에 대향하도록 상기 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 제2 센서와;
   상기 한 쌍의 그립 요소에 대한 사용자 조작에 상응하여, 상기 제1, 제2 센서로부터 센싱신호를 수신하고, 상기 한 쌍의 그립 요소의 근접 상태가 미리 설정된 기준시간 동안 지속될 경우, 상기 인스트루먼트가 락킹 죠(locking jaw) 모드로 전환되도록 하는 제어부를 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 제1 전자석과;
   상기 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 접합부를 더 구비하고,
   상기 제어부는 락킹 죠(locking jaw) 모드 전환 시 상기 제1 전자석과 상기 접합부 간에 인력(引力)이 작용하도록 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나 이상에 결합되며, 사용자의 그립 조작에 의한 힘을 감지하여 센싱신호를 출력하는 포스 센서(force sensor)를 더 포함하되,
   상기 제어부는 사용자가 미리 설정된 기준치 이상의 힘으로 그립 조작을 할 경우 상기 제1 전자석을 작동시키는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 그립 요소 사이에는 소정의 탄성력을 가지는 탄성체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 사용자의 그립 조작에 의한 힘이 상기 탄성체의 탄성력보다 클 경우 상기 제1 전자석을 작동시키는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 한 쌍의 그립 요소가 미리 설정된 기준치보다 가깝게 근접할 경우 상기 제1 전자석을 작동시키는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 그립 요소에는 서로 대응되는 한 쌍의 전기접점이 각각 설치되며,
   상기 제어부는 상기 한 쌍의 전기접점을 통한 통전 여부에 상응하여 상기 제1 전자석을 작동시키는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
8. 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하는 이펙터(effector)가 구비된 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착되는 수술용 로봇의 마스터부에 구비되는 그립퍼(gripper) 구조로서,
   지지점과;
   상기 지지점에 각각 결합되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와;
   상기 지지점에 결합되어 상기 한 쌍의 그립 요소(grip element)가 이루는 각도를 감지하는 인코더와;
   상기 인코더로부터 각도에 관한 정보를 수신하여 상기 한 쌍의 그립 요소가 이루는 각도가 미리 설정된 기준치보다 작고, 상기 한 쌍의 그립 요소의 근접 상태가 미리 설정된 기준시간 동안 지속될 경우 상기 인스트루먼트가 락킹 죠(locking jaw) 모드로 전환되도록 하는 제어부를 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 한 쌍의 그립 요소 사이에는 소정의 탄성력을 가지는 탄성체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 제1 전자석과;
    상기 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 접합부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 락킹 죠(locking jaw) 모드 전환 시 상기 제1 전자석과 상기 접합부 간에 인력(引力)이 작용하도록 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
    
11. 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하는 이펙터(effector)가 구비된 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착되는 수술용 로봇의 마스터부에 구비되는 그립퍼(gripper) 구조로서,
    지지점과;
    상기 지지점에 각각 결합되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와;
    상기 한 쌍의 그립 요소 각각에 설치되는 전기접점과;
    상기 한 쌍의 전기접점을 통한 통전 여부에 상응하고 상기 한 쌍의 그립 요소의 근접 상태가 미리 설정된 기준시간 동안 지속될 경우, 상기 인스트루먼트가 락킹 죠(locking jaw) 모드로 전환되도록 하는 제어부를 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 그립 요소 사이에는 소정의 탄성력을 가지는 탄성체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 한 쌍의 그립 요소 중 어느 하나에 결합되는 제1 전자석과;
    상기 한 쌍의 그립 요소 중 다른 하나에 결합되는 접합부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 락킹 죠(locking jaw) 모드 전환 시 상기 제1 전자석과 상기 접합부 간에 인력(引力)이 작용하도록 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
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