KR101836301B1

KR101836301B1 - 클램핑 기구

Info

Publication number: KR101836301B1
Application number: KR1020160175799A
Authority: KR
Inventors: 진-싱 궈; 팅-하오 류; 런-렁 왕
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-03-08
Also published as: US10456153B2; JP6417384B2; US20180256182A1; JP2018094290A

Abstract

일종의 클램핑 기구에 있어서, 서로 피봇 결합되는 제1 관체, 제2 관체; 제2 관체에 피봇 결합되는 제1 로드; 제1 로드에 피봇 결합되는 제2 로드; 각각 제1 관체, 제2 협지부 및 제1 연결부, 제2 연결부를 구비하고, 모두 제2 관체에 피봇 결합되는 제1 조(jaw), 제2 조(jaw); 제3 로드, 제4 로드에 피봇 결합되는 너트; 너트에 나사산 결합되는 스크루를 포함하며, 스크루는 제1 유니버셜 조인트, 제5 로드, 제2 유니버셜 조인트를 통해 구동 로드에 의해 구동된다. 이에 따라, 구동 로드를 통해 너트를 이동시키고 제3 로드, 제4 로드 및 제1 연결부, 제2 연결부를 통해 제1 협지부, 제2 협지부의 이동을 제어함으로써, 협지력을 안정적으로 유지할 수 있다. 이밖에, 제2 로드, 제1 로드의 제어를 통해 제2 관체 및 제1 협지부, 제2 협지부가 제1 관체에 대해 요동하도록 제어된다.

Description

클램핑 기구{SURGICAL CLAMPING INSTRUMENT}

본 발명은 클램핑 기구와 관련된 것으로서, 특히 협지력을 안정적으로 유지할 수 있는 클램핑 기구에 관한 것이다.

의료 기술이 발전함에 따라, 최소 침습 수술(Minimally Invasive Surgery)은 이미 주요 외과 수술의 조류가 되었으며, 그 특징은 수술 후 환자에게 커다란 상처를 형성하지 않고 환자의 건강 회복 시간이 크게 단축된다는데 있다. 복강경과 내시경 외과 수술 중, 먼저 환자 신체에 작은 절개 창을 형성하거나, 천자 또는 삽관 후 가위, 해부기 또는 견인기와 같은 각종 외과 기계를 삽입하여 수술을 집행한다.

클램핑 기구의 경우, 미국 제6312435호, 미국 제6394998호, 미국 6676684호 및 미국 2007/0162072A1호 특허 공보가 있다. 현재 대부분 강선으로 다량의 말단 미세기구를 당겨 클램핑 목적을 완수하고 엔드이펙터의 미세화 및 다자유도 운동의 효과를 얻는다. 그러나, 부품이 많고 기구가 복잡하여 조립이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 조립 후의 제품 정밀도 오차가 큰 문제가 있다. 또한, 강선을 당기는 방식을 운용하는데 있어서 주요 문제는 강선이 신축 탄성을 구비하여 장시간 사용한 강선은 반드시 조정해야 하고 심지어 교체가 필요할 뿐만 아니라, 강선에 의해 움직이는 클램퍼는 협지력의 안정성에 여전히 개선의 여지가 있다는데 있다.

이밖에, 클램핑 기구의 운용 범위는 복강경 수술 기계의 설계 중점이기도 하며, 그 이유는 복강경 수술의 작업 환경이 상당히 협소하여, 만약 클램핑 기구의 활동 범위가 부족할 경우, 반드시 수술에 필요한 기계 교체를 실시하여야 하는데, 이는 수술 시간 및 불편을 증가시킬 뿐만 아니라, 수술의 위험을 더욱 증가시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 협지력의 안정성을 고려하는 이외에, 그 운용 범위를 동시에 고려해야 한다.

본 발명의 주요 목적은 협지력을 안정적으로 유지할 수 있고, 또한 운용 범위가 넓은 클램핑 기구를 제공하고자 하는데 있다.

이를 위해, 본 발명이 제공하는 클램핑 기구에 따르면, 이는 제1 관체; 상기 제1 관체에 피봇 결합되는 제2 관체; 상기 제2 관체에 피봇 결합되는 제1 로드; 상기 제1 관체 내에 관통 설치되고 상기 제1 로드에 피봇 결합되는 제2 로드; 서로 연결되는 제1 협지부와 제1 연결부를 구비하고, 상기 제1 협지부와 상기 제1 연결부 사이에서 상기 제2 관체와 피봇 결합되는 제1 조(jaw); 서로 연결되는 제2 협지부와 제2 연결부를 구비하고, 상기 제2 협지부와 상기 제2 연결부 사이에서 상기 제1 조 또는 상기 제2 관체와 피봇 결합되는 제2 조; 상기 제1 연결부에 피봇 결합되는 제3 로드; 상기 제2 연결부에 피봇 결합되는 제4 로드; 상기 제3 로드와 상기 제4 로드에 피봇 결합되는 너트; 상기 너트에 나사산 결합되는 스크루; 상기 스크루에 고정 결합되는 제1 유니버셜 조인트; 상기 제1 유니버셜 조인트에 고정 결합되는 제5 로드; 상기 제5 로드에 고정 결합되는 제2 유니버셜 조인트; 및 상기 제1 관체에 관통 설치되어 상기 제2 유니버셜 조인트에 고정 결합되는 구동 로드를 포함한다.

이에 따라, 구동 로드의 회전을 제어하고 제2 유니버셜 조인트, 제5 로드 및 제1 유니버셜 조인트를 통해 스크루의 회전을 간접적으로 제어하기 때문에, 스크루와 나사산 결합되는 너트가 스크루의 회전에 의해 이동이 제어되며, 너트와 피봇 결합되는 제3 로드, 제4 로드 역시 제1 연결부, 제2 연결부를 통해 전동되고, 제1 협지부, 제2 협지부 역시 이동이 제어되어 협지력을 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 상기 제2 로드, 상기 제1 로드의 제어를 통해 상기 제2 관체 및 상기 제1 협지부, 제2 협지부가 상기 제1 관체에 대하여 요동하도록 제어되고, 또한 상기 구동 로드가 상기 제1 관체에 대하여 직선 왕복 이동할 수 있게 됨으로써, 상기 제2 관체의 요동 각도가 더욱 넓어져, 본 발명의 작업 범위가 증가하게 된다.

또한, 상기 제2 로드가 외부 힘을 받아 구동 시, 상기 제1 관체에 대하여 능동형 직선 왕복 운동이 발생하여, 상기 제2 로드가 상기 제1 로드를 당김으로써 상기 제2 관체가 상기 제1 관체에 대하여 요동하도록 구동시킨다.

또한, 상기 구동 로드가 외부 힘의 작용을 받는 경우, 상기 제1 관체에 대해 능동형 회전 운동 및 수동형 직선 왕복 운동이 발생하여 상기 구동 로드가 상기 스크루를 간접적으로 회전시키며, 또한 상기 제2 관체의 요동과 협동하도록 외부 힘에 따라 직선 왕복 운동을 할 수 있어 본 발명의 작업 범위가 증가하게 된다.

또한, 상기 구동 로드는 외부 로드와 내부 로드를 구비하여, 상기 외부 로드가 상기 제1 관체에 관통 설치되고, 상기 외부 로드는 삽입홈과 가이드홈을 구비하여, 상기 내부 로드가 상기 삽입홈에 삽입 설치되며, 상기 내부 로드는 돌출부를 구비하여, 상기 돌출부가 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 이동하고, 상기 제2 유니버셜 조인트가 상기 외부 로드 또는 상기 내부 로드에 고정 결합될 수도 있다.

이에 따라, 상기 제2 관체의 요동 각도가 더욱 넓어져 본 발명의 작업 범위가 증가되는 이외에, 구동 로드가 외부 힘을 받아 직선 운동이 발생 시, 작동이 더욱 원활해질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 입체도이다.
도 2는 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 입체도이다.
도 3은 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 입체 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 입체 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 단면도이다.

본 발명의 기술 특징을 상세히 설명하기 위하여, 이하 바람직한 실시예를 첨부도면과 결합하여 아래와 같이 설명한다. 그 중

도 1-4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 바람직한 실시예가 제공하는 클램핑 기구는 제1 관체(11), 제2 관체(12), 제1 로드(21), 제2 로드(22), 제1 조(31), 제2 조(32), 제3 로드(41), 제4 로드(42), 너트(51), 스크루(61), 제1 유니버셜 조인트(62), 제5 로드(63), 제2 유니버셜 조인트(64) 및 구동 로드(71)를 포함한다.

상기 제1 관체(11)는 제1 연결단부(111)를 구비하고, 상기 제1 연결단부(111)에 제1 수용홈(112)이 축방향으로 연장되게 형성된다.

상기 제2 관체(12)는 상기 제1 연결단부(111)에서 상기 제1 관체(11)에 피봇 결합된다. 상기 제2 관체(12)는 제2 연결단부(121)를 구비하고, 상기 제2 연결단부(121)에 제2 수용홈(122)이 축방향으로 연장되게 형성된다.

상기 제1 로드(21)는 상기 제2 관체(12)에 피봇 결합된다.

상기 제2 로드(22)는 상기 제1 관체(11) 내에 관통 설치되어, 상기 제1 로드(21)에 피봇 결합된다. 본 실시예에서, 상기 제2 로드(22)는 상기 제1 수용홈(112)에서 상기 제1 로드(21)에 피봇 결합됨으로써, 사용자가 상기 제2 로드(22)를 운용하여 상기 제1 로드(21)를 당겨 상기 제2 관체(12)가 상기 제1 관체(11)에 대해 요동하도록 당겨질 때, 상기 제1 로드(21)와 상기 제2 로드(22)의 이동이 상기 제1 관체(11)의 간섭을 받지 않게 된다.

상기 제1 조(31)는 서로 연결되는 제1 협지부(311)와 제1 연결부(312)를 구비하며, 상기 제1 조(31)는 상기 제1 협지부(311)와 상기 제1 연결부(312) 사이가 상기 제2 연결단부(121)에서 상기 제2 관체(12)에 피봇 결합된다. 상기 제1 연결부(312)가 힘을 받아 상기 제1 협지부(311)를 구동시킬 때, 설명해두어야 할 점으로, 본 실시예에서, 상기 제1 연결부(312)가 상기 제2 수용홈(122)에 돌출되기 때문에, 상기 제1 연결부(312)가 상기 제2 관체(12)의 제2 연결단부(121)에 대하여 요동 시, 상기 제1 연결부(312)는 상기 제2 관체(12)의 간섭을 받지 않게 된다.

상기 제2 조(32)는 서로 연결되는 제2 협지부(321)와 제2 연결부(322)를 구비하며, 상기 제2 조(32)는 상기 제2 협지부(321)와 상기 제2 연결부(322) 사이가 상기 제1 조(31) 또는 상기 제2 관체(12)에 피봇 결합된다.

상기 제3 로드(41)는 상기 제1 연결부(312)에 피봇 결합되고, 상기 제4 로드(42)는 상기 제2 연결부(322)에 피봇 결합된다. 상기 제3 로드(41)와 상기 제4 로드(42)가 당겨지거나 또는 밀리도록 하면 각각 상기 제1 연결부(312)와 상기 제2 연결부(322)가 상기 제2 관체(12)의 제2 연결단부(121)에 대하여 요동하게 된다.

상기 너트(51)는 상기 제3 로드(41)와 상기 제4 로드(42)에 피봇 결합된다.

상기 스크루(61)는 상기 너트(51)에 나사산 결합된다.

상기 제1 유니버셜 조인트(62)는 상기 스크루(61)에 고정 결합된다. 언급해 두어야 할 점으로, 본 실시예에서 상기 제1 유니버셜 조인트(62)는 상기 스크루(61)와 일체형 성형 방식으로 결합되나, 단 이로써 한정되지 않는다.

상기 제5 로드(63)는 상기 제1 유니버셜 조인트(62)와 피봇 결합된다.

상기 제2 유니버셜 조인트(64)는 상기 제5 로드(63)와 고정 결합된다. 특히 설명해 두어야 할 점으로, 시중에는 상기 제1 유니버셜 조인트(62), 상기 제5 로드(63) 및 상기 제2 유니버셜 조인트(64)가 함께 연결된 후 유니버셜 조인트라고 불리는 제품이 있으며, 그 제품의 작동 방식, 기능 및 효과는 모두 본 실시예의 상기 제1 유니버셜 조인트(62), 상기 제5 로드(63) 및 상기 제2 유니버셜 조인트(64)가 연결된 후의 구조와 동일하므로, 본 실시예의 범위에 포함되어야 한다.

상기 구동 로드(71)는 상기 제1 관체(11)에 관통 설치되며, 또한 상기 제2 유니버셜 조인트(64)에 고정 결합된다.

이상으로 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 구조 특징을 소개하였으며, 이어서 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 사용 상황을 소개한다.

사용자가 상기 제1 관체(11)를 클램핑 작업이 필요한 물체에 삽입한 후, 상기 제2 관체(12)가 피봇 회전된 후의 위치를 고려하여, 먼저 상기 제1 관체(11)를 필요한 위치까지 회전시킨다. 이어서, 상기 제2 로드(22)를 구동시켜, 상기 제1 로드(21)를 통해 상기 제2 관체(12)가 상기 제1 관체(11)에 대해 필요한 위치까지 요동하도록 당긴다.

석방 작업을 하고자 하는 경우, 상기 구동 로드(71)를 회전시킨다. 상기 제2 유니버셜 조인트(64), 상기 제5 로드(63), 상기 제1 유니버셜 조인트(62)를 통해 상기 스크루(61)를 회전시킴으로써, 상기 너트(51)가 상기 스크루(61)를 따라 이동하도록 하고, 상기 너트(51)가 상기 제1 조(31)에 인접한 방향으로 이동 시, 상기 너트(51)가 상기 제3 로드(41)와 상기 제4 로드(42)를 구동하여 각각 상기 제1 조(31)의 제1 연결부(312)와 상기 제2 조(32)의 제2 연결부(322)를 서로 분리되는 방향으로 요동시키며, 이와 동시에 상기 제1 협지부(311)와 상기 제2 협지부(321) 역시 서로 분리되는 방향으로 요동하도록 구동시켜 물체를 석방한다.

클램핑 작업을 하고자 하는 경우, 역시 상기 구동 로드(71)를 회전시킨다. 상기 제2 유니버셜 조인트(64), 상기 제5 로드(63), 상기 제1 유니버셜 조인트(62)를 통해 상기 스크루(61)를 회전시킴으로써, 상기 너트(51)가 상기 스크루(61)를 따라 이동하도록 하며, 상기 너트(51)가 상기 제1 조(31)에서 먼 방향으로 이동 시, 상기 너트(51)가 상기 제3 로드(41)와 상기 제4 로드(42)를 구동시켜 각각 상기 제1 연결부(312)와 상기 제2 연결부(322)를 서로 인접한 방향으로 요동시키며, 이와 동시에 상기 제1 협지부(311)와 상기 제2 협지부(321)가 서로 인접한 방향으로 요동하도록 구동시켜 물체를 협지한다.

상기 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 소개를 통하여 알 수 있듯이, 상기 구동 로드(71)의 회전을 제어하고 상기 제2 유니버셜 조인트(64), 상기 제5 로드(63)와 상기 제1 유니버셜 조인트(62)를 통해 상기 스크루(61)를 회전시키기 때문에, 상기 스크루(61)와 나사산 결합되는 상기 너트(51)가 상기 스크루(61)의 회전에 의해 상기 너트(51)의 이동을 제어하게 되고, 상기 너트(51)와 피봇 결합된 상기 제3 로드(41), 제4 로드(42) 역시 상기 제1 연결부(312), 제2 연결부(322)를 통해 작동하여, 상기 제1 협지부(311), 제2 협지부(321)를 요동시킨다. 본 발명의 제1 실시예에서, 구동에 사용되는 상기 구동 로드(71), 상기 제5 로드(63), 상기 제4 로드(42), 상기 제3 로드(41), 상기 제2 로드(22)와 상기 제1 로드(21)는 모두 막대부재이며, 그 강성은 강선보다 우수하기 때문에 협지력을 안정적으로 유지할 수 있다.

특히 설명해 두어야 할 점으로, 상기 제2 로드(22)가 외부 힘에 의해 구동 시, 상기 제1 관체(11)에 대하여 능동형 직선 왕복 운동이 발생함으로써, 상기 제2 로드(22)가 상기 제1 로드(21)를 당겨 상기 제2 관체(12)를 상기 제1 관체(11)에 대해 요동시킨다. 또한, 상기 구동 로드(71)가 외부 힘의 작용을 받을 때, 상기 제1 관체(11)에 대해 능동형 회전 운동 및 수동형 직선 왕복 운동이 발생함으로써, 상기 구동 로드(71)가 간접적으로 상기 스크루(61)를 회전시키고, 또한 외부 힘을 따라 상기 제2 관체(12)의 요동과 협력하도록 직선 왕복 운동을 할 수 있어 본 발명의 작업 범위가 증가된다. 여기서 언급하는 '능동형'이란 직접 외부 힘에 의해 구동되는 것을 말하고; '수동형'이란 외부 힘이 먼저 기타 부재를 구동시킨 다음 힘을 받은 부재에 의해 구동된다는 의미이다.

도 5-6은 본 발명의 제2 바람직한 실시예가 제공하는 클램핑 기구이다. 본 발명의 제2 바람직한 실시예와 제1 바람직한 실시예의 차이점은, 상기 구동 로드(71)는 외부 로드(711)와 내부 로드(712)를 구비하여, 상기 외부 로드(711)가 상기 제1 관체(11)에 관통 설치되고, 상기 외부 로드(711)는 삽입홈(713)과 가이드홈(714)을 구비하며, 상기 내부 로드(712)는 상기 삽입홈(713)에 삽입 설치되고, 상기 내부 로드(712)는 돌출부(715)를 구비하여, 상기 돌출부(715)가 상기 가이드홈(714)에 삽입되어 상기 가이드홈(714)을 따라 이동하며, 상기 제2 유니버셜 조인트(64)가 상기 외부 로드(711) 또는 상기 내부 로드(712)와 고정 결합된다는데 있다. 본 바람직한 실시예에서, 상기 제2 유니버셜 조인트(64)는 상기 내부 로드(712)에 고정 결합되는 것을 예로 들었으나, 단 이로써 한정되는 것은 아니며, 상기 돌출부(715)는 상기 내부 로드(712)에 핀 삽입되어 상기 가이드홈(714) 내에 돌출되는 방식으로 나타내었다.

이상으로 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 구조 특징을 소개하였으며, 이어서 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 사용 상황을 소개한다.

사용자가 상기 제2 로드(22)를 밀거나 당겨 상기 제1 로드(21)를 구동시켜 상기 제2 관체(12)가 끝까지 요동하도록 제어하면, 본 실시예 중의 상기 내부 로드(712)가 상기 외부 로드(711)에서 먼 쪽으로 이동하게 되며, 이와 같이하면, 본 실시예의 제2 관체(12)의 요동 각도가 제1 실시예의 요동 각도보다 넓어질 수 있어 본 발명의 작업 범위가 증가된다. 상기 외부 로드(711) 또는 상기 내부 로드(712)가 외부 힘을 받아 구동 시, 서로 상대적으로 수동형 직선 왕복 운동이 발생된다는 을 알 수 있다.

11: 제1 관체 12: 제2 관체
21: 제1 로드 22: 제2 로드
31: 제1 조(jaw) 32: 제2 조
41: 제3 로드 42: 제4 로드
51: 너트 61: 스크루
62: 제1 유니버셜 조인트 63: 제5 로드
64: 제2 유니버셜 조인트 71: 구동 로드
111: 제1 연결단부 112: 제1 수용홈
121: 제2 연결단부 122: 제2 수용홈
311: 제1 협지부 312: 제1 연결부
321: 제2 협지부 322: 제2 연결부
711: 외부 로드 712: 내부 로드
713: 삽입홈 714: 가이드홈
715: 돌출부

Claims

제1 관체;
상기 제1 관체에 피봇 결합되는 제2 관체;
상기 제2 관체에 피봇 결합되는 제1 로드;
상기 제1 관체 내에 관통 설치되고 상기 제1 로드에 피봇 결합되는 제2 로드;
서로 연결되는 제1 협지부와 제1 연결부를 구비하고, 상기 제1 협지부와 상기 제1 연결부 사이에서 상기 제2 관체에 피봇 결합되는 제1 조(jaw);
서로 연결되는 제2 협지부와 제2 연결부를 구비하고, 상기 제2 협지부와 상기 제2 연결부 사이에서 상기 제1 조 또는 상기 제2 관체에 피봇 결합되는 제2 조;
상기 제1 연결부에 피봇 결합되는 제3 로드;
상기 제2 연결부에 피봇 결합되는 제4 로드;
상기 제3 로드와 상기 제4 로드에 피봇 결합되는 너트;
상기 너트에 나사산 결합되는 스크루;
상기 스크루에 고정 결합되는 제1 유니버셜 조인트;
상기 제1 유니버셜 조인트에 고정 결합되는 제5 로드;
상기 제5 로드에 고정 결합되는 제2 유니버셜 조인트; 및
상기 제1 관체에 관통 설치되어 상기 제2 유니버셜 조인트에 고정 결합되는 구동 로드
를 포함하는 클램핑 기구.
제1항에 있어서,
상기 제2 로드가 외부 힘을 받아 구동 시, 상기 제1 관체에 대하여 능동형 직선 왕복 운동이 발생하는, 클램핑 기구.
제1항에 있어서,
상기 구동 로드가 외부 힘의 작용을 받을 때, 상기 제1 관체에 대하여 능동형 회전 운동 및 수동형 직선 왕복 운동이 발생하는, 클램핑 기구.
제1항에 있어서,
상기 구동 로드는 외부 로드와 내부 로드를 구비하여, 상기 외부 로드가 상기 제1 관체에 관통 설치되고, 상기 외부 로드는 삽입홈과 가이드홈을 구비하며, 상기 내부 로드는 상기 삽입홈에 삽입 설치되고, 상기 내부 로드는 돌출부를 구비하여, 상기 돌출부가 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 이동하며, 상기 제2 유니버셜 조인트가 상기 외부 로드 또는 상기 내부 로드에 고정 결합되는, 클램핑 기구.
제4항에 있어서,
상기 외부 로드 또는 상기 내부 로드가 외부 힘을 받아 구동 시, 서로 상대적으로 수동형 직선 왕복 운동이 발생하는, 클램핑 기구.