KR101830886B1

KR101830886B1 - 의료 기기, 이에 사용되는 디스플레이 지지 구조물 및 아암 구조물

Info

Publication number: KR101830886B1
Application number: KR1020160153316A
Authority: KR
Inventors: 이재원; 신재은; 신석재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-02-21
Also published as: US10197218B2; EP3323348B1; CN108066013A; US20180135797A1; EP3323348A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 의료 기기는, 디스플레이 장치의 위치 이동이 가능하도록 제1 회전축을 기준으로 회전하는 제1 링크에, 디스플레이 장치의 하중에 의해 작용하는 토크를 보상하기 위하여 반대 방향으로 토크를 제공하는 탄성 보상 부재를 포함하되, 디스플레이 장치의 이동에도 불구하고, 탄성 보상 부재의 길이 변화를 최소화시키기 위하여, 탄성 보상 부재의 일 단부를, 제1 링크에 고정하지 않고, 별도의 회전 가능한 지지부에 지지시킴으로써, 디스플레이 장치가 이동되는 동안, 탄성 보상 부재의 일 단부가 제1 링크에 대해 위치 이동될 수 있다.

Description

의료 기기, 이에 사용되는 디스플레이 지지 구조물 및 아암 구조물{Medical apparatus, display supporting structure and arm structure used in the same}

의료 기기, 이에 사용되는 디스플레이 지지 구조물 및 아암 구조물이 개시된다.

의료 기기, 예를 들어 초음파 진단 장치는 대상체에 초음파를 송신하고 대상체로부터 반사된 초음파를 수신하는 의료 영상 획득부와, 의료 영상 획득부에서 생성된 영상을 표시하는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.

이러한 의료 기기는, 사용자가 용이하게 디스플레이 장치를 볼 수 있도록, 디스플레이 장치를 위치 이동 가능하게 지지하는 아암 구조물을 더 포함할 수 있다. 아암 구조물은 소정의 회전축을 중심으로 회전 가능하며, 그에 따라 디스플레이 장치를 위아래로 이동시킬 수 있다.

아암 구조물은, 디스플레이 장치를 이동시킬 때 조작을 용이하게 하기 위하여, 디스플레이 장치의 하중에 의해 작용하는 회전축에 걸리는 토크를 보상하기 위해, 상기 토크와 반대 방향으로 작용하는 토크를 제공하는 탄성 보상 부재를 더 포함할 수 있다.

그러나, 디스플레이 장치를 이동시키는 과정에서 이러한 탄성 보상 부재에 의해 제공되는 토크가 변하게 되었으며, 그에 따라, 디스플레이 장치에 의해 작용하는 토크와 탄성 보상 부재에 의해 작용하는 토크 사이의 보상 편차가 증가하게 되었다.

일 실시예에 따르면, 탄성 보상 부재에 의해 제공되는 토크와 디스플레이 장치의 하중에 의해 작용하는 토크 사이의 보상 편차를 최소화하는 구조를 가지는 의료 기기, 디스플레이 지지 구조물 및 아암 구조물을 제공한다.

일 실시예에 관한 의료 기기는,

의료 영상 획득부와, 상기 의료 영상 획득부에서 검출된 정보를 표시하는 디스플레이 장치와, 상기 디스플레이 장치의 위치 이동이 가능하도록 지지하는 아암 구조물을 포함하는 의료기기로서,

상기 아암 구조물은,

베이스부;

상기 베이스부에 대해 위치 이동이 가능하며, 상기 디스플레이 장치의 하중이 작용하는 이동 프레임;

상기 이동 프레임과 상기 베이스부 사이에 배치되며, 상기 이동 프레임의 위치 이동이 가능하도록 상기 베이스부에 대해 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 상기 제1 회전축에는 상기 이동 프레임에 작용하는 상기 하중에 의해 제1 토크가 작용하는 제1 링크;

일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 탄성 변형이 가능하며, 상기 제1 토크를 보상하도록, 상기 제1 회전축에 상기 제1 토크와 반대 방향으로 작용하는 제2 토크를 제공하는 탄성 보상 부재;

일 단부가 상기 이동 프레임에 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 타 단부가 상기 제1 링크에 대해 위치 이동이 가능하며 상기 탄성 보상 부재의 타 단부를 지지하는 보상부재 지지부; 및

상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부가 상기 제1 링크로부터 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 거리가 변화되도록 구성된 간격 변동 가이드;를 포함하며,

상기 이동 프레임이 위치 이동되는 동안, 상기 제1 링크는 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 보상부재 지지부는 상기 제2 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부는 상기 제1 링크에 대해 상기 제1 링크의 길이 방향 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 위치 이동될 수 있다.

상기 베이스부와 상기 제1 링크가 연결된 제1 연결 지점과, 상기 베이스부와 상기 탄성 보상 부재가 연결된 제2 연결 지점이 서로 이격 배치될 수 있다.

상기 제1 링크와 상기 이동 프레임이 연결된 제3 연결 지점과, 상기 보상부재 지지부와 상기 이동 프레임이 연결된 제4 연결 지점이 서로 이격 배치될 수 있다.

상기 제1 링크가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 제1 연결 지점과 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부 사이의 상기 제1 링크의 길이 방향에 따른 거리 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향에 따른 거리가 달라질 수 있다.

상기 간격 변동 가이드는, 상기 제1 링크에 배치되며, 상기 제1 링크의 길이 방향을 따라 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 달라지는 경사면을 가지며, 상기 보상부재 지지부는 상기 타 단부에 배치된 원형의 롤러를 더 포함하며, 상기 보상부재 지지부의 상기 롤러가 상기 경사면을 따라 위치 이동할 수 있다.

상기 경사면은, 상기 제1 링크의 내부에 배치되며, 상기 제1 연결 지점과 상기 제3 연결 지점을 연결하는 가상선으로부터 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 달라질 수 있다.

상기 경사면은 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 선형적으로 또는 비선형적으로 달라지도록 형성될 수 있다.

상기 간격 변동 가이드는, 상기 보상부재 지지부의 타 단부에 배치되며 상기 제1 링크를 따라 회전 가능한 캠을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 링크와 평행하며, 일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 타 단부가 상기 이동 프레임에 연결한 제2 링크;를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 링크와 상기 이동 프레임이 연결된 제5 연결 지점과 상기 제3 연결 지점 사이의 거리는, 상기 제2 링크와 상기 베이스부가 연결된 제6 연결 지점과 상기 제1 연결 지점 사이의 거리와 동일할 수 있다.

상기 제1 링크 및 상기 제2 링크 각각의 양 단부는 상기 베이스부 및 상기 이동 프레임에 회동 가능하며, 상기 제1 링크가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 디스플레이 장치의 화면 방향이 일정하게 유지될 수 있다.

다른 실시예에 따른 디스플레이 지지 구조물은,

디스플레이 장치와, 상기 디스플레이 장치의 위치 이동이 가능하도록 지지하는 아암 구조물을 포함하는, 디스플레이 지지 구조물로서,

상기 아암 구조물은,

베이스부;

상기 제1 링크가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 제1 링크의 길이 방향에 따른 상기 제1 연결 지점과 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부 사이의 상기 제1 링크의 길이 방향에 따른 거리 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향에 따른 거리가 달라질 수 있다.

상기 제1 링크와 평행하며, 일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 타 단부가 상기 이동 프레임에 연결한 제2 링크;를 더 포함하며, 상기 제1 링크와 상기 이동 프레임이 연결된 제3 연결 지점과, 상기 보상부재 지지부와 상기 이동 프레임이 연결된 제4 연결 지점이 서로 이격 배치될 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 아암 구조물은,

베이스부;

상기 베이스부에 대해 위치 이동이 가능하며, 소정의 하중이 작용하는 이동 프레임;

일 실시예들에 관한 의료 기기, 디스플레이 지지 구조물 및 아암 구조물은, 디스플레이 장치의 위치 이동에 따른 탄성 보상 부재의 길이 변화를 최소화함으로써, 탄성 보상 부재에 의해 제공되는 토크와 디스플레이 장치의 하중에 의해 작용하는 토크 사이의 보상 편차를 줄일 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 의료 기기를 나타낸 측면도이며,
도 2a 및 도 2b는 도 1의 의료 기기에서 디스플레이 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 도 1에 개시된 아암 구조물에서 디스플레이 장치를 위치 이동 가능하도록 지지하는 제1 아암을 중심으로 나타낸 도면이며,
도 3b는 도 3a의 변형예를 나타낸 도면이며,
도 4는 도 3a의 아암 구조물을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 아암 구조물을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 탄성 보상 부재의 타 단부가 제1 링크에 고정된 구조를 가지는 비교예에 따른 아암 구조물의 작동을 개념적으로 나타낸 것이며,
도 7은 탄성 보상 부재의 타 단부가 위치 이동 가능한 구조를 가지는 실시예에 따른 아암 구조물의 작동을 개념적으로 나타낸 것이다.
도 8은 도 6의 비교예에 따른 아암 구조물에서 탄성 보상 부재에 의한 보상력의 편차를 설명하기 위한 것이며,
도 9는 도 7의 실시예에 따른 아암 구조물에서 탄성 보상 부재에 의한 보상력의 편차를 설명하기 위한 것이다.
도 10a 및 도 10b는 도 3a의 경사면의 실시예들을 설명하기 위한 것으로서, 제1 링크의 길이 방향에 따른 경사면의 높이 변화를 나타낸다.
도 11은 도 4의 제1 링크가 회전될 때 간격 변동 가이드의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 아암 구조물을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 아암 구조물을 개념적으로 나타낸 도면이다.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부'(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부'가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

본 명세서에서 영상은 자기 공명 영상(MRI) 장치, 컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치, 초음파 촬영 장치, 또는 엑스레이 촬영 장치 등의 의료 영상 장치에 의해 획득된 의료 영상을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 '대상체(object)'는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등; organ) 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 실시예에 따른 의료 기기(1)를 나타낸 측면도이며, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 의료 기기(1)에서 디스플레이 장치(11)의 위치 이동을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 의료 기기(1)는 의료 영상 획득부(2), 디스플레이 지지 구조물(10)을 포함할 수 있다. 디스플레이 지지 구조물(10)은 디스플레이 장치(11)와 아암 구조물(100)을 포함한다.

의료 영상 획득부(2)는 대상체에 방사선을 조사하고, 대상체를 투과하거나 반사된 방사선을 수신할 수 있다. 방사선은 초음파일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 진단을 위한 다른 방사선, 예를 들어, 엑스선 등일 수 있다.

디스플레이 장치(11)는 의료 영상 획득부(2)에서 검출된 정보를 표시한다. 디스플레이 장치(11)는 방사선 영상, 예를 들어, 초음파 영상을 표시할 수 있다. 다만, 방사선 영상은 이에 한정되지 아니하며, 대상체의 진단을 위한 영상, 예를 들어, 엑스선 영상일 수도 있다. 디스플레이 장치(11)의 무게는 2 kg ~ 10 kg 일 수 있다.

아암 구조물(100)은 디스플레이 장치(11)의 위치 이동이 가능하도록 디스플레이 장치(11)를 지지한다. 예를 들어, 아암 구조물(100)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 디스플레이 장치(11)를 상하로 이동 가능하도록 지지한다.

아암 구조물(100)은 펴지거나 접힐 수 있는 구조물일 수 있다. 예를 들어, 아암 구조물(100)은 디스플레이 장치(11)를 지지하는 제1 아암(12)과, 제1 아암(12)을 회동 가능하게 지지하는 제2 아암(13)을 포함한다.

디스플레이 장치(11)는 제1 아암(12)의 단부에 설치될 수 있다. 디스플레이 장치(11)를 통해, 대상체에 대한 진단 정보를 표시할 수 있다. 제2 아암(13)은 본체에 대해 회동 가능할 수 있다.

아암 구조물(100)은, 도 2a와 같이 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 서로 멀어지도록 펴지거나, 도 2b와 같이 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 접근하도록 접힐 수 있다.

디스플레이 장치(11)에 사용자의 조작력이 작용할 경우, 상기 아암 구조물(100)에 의해, 디스플레이 장치(11)의 위치가 이동될 수 있다. 디스플레이 장치(11)는 상하는 물론 전후로도 이동될 수 있다.

도 3a는 도 1에 개시된 의료 기기(1)에서 디스플레이 장치(11)를 위치 이동 가능하도록 지지하는 제1 아암(12)을 중심으로 나타낸 도면이며, 도 3b는 도 3a의 변형예를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3a 및 도 3b를 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3b에서는, 설명의 편의상, 아암 구조물(100)의 커버를 제거한 상태를 나타낸다.

도 3a 및 도 4를 참조하면, 제1 아암(12)은 제2 아암(13)의 베이스부(110)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 실시예에 따른 아암 구조물(100)은 베이스부(110), 이동 프레임(120), 제1 링크(130), 탄성 보상 부재(140)를 포함한다.

이동 프레임(120)의 단부에는 디스플레이 장치(11)가 설치되며, 디스플레이 장치(11)의 하중이 작용한다. 이동 프레임(120)은 베이스부(110)에 대해 위치 이동이 가능하다.

제1 링크(130)는 이동 프레임(120)과 베이스부(110) 사이에 배치되며, 이동 프레임(120)과 베이스부(110)를 연결한다. 제1 링크(130)는 이동 프레임(120)이 베이스부(110)에 대해 위치 이동이 가능하도록, 베이스부(110)에 대해 제1 회전축(R1)을 중심으로 회전 가능하도록 연결된다.

제1 링크(130)의 일 단부는 베이스부(110)에 연결되며, 제1 링크(130)의 타 단부는 이동 프레임(120)에 연결된다. 제1 링크(130)의 타 단부가 이동 프레임(120)에 연결된 상태이기 때문에, 이동 프레임(120)에 작용하는 디스플레이 장치(11)의 하중에 의해, 제1 회전축(R1)에는 제1 토크(T1)가 작용하게 된다.

탄성 보상 부재(140)는 탄성 변형이 가능하며, 상기 제1 토크(T1)를 보상하도록 제1 회전축(R1)에 상기 제1 토크(T1)와 반대 방향으로 작용하는 제2 토크(T2)를 제공한다. 탄성 보상 부재(140)는 일 단부가 베이스부(110)에 연결되며, 타 단부를 통해 제1 링크(130)에 소정의 탄성력을 제공한다. 베이스부(110)와 제1 링크(130)가 연결된 제1 연결 지점(C1)과, 베이스부(110)와 탄성 보상 부재(140)가 연결된 제2 연결 지점(C2)은 서로 이격 배치된다.

상기 탄성 보상 부재(140)가 제공하는 제2 토크(T2)에 의해, 제1 회전축(R1)에 작용하는 제1 토크(T1)가 상쇄될 수 있으며, 그에 따라 사용자는 작은 힘으로도 디스플레이 장치(11)를 이동시킬 수 있다.

탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수는, 제1 토크(T1)를 고려하여 선택할 수 있다. 여기서, 탄성 계수는 탄성 보상 부재(140)가 스프링일 경우에는 스프링 상수일 수 있다. 예를 들어, 제1 회전축(R1)을 중심으로 수평 방향에 대한 제1 링크(130)의 각도(θ)가 소정의 각도일 때, 예를 들어, 0 도(°)일 때, 제1 회전축(R1)에 작용하는 제1 토크(T1)를 고려하여, 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수를 선택할 수 있다.

제1 링크(130)의 각도(θ)가 0 도로 고정된 상태일 경우, 제1 토크(T1)는 디스플레이 장치(11)의 무게(W), 제1 회전축(R1)과 디스플레이 장치(11)의 무게(W)가 작용하는 지점 사이의 거리에 의해 정해진다.

탄성 보상 부재(140)에 의해 제1 회전축(R1)에 제공되는 제2 토크(T2)는, 탄성 보상 부재(140)의 탄성력(F), 탄성 보상 부재(140)와 제1 링크(130)가 이루는 각도(Φ), 제1 회전축(R1)과 탄성 보상 부재(140)의 탄성력(F)이 작용하는 지점 사이의 거리에 의해 정해질 수 있다. 탄성 보상 부재(140)의 탄성력(F)은, 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수와 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화량에 의해 결정된다.

상기 제2 토크(T2)가 제1 토크(T1)를 상쇄할 수 있도록, 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수를 설계할 수 있다.

디스플레이 장치(11)를 이동시키는 과정에서, 디스플레이 장치(11)를 지지하는 이동 프레임(120)이 위치 이동되며, 이동 프레임(120)을 위치 이동 가능하게 지지하는 제1 링크(130)가 제1 회전축(R1)을 중심으로 회전된다. 탄성 보상 부재(140)의 단부가 제1 링크(130)에 고정되어 있을 경우, 제1 링크(130)가 회전되는 동안, 제1 링크(130)에 소정의 탄성력(F)을 제공하는 탄성 보상 부재(140)의 길이가 변하게 된다.

탄성 보상 부재(140)의 길이 변화로 인해 탄성 보상 부재(140)의 탄성력(F)이 변하게 된다. 탄성 보상 부재(140)의 탄성력(F)의 변화량은 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수에 따라 달라질 수 있다. 다시 말해서, 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화량이 동일하더라도, 탄성 계수가 클수록 탄성력(F)의 변화량은 크게 나타난다.

실시예에 따른 탄성 보상 부재(140)는, 의료 기기(1)에서 디스플레이 장치(11)를 이동 가능하게 지지하는 아암 구조물(100)의 내부에 사용되는 부재일 수 있다. 아암 구조물(100)의 내부는 그 공간이 상대적으로 좁기 때문에 탄성 보상 부재(140)의 허용 가능한 길이 변화량이 작을 수 있다. 그에 반해, 디스플레이 장치(11)의 소정의 하중을 보상하기 위해 요구되는 탄성력(F)의 크기는 클 수 있다. 이러한 2가지 조건을 모두 충족시키기 위해서는, 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수는 클 수 있다. 예를 들어, 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수는 실제 장착 시 필요한 계수 대비 3 배 ~ 4 배가 될 수 있다. 일 예로서, 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수는 0.5 kgf/mm 이상일 수 있다. 다만, 탄성 보상 부재(140)의 탄성 계수는 5 kgf/mm 이하일 수 있다.

이와 같이, 탄성 계수가 클 경우, 탄성 보상 부재(140)의 작은 길이 변화에도 불구하고, 탄성 보상 부재(140)의 탄성력 변화량이 크게 나타날 수 있다. 이러한 탄성력 변화량에 따라, 탄성 보상 부재(140)에 의해 제1 회전축(R1)에 제공되는 제2 토크(T2)의 변화량이 커질 수 있다.

이러한 점을 고려하여, 실시예에 따른 아암 구조물(100)에서는, 제1 링크(130)의 회전되는 동안 발생하는 제2 토크(T2)의 변화량을 줄이기 위하여, 제1 링크(130)의 회전시 탄성 보상 부재(140)의 변화량을 줄일 수 있는 구조를 제공한다. 이를 위한 예로서, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부가 제1 링크(130)에 고정되지 않고 위치 이동 가능하도록 탄성 보상 부재(140)의 타 단부를 지지하는 보상부재 지지부(150)를 더 포함한다.

보상부재 지지부(150)의 일 단부는 이동 프레임(120)의 제2 회전축(R2)을 중심으로 회전 가능하도록 연결된다. 제1 링크(130)와 이동 프레임(120)이 연결된 제3 연결 지점(C3)과, 탄성 보상 부재(140) 지지부와 이동 프레임(120)이 연결된 제4 연결 지점(C4)은 서로 이격 배치될 수 있다.

보상부재 지지부(150)의 타 단부는 제1 링크(130)에 대해 위치 이동이 가능하며, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부를 지지한다. 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는, 제1 링크(130)에 고정되지 않고, 보상부재 지지부(150)의 타 단부에 의해 지지된다.

이동 프레임(120)이 위치 이동되는 동안, 보상부재 지지부(150)는 제2 회전축(R2)을 중심으로 회전되며, 이러한 보상부재 지지부(150)의 타 단부에 지지된 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 제1 링크(130)에 대해 위치 이동될 수 있다. 탄성 보상 부재(140)의 타 단부의 위치가 이동됨에 따라, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부와 제1 회전축(R1) 사이의 제1 링크(130)의 길이 방향에 따른 거리가 달라질 수 있다.

보상부재 지지부(150)는 그 길이가 일정한 링크 형태일 수 있다. 다만, 보상부재 지지부(150)는 이에 한정되지 아니하며, 일 단부가 제2 회전축(R2)을 중심으로 회전 가능하며, 타 단부가 이동 가능하며 탄성 보상 부재(140)의 타 단부를 지지하는 구조라면, 자유롭게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 보상부재 지지부(150a)는 탄성 변형이 가능한 탄성 보상 부재(140)일 수 있다.

도 6은 탄성 보상 부재(140)의 타 단부가 제1 링크(130)에 고정된 구조를 가지는 비교예에 따른 아암 구조물(1000)의 작동을 개념적으로 나타낸 것이며, 도 7은 탄성 보상 부재(140)의 타 단부가 위치 이동 가능한 구조를 가지는 실시예에 따른 아암 구조물(100)의 작동을 개념적으로 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 비교예에 따른 아암 구조물(1000)에서는, 탄성 보상 부재(140)의 일 단부가 제2 연결 지점(C2)에 연결되며, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 제1 링크(130)의 고정 지점(A)에 고정된다. 탄성 보상 부재(140)의 타 단부가 제1 링크(130)의 고정 지점(A)에 연결된 상태이기 때문에, 제1 링크(130)가 제1 회전축(R1)을 중심으로 회전될 경우, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 제1 링크(130)의 고정 지점(A)과 같이 회전된다. 그에 따라, 탄성 보상 부재(140)의 길이는 X1에서 X10으로 변하게 된다. 이 때, 제1 링크(130)의 길이 방향에 따른 탄성 보상 부재(140)의 타 단부와 제1 회전축(R1) 사이의 거리는 d1으로 일정하다.

도 7을 참조하면, 실시예에 따른 아암 구조물(100)에서는, 탄성 보상 부재(140)의 일 단부가 제2 연결 지점(C2)에 연결되며, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 제1 링크(130)에 고정되지 않고 위치 이동 가능하다. 실시예에서는, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 제1 링크(130)에 고정되지 않은 상태이기 때문에, 제1 링크(130)가 회전되더라도, 탄성 보상 부재(140)의 길이는 X10 (도 6 참조)보다 작은 X2로 변하게 된다. 이 때, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부와 제1 회전축(R1) 사이의 제1 링크(130)의 길이 방향에 따른 거리는 d1에서 d2로 변할 수 있다.

이와 같이, 실시예에 따른 아암 구조물(100)은, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부가 제1 링크(130)에 대해 제1 링크(130)의 길이 방향으로 위치 이동이 가능하기 때문에, 제1 링크(130)의 회전에도 불구하고, 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화량을 줄일 수 있게 된다. 예를 들어, 실시예와 같이 타 단부가 제1 링크(130)에 대해 위치 이동이 가능한 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화량은 탄성 보상 부재의 타 단부가 제1 링크(130)에 대해 위치가 고정된 상태일 때의 길이 변화량에 비해 감소한다. 예를 들어, 실시예에 따른 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화량은 타 단부가 고정된 상태일 때의 탄성 보상 부재의 길이 변화향에 비해 약 30 % 정도 감소할 수 있다. 또한, 예를 들어, 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화량은 제1 링크(130)의 수평 방향에 대한 각도가 0 도일 때 탄성 보상 부재(140)의 길이의 10 % 이하일 수 있다. 이와 같이, 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화량을 줄임으로써, 탄성 보상 부재(140)에 의해 제공되는 제2 토크(T2)의 변화량을 줄일 수 있게 된다.

도 8은 도 6의 비교예에 따른 아암 구조물(1000)에서 탄성 보상 부재(140)에 의한 보상력의 편차를 설명하기 위한 것이며, 도 9는 도 7의 실시예에 따른 아암 구조물(100)에서 탄성 보상 부재(140)에 의한 보상력의 편차를 설명하기 위한 것이다. 참고로, 도 8 및 도 9에서는, 비교예와 실시예의 차이를 설명하기 위하여, 편의상 제1 토크(T1) 및 제2 토크(T2)에서 제1 링크(130)의 각도에 따른 영향을 제외한 값을 표시하였다.

도 8을 참조하면, 비교예에 따른 아암 구조물(1000)에서는, 제1 링크(130)의 회전시 탄성 보상 부재(140)에 의해 제공되는 제2 토크(T2)는 제1 토크(T1)와 반대 방향으로 약 2.7 kgf 에서 약 5.1 kgf 로 나타난다. 그에 따라, 제1 링크(130)의 각도가 + 30 도일 때는 제2 토크(T2)가 제1 토크(T1)보다 1.3 kgf 작게 나타나는 반면, 제1 링크(130)의 각도가 -30 도일 때는 제2 토크(T2)가 제1 토크(T1)보다 1.1 kgf 크게 나타난다.

그에 반해, 도 9를 참조하면, 실시예에 따른 아암 구조물(100)에서는 제1 링크(130)의 회전시 탄성 보상 부재(140)에 의해 제공되는 제2 토크(T2)는 제1 토크(T1)와 반대 방향으로 약 3.5 kgf 에서 약 4.2 kgf 로 나타난다. 그에 따라, 제1 링크(130)의 각도가 + 30 도일 때는 제2 토크(T2)가 제1 토크(T1)보다 0.2 kgf 크게 나타나는 반면, 제1 링크(130)의 각도가 -30 도일 때는 제2 토크(T2)가 제1 토크(T1)보다 0.5 kgf 작게 나타난다.

다시 말해서, 실시예에 따른 아암 구조물(100)에서는, 탄성 보상 부재(140)의 길이 변화를 줄임으로써, 탄성 보상 부재(140)에 의해 제공되는 제2 토크(T2)와 제1 토크(T1)의 편차를 현저히 줄일 수 있게 되었다. 예를 들어, 제2 토크(T2)와 제1 토크(T1)의 편차를 1 kgf 이하로 줄일 수 있다. 일 예로서, 제2 토크(T2)와 제1 토크(T1)의 편차를 0.5 kgf 이하로 줄일 수 있다.

다시 도 3a 및 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 아암 구조물(100)은 제1 연결 지점(C1)과 탄성 보상 부재(140)의 타 단부 사이의 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향에 따른 거리를 변화시키도록 구성된 간격 변동 가이드(160)를 더 포함한다.

제1 링크(130)가 회전함에 따라, 제1 회전축(R1)을 중심으로 수평 방향과 제1 링크(130) 사이의 각도가 달라지며, 탄성 보상 부재(140)와 제1 링크(130) 사이의 각도가 달라진다. 그에 따라, 제1 토크(T1)의 크기와 제2 토크(T2)의 크기 각각이 변하게 된다. 이와 같이, 변하는 제1 토크(T1) 및 제2 토크(T2)를 서로 대응시키기 위해서, 간격 변동 가이드(160)는 제1 연결 지점(C1)과 탄성 보상 부재(140)의 타 단부 사이의 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향에 따른 거리를 변화시킬 수 있다.

일 예로서, 간격 변동 가이드(160)는 제1 링크(130)에 배치되며, 제1 링크(130)의 길이 방향을 따라 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 달라지는 경사면(161)을 가질 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 도 3a의 경사면의 실시예들을 설명하기 위한 것으로서, 제1 링크(130)의 길이 방향에 따른 경사면(161, 161a)의 높이 변화를 나타낸다. 여기서, x는 제1 경사면(161)의 제1 링크(130)의 길이 방향에 따른 위치를 나타내며, y는 제1 경사면(161, 161a)의 높이를 나타낸다. 참고로, y축에서는 제1 링크(130)의 제1 연결 지점(C1)과 제3 연결 지점(C3)의 높이를 기준으로, 그보다 아래 방향으로 높이를 나타낸 점을 고려하여 음(-)의 부호를 사용한다.

도 10a를 참조하면, 경사면(161)은 제1 링크(130)의 길이 방향으로 갈수록 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 선형적으로 변하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 경사면(161)의 높이 변화는 직선 형태로 나타날 수 있다.

다만, 경사면(161)의 설계는 이에 한정되지 아니하며, 요구되는 보상력을 고려하여, 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 10b를 참조하면, 경사면(161a)은 제1 링크(130)의 길이 방향으로 갈수록 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 비선형적으로 변하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 경사면(161a)의 높이 변화는 곡선 형태로 나타날 수 있다. 이와 같이, 경사면(161a)의 높이 변화를 곡선 형태로 구현함으로써, 보상력의 편차를 20 gf 이하로 구현할 수 있다.

일 예로서, 경사면(161a)의 높이는 아래와 같은 함수식 (1)에 의해 결정될 수 있다.

y = -0.0002 x³ - 0.0023 x² + 0.2761 x - 3.7266 … (1)

다시 도 3a를 참조하면, 간격 변동 가이드(160)의 경사면(161)은 제1 링크(130)의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다. 다만, 간격 변동 가이드(160)의 배치는 이에 한정되지 아니하며, 제1 링크(130)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3b를 참조하면, 간격 변동 가이드(160)의 경사면(161)은 제1 링크(130)의 내부에 배치될 수 있다. 이 경우, 경사면(161)은 제1 연결 지점(C1)과 제3 연결 지점(C3)을 연결하는 가상선으로부터 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 달라질 수 있다.

보상부재 지지부(150)의 단부에는, 상기 경사면(161)을 따라 이동하도록 회전되는 롤러(151)가 배치될 수 있다. 롤러(151)의 단면 형상은 원형일 수 있다.

도 11은 도 4의 제1 링크(130)가 회전될 때 간격 변동 가이드(160)의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 참조하면, 제1 링크(130)가 제1 회전축(R1)을 중심으로 +30 도에서 -30도로 회전되었을 때, 보상부재 지지부(150)는 제2 회전축(R2)을 중심으로 반시계 방향으로 회전되며, 보상부재 지지부(150)의 타 단부에 지지된 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 제1 링크(130)에 대해 위치 이동한다. 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 제1 연결 지점(C1)과 제3 연결 지점(C3)를 연결하는 가상선으로부터 제1 링크(130)의 길이 방향 및 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향으로 위치 이동된다.

이와 같이, 탄성 보상 부재(140)의 타 단부를 복수의 방향으로 위치 이동 가능하게 제어함으로써, 이동 프레임(120)의 위치 이동시 나타나는 탄성 보상 부재(140)에 의한 제2 토크(T2)의 변화를 제1 토크(T1)의 변화에 대응하도록 설계할 수 있다.

다만, 간격 변동 가이드(160)의 구조 및 배치는 이에 한정되지 아니하며, 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 12와 같이, 간격 변동 가이드(160a)는 보상부재 지지부(150)의 타 단부에 배치되며, 회전 가능한 캠(162)일 수 있다. 캠(162)은 회전축으로부터 외부 표면까지의 거리(h1, h2)가 달라지며, 제1 링크(130)의 표면을 따라 회전 가능할 수 있다. 탄성 보상 부재(140)의 타 단부는 캠(162)의 회전축에 연결될 수 있다.

캠(162)의 회전축과 표면까지의 거리(h1, h2)가 달라지기 때문에, 캠(162)이 제1 링크(130)를 따라 회전되는 동안, 캠(162)의 회전축과 제1 링크(130) 사이의 거리가 달라질 수 있다. 그에 따라, 제1 링크(130)의 길이 방향과 수직인 방향에 따른 탄성 보상 부재(140)의 타 단부와 제1 링크(130) 사이의 거리가 달라질 수 있다.

다시 도 3a, 도 4 및 도 7을 참조하면, 아암 구조물(100)은 제1 링크(130)와 평행하며, 일 단부는 베이스부(110)에 연결되며, 타 단부는 이동 프레임(120)에 연결된 제2 링크(170)를 더 포함할 수 있다.

제2 링크(170)와 이동 프레임(120)이 연결된 제5 연결 지점(C5)과 제3 연결 지점(C3) 사이의 거리는, 제2 링크(170)와 베이스부(110)가 연결된 제6 연결 지점(C6)과 제1 연결 지점(C1) 사이의 거리가 동일할 수 있다. 제5 연결 지점(C5)은 제4 연결 지점(C4)과 동일 지점일 수 있으며, 제6 연결 지점(C6)은 제2 연결 지점(C2)과 동일 지점일 수 있다. 다만, 제5, 제6 연결 지점(C5, C6)은 반드시 제4, 제2 연결 지점(C4, C2)과 동일 지점일 필요는 없으며, 필요에 따라 다른 지점일 수 있다.

제1 링크(130)의 양 단부는 베이스부(110) 및 이동 프레임(120)에 회동 가능하며, 제2 링크(170)의 양 단부는 베이스부(110) 및 이동 프레임(120)에 회동 가능하다.

그에 따라, 제1 링크(130) 및 제2 링크(170)가 베이스부(110)에 대해 회전되어 이동 프레임(120)이 위치 이동되는 동안, 이동 프레임(120)에 설치된 디스플레이 장치(11)의 화면 방향이 일정하게 유지될 수 있다.

다만, 실시예에 따른 아암 구조물(100)에서, 제2 링크(170)를 반드시 포함해야만 하는 것은 아니며, 필요에 따라 제2 링크(170)가 생략될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(11)의 화면 방향을 링크 구조에 의해 일정하게 유지할 필요가 없을 경우에는, 도 13과 같이, 아암 구조물(100a)은 제2 링크(170)를 포함하지 않을 수 있다.

이 외에도, 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 의료 기기 2 : 의료 영상 획득부
10 : 디스플레이 지지 구조물 11 : 디스플레이 장치
12 : 제1 아암 13 : 제2 아암
100 : 아암 구조물 110 : 베이스부
120 : 이동 프레임 130 : 제1 링크
140, : 탄성 보상 부재 150, 150a : 보상부재 지지부
151 : 롤러 160, 160a : 간격 변동 가이드
161 : 경사면 162 : 캠
170 : 제2 링크

Claims

의료 영상 획득부와, 상기 의료 영상 획득부에서 검출된 정보를 표시하는 디스플레이 장치와, 상기 디스플레이 장치의 위치 이동이 가능하도록 지지하는 아암 구조물을 포함하는 의료기기로서,
상기 아암 구조물은,
베이스부;
상기 베이스부에 대해 위치 이동이 가능하며, 상기 디스플레이 장치의 하중이 작용하는 이동 프레임;
상기 이동 프레임과 상기 베이스부 사이에 배치되며, 상기 이동 프레임의 위치 이동이 가능하도록 상기 베이스부에 대해 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 상기 제1 회전축에는 상기 이동 프레임에 작용하는 상기 하중에 의해 제1 토크가 작용하는 제1 링크;
일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 탄성 변형이 가능하며, 상기 제1 토크를 보상하도록, 상기 제1 회전축에 상기 제1 토크와 반대 방향으로 작용하는 제2 토크를 제공하는 탄성 보상 부재;
일 단부가 상기 이동 프레임에 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 타 단부가 상기 제1 링크에 대해 위치 이동이 가능하며 상기 탄성 보상 부재의 타 단부를 지지하는 보상부재 지지부; 및
상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부가 상기 제1 링크로부터 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 거리가 변화되도록 구성된 간격 변동 가이드;를 포함하며,
상기 이동 프레임이 위치 이동되는 동안, 상기 제1 링크는 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 보상부재 지지부는 상기 제2 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부는 상기 제1 링크에 대해 상기 제1 링크의 길이 방향 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 위치 이동되는, 의료 기기.
제1항에 있어서,
상기 베이스부와 상기 제1 링크가 연결된 제1 연결 지점과, 상기 베이스부와 상기 탄성 보상 부재가 연결된 제2 연결 지점이 서로 이격 배치된, 의료 기기.
제2항에 있어서,
상기 제1 링크와 상기 이동 프레임이 연결된 제3 연결 지점과, 상기 보상부재 지지부와 상기 이동 프레임이 연결된 제4 연결 지점이 서로 이격 배치된, 의료 기기.
제2항에 있어서,
상기 제1 링크가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 제1 연결 지점과 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부 사이의 상기 제1 링크의 길이 방향에 따른 거리 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향에 따른 거리가 달라지는, 의료 기기.
제3항에 있어서,
상기 간격 변동 가이드는, 상기 제1 링크에 배치되며, 상기 제1 링크의 길이 방향을 따라 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 달라지는 경사면을 가지며,
상기 보상부재 지지부는 상기 타 단부에 배치된 원형의 롤러를 더 포함하며,
상기 보상부재 지지부의 상기 롤러가 상기 경사면을 따라 위치 이동하는, 의료 기기.
제5항에 있어서,
상기 경사면은, 상기 제1 링크의 내부에 배치되며, 상기 제1 연결 지점과 상기 제3 연결 지점을 연결하는 가상선으로부터 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 달라지는, 의료 기기.
제5항에 있어서,
상기 경사면은 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 선형적으로 또는 비선형적으로 달라지도록 형성된, 의료 기기.
제3항에 있어서,
상기 간격 변동 가이드는, 상기 보상부재 지지부의 타 단부에 배치되며 상기 제1 링크를 따라 회전 가능한 캠을 더 포함하는, 의료 기기.
제3항에 있어서,
상기 제1 링크와 평행하며, 일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 타 단부가 상기 이동 프레임에 연결한 제2 링크;를 더 포함하는, 의료 기기.
제9항에 있어서,
상기 제2 링크와 상기 이동 프레임이 연결된 제5 연결 지점과 상기 제3 연결 지점 사이의 거리는, 상기 제2 링크와 상기 베이스부가 연결된 제6 연결 지점과 상기 제1 연결 지점 사이의 거리와 동일한, 의료 기기.
제10항에 있어서,
상기 제1 링크 및 상기 제2 링크 각각의 양 단부는 상기 베이스부 및 상기 이동 프레임에 회동 가능하며,
상기 제1 링크가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 디스플레이 장치의 화면 방향이 일정하게 유지되는, 의료 기기.
디스플레이 장치와, 상기 디스플레이 장치의 위치 이동이 가능하도록 지지하는 아암 구조물을 포함하는, 디스플레이 지지 구조물로서,
상기 아암 구조물은,
베이스부;
상기 베이스부에 대해 위치 이동이 가능하며, 상기 디스플레이 장치의 하중이 작용하는 이동 프레임;
상기 이동 프레임과 상기 베이스부 사이에 배치되며, 상기 이동 프레임의 위치 이동이 가능하도록 상기 베이스부에 대해 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 상기 제1 회전축에는 상기 이동 프레임에 작용하는 상기 하중에 의해 제1 토크가 작용하는 제1 링크;
일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 탄성 변형이 가능하며, 상기 제1 토크를 보상하도록, 상기 제1 회전축에 상기 제1 토크와 반대 방향으로 작용하는 제2 토크를 제공하는 탄성 보상 부재;
일 단부가 상기 이동 프레임에 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 타 단부가 상기 제1 링크에 대해 위치 이동이 가능하며 상기 탄성 보상 부재의 타 단부를 지지하는 보상부재 지지부; 및
상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부가 상기 제1 링크로부터 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 거리가 변화되도록 구성된 간격 변동 가이드;를 포함하며,
상기 이동 프레임이 위치 이동되는 동안, 상기 제1 링크는 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 보상부재 지지부는 상기 제2 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부는 상기 제1 링크에 대해 상기 제1 링크의 길이 방향 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 위치 이동되는, 디스플레이 지지 구조물.
제12항에 있어서,
상기 베이스부와 상기 제1 링크가 연결된 제1 연결 지점과, 상기 베이스부와 상기 탄성 보상 부재가 연결된 제2 연결 지점이 서로 이격 배치된, 디스플레이 지지 구조물.
제13항에 있어서,
상기 제1 링크가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 제1 링크의 길이 방향에 따른 상기 제1 연결 지점과 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부 사이의 상기 제1 링크의 길이 방향에 따른 거리 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향에 따른 거리가 달라지는, 디스플레이 지지 구조물.
제14항에 있어서,
상기 간격 변동 가이드는, 상기 제1 링크에 배치되며, 상기 제1 링크의 길이 방향을 따라 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 높이가 달라지는 경사면을 가지며,
상기 보상부재 지지부는 상기 타 단부에 배치된 원형의 롤러를 더 포함하며,
상기 보상부재 지지부의 상기 롤러가 상기 경사면을 따라 위치 이동하는, 디스플레이 지지 구조물.
제12항에 있어서,
상기 간격 변동 가이드는, 상기 보상부재 지지부의 타 단부에 배치되며 상기 제1 링크를 따라 회전 가능한 캠을 더 포함하는, 디스플레이 지지 구조물.
제13항에 있어서,
상기 제1 링크와 평행하며, 일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 타 단부가 상기 이동 프레임에 연결한 제2 링크;를 더 포함하며,
상기 제1 링크와 상기 이동 프레임이 연결된 제3 연결 지점과, 상기 보상부재 지지부와 상기 이동 프레임이 연결된 제4 연결 지점이 서로 이격 배치된, 디스플레이 지지 구조물.
제17항에 있어서,
상기 제2 링크와 상기 이동 프레임이 연결된 제5 연결 지점과 상기 제3 연결 지점 사이의 거리는, 상기 제2 링크와 상기 베이스부가 연결된 제6 연결 지점과 상기 제1 연결 지점 사이의 거리와 동일한, 디스플레이 지지 구조물.
제18항에 있어서,
상기 제1 링크 및 상기 제2 링크 각각의 양 단부는 상기 베이스부 및 상기 이동 프레임에 회동 가능하며,
상기 제1 링크가 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 디스플레이 장치의 화면 방향이 일정하게 유지되는, 디스플레이 지지 구조물.
베이스부;
상기 베이스부에 대해 위치 이동이 가능하며, 소정의 하중이 작용하는 이동 프레임;
상기 이동 프레임과 상기 베이스부 사이에 배치되며, 상기 이동 프레임의 위치 이동이 가능하도록 상기 베이스부에 대해 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 상기 제1 회전축에는 상기 이동 프레임에 작용하는 상기 하중에 의해 제1 토크가 작용하는 제1 링크;
일 단부가 상기 베이스부에 연결되며, 탄성 변형이 가능하며, 상기 제1 토크를 보상하도록, 상기 제1 회전축에 상기 제1 토크와 반대 방향으로 작용하는 제2 토크를 제공하는 탄성 보상 부재;
일 단부가 상기 이동 프레임에 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 연결되며, 타 단부가 상기 제1 링크에 대해 위치 이동이 가능하며 상기 탄성 보상 부재의 타 단부를 지지하는 보상부재 지지부; 및
상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부가 상기 제1 링크로부터 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 거리가 변화되도록 구성된 간격 변동 가이드;를 포함하며,
상기 이동 프레임이 위치 이동되는 동안, 상기 제1 링크는 상기 제1 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 보상부재 지지부는 상기 제2 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 탄성 보상 부재의 상기 타 단부는 상기 제1 링크에 대해 상기 제1 링크의 길이 방향 및 상기 제1 링크의 길이 방향과 수직인 방향으로 위치 이동되는, 아암 구조물.