KR102056813B1 - 내시경 로봇 - Google Patents

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KR102056813B1
KR102056813B1 KR1020180073251A KR20180073251A KR102056813B1 KR 102056813 B1 KR102056813 B1 KR 102056813B1 KR 1020180073251 A KR1020180073251 A KR 1020180073251A KR 20180073251 A KR20180073251 A KR 20180073251A KR 102056813 B1 KR102056813 B1 KR 102056813B1
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rotation
wire
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KR1020180073251A
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김계리
류근웅
박철민
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은, 회전력이 전달되는 회전축에 결합되어 회전 가능하도록 이루어지고, 일 방향으로 연장되도록 형성되는 튜브체; 전방을 향하는 방향이 조절되게 상기 튜브체에 대해 회전하도록 일 단부가 상기 튜브체의 일 단부에 설치되고, 상기 튜브체로부터 전달되는 회전력에 의해 상기 튜브체와 함께 회전하는 조향부; 상기 조향부의 내부에 설치되어 상기 조향부의 회전에 의해 상기 조향부와 함께 회전 가능하도록 이루어지고, 전방을 향하도록 배치되는 엔드 이펙터; 및 상기 엔드 이펙터에 설치되는 축고정 튜브 바디를 포함하고, 상기 전방을 향하는 상기 조향부의 방향 및 상기 조향부의 상기 엔드 이펙터에 대한 상대 회전이 조절 가능한 것을 특징으로 하는 내시경 장치를 제공한다.

Description

내시경 로봇{ENDOSCOPE ROBOT}
본 발명은 내시경 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내시경 말단의 위치 조정을 가능하게 하는 내시경 로봇에 관한 것이다.
두개 내 심부, 특히, 뇌 기저부에 발생한 뇌수막종과 같은 뇌 종양을 관찰하고 제거하는 뇌 기저부 수술(Endonasal Skull Base Surgery)에 대한 연구가 이루어지고 있다.
뇌 기저부에 수술 기구가 접근하기 위해서는 비강을 통해 삽입될 수 있는 미세한 두께의 수술 기구가 일반적으로 사용된다.
기존의 시스템은 구동축이, 상하 방향 또는 좌우 방향으로 이미지 센서를 조정하여 영상을 촬영하였다. 이는 역기구학을 통해 x 또는 y 축 입력을 통해서 내시경을 구동하여야 하였으며, 기존의 시스템은 부피가 큰 문제가 있었다.
이런 경우, 기존의 시스템은 영상이 회전하는 문제가 발생하였고, 사각형의 이미지 센서를 원형으로 잘라내야 하는 등의 별도의 소프트웨어 보정 작업이 필요하였다. 한편, 기존 시스템의 경우, 입체 촬영(Stereo image)은 수행하기 어려운 문제가 있었다.
한국 등록 특허 제10-1525457호
본 발명의 일 목적은 동작 부피가 작아 작업 영역의 확보에 유리하면서도, 방향 조절을 쉽게 할 수 있는 내시경 로봇을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 내시경 장치는, 회전력이 전달되는 회전축에 결합되어 회전 가능하도록 이루어지고, 일 방향으로 연장되도록 형성되는 튜브체; 전방을 향하는 방향이 조절되게 상기 튜브체에 대해 회전하도록 일 단부가 상기 튜브체의 일 단부에 설치되고, 상기 튜브체로부터 전달되는 회전력에 의해 상기 튜브체와 함께 회전하는 조향부; 상기 조향부의 내부에 설치되어 상기 조향부의 회전에 의해 상기 조향부와 함께 회전 가능하도록 이루어지고, 전방을 향하도록 배치되는 엔드 이펙터; 및 상기 엔드 이펙터에 설치되는 축고정 튜브 바디를 포함하고, 상기 전방을 향하는 상기 조향부의 방향 및 상기 조향부의 상기 엔드 이펙터에 대한 상대 회전이 조절 가능하다.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 조향부의 일 단부의 외주에는 조향돌출부가 돌출 형성되고, 상기 튜브체의 일 단부에는 상기 조향돌출부를 수용하는 조향홀이 형성된다.
바람직하게는, 상기 엔드 이펙터의 외주에는 상기 조향부의 회전에 의해 상기 엔드 이펙터가 가이드되어 회전되도록 돌출되는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 조향부에는 상기 가이드 돌기를 수용하도록 상기 조향부의 회전 방향을 따라서 회전 가이드가 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 상기 엔드 이펙터 및 상기 축고정 튜브 바디 사이에는, 상기 엔드 이펙터 및 상기 축고정 튜브 바디를 연결시키는 연결부재가 설치되고, 상기 연결부재에는 상기 엔드 이펙터를 상대 회전 가능하게 연결시키도록 돌출되는 제1돌기; 및 상기 축고정 튜브 바디를 상대 회전 가능하게 연결시키도록 돌출되는 제2돌기가 형성되고, 상기 엔드 이펙터에는 상기 제1돌기에 회전 가능하도록 삽입되는 홀이 형성되고, 상기 축고정 튜브 바디에는 상기 제2돌기에 회전 가능하도록 삽입되는 홀이 형성된다.
바람직하게는, 상기 조향부에는 와이어가 설치 가능한 와이어 홀이 형성되고, 상기 와이어 홀은 상기 조향돌출부를 사이에 두고 양 측에 형성되어, 상기 각각의 와이어 홀에 설치된 와이어의 장력이 조절됨에 따라서, 상기 조향부의 전방을 향하는 방향이 조절될 수 있다.
바람직하게는, 상기 조향홀에 인접하는 상기 튜브체의 외주에는 상기 조향부를 회전 가능하게 하는 공간을 구비하도록 조향 절개부가 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 상기 제2돌기에 회전 가능하도록 삽입되는 홀에 인접하는 상기 축고정 튜브 바디의 외주에 상기 엔드 이펙터를 회전 가능하게 하는 공간을 구비하도록 회전 절개부가 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 본 발명의 내시경 장치는 구동력을 발생시키고, 발생된 구동력을 상기 조향부에 전달하여 조향부를 튜브체에 대하여 회전 가능하게 하는 조향 구동부를 더 포함하고, 상기 조향 구동부는, 전원에 연결되어 전력을 제공받아 회전 구동력을 발생시키는 조향 구동 모터; 상기 조향 구동 모터에 연결되어 상기 조향 구동 모터에 의해 발생된 회전 구동력을 전달받아서 상기 와이어를 권출 또는 권취 가능하게 하도록 동력을 전달하는 구동 기어; 및 상기 구동 기어에 연결되고, 상기 조향부의 와이어 홀에 설치되는 와이어를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 본 발명의 내시경 장치는 구동력을 발생시켜서 발생된 구동력을 상기 축고정 튜브 바디에 전달함으로써 상기 조향부의 상기 엔드 이펙터에 대한 상대 회전을 가능하게 하는 회전 구동부를 더 포함하고, 상기 회전 구동부는, 전원에 연결되어 전력을 제공받아, 회전 구동력을 발생시키는 회전 구동 모터를 포함하고, 상기 튜브체는 상기 회전 구동 모터에 연결되어 상기 회전 구동 모터에 의해 발생된 회전 구동력을 전달받아서 회전되고, 회전력을 상기 조향부로 전달 가능하게 한다.
본 발명의 내시경 로봇은, 간단한 구조로서 사용 시에 내시경을 교체하지 않더라도 다양한 각도로 전방향을 관측할 수 있어서, 사용자가 보다 시술에 집중할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 내시경 로봇은, 기계적 메커니즘이 단순하고 모델링이 간결하여 쉽게 제어할 수 있고, 동작 부피가 작음으로 인해 작업 영역 확보에 유리하다.
또한, 본 발명의 내시경 로봇은, 방향 유지를 위해 영상 처리를 따로 하지 않아도 되므로 영상을 원형으로 자를 필요가 없으며, 3D 이미지에도 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 내시경 로봇은, 다른 장치들과 함께 삽입될 수 있는 단일 포트(single port) 시스템에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 내시경 장치의 단부를 확대하여 도시한 사시도.
도 2a는 조향부가 튜브체에 대하여 일측으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도.
도 2b는 조향부가 튜브체에 대하여 다른 일측으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도.
도 3a는 조향부가 튜브체에 대하여 다른 일측으로 회전하고, 조향부가 엔드 이펙터에 대하여 일 방향으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도.
도 3b는 조향부가 튜브체에 대하여 다른 일측으로 회전하고, 조향부가 엔드 이펙터에 대하여 일 측과 다른 일 측 사이의 일 지점에 배치된 일례를 도시한 동작 상태도.
도 3c는 조향부가 튜브체에 대하여 다른 일측으로 회전하고, 조향부가 엔드 이펙터에 대하여 다른 일 방향으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도.
도 4는 본 발명의 내시경 장치의 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
도 1은 본 발명의 내시경 장치(100)의 단부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 2a는 조향부(20)가 튜브체(10)에 대하여 일측으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도이고, 도 2b는 조향부(20)가 튜브체(10)에 대하여 다른 일측으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도이고, 도 3a는 조향부(20)가 튜브체(10)에 대하여 다른 일측으로 회전하고, 조향부(20)가 엔드 이펙터에 대하여 일 방향으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도이고, 도 3b는 조향부(20)가 튜브체(10)에 대하여 다른 일측으로 회전하고, 조향부(20)가 엔드 이펙터에 대하여 일 측과 다른 일 측 사이의 일 지점에 배치된 일례를 도시한 동작 상태도이다. 또한, 도 3c는 조향부(20)가 튜브체(10)에 대하여 다른 일측으로 회전하고, 조향부(20)가 엔드 이펙터에 대하여 다른 일 방향으로 회전한 일례를 도시한 동작 상태도이다.
도 1 내지 3c를 참조하여, 본 발명의 내시경 장치(100)의 구조 및 동작에 대하여 서술한다.
본 발명의 내시경 장치(100)는, 튜브체(10), 조향부(20), 엔드 이펙터(30) 및 축고정 튜브 바디(40)를 포함한다.
튜브체(10)는 일 방향으로 연장되어 기 결정된 길이를 가지도록 이루어진다(도 4 참조). 튜브체(10)는 내측에 후술하는 회전축(75) 및 축고정 튜브 바디(40) 등의 구성을 수용할 수 있는 수용부를 구비한다. 튜브체(10)의 일 단에 조향홀(13)이 형성될 수 있으며, 조향홀(13)에는 후술하는 조향부(20)가 회전 가능하게 설치될 수 있다. 또한, 튜브체(10)는 회전력이 전달되는 회전축(미도시)에 결합 되어 조향부(20)에 회전력을 제공 가능하도록 이루어진다.
조향부(20)는 일 단부가 튜브체(10)의 일 단부에 설치되어 전방을 향하는 방향이 조절되도록 이루어진다. 일례로 조향부(20)는 튜브체(10)와 함께 회전하도록 튜브체(10)에 연결되는데, 조향부(20)의 중심에서 연장되는 제1중심축과 튜브체(10)의 중심에서 연장되는 제2중심축이 서로 교차하도록 회전하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 조향부(20)는 튜브체(10)로부터 전달되는 회전력에 의해 튜브체(10)와 함께 회전한다. 즉, 조향부(20)는 튜브체(10)와 동축으로 함께 회전하면서, 튜브체(10)에 대하여 중심축이 서로 교차하게 전방을 향하는 방향이 조절 가능하도록 회전한다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 조향부(20) 및 튜브체(10)가 서로 나란하도록 배치된 상태를 기준으로 조향부(20)는 튜브체(10)에 대해서, 도 2a 및 2b에서 각각 화살표로 도시된 양 방향으로 각각 대략 135° 만큼 회전할 수 있다. 즉, 조향부(20)는 전방을 향하여 대략 총 270° 가량 회전 가능하도록 튜브체(10)의 단부에 설치된다.
일례로, 조향부(20)의 일 단부의 외주에는 조향돌출부(25)가 형성되고, 튜브체(10)의 일 단부에는 조향돌출부(25)를 회전 가능하도록 수용하는 조향홀(13)이 형성될 수 있는데, 이로 인해, 조향부(20)는 조향돌출부(25)를 중심으로 튜브체(10)에 대하여 회전할 수 있게 된다.
또한, 도 1 내지 도 2b 등에 도시되는 바와 같이, 튜브체(10)의 외주에는 조향부(20)를 회전 가능하게 하는 공간을 구비하도록 조향 절개부(15)가 형성된다. 조향 절개부(15)는 튜브체(10)의 조향홀(13)에 인접하게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 조향부(20)에는 와이어(67)가 설치 가능한 와이어 홀(27)이 형성될 수 있다. 와이어 홀(27)은 와이어(67)의 장력에 의해 조향부(20)가 조향돌출부(25)를 축으로 회전 가능한 적절한 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 도 1에는 와이어 홀(27)이 조향부(20)의 일 측에 형성된 예가 도시되나, 와이어 홀(27)은 도 1에서 도시된 조향부(20)의 일 측 및 도면 상에서 보이지 않는 반대편의 다른 일측에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 양 측의 와이어 홀(27)에 와이어(67)는 각각 설치되고, 각각의 와이어(67)에 인가되는 장력이 조절됨에 의해 조향부(20)의 전방을 향하는 방향이 조절되게 된다.
엔드 이펙터(30)는 전방을 향하도록 배치된다. 또한, 조향부(20)의 내부에 설치되어 상기 조향부(20)의 회전에 의해 가이드 됨으로써 조향부(20)와 함께 회전 가능하도록 이루어진다. 일례로, 엔드 이펙터(30)는 중심축이 조향부(20)의 중심축과 서로 나란하게 회전되도록 조향부(20)의 내부에 설치될 수 있다. 엔드 이펙터(30)의 전방을 향하는 일 단에는 수술 부위 주변의 영상을 촬영할 수 있는 이미지 센서가 설치되는 센서 수용부(35, 도 2a에 도시)를 구비할 수 있다.
다만, 엔드 이펙터(30)의 전방을 향하는 일 단의 센서 수용부(35)에 설치되는 구성은 이미지 센서로 한정되는 것이 아니고, 관로 내에서 각종 작업을 수행할 수 있는 임의의 초소형 작업장치가 설치될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 엔드 이펙터(30)의 일 단에는 삽입 위치 주변의 작업 대상물을 촬영, 절개, 절단, 침투, 봉합, 접합(용접), 조명(lighting)하거나, 작업 대상물에 약칠 또는 투약 등의 작업을 수행할 수 있는 작업 장치가 설치될 수 있다.
내시경 로봇이 최소침습시술에 사용되는 경우, 카메라, 수술용 메스, 가위, 주사기 또는 레이저 장치 등과 같은 소형 시술장치가 이에 해당할 수 있다. 이러한 경우 튜브체(10)는 그 내부를 통해 약물 등의 물질을 유동시켜 엔드 이펙터(30)로 공급할 수 있는 통로가 될 수도 있다.
엔드 이펙터(30)의 외주에는 조향부(20)의 회전에 의해 엔드 이펙터(30)가 가이드되어 회전되도록 돌출되는 가이드 돌기(33)가 형성될 수 있다. 또한, 조향부(20)에는 가이드 돌기(33)를 수용하도록 조향부(20)의 회전 방향을 따라서 회전 가이드(23)가 형성될 수 있다. 도 1 내지 도 3b에는 회전 가이드(23)가 고정 소켓의 회전 방향으로 조향부(20)의 외주를 따라서, 대략 180° 만큼 절개된 형상으로 이루어지는 예가 도시된다.
엔드 이펙터(30)에는 축고정 튜브 바디(40)가 설치된다. 축고정 튜브 바디(40)는 튜브체의 내부에 수용되어 엔드 이펙터가 조향부의 회전에 의해 조향부와 함께 회전하게 되면 축고정 튜브 바디(40)도 함께 회전된다.
이런 구조에 의해, 본 발명의 내시경 장치(100)는 전방을 향하는 조향부(20)의 방향, 및 조향부(20)의 엔드 이펙터(30)에 대한 상대 회전이 조절 가능하게 될 수 있다.
일례로, 축고정 튜브 바디(40)는 튜브체(10)의 수용부에 배치될 수 있다.
또한, 엔드 이펙터(30) 및 축고정 튜브 바디(40) 사이에는 연결부재(50)가 설치되어 엔드 이펙터(30) 및 축고정 튜브 바디(40)를 연결시킬 수 있다.
연결부재(50)에는 엔드 이펙터(30)를 상대 회전 가능하게 연결시키도록 돌출되는 제1돌기(53) 및 축고정 튜브 바디(40)를 상대 회전 가능하게 연결시키도록 돌출되는 제2돌기(55)가 형성될 수 있다. 제1 및 제2돌기(53, 55)는 연결부재(50)의 외주에서 서로 교차하는 방향으로 돌출될 수 있다.
엔드 이펙터(30)에는 제1돌기(53)에 회전 가능하도록 삽입되는 홀(37)이 형성되고, 축고정 튜브 바디(40)에는 제2돌기(55)에 회전 가능하도록 삽입되는 홀(47)이 형성될 수 있다.
한편, 축고정 튜브 바디(40)의 외주에는 회전 절개부(45)가 형성될 수 있는데, 회전 절개부(45)는 엔드 이펙터(30)를 회전 가능하게 하는 공간을 구비한다. 회전 절개부(45)는 축고정 튜브 바디(40)의 외주에서 홀(47)에 인접하여 배치되는 예가 도 1 등에 도시되어 있다.
이와 같은 구조로 인해, 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같이, 튜브체(10)에 대하여 조향부(20)가 소정 각도 만큼 회전된 상태에서도, 엔드 이펙터(30) 및 축고정 튜브 바디(40)가 파손되지 않으면서 조향부(20)가 엔드 이펙터(30)에 대하여 회전할 수 있게 된다. 또한, 조향부(20)가 엔드 이펙터(30)에 대하여 소정 각도 회전된 상태에서, 조향부(20)가 튜브체(10)에 대하여 원활하게 회전할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 4를 참조하여, 전술한 조향부(20), 축고정 튜브 바디(40) 및 엔드 이펙터(30)에 구동력을 전달하는 구성들에 대하여 서술하기로 한다.
본 발명의 내시경 장치(100)는, 조향 구동부(60) 및 회전 구동부(70)를 더 포함할 수 있다.
조향 구동부(60)는, 구동력을 발생시키고 발생된 구동력을 조향부(20)에 전달하여 조향부(20)를 튜브체(10)에 대하여 회전 가능하도록 이루어진다.
조향 구동부(60)는, 조향 구동 모터(63), 구동 기어(65) 및 와이어(67)를 포함할 수 있다.
조향 구동 모터(63)는 전원(미도시)에 연결되어 전력을 제공받아서 회전 구동력을 발생시킨다. 또한, 조향 구동 모터(63)에는 와이어(67)에 가해지는 장력을 조절함으로써 조향부(20)의 회전을 제어하는 센싱 기판(63a)이 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 기어(65)는 조향 구동 모터(63)에 의해 발생된 회전 구동력을 전달받아서, 와이어(67)를 권출 또는 권취 가능하게 하도록 동력을 전달한다.
구동 기어(65)는 일례로, 조향 구동 모터(63)에 연결되어 회전하는 제1베벨기어(65a), 제1베벨기어(65a)에 교차하도록 배치되어 제1베벨기어(65a)로부터의 동력을 전달받는 제2 및 제3베벨기어(65b, 65c)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 및 제3베벨기어(65b, 65c)가 제1베벨기어(65a)에 90°로 배치되어 있다. 또한, 제2 및 제3베벨기어(65b, 65c) 각각의 단부에는 와이어 고정부(66)가 설치되어 있는데, 와이어 고정부(66)에는 와이어(67)가 권선된다. 구동 기어(65)의 구조는 도 4에서 도시된 구조에 한정되는 것은 아니고, 조향 구동 모터(63)에서 발생된 회전 구동력을 전달하여 와이어(67)를 권취 또는 권출할 수 있게할 수 있는 다양한 기구 매커니즘으로 형성될 수 있다.
와이어(67)는 일 단이 와이어 고정부(66)에 권선되어 조향 구동 모터(63)로부터 전달된 구동력에 의해 권취 또는 권출되게 된다. 또한, 와이어(67)는 타 단이 전술한 조향부(20)의 와이어 홀(27)에 설치되어 권취 또는 권출된 상태에서 조향부(20)의 회전을 가능하게 한다. 와이어(67)는 전술한 두 개의 와이어 홀(27) 각각에 설치되도록 두 개로 이루어질 수 있다. 이 경우, 전술한 센싱 기판(63a)이 두 개의 와이어(67)의 장력을 각각 조절함으로써, 각각의 와이어(67)에 전달되는 장력 차이에 의해 조향부(20)가 회전될 수 있다.
한편, 와이어(67)는 일례로, 축고정 튜브 바디(40)의 내부에 배치될 수 있다.
회전 구동부(70)는 구동력을 발생시켜서 발생된 구동력을 축고정 튜브 바디(40)에 전달함으로써 엔드 이펙터(30)의 조향부(20)에 대한 상대 회전을 가능하게 한다.
회전 구동부(70)는, 회전 구동 모터(73)를 포함할 수 있다.
회전 구동 모터(73)는 전원(미도시)에 연결되어 전력을 제공받아, 회전 구동력을 발생시킨다. 또한, 회전 구동 모터(73)에는 튜브체(10)의 회전 각도를 센싱하여 이를 제어하는 제어 기판(73a)이 전기적으로 연결될 수 있다.
튜브체(10)는 회전 구동 모터(73)에 연결되어 회전 구동 모터(73)에 의해 발생된 회전 구동력을 전달받아 회전되어서 회전력을 조향부(20)로 전달하게 한다. 회전 구동 모터(73)는 구동 기어(65)를 지지하는 플레이트(75)도 함께 회전시킬 수 있다.
또한, 도 4에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 내시경 장치(100)는 조향 구동부(60) 및 회전 구동부(70)의 기저에서 지지하는 기저부(80)를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 내시경 장치(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100:내시경 장치
10:튜브체 13:조향홀
15:조향 절개부 20:조향부
23:회전 가이드 25:조향돌출부
27:와이어 홀 30:엔드 이펙터
33:가이드 돌기 35:센서 수용부
37:홀 40:축고정 튜브 바디
45:회전 절개부 47:홀
50:연결부재 53:제1돌기
55:제2돌기 60:조향 구동부
63:조향 구동 모터 65:구동 기어
65a:제1베벨기어 65b:제2베벨기어
65c:제3베벨기어 66:와이어 고정부
67:와이어 70:회전 구동부
73:회전 구동 모터 75:플레이트

Claims (9)

  1. 회전력이 전달되는 회전축에 결합되어 회전 가능하도록 이루어지고, 일 방향으로 연장되도록 형성되는 튜브체;
    전방을 향하는 방향이 조절되게 상기 튜브체에 대해 회전하도록 일 단부가 상기 튜브체의 일 단부에 설치되고, 상기 튜브체로부터 전달되는 회전력에 의해 상기 튜브체와 함께 회전하는 조향부;
    상기 조향부의 내부에 설치되어 상기 조향부의 회전에 의해 상기 조향부와 함께 회전 가능하도록 이루어지고, 전방을 향하도록 배치되는 엔드 이펙터; 및
    상기 엔드 이펙터에 설치되는 축고정 튜브 바디를 포함하고,
    상기 전방을 향하는 상기 조향부의 방향 및 상기 조향부의 상기 엔드 이펙터에 대한 상대 회전이 조절 가능한 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조향부의 일 단부의 외주에는 조향돌출부가 돌출 형성되고, 상기 튜브체의 일 단부에는 상기 조향돌출부를 수용하는 조향홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터의 외주에는 상기 조향부의 회전에 의해 상기 엔드 이펙터가 가이드되어 회전되도록 돌출되는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 조향부에는 상기 가이드 돌기를 수용하도록 상기 조향부의 회전 방향을 따라서 회전 가이드가 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터 및 상기 축고정 튜브 바디 사이에는, 상기 엔드 이펙터 및 상기 축고정 튜브 바디를 연결시키는 연결부재가 설치되고,
    상기 연결부재에는 상기 엔드 이펙터를 상대 회전 가능하게 연결시키도록 돌출되는 제1돌기; 및 상기 축고정 튜브 바디를 상대 회전 가능하게 연결시키도록 돌출되는 제2돌기가 형성되고,
    상기 엔드 이펙터에는 상기 제1돌기에 회전 가능하도록 삽입되는 홀이 형성되고, 상기 축고정 튜브 바디에는 상기 제2돌기에 회전 가능하도록 삽입되는 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 조향부에는 와이어가 설치 가능한 와이어 홀이 형성되고, 상기 와이어 홀은 상기 조향돌출부를 사이에 두고 양 측에 형성되어, 상기 각각의 와이어 홀에 설치된 와이어의 장력이 조절됨에 따라서, 상기 조향부의 전방을 향하는 방향이 조절되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 조향홀에 인접하는 상기 튜브체의 외주에는 상기 조향부를 회전 가능하게 하는 공간을 구비하도록 조향 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2돌기에 회전 가능하도록 삽입되는 홀에 인접하는 상기 축고정 튜브 바디의 외주에 상기 엔드 이펙터를 회전 가능하게 하는 공간을 구비하도록 회전 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    구동력을 발생시키고, 발생된 구동력을 상기 조향부에 전달하여 조향부를 튜브체에 대하여 회전 가능하게 하는 조향 구동부를 더 포함하고,
    상기 조향 구동부는,
    전원에 연결되어 전력을 제공받아 회전 구동력을 발생시키는 조향 구동 모터;
    상기 조향 구동 모터에 연결되어 상기 조향 구동 모터에 의해 발생된 회전 구동력을 전달받아서 상기 와이어를 권출 또는 권취 가능하게 하도록 동력을 전달하는 구동 기어; 및
    상기 구동 기어에 연결되고, 상기 조향부의 와이어 홀에 설치되는 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    구동력을 발생시켜서 발생된 구동력을 상기 축고정 튜브 바디에 전달함으로써 상기 조향부의 상기 엔드 이펙터에 대한 상대 회전을 가능하게 하는 회전 구동부를 더 포함하고,
    상기 회전 구동부는,
    전원에 연결되어 전력을 제공받아, 회전 구동력을 발생시키는 회전 구동 모터를 포함하고,
    상기 튜브체는 상기 회전 구동 모터에 연결되어 상기 회전 구동 모터에 의해 발생된 회전 구동력을 전달받아서 회전되고, 회전력을 상기 조향부로 전달 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
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