KR102397447B1 - End tool for Surgical instrument - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에 관한 것이다. The present invention relates to an end tool of a surgical instrument, and more particularly, to an end tool of a surgical instrument that can be operated manually for use in laparoscopic surgery or various various surgeries.
Description
본 발명은 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에 관한 것이다. The present invention relates to an end tool of a surgical instrument, and more particularly, to an end tool of a surgical instrument that can be operated manually for use in laparoscopic surgery or various various surgeries.
의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기기를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술 부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제를 야기한다. 따라서 최근에는 피부에 소정의 구멍을 형성하여 의료 기기, 예를 들면, 복강경, 수술용 인스트루먼트, 미세수술용 현미경 등만을 삽입하여 수행하는 수술 또는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.Medically, surgery refers to the treatment of diseases by cutting, slitting, or manipulating skin, mucous membranes, or other tissues using medical devices. In particular, open surgery in which the skin of the surgical site is incised and opened to treat, mold, or remove organs, etc., causes problems such as bleeding, side effects, patient pain, and scarring. Therefore, recently, surgery using a robot or surgery performed by inserting only a medical device, for example, a laparoscope, a surgical instrument, a microsurgery microscope, etc. by forming a predetermined hole in the skin, is in the spotlight as an alternative.
수술용 인스트루먼트는 피부에 천공된 구멍을 통과하는 샤프트의 일단에 구비된 엔드 툴을, 소정의 구동부를 사용하여 의사가 직접 손으로 조작하거나 로봇 암을 사용하여 조작함으로써 수술 부위를 수술하기 위한 도구이다. 수술용 인스트루먼트에 구비된 엔드 툴 소정의 구조를 통한 회전 동작, 집게 동작(gripping), 절단 동작(cutting) 등을 수행한다. A surgical instrument is a tool for operating a surgical site by manually manipulating an end tool provided at one end of a shaft that passes through a hole punched in the skin by a doctor using a predetermined driving unit or using a robot arm. . The end tool provided in the surgical instrument performs a rotation operation, a clamping operation, a cutting operation, etc. through a predetermined structure.
그런데, 기존의 수술용 인스트루먼트는 엔드 툴 부분이 굴곡되지 않아 수술 부위에의 접근 및 여러 수술 동작의 수행에 있어서 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다. 이를 보완하기 위해 엔드 툴 부분이 휠 수 있는 수술용 인스트루먼트들이 개발되었으나, 엔드 툴을 굴곡시키거나 수술 동작을 수행하기 위한 조작부의 작동이 실제 엔드 툴이 굴곡되거나 수술 동작을 수행하는 동작과 직관적으로 일치하지 않아, 수술자의 입장에서 직관적인 작동이 용이하지 않고, 사용 방법의 숙련에 오랜 시간이 소요된다는 문제점이 존재하였다. However, there was a problem in that the conventional surgical instrument is not easy to access the surgical site and perform various surgical operations because the end tool portion is not bent. To compensate for this, surgical instruments capable of bending the end tool have been developed, but the operation of the manipulation unit for bending the end tool or performing a surgical operation intuitively matches the operation of the actual end tool bending or surgical operation Therefore, there were problems that intuitive operation is not easy from the point of view of the operator, and it takes a long time to master the method of use.
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.The above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the derivation of the present invention or acquired in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technique disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실제 엔드 툴이 굴곡하거나 수술 동작을 수행하는 동작과, 이에 대응하는 조작부의 작동이 직관적으로 일치하도록 하기 위한 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는 이를 위해, 여러 자유도를 가지는 엔드 툴, 엔드 툴의 동작을 직관적으로 조작할 수 있도록 하는 구조를 가지는 조작부, 조작부의 조작대로 엔드 툴의 동작이 가능하도록 조작부의 구동력을 엔드 툴로 전달하는 동력 전달부를 제공한다. An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an end tool of a surgical instrument for intuitively matching the operation of the actual end tool bending or performing a surgical operation, and the operation of the corresponding manipulation unit aim to More specifically, for this purpose, an end tool having multiple degrees of freedom, a manipulation unit having a structure that enables intuitive manipulation of the end tool operation, and a method that transmits the driving force of the manipulation unit to the end tool so that the end tool can be operated according to the manipulation of the manipulation unit It provides a power transmission unit.
본 발명의 일 실시예는 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw); 상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 제1 조 와이어의 일 단부가 결합하는 제1 조 와이어 제1 결합부와 제1 조 와이어의 타 단부가 결합하는 제1 조 와이어 제2 결합부가 형성되는 J11 풀리; 상기 J11 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루도록 형성되는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J12 풀리 및 J14 풀리; 상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 제2 조 와이어의 일 단부가 결합하는 제2 조 와이어 제1 결합부와 제2 조 와이어의 타 단부가 결합하는 제2 조 와이어 제2 결합부가 형성되는 J21 풀리; 상기 J21 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J22 풀리 및 J24 풀리;를 포함하고, 제1 조 와이어는 상기 J12 풀리, J11 풀리, J14 풀리와 적어도 일부가 접촉하도록 형성되고, 제2 조 와이어는 상기 J22 풀리, J21 풀리, J24 풀리와 적어도 일부가 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 제공한다. One embodiment of the present invention is a first jaw (jaw) and second jaw (jaw) rotatable independently of each other;
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
이와 같은 본 발명에 의해서, 수술자에 의한 조작부의 조작 방향과 엔드 툴의 작동 방향이 직관적으로 동일한 방향이기 때문에, 시술자의 편의성이 향상되고 수술의 정확성, 신뢰성 및 신속성 등이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, since the operation direction of the operation unit by the operator and the operation direction of the end tool are intuitively the same direction, the operator's convenience is improved and the accuracy, reliability, and speed of the operation are improved. .
도 1a는 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1b는 요 동작 개념도이다.
도 1c는 다른 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1d는 요 동작 개념도이다.
도 1e는 본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1f는 요 동작 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다
도 4 및 도 5는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이다.
도 6a는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 6b는 종래의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 6c는 도 6a의 엔드 툴의 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6d는 도 6a의 엔드 툴의 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 10은 도 7의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 피치 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 12는 도 7의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 13은 요 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 요 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 피치 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 피치 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 제1 조의 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성과 그 변형예들을 도시한 그림이다.
도 18은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 19는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 21은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 22는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 23은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 24는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 25는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 26은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 27은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 28은 도 8에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 29는 도 16에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 30 및 도 31은 절연과 관련된 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 33은 도 32의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 34는 도 33의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 35 및 도 36은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 37 및 도 38은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 39 및 도 40은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 사시도이다.
도 41은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 42는 도 41의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 43은 도 42의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 44 및 도 45는 도 41의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 46 및 도 47은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 사시도이다.
도 48은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 49는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다.
도 50은 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 51은 도 50의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 52 및 도 53은 도 51의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 54 및 도 55는 도 50의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 56는 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 57은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 58은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
도 59는 도 56의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 60은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 61은 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 62는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 63 및 도 64는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 65는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
도 66은 도 65의 A 부분의 확대도이다.
도 67는 도 66의 C-C' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 68은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 69는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 70는 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 71은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 72는 도 70의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
도 73은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 74, 75 및 76은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 77은 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 78은 도 77의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 79는 도 77의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 80은 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 81은 도 80에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이다.
도 82는 도 81의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 83은 도 81의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 84는 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 85는 도 84에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이다.
도 86은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 87은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 88은 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 89는 도 88의 수술용 인스트루먼트의 와이어 등의 구조를 나타내는 내부 사시도이다.1a is a conceptual diagram of a pitch motion of a conventional surgical instrument, and FIG. 1b is a conceptual diagram of a yaw motion.
1c is a conceptual diagram of a pitch motion of another conventional surgical instrument, and FIG. 1d is a conceptual diagram of a yaw motion.
1e is a conceptual diagram of a pitch motion of a surgical instrument according to the present invention, and FIG. 1f is a conceptual diagram of a yaw motion.
Figure 2 is a perspective view showing a surgical instrument according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a side view of the surgical instrument of Figure 2
4 and 5 are perspective views illustrating the end tool of the surgical instrument of FIG. 2 .
Figure 6a is a plan view showing the end tool of the surgical instrument of Figure 2;
Figure 6b is a plan view showing the end tool of a conventional surgical instrument.
Figure 6c is a view showing a modified example of the end tool of Figure 6a.
Figure 6d is a view showing a modified example of the end tool of Figure 6a.
7A and 7B are perspective views illustrating a manipulation unit of the surgical instrument of FIG. 2 .
8 is a diagram schematically illustrating only the configuration of the pulley and wire constituting the joint of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 7 .
9 is a diagram showing the configuration of pulleys and wires related to the actuation operation and yaw operation of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 7 for each of
10 is a perspective view showing a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 7 .
11 is a diagram illustrating the configuration of the pulley and wire related to the pitch operation of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 7 by unraveling for each of
12 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 7 .
13 is a view showing an example of a direct type joint of the yaw joint.
14 is a view showing an example of an indirect joint of the yaw joint.
15 is a diagram illustrating an example of an indirect joint of a pitch joint.
16 is a diagram illustrating an example of a direct type joint of a pitch joint.
17 is a diagram showing the configuration of the pulley and wire associated with the operation of
18 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
19 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG.
20 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
21 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
22 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
23 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
24 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
25 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
26 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
27 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 .
28 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 8 .
29 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 16 .
30 and 31 are diagrams illustrating a modified example related to insulation.
32 is a perspective view illustrating a surgical instrument according to a second embodiment of the present invention.
33 is an internal perspective view of the surgical instrument of FIG. 32 .
34 is a side view of the surgical instrument of FIG. 33 .
35 and 36 are perspective views illustrating a manipulation unit of the surgical instrument of FIG. 33 .
37 and 38 are perspective views illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 33 .
39 and 40 are perspective views illustrating an actuation operation of the surgical instrument of FIG. 33 .
41 is a perspective view showing a surgical instrument according to a third embodiment of the present invention.
Figure 42 is a side view of the surgical instrument of Figure 41.
43 is a perspective view showing the operation unit of the surgical instrument of FIG. 42 .
44 and 45 are perspective views illustrating the yaw operation of the surgical instrument of FIG. 41 .
46 and 47 are perspective views illustrating an actuation operation of the surgical instrument of FIG. 41 .
48 is a perspective view illustrating a yaw operation of a surgical instrument according to a fourth embodiment of the present invention.
49 is a view showing an actuation operation of a surgical instrument according to a fourth embodiment of the present invention.
50 is a perspective view showing a surgical instrument according to a fifth embodiment of the present invention.
Figure 51 is a side view of the surgical instrument of Figure 50.
52 and 53 are perspective views illustrating the operation unit of the surgical instrument of FIG. 51 .
54 and 55 are perspective views illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 50 .
56 is a perspective view showing a surgical instrument according to a sixth embodiment of the present invention.
57 is a perspective view showing a manipulation unit of the surgical instrument of FIG. 56 .
58 is an internal perspective view showing the wiring structure of the surgical instrument of FIG.
59 is a perspective view illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 56 .
Figure 60 is a perspective view showing the pitch operation of the surgical instrument of Figure 56.
Figure 61 is a perspective view showing a surgical instrument according to the seventh embodiment of the present invention.
62 is a side view of the surgical instrument of FIG.
63 and 64 are perspective views illustrating a manipulation unit of the surgical instrument of FIG. 61 .
65 is an internal perspective view showing a wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of FIG.
FIG. 66 is an enlarged view of part A of FIG. 65 .
67 is a cross-sectional view taken along line CC' of FIG. 66;
68 is a perspective view illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 61 .
Figure 69 is a perspective view showing the pitch operation of the surgical instrument of Figure 61.
70 is a perspective view showing a surgical instrument according to an eighth embodiment of the present invention.
71 is a perspective view showing the operation unit of the surgical instrument of FIG. 70 .
72 is an internal perspective view showing the wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of FIG. 70 .
73 is a perspective view illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 70 .
74, 75 and 76 are perspective views illustrating the pitch operation of the surgical instrument of FIG. 70;
77 is an internal perspective view of a surgical instrument according to a ninth embodiment of the present invention.
78 is a perspective view illustrating the yaw operation of the surgical instrument of FIG. 77 .
79 is a perspective view illustrating the pitch operation of the surgical instrument of FIG. 77 .
80 is an internal perspective view of a surgical instrument according to a tenth embodiment of the present invention.
81 is an internal perspective view with the actuation gear removed in FIG. 80 .
82 is a perspective view illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 81 .
83 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 81 .
84 is an internal perspective view of a surgical instrument according to an eleventh embodiment of the present invention.
85 is an internal perspective view with the actuation gear removed in FIG. 84 .
86 is a perspective view illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 84 .
87 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 84 .
88 is a perspective view showing a surgical instrument according to a twelfth embodiment of the present invention.
89 is an internal perspective view showing the structure of the surgical instrument of FIG. 88, such as a wire.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이에 대해 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.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
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.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. do it with
또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 각 실시예가 독립적으로 해석되거나 실시되어야 하는 것은 아니며, 각 실시예에서 설명되는 기술적 사상들이 개별적으로 설명되는 다른 실시예에 조합되어 해석되거나 실시될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing various embodiments of the present invention, each embodiment does not have to be interpreted or practiced independently, and the technical ideas described in each embodiment may be interpreted or practiced in combination with other embodiments described individually. It should be understood that there is
<수술용 인스트루먼트의 제1 실시예> <First embodiment of a surgical instrument>
본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트는 피치, 요, 액츄에이션 동작 중 적어도 어느 하나 이상의 동작에 대해서, 조작부를 어느 일 방향으로 회전시키면, 엔드 툴이 조작부의 조작 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하는 것을 일 특징으로 한다. In the surgical instrument according to the present invention, when the operation unit is rotated in any one direction for at least any one or more operations of pitch, yaw, and actuation, the end tool rotates in the same direction as the operation direction of the operation unit intuitively. characterized.
도 1a는 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1b는 요 동작 개념도이다. 1a is a conceptual diagram of a pitch motion of a conventional surgical instrument, and FIG. 1b is a conceptual diagram of a yaw motion.
도 1a를 참조하면, 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120a)은 엔드 툴의 회전 중심(121a)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110a)는 조작부의 회전 중심(111a)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110a)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 시계 방향으로 회전하고, 조작부(120a)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 반시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 한편, 도 1b를 참조하면, 종래의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120a)은 엔드 툴의 회전 중심(121a)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110a)는 조작부의 회전 중심(111a)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110a)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 시계 방향으로 회전하고, 조작부(120a)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 반시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 이 경우, 사용자의 좌우 방향이라는 관점에서 보았을 때, 사용자가 조작부(110a)를 왼쪽으로 움직이면 엔드 툴(120a)은 오른쪽으로 움직이고, 사용자가 조작부(110a)를 오른쪽으로 움직이면 엔드 툴(120a)은 왼쪽으로 움직이게 된다. 결과적으로, 사용자의 조작 방향과 엔드 툴의 동작 방향이 반대가 됨으로써, 사용자로 하여금 착오를 유발할 수 있고, 사용자의 조작이 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다. Referring to Figure 1a, in performing the pitch operation of a conventional surgical instrument, the end tool (120a) is formed in front of the rotation center (121a) of the end tool, the operation unit (110a) is the rotation center of the operation unit (111a) ) in a state formed behind the, when the
도 1c는 다른 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1d는 요 동작 개념도이다. 1c is a conceptual diagram of a pitch motion of another conventional surgical instrument, and FIG. 1d is a conceptual diagram of a yaw motion.
도 1c를 참조하면, 종래의 수술용 인스트루먼트 중 일부는 미러 대칭 형태로 형성되어, 피치 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120b)은 엔드 툴의 회전 중심(121b)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110b)는 조작부의 회전 중심(111b)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110b)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 반시계 방향으로 회전하고, 조작부(110b)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 이 경우, 조작부와 엔드 툴의 회전 방향이라는 관점에서 보았을 때, 사용자가 조작부(110b)를 회전시키는 회전 방향과 그에 따른 엔드 툴(120b)의 회전 방향은 서로 반대가 된다. 결과적으로 사용자에게 조작 방향의 혼란을 가져올 수 있으며, 관절의 동작이 직관적이지 않으며, 실수를 유발할 수 있다는 문제점이 존재하였다. 또한, 도 1d를 참조하면, 요 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120b)은 엔드 툴의 회전 중심(121b)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110b)는 조작부의 회전 중심(111b)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110b)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 반시계 방향으로 회전하고, 조작부(110b)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 이 경우, 조작부와 엔드 툴의 회전 방향이라는 관점에서 보았을 때, 사용자가 조작부(110b)를 회전시키는 회전 방향과 그에 따른 엔드 툴(120b)의 회전 방향은 서로 반대가 된다. 결과적으로 사용자에게 조작 방향의 혼란을 가져올 수 있으며, 관절의 동작이 직관적이지 않으며, 실수를 유발할 수 있다는 문제점이 존재하였다. 이렇게 종래의 수술용 인스트루먼트의 사용자의 피치 또는 요 조작에 있어서, 사용자의 조작 방향과 엔드 툴의 동작 방향이 회전 방향의 관점 또는 좌우 방향의 관점 중 하나에 있어서는 서로 일치하지 않는다. 이는 종래의 수술용 인스트루먼트의 관절 구성에 있어서 엔드 툴과 조작부의 구성이 서로 다르기 때문이다. 즉, 엔드 툴은 엔드 툴의 회전 중심보다 앞쪽에 형성된 데 반해, 조작부는 조작부의 회전 중심보다 뒤쪽에 형성되기 때문이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 1e 및 도 1f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 엔드 툴(120c)을 엔드 툴의 회전 중심(121c)보다 앞쪽에 형성하고, 조작부(110c) 또한 조작부의 회전 중심(111c)보다 앞쪽에 형성하여, 조작부(110c)와 엔드 툴(120c)의 동작이 직관적으로 일치하도록 하는 것을 일 특징으로 한다. 이러한 특성을 달리 표현하면, 도 1a, 1b, 1c 및 도 1d와 같이 조작부가 자신의 관절에 대해 사용자 쪽으로 가까워지는(즉, 엔드 툴로부터 멀어지는) 구성의 기존 예와는 달리, 도 1e 및 도 1f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 조작 과정의 어느 한 순간 이상에서는 조작부의 적어도 일부가 자신의 관절을 기준으로 (자신의 관절보다) 엔드 툴에 더 가까워질 수 있도록 형성되는 것이다. Referring to Figure 1c, some of the conventional surgical instruments are formed in a mirror-symmetrical shape, in performing a pitch operation, the
이를 다르게 설명하면, 도 1a, 1b, 1c 및 도 1d와 같은 종래의 수술용 인스트루먼트의 경우에는 엔드 툴이 자신의 회전 중심보다 앞쪽에 위치하는데 반해 조작부는 자신의 회전 중심보다 뒤쪽에 형성되어, 앞쪽이 고정된 상태에서 뒤쪽을 움직이는 조작부의 동작을 통해 뒤쪽이 고정된 상태에서 앞쪽이 움직이는 엔드 툴을 움직이게 되므로, 구조상 직관적으로 일치하지 않는 구조이다. 이로 인해, 조작부의 조작과 엔드 툴의 동작에 있어서 좌우 방향의 관점 또는 회전 방향의 관점에 있어서 불일치가 발생하고 사용자에게 혼란을 가져올 수 있으며, 조작부의 조작을 직관적으로 신속히 수행하기 힘들게 되고 실수를 유발할 수 있다는 문제점이 존재하였다. 이에 반해 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 엔드 툴과 조작부 모두 뒤쪽에 형성된 회전 중심을 기준으로 움직이기 때문에 구조상 직관적으로 동작이 서로 일치한다고 할 수 있는 것이다. 다르게 설명하면, 엔드 툴의 움직이는 부분이 뒤 쪽에 형성된 회전 중심을 기준으로 움직이는 것과 같이, 조작부의 움직이는 부분도 뒤 쪽에 형성된 해당 회전 중심을 기준으로 움직이기 때문에, 구조상 직관적으로 동작이 서로 일치한다고 할 수 있다. 이로 인해 사용자는 엔드 툴 방향의 조종을 직관적으로 신속히 수행할 수 있으며, 실수가 유발될 가능성이 현저히 줄어드는 장점이 있다. 이하에서는 이러한 기능을 가능하게 하는 구체적인 메커니즘에 대해 설명하도록 한다.In other words, in the case of a conventional surgical instrument such as FIGS. 1a, 1b, 1c and 1d, the end tool is located in front of its center of rotation, whereas the manipulation unit is formed behind its center of rotation, the front In this fixed state, through the operation of the control unit that moves the rear, the front end tool moves while the rear is fixed, so it is a structure that does not intuitively match. For this reason, inconsistency may occur in the perspective of the left-right direction or the rotational direction in the operation of the operation unit and the operation of the end tool, which may cause confusion to the user, and it may be difficult to intuitively and quickly perform the operation of the operation unit and cause mistakes. There was a problem that could be. On the other hand, since the surgical instrument according to an embodiment of the present invention moves based on the rotation center formed at the rear of both the end tool and the manipulation unit, it can be said that the operation is intuitively consistent with each other in structure. In other words, just as the moving part of the end tool moves based on the center of rotation formed on the back, the moving part of the control unit also moves based on the center of rotation formed on the back, so structurally, it can be said that the movements are intuitively consistent with each other. there is. Due to this, the user can intuitively and quickly control the direction of the end tool, and there is an advantage in that the possibility of causing a mistake is significantly reduced. Hereinafter, a detailed mechanism for enabling such a function will be described.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다. 2 is a perspective view illustrating a surgical instrument according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view of the surgical instrument of FIG. 2 .
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110), 엔드 툴(end tool)(120), 동력 전달부(130) 및 연결부(140)를 포함한다. 여기서, 연결부(140)는 속이 빈 샤프트(shaft) 형상으로 형성되어, 그 내부에 하나 이상의 와이어(후술함) 들이 수용될 수 있으며, 그 일 단부에는 조작부(110)가 결합되고, 타 단부에는 엔드 툴(120)이 결합되어, 조작부(110)와 엔드 툴(end tool)(120)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 연결부(140)는 조작부(110) 측에 절곡부(141)가 형성되어 있는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이 연결부(140)의 조작부(110) 측 단부가 절곡되어 형성됨으로써, 피치 조작부(111)와 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)가 엔드 툴(120)의 연장선상에 형성되거나 또는 연장선에 인접하게 형성된다. 이를 다른 측면으로 표현하면, 절곡부(141)가 형성하는 오목부 내에 피치 조작부(111) 및 요 조작부(112)의 적어도 일부가 수용된다고 기술할 수도 있을 것이다. 이와 같은 절곡부(141)의 형상에 의해 조작부(110)와 엔드 툴(120)의 형상 및 동작이 더욱 직관적으로 일치할 수 있다. 2 and 3 , the
한편, 절곡부(141)가 형성되는 평면은 피치 평면, 즉 도 2의 XZ 평면과 실질적으로 동일한 평면일 수 있다. 이와 같이, 절곡부(141)가 XZ 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 형성됨으로써 조작부 간의 간섭이 감소할 수 있다. 물론, 엔드 툴과 조작부의 직관적인 동작을 위해, XZ 평면 뿐만 아니라 다른 형태의 구성도 가능할 것이다.Meanwhile, the plane on which the
조작부(110)는 연결부(140)의 일 단부에 형성되며, 의사가 직접 조종할 수 있는 인터페이스, 예를 들면, 집게 형상, 스틱 형상, 레버 형상 등으로 구비되며, 이를 의사가 조종하면, 해당 인터페이스에 연결되며 수술 환자의 체내로 삽입되는 엔드 툴(120)이 소정의 작동을 함으로써 수술을 수행하게 된다. 여기서, 도 2에는 조작부(110)가 손가락을 끼운 상태에서 회전시킬 수 있는 손잡이 형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 엔드 툴(120)과 연결되어 엔드 툴(120)을 조작할 수 있는 다양한 형태의 조작부가 가능하다 할 것이다. The
엔드 툴(120)은 연결부(140)의 타 단부에 형성되며, 수술 부위에 삽입되어 수술에 필요한 동작을 수행한다. 이와 같은 엔드 툴(120)의 일 예로써, 도 2에 도시된 바와 같이 그립(grip) 동작을 수행하기 위한 한 쌍의 조(jaw)(121)(122)가 사용될 수 있다. 다만 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 수술을 위한 다양한 장치들이 엔드 툴(120)로 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 외팔이 소작기와 같은 구성도 엔드 툴로써 사용될 수 있을 것이다. 이와 같은 엔드 툴(120)은 조작부(110)와 동력 전달부(130)에 의해 연결되어, 조작부(110)의 구동력을 동력 전달부(130)를 통해 전달받음으로써, 그립(grip), 절단(cutting), 봉합(suturing) 동작 등 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다.The
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 엔드 툴(120)은 적어도 두 개 이상의 방향으로 회전가능하도록 형성되며, 예를 들어 엔드 툴(120)은 도 2의 Y축을 중심으로 피치(pitch) 운동을 수행하는 동시에, 도 2의 Z축을 중심으로 요(yaw) 운동 및 액츄에이션(actuation) 운동을 수행하도록 형성될 수 있다. Here, the
여기서, 본 발명에서 사용되는 피치(pitch)와 요(yaw)와 액츄에이션(actuation) 동작 각각에 대해 정의하면 다음과 같다.Here, each of the pitch, yaw, and actuation operations used in the present invention are defined as follows.
먼저, 피치(pitch) 동작은 엔드 툴(120)이 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)에 대해서 상하 방향으로 회전하는 운동, 즉 도 2의 Y축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 다시 말하면, 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)으로 연결부(140)로부터 연장형성되어 있는 엔드 툴(120)이 연결부(140)에 대해 Y축을 중심으로 상하로 회전하는 운동을 의미한다. 다음으로, 요(yaw) 동작은 엔드 툴(120)이 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)에 대해서 좌우 방향으로 회전하는 동작, 즉 도 2의 Z축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 다시 말하면, 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)으로 연결부(140)로부터 연장형성되어 있는 엔드 툴(120)이 연결부(140)에 대해 Z축을 중심으로 좌우로 회전하는 운동을 의미한다. 즉, 엔드 툴(120)에 형성된 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 Z축을 중심으로 서로 동일한 방향으로 회전하는 운동을 의미한다. 한편, 액츄에이션(actuation) 동작은 엔드 툴(120)이 요(yaw) 동작과 동일한 회전축을 중심으로 회전하되, 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 서로 반대 방향으로 회전하면서 조(jaw)가 오므라들거나 벌어지는 동작을 의미한다. 즉, 엔드 툴(120)에 형성된 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 Z축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전하는 운동을 의미한다. First, the pitch operation is a movement in which the
동력 전달부(130)는 조작부(110)와 엔드 툴(120)을 연결하여, 조작부(110)의 구동력을 엔드 툴(120)에 전달하는 역할을 수행하며, 다수 개의 와이어, 풀리, 링크, 마디, 기어 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)에서, 동력 전달부(130)는 피치 와이어(130P), 제1 조 와이어(130J1), 제2 조 와이어(130J2) 를 포함할 수 있다.The
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(100)의 조작부(110), 엔드 툴(120), 동력 전달부(130) 등에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the
도 4 및 도 5는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이고, 도 6a는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.4 and 5 are perspective views illustrating the end tool of the surgical instrument of FIG. 2 , and FIG. 6A is a plan view illustrating the end tool of the surgical instrument of FIG. 2 .
도 4, 5 및 도 6a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(end tool)(120)은 그립(grip) 동작을 수행하기 위한 한 쌍의 조(jaw)(121)(122), 즉 제1 조(121)와 제2 조(122)를 구비한다. 또한, 엔드 툴(120)은 제1 조(jaw)(121)의 회전 운동과 관련된 J11 풀리(123J11), J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13), J14 풀리(123J14) 및 J15 풀리(123J15)와, 제2 조(jaw)(122)의 회전 운동과 관련된 J21 풀리(123J21), J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)를 포함한다. 여기서, 제1 조(121), J11 풀리(123J11), J12 풀리(123J12), J14 풀리(123J14), 제2 조(122), J21 풀리(123J21), J22 풀리(123J22), J24 풀리(123J24)는 모두 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전하도록 형성될 수 있다. 4, 5 and 6A, the
한편, 엔드 툴(120)과 결합하는 연결부(140)의 일 단부에는 연결부 허브(142)가 형성된다. 그리고, 상술한 J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13), J14 풀리(123J14), J15 풀리(123J15)와, J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)는 연결부 허브(142)에 연결된다. Meanwhile, a
여기서, 도면에는 마주보고 있는 풀리들이 서로 평행하게 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각각의 풀리들이 엔드 툴의 구성에 적합한 위치 및 크기로 다양하게 형성될 수 있다 할 것이다.Here, although the drawing shows that the pulleys facing each other are formed in parallel to each other, the spirit of the present invention is not limited thereto, and each pulley may be formed in a variety of positions and sizes suitable for the configuration of the end tool. will be.
J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)는 서로 마주보도록 형성되며, 조 회전축(123JA)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, J11 풀리(123J11)에는 제1 조(jaw)(121)가 고정결합되어서 J11 풀리(123J11)와 함께 회전하며, J21 풀리(123J21)에는 제2 조(jaw)(122)가 고정결합되어서 J21 풀리(123J21)와 함께 회전할 수 있다. J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 회전에 따라 엔드 툴(end tool)(120)의 요 동작 및 액츄에이션 동작이 수행된다. 즉, J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)가 같은 방향으로 회전하면 요 동작이 수행되는 것이고, J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)가 서로 반대 방향으로 회전하면 액츄에이션 동작이 수행되는 것이다. The J11 pulley (123J11) and the J21 pulley (123J21) are formed to face each other, and are formed to be rotatable independently of each other about the jaw rotation shaft (123JA). Here, the
한편, J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 일 측에는 보조 풀리인 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)가 추가로 구비될 수 있으며, 이와 같은 보조 풀리들은 보조 출리 축(123S)을 중심으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서 도면에는 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)가 하나의 보조 출리 축(123S)을 중심으로 회전하는 것으로 형성되어 있으나, 각각의 보조 풀리가 별도의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성될 수 있음은 물론이다. 다시 말하면, 보조 풀리인 J16 풀리(123J16)는 J11 풀리(123J11)와 J12 풀리(123J12)/J14 풀리(123J14)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 보조 풀리인 J26 풀리(123J26)는 J21 풀리(123J21)와 J22 풀리(123J22)/J24 풀리(123J24)의 사이에 배치될 수 있다. 이와 같은 보조 풀리에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다. On the other hand, on one side of the J11 pulley (123J11) and the J21 pulley (123J21), auxiliary pulleys J16 pulley (123J16) and J26 pulley (123J26) may be additionally provided, and these auxiliary pulleys are auxiliary pulleys (123S). It may be formed to be rotatable about the center. Here, in the drawings, the J16 pulley (123J16) and the J26 pulley (123J26) are formed to rotate about one auxiliary chuli axis (123S), but each auxiliary pulley may be formed to be rotatable about a separate axis. is of course In other words, the auxiliary pulley J16 pulley (123J16) may be disposed between the J11 pulley (123J11) and the J12 pulley (123J12) / J14 pulley (123J14). In addition, the auxiliary pulley J26 pulley (123J26) may be disposed between the J21 pulley (123J21) and the J22 pulley (123J22) / J24 pulley (123J24). Such an auxiliary pulley will be described in more detail later.
이하에서는 J11 풀리(123J11)의 회전과 관련된 구성 요소들을 설명한다. Hereinafter, components related to rotation of the J11 pulley 123J11 will be described.
J11 풀리(123J11)의 일 측에는, 서로 마주보도록 J12 풀리(123J12) 및 J14 풀리(123J14)가 배치된다. 여기서, J12 풀리(123J12) 및 J14 풀리(123J14)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 또한, J12 풀리(123J12) 및 J14 풀리(123J14) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 J13 풀리(123J13) 및 J15 풀리(123J15)가 배치된다. 여기서, J13 풀리(123J13) 및 J15 풀리(123J15)는 Y축 방향을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13), J14 풀리(123J14) 및 J15 풀리(123J15)가 모두 Y축 방향을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각 풀리의 회전축들은 그 구성에 적절하도록 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다. On one side of the J11 pulley (123J11), the J12 pulley (123J12) and the J14 pulley (123J14) are disposed to face each other. Here, the J12 pulley (123J12) and the J14 pulley (123J14) are formed to be rotatable independently of each other about the end tool pitch rotation shaft (123PA). In addition, on one side of each of the J12 pulleys 123J12 and J14 pulley 123J14, the J13 pulley 123J13 and the J15 pulley 123J15 are disposed to face each other. Here, the J13 pulley (123J13) and the J15 pulley (123J15) are formed to be rotatable independently of each other about the Y-axis direction. Here, in the drawings, the J12 pulley (123J12), the J13 pulley (123J13), the J14 pulley (123J14) and the J15 pulley (123J15) are all shown to be rotatable about the Y-axis direction, but the idea of the present invention is It is not limited thereto, and the rotation shafts of each pulley may be formed in various directions to be appropriate for the configuration.
제1 조 와이어(130J1)는 J13 풀리(123J13), J12 풀리(123J12), J11 풀리(123J11), J16 풀리(123J16), J14 풀리(123J14), J15 풀리(123J15)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 제1 조 와이어(130J1)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다.
따라서, 제1 조 와이어(130J1)가 도 6a의 화살표 J1R 쪽으로 당겨지면, 제1 조 와이어(130J1)가 J15 풀리(123J15), J14 풀리(123J14), J16 풀리(123J16), J11 풀리(123J11), J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13)를 회전시키게 되며, 이때 J11 풀리(123J11)가 도 6a의 화살표 R 방향으로 회전하면서 제1 조(jaw)(121)를 함께 회전시킨다. Accordingly,
반대로, 제1 조 와이어(130J1)가 도 6a의 화살표 J1L 쪽으로 당겨지면, 제1 조 와이어(130J1)가 J13 풀리(123J13), J12 풀리(123J12), J11 풀리(123J11), J16 풀리(123J16), J14 풀리(123J14), J15 풀리(123J15)를 회전시키게 되며, 이때 J11 풀리(123J11)가 도 6a의 화살표 L 방향으로 회전하면서 제1 조(jaw)(121)를 함께 회전시킨다. Conversely,
이하에서는 보조 풀리(123J16, 123J26)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the auxiliary pulleys (123J16, 123J26) will be described in more detail.
보조 풀리(123J16, 123J26)는 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)와 접촉하여 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 제1 조(121) 및 제2 조(122) 각각의 회전 반경을 확대시키는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 도 6b와 같이 보조 풀리가 배치되지 않을 경우, 제1 조(121) 및 제2 조(122) 각각은 직각까지만 회전할 수 있었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 보조 풀리(123J16, 123J26)를 추가로 구비함으로써, 도 6a에서 보았을 때 θ만큼 최대 회전 각도가 커지는 효과를 얻을 수 있다. 이는 엔드 툴(120)의 두 조가 L 방향으로 90° 만큼 함께 요 회전한 상태에서, 액츄에이션 동작을 위해 두 조가 벌어져야 하는 동작을 가능하게 해준다. 즉, 제2 조(122)가 도 6a에서처럼 추가적인 각도(θ)만큼 회전할 수 있기 때문이다. 마찬가지로, 두 조가 R 방향으로 요 회전한 상태에서도 액츄에이션 동작이 가능하다. 다시 말하면, 보조 풀리(123J16, 123J26)의 구성을 통해, 액츄에이션 동작이 가능한 요 회전의 범위를 확대할 수 있는 특징을 가진다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Auxiliary pulleys (123J16, 123J26) are in contact with
도 6b를 참조하면, 제1 조 와이어(130J1)는 J11 풀리(미도시)에 고정 결합되어 있고, 제2 조 와이어(130J2)는 J21 풀리(123J21)에 고정 결합되어 있기 때문에, 보조 풀리가 배치되지 않을 경우, J11 풀리(미도시) 및 J21 풀리(123J21) 각각은 화살표 L 방향으로는 도 6b의 M 라인까지만 회전할 수 있다. 다시 말하면, 제1 조 와이어(130J1)와 J11 풀리(123J11)의 고정 결합부와 제1 조 와이어(130J1)가 분리되지 않는 대략 직각 방향까지만 회전 가능하게 된다. 이 경우, 제1 조(121) 및 제2 조(122)가 도 6b의 M 라인에 위치한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하게 되면, 제1 조(121)는 R 방향으로 벌어질 수 있지만, 제2 조(122)는 L 방향으로 M 라인 이상으로는 회전할 수 없다. 따라서 제1 조(121) 및 제2 조(122)가 일정 각도 이상 요 동작을 수행하고 있는 상태에서는, 액츄에이션 동작이 원활하게 수행되지 못하는 문제점이 존재하였다. Referring to Figure 6b,
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)에서는 J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 일 측에 보조 풀리인 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)를 추가로 배치하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)를 배치하여, 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 접선 방향을 변경시키고, 따라서 제2 조 와이어(130J2)와 J21 풀리(123J21)의 고정결합부가 도 6a의 N 라인까지 회전할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 제2 조 와이어(130J2)와 J21 풀리(123J21)의 결합부는 J21 풀리(123J21)와 J26 풀리(123J26)의 공통 내접선 상에 위치할때까지 회전 가능하게 된다. 마찬가지로, 제1 조 와이어(130J1)와 J11 풀리(123J11)의 결합부는 J11 풀리(123J11)와 J16 풀리(123J16)의 공통 내접선 상에 위치할때까지 회전 가능하게 되어, R 방향으로 회전 범위가 확대될 수 있다. In order to solve this problem, in the
이와 같은 본 발명에 의해서, 제1 조(121) 및 제2 조(122)의 회전 반경이 넓어짐으로써, 정상적인 개폐 액츄에이션 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, as the rotation radius of the
다음으로, J21 풀리(123J21)의 회전과 관련된 구성 요소들을 설명한다. Next, components related to rotation of the J21 pulley 123J21 will be described.
J21 풀리(123J21)의 일 측에는, 서로 마주보도록 J22 풀리(123J22) 및 J24 풀리(123J24)가 배치된다. 여기서, J22 풀리(123J22) 및 J24 풀리(123J24)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA) 방향을중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 또한, J22 풀리(123J22) 및 J24 풀리(123J24) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 J23 풀리(123J23) 및 J25 풀리(123J25)가 배치된다. 여기서, J23 풀리(123J23) 및 J15 풀리(123J25)는 Y축 방향을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23), J24 풀리(123J24) 및 J25 풀리(123J25)가 모두 Y축 방향을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각 풀리의 회전축들은 그 구성에 적절하도록 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다. On one side of the J21 pulley (123J21), the J22 pulley (123J22) and the J24 pulley (123J24) are disposed to face each other. Here, the J22 pulley (123J22) and the J24 pulley (123J24) are formed to be rotatable independently of each other about the end tool pitch rotation axis (123PA) direction. In addition, on one side of each of the J22 pulleys 123J22 and J24 pulley 123J24, J23 pulleys 123J23 and J25 pulleys 123J25 are disposed to face each other. Here, the J23 pulley (123J23) and the J15 pulley (123J25) are formed to be rotatable independently of each other about the Y-axis direction. Here, in the drawings, the J22 pulley (123J22), the J23 pulley (123J23), the J24 pulley (123J24), and the J25 pulley (123J25) are all shown to be rotatable about the Y-axis direction, but the idea of the present invention is It is not limited thereto, and the rotation shafts of each pulley may be formed in various directions to be appropriate for the configuration.
제2 조 와이어(130J2)는 J23 풀리(123J23), J22 풀리(123J22), J21 풀리(123J21), J26 풀리(123J26), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 제2 조 와이어(130J2)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다. Article 2 wire (130J2) is J23 pulley (123J23), J22 pulley (123J22), J21 pulley (123J21), J26 pulley (123J26), J24 pulley (123J24), J25 pulley (123J25) and at least a portion in order to contact It is wound, and Article 2 wire (130J2) is formed to move along the pulleys while rotating the pulleys.
따라서, 제2 조 와이어(130J2)가 도 6a의 화살표 J2R 쪽으로 당겨지면, 제2 조 와이어(130J2)가 J23 풀리(123J23), J22 풀리(123J22), J21 풀리(123J21), J26 풀리(123J26), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)를 회전시키게 되며, 이때 J21 풀리(123J21)가 도 6a의 화살표 R 방향으로 회전하면서 제2 조(jaw)(122)를 함께 회전시킨다. Accordingly, Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2R in Figure 6a, Article 2 wire (130J2) is J23 pulley (123J23), J22 pulley (123J22), J21 pulley (123J21), J26 pulley (123J26) , the J24 pulley (123J24), the J25 pulley (123J25) is rotated, and at this time, the J21 pulley (123J21) rotates in the arrow R direction of FIG. 6a while rotating the second jaw (jaw) 122 together.
반대로, 제2 조 와이어(130J2)가 도 6a의 화살표 J2L 쪽으로 당겨지면, 제2 조 와이어(130J2)가 J25 풀리(123J25), J24 풀리(123J24), J26 풀리(123J26), J21 풀리(123J21), J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23)를 회전시키게 되며, 이때 J21 풀리(123J21)가 도 6a의 화살표 L 방향으로 회전하면서 제2 조(jaw)(122)를 함께 회전시킨다. Conversely, when Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2L in Fig. 6a, Article 2 wire (130J2) is J25 pulley (123J25), J24 pulley (123J24), J26 pulley (123J26), J21 pulley (123J21) , the J22 pulley (123J22), the J23 pulley (123J23) is rotated, and at this time, the J21 pulley (123J21) rotates in the arrow L direction of FIG. 6a while rotating the second jaw (jaw) 122 together.
한편, 제1 조 와이어(130J1)의 일 단부는 도 6a의 화살표 J1R 쪽으로 당겨지고, 동시에 제1 조 와이어(130J1)의 타 단부는 도 6a의 화살표 J1L 쪽으로 당겨지면(즉 제1 조 와이어(130J1)의 양 단부가 모두 당겨지면), 도 5와 같이 제1 조 와이어(130J1)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)의 아래쪽으로 감겨있기 때문에, 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합되어 있는 J11 풀리(123J11), 제1 조(121), 조 회전축(123JA), 엔드 툴 허브(123a) 및 이와 연결된 제2 조(122) 등은 전체적으로 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 반시계 방향으로 함께 회전하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)이 아래쪽으로 회전하면서 피치 운동을 수행하게 된다. 이 때, 제2 조(122) 및 이에 고정결합된 제2 조 와이어(130J2)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J22 풀리(123J22)와 J24 풀리(123J24)의 위쪽으로 감겨있기 때문에, 제2 조 와이어(130J2)의 양단부는 각각 J2L, J2R의 반대방향으로 이동하게 된다.On the other hand, when one end of the
반대로, 제2 조 와이어(130J2)의 일 단부는 도 6a의 화살표 J2R 쪽으로 당겨지고, 동시에 제2 조 와이어(130J2)의 타 단부는 도 6a의 화살표 J2L 쪽으로 당겨지면, 도 5와 같이 제2 조 와이어(130J2)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J22 풀리(123J22)와 J24 풀리(123J24)의 위쪽으로 감겨있기 때문에, 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합되어 있는 J21 풀리(123J21), 제2 조(122), 조 회전축(123JA), 엔드 툴 허브(123a) 및 이와 연결된 제1 조(121) 등은 전체적으로 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 시계 방향으로 함께 회전하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)이 위쪽으로 회전하면서 피치 운동을 수행하게 된다. 이 때, 제1 조(121) 및 이에 고정결합된 제1 조 와이어(130J1)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)의 아래쪽으로 감겨있기 때문에, 제1 조 와이어(130J1)의 양단부는 각각 J1L, J1R의 반대방향으로 이동하게 된다.Conversely, one end of the Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2R of Figure 6a, and at the same time the other end of the Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2L of Figure 6a, as in Figure 5, Article 2 Since the wire (130J2) is wound above the J22 pulley (123J22) and the J24 pulley (123J24) that can rotate about the end tool pitch rotation axis (123PA), Article 2 wire (130J2) is fixedly coupled to J21 Pulley (123J21), Article 2 (122), jaw rotation shaft (123JA), end tool hub (123a) and Article 1 (121) connected thereto as a whole are together in a clockwise direction around the end tool pitch rotation shaft (123PA). As a result, the
한편, 본 발명의 수술용 인스트루먼트(100b)의 엔드 툴(120)은 피치 풀리(123P)를 더 구비하고, 조작부(110)는 피치 와이어 엔드 풀리(115P)를 더 구비하며, 동력 전달부(130)는 피치 와이어(130P)를 더 구비할 수 있다. 상세히, 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전 가능하며 엔드 툴 허브(123a)에 고정결합되도록 형성될 수 있다. 한편, 조작부의 피치 풀리는 피치 회전축을 중심으로 회전 가능하며 피치 조작부(미도시)에 고정결합되도록 형성될 수 있다. 또한, 피치 와이어(130P)는 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P)와 조작부의 피치 풀리를 연결하는 역할을 수행할 수 있다. On the other hand, the
따라서 사용자가 조작부(110)의 제1 손잡이(114)를 손으로 쥐고 있는 상태에서, 피치 회전축(1111)을 중심으로 제1 손잡이(114)를 회전시키면, 제1 손잡이(114)와 결합된 피치 풀리가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하며, 피치 풀리의 회전은 피치 와이어(130P)를 통해 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P)로 전달되어 피치 풀리(123P)도 함께 회전하게 되고, 결과적으로 엔드 툴(end tool)(120)이 회전하면서 피치 운동을 수행하게 되는 것이다. Therefore, when the user rotates the
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P), 조작부(110)의 피치 와이어 엔드 풀리(115P) 및 동력 전달부(130)의 피치 와이어(130P)를 구비하여, 피치 조작부(111)의 피치 동작의 구동력이 보다 완벽하게 엔드 툴(120)에 전달되도록 함으로써, 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.That is, the
도 6c는 엔드 툴과 와이어의 결합 구조의 일 변형예를 나타내는 도면이다. 6C is a view showing a modified example of the coupling structure of the end tool and the wire.
도 6c를 참조하면, J21 풀리(123J21)에 제2 조 와이어(130J2)가 결합됨에 있어서, J21 풀리(123J21)를 기준으로 제2 조 와이어(130J2)를 두 개의 와이어 제2 조 와이어R(130J2R)과 제2 조 와이어L(130J2L)로 분할한 후, 각 와이어(130J2R)(130J2L)의 한쪽 끝을 각각 J21 풀리(123J21)에 결합한다. 즉, 제2 조 와이어R(130J2R)의 일 단부는 J21 풀리(123J21)의 제1 결합부(123J21R)에 결합하고, 제2 조 와이어L(130J2L)의 일 단부는 J21 풀리(123J21)의 제2 결합부(123J21L)에 결합하게 된다. Referring to Figure 6c, when Article 2 wire (130J2) is coupled to the J21 pulley (123J21), the Article 2 wire (130J2) with respect to the J21 pulley (123J21) is combined with the two wires Article 2 wire R (130J2R) ) and Article 2 After dividing the wire L (130J2L), one end of each wire (130J2R) (130J2L) is coupled to the J21 pulley (123J21), respectively. That is, one end of the Article 2 wire R (130J2R) is coupled to the first coupling portion (123J21R) of the J21 pulley (123J21), and one end of the Article 2 wire L (130J2L) is the first end of the J21 pulley (123J21). 2 is coupled to the coupling portion (123J21L).
이때, J21 풀리(123J21)의 각 결합부(123J21R, 123J21L)의 위치는 각 와이어(130J2R, 130J2L)가 서로 겹칠 수 있도록 하는 위치이다. 이를 통해, 도 6b 에서 제2 조(122)의 회전 반경이 90°로 제한되는 것을 확장시켜, 결과적으로 도 6a 와 같이 제2 조(122)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다. At this time, the positions of the respective coupling portions 123J21R and 123J21L of the J21 pulley 123J21 are positions such that the respective wires 130J2R and 130J2L overlap each other. Through this, it is possible to expand that the rotation radius of the
제1 조 와이어(130J1)도 상기 방법과 동일하게 J11 풀리(123J11)에 고정결합되게 할 수 있으며, 결과적으로 제1 조(121)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다. 이를 통해 정상적인 개폐 액츄에이션 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 가질 수 있다.
도 6d는 엔드 툴과 와이어의 결합 구조의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다. 6D is a view showing another modified example of the coupling structure of the end tool and the wire.
도 6d를 참조하면, J11 풀리(123J11)에 제1 조 와이어(130J1)가 결합됨에 있어서, J11 풀리(123J11)를 기준으로 제1 조 와이어(130J1)를 두 개의 와이어 제1 조 와이어R(130J1R)과 제1 조 와이어L(130J1L)로 분할한 후, 각 와이어 가닥(130J1R)(130J1L)의 한쪽 끝을 각각 J11 풀리(123J11)의 결합 부재(123J11C)에 결합한다. 이때 결합 부재(123J21C)는 J11 풀리(123J11)에서 제1 조(121)의 반대 쪽에 형성되며, 결합 부재(123J21C)의 일 측에는 제1 조 와이어R(130J1R)의 일 단부가 결합되고, 결합 부재(123J21C)의 타 측에는 제1 조 와이어L(130J1L)의 일 단부가 결합된다. Referring to Figure 6d, when the
이때, J11 풀리(123J11)의 결합 부재(123J21C)의 위치는 각 와이어(130J1R, 130J1L)를 반바퀴 더 감기도록 하는 위치이다. 이를 통해, 도 6b 에서 제2 조(122)의 회전 반경이 90°로 제한되는 것을 확장시켜, 결과적으로 도 6a 와 같이 제2 조(122)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다. At this time, the position of the coupling member (123J21C) of the J11 pulley (123J11) is a position to wind each wire (130J1R, 130J1L) more than half a turn. Through this, it is possible to expand that the rotation radius of the
제2 조 와이어(130J2)도 상기 방법과 동일하게 J21 풀리(123J21)에 고정결합되게 할 수 있으며, 결과적으로 제2 조(122)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다. 이를 통해 정상적인 개폐 액츄에이션 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 가질 수 있다.Article 2 wire (130J2) can also be fixedly coupled to the J21 pulley (123J21) in the same way as in the above method, as a result, it is possible to extend the radius of rotation of Article 2 (122). Through this, it is possible to have the effect of widening the yaw operation range in which the normal opening/closing actuation operation can be performed.
(조작부)(Control panel)
도 7(a)는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이고, 도 7(b)는 도 7(a)를 뒤쪽에서 바라본 사시도이다. Figure 7 (a) is a perspective view showing the operation unit of the surgical instrument of Figure 2, Figure 7 (b) is a perspective view of Figure 7 (a) viewed from the back.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 조작부(110)는 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(114)와, 엔드 툴(120)의 액츄에이션 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(113)와, 엔드 툴(120)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(112)와, 엔드 툴(120)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(111)를 포함한다. 2 to 7 , the
먼저, 도 2의 수술용 인스트루먼트(100)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(114)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(114)를 Y축(즉, 피치 회전축(1111))을 중심으로 회전시켜 피치 동작을 수행하고, 제1 손잡이(114)를 Z축(즉, 요 회전축(1121))을 중심으로 회전시켜 요 동작을 수행할 수 있다. 또한, 사용자는 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(113)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(113)를 회전하여 액츄에이션 동작을 수행할 수 있다. First, if the state of use of the
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110)를 연결부(140)에 대해 어느 일 방향으로 회전시키면, 엔드 툴(120)이 조작부(110)의 조작 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하는 것을 일 특징으로 한다. 다시 말하면, 조작부(110)의 제1 손잡이(114)를 어느 일 방향으로 회전하면 엔드 툴(120) 역시 상기 일 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하여 피치 운동 또는 요 운동을 수행하는 것이다. 여기서, 직관적으로 동일한 방향이라 함은, 조작부(110)를 파지하고 있는 사용자의 손가락의 이동 방향과 엔드 툴(120)의 말단부의 이동 방향이 실질적으로 동일한 방향을 이루는 것이라고 부연 설명할 수 있을 것이다. 물론, 여기서 동일한 방향이라 함은 3차원 좌표 상에서 완벽하게 일치하는 방향은 아닐 수 있으며, 예를 들어 사용자의 손가락이 왼쪽으로 이동하면 엔드 툴(120)의 말단부도 왼쪽으로 이동하고, 사용자의 손가락이 아래로 이동하면 엔드 툴(120)의 말단부도 아래로 이동하는 정도의 동일성이라고 이해할 수 있을 것이다. Here, when the
그리고, 이를 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는, 조작부(110)와 엔드 툴(120)이 연결부(140)의 연장축(X축)에 수직인 평면을 기준으로 동일한 방향으로 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 즉, 도 2의 YZ 평면을 기준으로 보았을 때, 조작부(110)는 +X축 방향으로 연장 형성되어 있으며, 동시에 엔드 툴(120) 역시 +X축 방향으로 연장 형성되어 있는 것이다. 이를 다른 말로 표현하면, 연결부(140)의 일 단부에서의 엔드 툴(120)의 형성 방향과, 연결부(140)의 타 단부에서의 조작부(110)의 형성 방향이, YZ 평면을 기준으로 동일한 방향이라고 할 수도 있을 것이다. 또는 이를 다른 말로 표현하면, 조작부(110)가 이를 파지하는 사용자의 몸통으로부터 멀어지는 방향, 즉 엔드 툴(120)이 형성된 방향 쪽으로 형성되었다고 할 수도 있을 것이다. 즉, 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 위해 사용자가 파지하여 움직이게 되는 제1 손잡이(114), 액츄에이션 회전부(1132a, 1132b) 등은 각 동작을 수행하기 위해 움직이는 부분이 해당 동작을 위한 각 관절의 회전 중심 보다 +X축 방향으로 연장 형성되어 있다. 이를 통해, 엔드 툴(120)의 움직이는 부분이 해당 동작을 위한 각 관절의 회전 중심보다 +X축 방향으로 연장 형성되어 있는 것과 동일하게 조작부(110)를 구성할 수 있으며, 도 1을 통해 설명한 것 처럼, 사용자의 조작 방향과 엔트 툴의 동작 방향이 회전 방향의 관점과 좌우 방향의 관점 둘 다 일치하게 되어, 결과적으로 직관적으로 동일한 조작이 가능할 수 있다.And, for this purpose, the
상세히, 종래의 수술용 인스트루먼트의 경우, 사용자가 조작부를 조작하는 방향과 엔드 툴의 실제 작동 방향이 서로 상이하고 직관적으로 일치하지 않기 때문에, 수술자의 입장에서 직관적인 작동이 용이하지 않으며, 엔드 툴이 원하는 방향으로 움직이도록 숙련되는데 오랜 시간이 소요되며, 경우에 따라서는 오동작이 발생하여 환자에게 피해를 줄 수 있다는 문제점이 존재하였다. In detail, in the case of a conventional surgical instrument, since the direction in which the user operates the manipulation unit and the actual operating direction of the end tool are different and do not intuitively match, intuitive operation is not easy from the operator's point of view, and the end tool There was a problem that it takes a long time to become skilled to move in a desired direction, and in some cases, a malfunction may occur and cause damage to the patient.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110)의 조작 방향과 엔드 툴(120)의 작동 방향이 직관적으로 동일한 방향이 되도록 하며, 이를 위해 조작부(110)는 엔드 툴(120) 처럼, 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 위해 실제로 움직이게 되는 부분이 각 동작의 해당 관절의 회전 중심보다 +X축 방향으로 연장 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to solve this problem, the
제1 손잡이(114)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(114)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(114) 상에는 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 형성되고, 요 조작부(112)의 일 측에는 피치 조작부(111)가 형성된다. 그리고, 피치 조작부(111)의 타 단부는 연결부(140)의 절곡부(141)에 연결된다. The
액츄에이션 조작부(113)는 제1 액츄에이션 조작부(113a)와 제2 액츄에이션 조작부(113b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(113a)는 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제1 액츄에이션 회전부(1132a), 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 액츄에이션 기어(1134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(113b)는 제2 액츄에이션 회전축(1131b), 제2 액츄에이션 회전부(1132b), 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 액츄에이션 기어(1134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 제2 액츄에이션 회전부(1132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.The
여기서 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 연결부(140)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(111) 또는 요 조작부(112)가 회전할 경우, 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 액츄에이션 조작부(113)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다. Here, the
한편, 제1 액츄에이션 회전부(1132a), 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 액츄에이션 기어(1134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(1131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)는 하나의 풀리로 구성될 수도 있고, 서로 고정결합된 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. On the other hand, the first actuation rotating part (1132a), the first actuation pulley (113P1), the first actuation gear (1134a) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the first actuation rotating shaft (1131a). can be Here, the first actuation pulley (113P1) may be composed of one pulley, it may be composed of two pulleys fixedly coupled to each other.
마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(1132b), 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 액츄에이션 기어(1134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 하나의 풀리로 구성될 수도 있고, 서로 고정결합된 두 개의 풀리로 구성될 수 있다.Similarly, the second actuation rotating part (1132b), the second actuation pulley (113P2), the second actuation gear (1134b) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the second actuation rotating shaft (1131b). can be Here, the second actuation pulley (113P2) may be composed of one pulley, it may be composed of two pulleys fixed to each other.
여기서, 제1 액츄에이션 기어(1134a)와 제2 액츄에이션 기어(1134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다. Here, the first actuation gear (1134a) and the second actuation gear (1134b) are formed to mesh with each other, and when either side rotates, it may be formed to rotate together in opposite directions.
요 조작부(112)는 요 회전축(1121)과, 제1 조 요 풀리(112P1)와, 제2 조 요 풀리(112P2)와, 요 프레임(yaw frame)(1123)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(112)는 제1 조 요 풀리(112P1)의 일측에 형성된 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와, 제2 조 요 풀리(112P2)의 일측에 형성된 제2 조 요 보조 풀리(112S2)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제2 조 요 보조 풀리(112S2)는 후술할 피치 프레임(1113)에 결합될 수 있다. The
여기서, 도면에는 요 조작부(112)가 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)를 포함하고, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)는 각각 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 서로 직경이 동일하거나 상이한 하나 이상의 풀리가 요 조작부(112)의 구성에 따라 구비될 수 있는 것이다. Here, in the drawing, the
상세히, 제1 손잡이(114) 상에서 액츄에이션 조작부(113)의 일 측에는 요 회전축(1121)이 형성된다. 이때 제1 손잡이(114)는 요 회전축(1121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다. In detail, a
여기서 요 회전축(1121)은 연결부(140)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 요 회전축(1121)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(111)가 회전할 경우, 상술한 바와 같이 요 회전축(1121)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 조작부(110)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 요 회전축(1121)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다. Here, the
한편, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)는 요 회전축(1121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(1121)에 결합한다. 그리고, 제1 조 요 풀리(112P1)에는 제1 조 와이어(130J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(112P2)에는 제2 조 와이어(130J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)는 각각 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다. On the other hand,
요 프레임(1123)은 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하여, 제1 손잡이(114)와 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)가 요 회전축(1121)을 중심으로 일체로 회전할 수 있도록 한다. The
피치 조작부(111)는 피치 회전축(1111)과, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)와, 피치 프레임(pitch frame)(1113)을 포함할 수 있다. 또한, 피치 조작부(111)는 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)의 일측에 형성된 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)의 일측에 형성된 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)의 일측에 형성된 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)의 일측에 형성된 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)를 더 포함할 수 있다. 피치 조작부(111)는 피치 회전축(1111)을 통해 연결부(140)의 절곡부(141)에 연결된다.
상세히, 피치 프레임(1113)은 피치 조작부(111)의 베이스 프레임이 되며, 일 단부에 요 회전축(1121)이 회전 가능하도록 결합된다. 즉, 요 프레임(1123)은 피치 프레임(1113)에 대해 요 회전축(1121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다. In detail, the
상술한 바와 같이, 요 프레임(1123)은 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하며, 또한 요 프레임(1123)은 피치 프레임(1113)과 연결되기 때문에, 피치 프레임(1113)이 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(1113)과 연결된 요 프레임(1123), 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(111)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 피치 조작부(111)와 함께 회전하는 것이다. 다시 말하면, 사용자가 제1 손잡이(114)를 피치 회전축(1111)을 중심으로 피치 회전시키면 액츄에이션 조작부(113), 요 조작부(112) 및 피치 조작부(111)가 함께 움직이게 된다. As described above, the
피치 프레임(1113)에는 피치 회전축(1111)과 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)가 결합한다. 이때, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)는 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전 가능하도록 피치 회전축(1111)에 결합한다.In the
여기서, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)는 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다. 마찬가지로, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)도 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다. Here,
도 7(b)를 참고하면, 피치 와이어 엔드 풀리(115P)는 피치 프레임(1113)과 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성된다. 그리고, 피치 와이어(130P)는 피치 와이어 보조 풀리(115S), 피치 와이어 엔드 풀리(115P)를 거쳐 피치 프레임(1113)에 고정결합된다. 결과적으로 피치 회전에 의해 피치 프레임(1113), 피치 와이어 엔드 풀리(115P)는 피치 회전축(1111)을 중심으로 함께 회전할 수 있다. Referring to Figure 7 (b), the pitch wire end pulley (115P) is fixedly coupled to the pitch frame (1113) is formed to rotate together. Then, the
피치 와이어(130P)의 동작은 다음과 같다. The operation of the
엔드 툴(120)에는 피치 풀리(123P)가 엔드 툴 허브(123a)에 고정결합되어 형성되고, 조작부(110)에는 피치 와이어 엔드 풀리(115P)가 형성되며, 이들은 피치 와이어(130P)로 서로 연결되어, 조작부(110)의 피치 조작에 따라 엔드 툴의 피치 동작이 보다 용이하게 수행되게 할 수 있다. 여기서, 피치 와이어(130P)의 양쪽의 끝부분은 각각 해당 피치 와이어 보조 풀리(115S)와 피치 와이어 엔드 풀리(115P)를 거쳐 피치 프레임(1113)에 고정결합되고, 각 피치 와이어 엔드 풀리(115P)도 피치 프레임(1113)에 고정결합된다. 즉, 조작부의 피치 회전에 의해 피치 프레임(1113)과 피치 와이어 엔드 풀리(115P)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 함께 회전하게 되고, 결과적으로 피치 와이어(130P)의 양쪽도 서로 반대 방향으로 이동하게 되어, 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)에 의한 엔드 툴의 피치 동작과는 별도로 추가의 피치 회전의 동력을 전달할 수 있다.The
제1 손잡이(114)와 피치 조작부(111), 요 조작부(112), 액츄에이션 조작부(113) 각각의 연결 관계를 정리하면 다음과 같다. 제1 손잡이(114) 상에는 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)과 요 회전축(1121)과 피치 회전축(1111)이 형성될 수 있다. 이때, 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 제1 손잡이(114) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(114)와 액츄에이션 조작부(113)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 한편, 요 회전축(1121)은 제1 손잡이(114) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(114)와 요 조작부(112)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 반면, 피치 조작부(111)는 요 조작부(112)의 일 측에 요 조작부(112)와 연결되도록 형성되기 때문에, 피치 조작부(111)는 제1 손잡이(114)와 바로 연결되지는 않고, 피치 조작부(111)와 제1 손잡이(114)는 요 조작부(112)를 통해서 간접적으로 연결되도록 형성될 수 있다.The
계속해서 도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)에서, 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)이 동일하거나 또는 평행한 축(X축) 상에 형성될 수 있다. 즉, 연결부(140)의 절곡부(141)의 일 단부에는 피치 조작부(111)의 피치 회전축(1111)이 형성되고, 연결부(140)의 타 단부에는 엔드 툴(end tool)(120)이 형성되는 것이다. Continuing to refer to the drawings, in the
그리고, 연결부(140)의 중간중간, 특히 절곡부(141) 부분에는 와이어들의 경로를 변경 또는 가이드해주는 하나 이상의 중개 풀리(MP)들이 배치될 수 있다. 이와 같은 중개 풀리(MP)들에 와이어들의 적어도 일부가 감기도록 형성되어 와이어들의 경로를 가이드해줌으로써, 절곡부(141)의 절곡된 형상을 따라 와이어가 배치될 수 있는 것이다.And, one or more intermediate pulleys (MP) for changing or guiding the path of the wires may be disposed in the middle of the connecting
여기서, 도면에는 연결부(140)는 절곡부(141)를 구비하여 소정의 곡률을 갖도록 만곡되어 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 연결부(140)가 필요에 따라 직선으로 형성되거나, 또는 1회 이상 절곡되어 형성될 수도 있으며, 이와 같은 경우에도 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)은 실질적으로 동일 또는 평행한 축 상에 형성되는 것이라고 말할 수 있을 것이다. 또한, 도 3에는 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)이 X축과 평행한 축 상에 각각 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)이 서로 상이한 축 상에 형성될 수도 있을 것이다. Here, in the drawings, the connecting
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다. The actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation in this embodiment will be described as follows.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다. First, the actuation operation is as follows.
사용자가 제1 액츄에이션 회전부(1132a)에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)에 엄지 손가락을 끼운 상태에서 어느 한 손가락 또는 양 손가락을 모두 이용하여 액츄에이션 회전부(1132a)(1132b)를 회전시키면, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 고정결합된 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제1 액츄에이션 기어(1134a)는 제1 액츄에이션 회전축(1131a)을 중심으로 회전하고, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)와 고정결합된 제2 액츄에이션 풀리(1133b) 및 제2 액츄에이션 기어(1134b)가 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 중심으로 회전한다. 이때 제1 액츄에이션 풀리(113P1)와 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 일 단부가 고정결합되어 감긴 제1 조 와이어(130J1)와 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 일 단부가 고정결합되어 감긴 제2 조 와이어(130J2) 역시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(130)를 통해 엔드 툴(120)로 전달되어, 엔드 툴(120)의 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 액츄에이션 동작을 수행한다. 여기서 액츄에이션 동작이란 상술한 바와 같이, 두 개의 조(jaw)(121, 122)가 서로 반대 방향으로 회전하면서, 조(jaw)(121, 122)를 벌리거나 닫는 동작을 의미한다. 즉, 액츄에이션 조작부(113)의 액츄에이션 회전부(1132a)(1132b)를 서로 가까워지는 방향으로 회전시키면 제1 조(jaw)(121)는 반시계 방향으로 회전하고 제2 조(jaw)(122)는 시계 방향으로 회전하면서 엔드 툴(120)이 닫히고, 액츄에이션 조작부(113)의 액츄에이션 회전부(1132a)(1132b)를 서로 멀어지는 방향으로 회전시키면 제1 조(jaw)(121)는 시계 방향으로 회전하고 제2 조(jaw)(122)는 반시계 방향으로 회전하면서 엔드 툴(120)이 열리게 되는 것이다. 본 실시예에서는 상술한 액츄에이션 조작을 위해 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 제2 액츄에이션 회전부(1132b)를 구비하여 제2 손잡이를 구성하였으며, 두 개의 손가락을 파지하여 조작할 수 있도록 하였다. 그러나, 엔드 툴(120)의 두 개의 조를 서로 열고 닫는 액츄에이션 조작을 위한 액츄에이션 조작부(113)의 구성은, 상술한 바와 다르게 하나의 액츄에이션 회전부로 두 개의 액츄에이션 풀리(제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제2 액츄에이션 풀리(113P2))가 서로 반대로 동작하도록 하는 구성 등의 다른 변형예도 충분히 가능할 것이다.The user inserts the index finger into the first
다음으로 요 동작은 다음과 같다. Next, the yo operation is as follows.
사용자가 제1 손잡이(114)를 잡고 있는 상태에서 요 회전축(1121)을 중심으로 제1 손잡이(114)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 요 회전축(1121)을 중심으로 요 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 요 풀리(112P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(113b)의 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 요 풀리(112P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 이동하게 된다. 이때, 제1 조(121)에 연결된 제1 조 와이어(130J1)와 제2 조(122)에 연결된 제2 조 와이어(130J2)는, 요 회전시에 제1 조(121)와 제2 조(122)가 같은 방향으로 회전하도록 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)에 감겨 있다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(130)를 통해 엔드 툴(120)로 전달되어, 엔드 툴(120)의 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 같은 방향으로 회전하는 요 동작을 수행한다.When the user rotates the
이때 요 프레임(1123)이 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하기 때문에, 제1 손잡이(114)와 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)는 요 회전축(1121)을 중심으로 함께 회전하게 된다. At this time, since the
다음으로 피치 동작은 다음과 같다. Next, the pitch operation is as follows.
사용자가 제1 손잡이(114)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(1111)을 중심으로 제1 손잡이(114)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(113), 요 조작부(112) 및 피치 조작부(111)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)에 감겨 있는 제1 조 와이어(130J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(113b)의 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 이동하게 된다. 이때, 도 5를 통해 설명한 것 처럼, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 같은 방향으로 이동하고, 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥이 서로 같은 방향으로 이동하여, 제1 조(121)와 제2 조(122)가 피치 회전을 할 수 있도록, 제1 조 와이어(130J1)와 제2 조 와이어(130J2)는 제1 조 피치 풀리(111P1a, 111P1b)와 제2 조 피치 풀리(111P2a, 111P2b)에 감기게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(130)를 통해 엔드 툴(120)로 전달되어, 엔드 툴(120)의 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 피치 동작을 수행한다.When the user rotates the
이때 피치 프레임(1113)은 요 프레임(1123)과 연결되고, 요 프레임(1123)은 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하기 때문에, 피치 프레임(1113)이 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(1113)과 연결된 요 프레임(1123), 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(111)가 피치 회전축(11111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 피치 조작부(111)와 함께 회전하는 것이다. At this time, the
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(120)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리에 의하여 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 된다. In summary, in the
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다. 도 8에서는 관절 동작과 관계없이 와이어의 경로를 변경하기 위한 중개 풀리들은 생략되었다. 8 is a diagram schematically illustrating only the configuration of pulleys and wires constituting the joints of the
도 8을 참조하면, 조작부(110)는 제1 조(jaw)(121)의 회전 운동과 관련된 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 조 요 풀리(112P1), 제1 조 요 보조 풀리(112S1), 제1 조 피치 풀리-a(111P1a), 제1 조 피치 풀리-b(111P1b), 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a), 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 포함할 수 있다. 8, the
또한, 조작부(110)는 제2 조(jaw)(122)의 회전 운동과 관련된 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 조 요 풀리(112P2), 제2 조 요 보조 풀리(112S2), 제2 조 피치 풀리-a(111P2a), 제2 조 피치 풀리-b(111P2b), 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a), 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)를 포함할 수 있다. (조작부(100)에서의 각 풀리들의 배치 및 구성은 엔드 툴(120)에서의 각 풀리들의 배치 및 구성과 원리적으로 동일하므로, 도면상에서의 도면 부호의 구체적인 표기는 일부 생략하도록 한다.)In addition, the
제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)는 동일한 축인 요 회전축(1121)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 조 요 풀리(112P1)와 각각 제2 조 요 풀리(112P2)는 서로 마주 보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두개의 풀리로 형성될 수 있다.
제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제2 조 요 보조 풀리(112S2)는 동일한 축을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두 개의 풀리로 형성될 수 있으며, 이때 두 개의 풀리는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 조 요 보조 풀리(112S2)는 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두 개의 풀리로 형성될 수 있으며, 이때 두 개의 풀리는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a), 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b), 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a), 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)는 동일한 축을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a)와 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
제1 조 피치 풀리-a(111P1a), 제1 조 피치 풀리-b(111P1b), 제2 조 피치 풀리-a(111P2a), 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)는 동일한 축인 피치 회전축(1111)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
제1 조 와이어(130J1)는 조작부(110)의 제1 조 피치 풀리-a(111P1a), 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a), 제1 조 요 보조 풀리(112S1), 제1 조 요 풀리(112P1)를 차례로 지나서 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 감긴 후, 다시 제1 조 요 풀리(112P1), 제1 조 요 보조 풀리(112S1), 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b), 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)를 차례로 지나도록 형성되어, 제1 조 구동 와이어(130J1)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다. 이때, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)의 일 지점에 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합될 수 있다.
제2 조 와이어(130J2)는 조작부(110)의 제2 조 피치 풀리-a(111P2a), 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a), 제2 조 요 보조 풀리(112S2), 제2 조 요 풀리(112P2)를 차례로 지나서 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 감긴 후, 다시 제2 조 요 풀리(112P2), 제2 조 요 보조 풀리(112S2), 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b), 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)를 차례로 지나도록 형성되어, 제2 조 와이어(130J2)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다. 이때, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)의 일 지점에 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합될 수 있다.Article 2 wire (130J2) of the
도 9는 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다. 도 9(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 9(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 10은 도 7의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다. 9 is a figure showing the configuration of pulleys and wires related to the actuation operation and yaw operation of the
먼저 액츄에이션 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다. First, the wire operation of the actuation operation will be described.
도 9(b)를 참조하면, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)가 제1 액츄에이션 회전축(1131a)을 중심으로 화살표 OPA1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 연결된 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 회전하고, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 각각 W1a, W1b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 조작부의 제1 조(121)가 화살표 EPA1 방향으로 회전하게 된다. Referring to FIG. 9 ( b ), when the first
도 9(a)를 참조하면, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)가 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 중심으로 화살표 OPA2 방향으로 회전하면, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)와 연결된 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥은 각각 W2a, W2b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 조작부의 제2 조(122)가 화살표 EPA2 방향으로 회전하게 된다. 따라서 사용자가 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 제2 액츄에이션 회전부(1132b)를 서로 가까워지는 방향으로 조작하면, 엔드 툴의 제1 조(121) 및 제2 조(122)가 서로 가까워지는 동작이 수행된다. Referring to FIG. 9 (a), when the second
다음으로 요 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다. Next, the wire operation of the yaw operation will be described.
먼저 요 회전축(1121)과 제1 액츄에이션 회전축(1131a) 및 제2 액츄에이션 회전축(1131b)은 요 프레임(도 7의 1123 참조)에 의해 연결되어 있으므로, 요 회전축(1121)과 제1 액츄에이션 회전축(1131a)과 제2 액츄에이션 회전축(1131b)은 일체로 함께 회전하게 된다. First, since the
도 9(b)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 요 회전축(1121)을 중심으로 화살표 OPY1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)와 제1 조 요 풀리(112P1)와 여기에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)가 전체적으로 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 각각 W1a, W1b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)의 제1 조(121)가 화살표 EPY1 방향으로 회전하게 된다. Referring to Figure 9 (b), when the
도 9(a)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 요 회전축(1121)을 중심으로 화살표 OPY2 방향으로 회전하면, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)와 제2 조 요 풀리(112P2)와 여기에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 전체적으로 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 제2 조 요 풀리(112P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥은 각각 W1a의 반대쪽 및 W1b의 반대쪽으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)의 제1 조(121)가 화살표 EPY2 방향으로 회전하게 된다. Referring to Figure 9 (a), when the
도 11은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 피치 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다. 도 11(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 11(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 피치 동작과 관련된 풀리는 각각 2개이며, 각 와이어의 양 가닥이 같은 경로로 감겨져 있어서, 도 11에서는 이를 하나의 선으로 표현하였다. 그리고, 도 12는 도 7의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. 11 is a diagram illustrating the configuration of the pulley and wire related to the pitch operation of the
도 11(b)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 피치 회전축(1111)을 중심으로 화살표 OPP1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 조 피치 보조 풀리(111S1a, 111S1b), 제1 조 피치 풀리(111P1a, 111P1b) 등과 여기에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)가 전체적으로 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전한다. 이 때, 도 8과 같이 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 제1 조 피치 풀리(111P1a, 111P1b)의 위쪽에 감겨 있기 때문에 화살표 W1 쪽으로 이동하게 된다. 결과적으로 도 5를 통해 설명한 것 처럼, 엔드 툴(120)의 제1 조(121)가 화살표 EPP1 방향으로 회전하게 된다.Referring to Figure 11 (b), when the
도 11(a)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 피치 회전축(1111)을 중심으로 화살표 OPP2 방향으로 회전하면, 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 조 피치 보조 풀리(111S2a, 111S2b), 제2 조 피치 풀리(111P2a, 111P2b) 등과 여기에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 전체적으로 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전한다. 이때, 도 8과 같이 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥은 제2 조 피치 풀리(111P2a, 111P2b)의 아래쪽에 감겨 있기 때문에 화살표 W2 쪽으로 이동하게 된다. 결과적으로 도 5를 통해 설명한 것 처럼, 엔드 툴(120)의 제2 조(122)가 화살표 EPP2 방향으로 회전하게 된다. Referring to Figure 11 (a), when the
따라서, 제1 실시예를 나타내는 도 7은 도 8, 9, 10, 11, 12를 통해 동작원리를 설명할 수 있으며, 액츄에이션 조작, 요 조작, 피치 조작은 서로에 독립적으로 조작이 가능하다. Accordingly, FIG. 7 showing the first embodiment can explain the principle of operation through FIGS. 8, 9, 10, 11, and 12, and actuation operation, yaw operation, and pitch operation can be operated independently of each other.
도 1을 통해 설명한 것처럼, 액츄에이션 조작부(113), 요 조작부(112), 피치 조작부(111)는 자신의 회전축이 각 조작부의 뒤쪽에 위치함으로써, 엔드 툴의 관절 구성과 동일하게 구성되어, 사용자가 직관적으로 일치하는 조작을 수행하는 것이 가능하다. 1, the
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리를 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감도록 형성되어 있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(120)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리에 의하여 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 되어, 풀리에 감기는 와이어가 서로 접촉하지 않으며, 풀리에 감겨들어 가는 와이어와 감겨나오는 와이어의 경로도 안전하게 형성되어, 와이어의 동력전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다. In particular, in the
한편, 상술한 바와 같이 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)는 제1 손잡이(114) 상에 직접 형성되어 있다. 따라서, 제1 손잡이(114)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하게 되면, 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113) 역시 제1 손잡이(114)와 함께 회전하게 된다. 이로 인해, 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계는 고정된 것이 아니라, 제1 손잡이(114)의 회전에 따라 상대적으로 계속 변화하게 된다. 즉, 도 2 등에는 요 조작부(112) 및 액츄에이션 조작부(113)는 Z축과 평행한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 제1 손잡이(114)가 회전하게 되면, 요 조작부(112)과 액츄에이션 조작부(113)가 Z축과 평행하지 않게 된다. 즉, 요 조작부(112)과 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계가 제1 손잡이(114)의 회전에 따라 변화된 것이다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 별도의 설명이 없는 이상, 요 조작부(112)과 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계는 도 2와 같이 제1 손잡이(114)가 연결부(140)에 대해서 수직으로 위치한 상태를 기준으로 하여 설명하였다. On the other hand, as described above, the
<관절의 다양한 변형예> <Various modifications of joints>
요 회전 또는 풀리 회전을 위해 주 관절 풀리와 추가적인 보조 풀리로 구성된 관절 구조는 둘의 구성에 따라 다른 변형 예가 가능하여 직접형 관절과 간접형 관절로 나뉠 수 있다.The joint structure composed of the main joint pulley and the additional auxiliary pulley for yaw rotation or pulley rotation can be divided into direct joint and indirect joint because different modifications are possible depending on the configuration of the two.
(직접형 관절과 간접형 관절 -요 관절)(direct joint and indirect joint - yaw joint)
도 13은 요 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 14는 요 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 13(a) 및 도 14(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 13(b) 및 도 14(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다.13 is a diagram illustrating an example of a direct type joint of the yaw joint, and FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an indirect type joint of the yaw joint. 13 (a) and 14 (a) are views showing only the pulleys and wires related to Article 2, and FIGS. 13 (b) and 14 (b) are views showing only the pulleys and wires related to
여기서, 직접형 관절이란 하나의 관절 운동을 위해 서로 인접한 두 개의 풀리를 구비하는 구성에서 관절 위치에 해당하는 풀리와 보조 풀리와의 관계에 있어서, 해당 관절부의 회전축에 대해 해당 관절부가 회전할 때, 보조 풀리는 해당 관절부의 회전축을 기준으로 회전하지 않고, 관절 위치에 해당하는 풀리만 해당 관절부의 회전축을 기준으로 회전하는 경우를 의미한다. 한편, 간접형 관절이란 해당 관절부의 회전축에 대해 해당 관절부가 회전할 때, 관절 위치에 해당하는 풀리 뿐만 아니라, 보조 풀리도 해당 관절부의 회전축을 기준으로 회전하는 경우를 의미한다. Here, the direct type joint refers to the relationship between the pulley corresponding to the joint position and the auxiliary pulley in a configuration having two pulleys adjacent to each other for one joint motion, when the joint part rotates with respect to the rotation axis of the joint part, The auxiliary pulley does not rotate with respect to the axis of rotation of the corresponding joint, and only the pulley corresponding to the joint position rotates with respect to the axis of rotation of the corresponding joint. On the other hand, the indirect type joint refers to a case in which, when the joint part rotates with respect to the rotation axis of the joint part, not only the pulley corresponding to the joint position but also the auxiliary pulley rotates based on the rotation axis of the joint part.
한편, 직접형 관절을 도시한 도 13은 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 요 회전축(1121) 상에 위치하여 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하는, 도면 상 왼쪽에 위치하는, 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 된다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도면상 오른쪽에 위치하여, 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하지 않는다. On the other hand, Figure 13 showing a direct type joint is provided with
한편, 간접형 관절을 도시한 도 14는 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 요 회전축(1121) 상에 위치하여 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하는, 도면 상 오른쪽에 위치하는, 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 된다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도면상 왼쪽에 위치하여, 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전한다.On the other hand, Figure 14 showing the indirect joint is provided with
이와 같은 직접형 관절과 간접형 관절은, 관절을 동일한 방향으로 회전하였을 때 와이어의 이동방향에 있어서 차이점이 있다. 즉, 직접형 관절을 도시한 도 13에서 요 회전축(1121)을 OPY 방향으로 회전시키면 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 일 측은 화살표 D1 방향으로 이동하는 반면, 간접형 관절을 도시한 도 14에서 요 회전축(1121)을 OPY 방향으로 회전시키면 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 일 측은 D1과 반대 방향인 화살표 D2 방향으로 이동하게 된다. Such a direct type joint and an indirect type joint, there is a difference in the direction of movement of the wire when the joint is rotated in the same direction. That is, when the
이와 같이 직접형 관절과 간접형 관절 중 어느 방식으로 관절 구조를 구성하느냐에 따라 동일한 방향의 요 회전에 대해, 와이어의 이동 방향을 서로 반대로 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. As described above, depending on which method of the direct type joint and the indirect type joint structure is configured, for the yaw rotation in the same direction, it is possible to obtain the effect of configuring the movement direction of the wire opposite to each other.
(직접형 관절과 간접형 관절 - 피치 관절)(Direct Joint and Indirect Joint - Pitch Joint)
도 15는 피치 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 16은 피치 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 15(a) 및 도 16(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 15(b) 및 도 16(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다.15 is a diagram illustrating an example of an indirect joint of a pitch joint, and FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a direct joint of a pitch joint. 15 (a) and 16 (a) are views showing only the pulleys and wires related to Article 2, and FIGS. 15 (b) and 16 (b) are views showing only the pulleys and wires related to
간접형 관절을 도시한 도 15(b)는 제1 조(121)의 피치 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 구비하며, 이때 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)가 된다. 15 (b) showing an indirect joint is
직접형 관절을 도시한 도 16(b)는 제1 조(121)의 피치 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 구비하며, 이때 도면상 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)가 된다. Figure 16 (b) showing a direct joint is
이와 같이 직접형 관절과 간접형 관절 중 어느 방식으로 관절 구조를 구성하느냐에 따라 동일한 방향의 피치 회전에 대해, 와이어의 이동 방향을 서로 반대로 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 이를 통해 피치 풀리에 와이어가 감기는 방향을 달리할 수도 있다. As such, depending on which method of the direct joint or indirect joint structure is configured, the effect of configuring the movement direction of the wire opposite to each other for the pitch rotation in the same direction can be obtained, and through this, the wire to the pitch pulley You can change the winding direction.
(풀리 및 와이어 구성의 다양한 변형예)(Various variations of pulley and wire configuration)
도 9에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어 구성은 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다. 이하에서는 상정할 수 있는 풀리 및 와이어 구성의 다양한 변형예에 관하여 설명하도록 한다. The pulley and wire configuration related to the actuation operation and yaw operation of the
도 17은 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 제1 조(121)의 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성과 그 변형예들을 도시한 그림이다. FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of pulleys and wires related to the operation of
도 17(a)을 참조하면, 도 17(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 기본적으로 연결부(140) 내에서 와이어가 교차되지 아니한다. 즉, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 교차하지 않은 상태로 형성되며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥은 서로 교차하지 않은 상태로 형성된다. Referring to Figure 17 (a), the
한편, 도 17(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 연결부(140) 내에서 각 와이어가 퍼져나가도록 형성된다. 즉, 중개 풀리들의 크기 및 간격에 의해, 엔드 툴(120)에서의 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥간의 간격은 중개 풀리(MP)로 연결되며 형성되는 양 가닥간의 간격보다 작게 형성되기 때문에, 엔드 툴(120)에서 중개 풀리 쪽으로 갈수록 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥간의 간격이 점점 멀어져서, 전체적으로 제1 조 와이어(130J1)가 퍼져나가도록 형성되는 것이다. On the other hand, the
한편, 도 17(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110)의 요 관절이 직접형으로 형성된다. 즉, 수술용 인스트루먼트(100)는 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 이때 도면상 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두 개의 풀리로 형성될 수 있으며, 이때 두 개의 풀리는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 교차하여 감기는 와이어가 경로상 서로 겹치지 않도록, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 각각은 두 개의 풀리를 구비하여, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 높이차를 가지도록 할 수 있다. 그리고, 이를 위해 피치 보조 풀리도 서로 다른 직경을 갖는 두 개의 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))를 가지도록 하여, 높이차가 나는 풀리들에 자연스럽게 제1 조 와이어(130J1)가 감기도록 구성한다. On the other hand, in the
도 17(b)의 경우, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 도 17(a)의 경우와 달리함으로써, 도 17(b)의 아래 그림과 같이 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 17(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다. In the case of Fig. 17 (b), the size of the secondary pitch pulley (
도 17(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 제1 액츄에이션 조작부(113a)를 도 17(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 17(a)과 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 17 ( c ), the first
도 17(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 17(a)와 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 17(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 17(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 17(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 17(d), the configuration of
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.In this configuration, two yaw pulleys, two yaw auxiliary pulleys, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed, and the wires intersecting in the drawing are actually located on different paths and physically contact It does not, and through this, the safety and efficiency of wire and power transmission can be improved.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 18은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다. FIG. 18 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 , and is a modified example in which a wire path and the like are modified in FIG. 17 .
도 18(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다. In the case of Figure 18 (a), unlike the configuration according to the first embodiment, both strands of the
이를 위해, 제1 조 와이어(130J1)가 통과하는 서로 다른 크기의 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))가 서로 인접하게 나란히 형성되었으며, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 통과한 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 구성하고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 통과하는 제1 조 와이어(130J1)는 요 보조 풀리에 감기지 않고 바로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감기도록 형성되며, 이를 통해 도 18(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능해진다.도 18(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.To this end,
도 18(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기를 도 18(a)의 경우와 달리함으로써, 도 18(b)의 아래 그림과 같이 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 18(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다. 도 18(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 18(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 18(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 18(b), by changing the size of the pitch auxiliary pulley connected to the yaw auxiliary pulley from the case of FIG. 18(a), as shown in the figure below in FIG. 18(b),
도 18(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 18(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 18(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 18(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 18(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 18(d), the configuration of
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.In this configuration, two yaw pulleys, one yaw auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed, and the wires crossed in the drawing are actually located on different paths and physically contact It does not, and through this, the safety and efficiency of wire and power transmission can be improved.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 19은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다. FIG. 19 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 , and is a modified example in which a wire path and the like are modified in FIG. 17 .
도 19(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다. In the case of FIG. 19 (a), unlike the configuration according to the first embodiment, both strands of the
또한, 도 19(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 연결부(140) 내에서 와이어가 적어도 1회 교차된다. 즉, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 교차하도록 형성되며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥이 서로 교차하도록 형성된다. 다만, 도면상의 2차원 평면에서 보았을 때는 각 와이어의 양 가닥이 서로 교차하는 것으로 보이나, 실제 와이어가 연결되는 중개 풀리들의 3차원상의 적절한 위치 구성을 통해, 실제로는 와이어가 물리적으로 접촉하지 않도록 용이하게 구성할 수 있다. In addition, in the case of FIG. 19 ( a ), unlike the configuration according to the first embodiment, the wire crosses at least once in the
한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)는 동일한 직경을 갖도록 형성되며, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 거쳐 제1 조 요 풀리(112P1)에 감길 수 있도록 하였다. 한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)의 경우, 요 보조 풀리 없이 바로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감기도록 형성될 수 있으며, 이를 통해, 도 19(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능하다.On the other hand,
도 19(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to FIG. 19 ( a ) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
도 19(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기를 도 19(a)의 경우와 달리하여, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)의 직경을 상이하게 형성함으로써, 도 19(b)의 아래 그림과 같이 제1 조 요 풀리(112P1)의 두 개의 풀리가 서로 다른 높이에 위치하도록 할 수 있다. 이는 후술할 도 19(c)와 같이 제1 액츄에이션 풀리(113P1)와 제1 조 요 풀리(112P1) 사이에서 제1 조 와이어(130J1)가 교차되는 구성에 적용이 용이하여, 제1 조 와이어(130J1)의 양측이 실제로는 물리적인 접촉이 없도록 할 수 있다. In the case of FIG. 19(b), the size of the secondary pulley connected to the yaw secondary pulley is different from the case of FIG. 19(a), and
도 19(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 19(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 19(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of Fig. 19 (c), the
도 19(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 19(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 19(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 19(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 19(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 19(d), the configuration of
본 구성에서는 1개 또는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.In this configuration, one or two yaw pulleys, one yaw auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed, and the wires crossed in the drawing are actually located on different paths, There is no physical contact, and through this, the safety and efficiency of wire and power transmission can be improved.
뿐만 아니라, 도면상에 표시된 피치 보조 풀리 대신 피치 풀리를 배치하는 구성도 가능하다. In addition, it is also possible to arrange a pitch pulley instead of the pitch auxiliary pulley shown on the drawing.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 20은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다. FIG. 20 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 , and is a modified example in which a wire path and the like are modified in FIG. 17 .
도 20(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접하지 않는 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다. In the case of Figure 20 (a), unlike the configuration according to the first embodiment, the two strands of the
또한, 도 20(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 연결부(140) 내에서 와이어가 적어도 1회 교차된다. 즉, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 교차하도록 형성되며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥이 서로 교차하도록 형성된다. 다만, 도면상의 2차원 평면에서 보았을때는 각 와이어의 양 가닥이 서로 교차하는 것으로 보이나, 실제 와이어가 연결되는 중개 풀리들의 3차원상의 적절한 구성을 통해, 실제로는 와이어가 물리적으로 접촉하지 않도록 용이하게 구성할 수 있다. In addition, in the case of FIG. 20( a ), unlike the configuration according to the first embodiment, the wire crosses at least once in the
또한, 서로 다른 크기의 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))가 형성되었으며, 바깥쪽 피치 보조 풀리인 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)가 보다 크게 구성되어 바깥쪽 피치 보조 풀리에 감기는 와이어가 더 낮은 쪽에 위치하는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 구성하였다. In addition, pitch auxiliary pulleys of different sizes (
한편, 도 20(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110)의 요 관절이 간접형으로 형성된다. 즉, 수술용 인스트루먼트(100)는 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 이때 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다. 이 경우, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴의 동작이 도 17(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다. On the other hand, in the
도 20(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to Fig. 20 (a) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
도 20(b)의 경우, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 도 20(a)의 경우와 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 20(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다. In the case of FIG. 20 (b), the size of the secondary pitch pulley (
도 20(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 20(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 20(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.In the case of Fig. 20 (c), the
도 20(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 20(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 20(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 20(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 20(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 20(d), the configuration of
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.In this configuration, two yaw pulleys, two yaw auxiliary pulleys, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed, and the wires intersecting in the drawing are actually located on different paths and physically contact It does not, and through this, the safety and efficiency of wire and power transmission can be improved.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 21는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다. FIG. 21 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 , and is a modified example in which a wire path and the like are modified in FIG. 17 .
도 21(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접한 두개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥이 서로 교차하도록 형성된다. In the case of Figure 21 (a), unlike the configuration according to the first embodiment, both strands of the
한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)는 동일한 직경을 갖도록 형성되며, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 거쳐 제1 조 요 풀리(112P1)에 감길 수 있도록 하였다. 한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)의 경우, 요 보조 풀리 없이 바로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감기도록 형성될 수 있으며, 이를 통해, 도 21(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능하다.On the other hand,
여기서, 도 21(a)의 경우 요 풀리와 액츄에이션 풀리가 별도로 형성되는 것이 아니라, 공통의 요 풀리를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이때 액츄에이션 동작을 구현하기 위해 요 풀리와 액츄에이션 조작부는 기어 등으로 연결되어 있을 수 있다. (제2 실시예 참조)Here, in the case of Figure 21 (a), it is characterized in that the yaw pulley and the actuation pulley are not formed separately, but a common yaw pulley is used. At this time, in order to implement the actuation operation, the yaw pulley and the actuation operation unit may be connected with a gear or the like. (refer to the second embodiment)
도 21(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to Fig. 21 (a) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
도 21(b)의 경우, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 도 21(a)의 경우와 달리하여, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 제1 조 요 풀리(112P1)보다 크게 할 수 있으며, 이를 통해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하는 효과를 가지게 할 수 있다. 따라서, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하지 않고 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성할 수 있다. In the case of FIG. 21 (b), the size of the secondary pitch pulley (
도 21(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 21(a)의 경우와 다르게 하는 동시에, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리하여 도 21(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이다. In the case of FIG. 21 ( c ), the
도 21(d)의 경우, 도 21(b)에 비해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 21(b)에 비해 제1 조 와이어(130J1) 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다. In the case of Figure 21 (d), compared to Figure 21 (b),
본 구성에서는 1개 또는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 도면상에 표시된 피치 보조 풀리 대신 피치 풀리를 배치하는 구성도 가능하다. In this configuration, one or two yaw pulleys, one yaw auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed, and the wires crossed in the drawing are actually located on different paths, There is no physical contact, and through this, the safety and efficiency of wire and power transmission can be improved. In addition, it is also possible to arrange a pitch pulley instead of the pitch auxiliary pulley shown on the drawing.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 22은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다. 22 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 , and is a modified example in which a wire path in FIG. 17 is modified.
도 22(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다. In the case of Figure 22 (a), unlike the configuration according to the first embodiment, both strands of the
이를 위해, 제1 조 와이어(130J1)가 통과하는 서로 다른 크기의 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))가 서로 인접하게 나란히 형성되었으며, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 통과한 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 구성하고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 통과하는 제1 조 와이어(130J1)는 보조 풀리(SP)를 거쳐서 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 형성되며, 이를 통해 도 22(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능해진다.To this end,
여기서, 도 22는 도 17과 비교하여 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)가 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 인접하게 형성되며, 피치 보조 풀리와 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 사이에 보조 풀리(SP)가 추가되어, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 통과하는 제1 조 와이어(130J1)가 보조 풀리(SP)를 거쳐서 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 용이하게 감길 수 있다. 즉, 보조 풀리(SP)를 추가 형성함으로써, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 나란히 통과할 수 있으며, 이와 함께 제1 조 와이어(130J1)가 통과하는 피치 보조 풀리도 서로 인접하게 구성할 수 있다. 이와 함께, 요 보조 풀리(112S1)가 두 개의 풀리로 구성될 때, 각 풀리의 직경을 서로 동일하게 구성할 수 있다. Here, FIG. 22 shows that
도 22(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to FIG. 22 ( a ) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
도 22(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기 및 배치를 도 22(a)의 경우와 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 22(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.In the case of Figure 22 (b), by different from the case of Figure 22 (a) in the size and arrangement of the pitch auxiliary pulley connected to the yaw auxiliary pulley,
도 22(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 22(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 22(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of Figure 22 (c), the
도 22(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 22(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 22(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 22(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 22(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 22(d), the configuration of
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 1개의 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.In this configuration, two yaw pulleys, two yaw auxiliary pulleys, one auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed, and the wires that intersect in the drawing are actually located on different paths. Therefore, there is no physical contact, and through this, the safety and efficiency of wire and power transmission can be improved.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 23은 도 22에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 22에서 와이어 경로 등을 변형한 예이다.23 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 22 , and is an example in which a wire path in FIG. 22 is modified.
도 22의 경우, 제1 조(121)의 요 조작을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 중에, 도면상 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되는데 반해, 도 23의 경우, 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되고 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 보조 풀리(112S1)가 된다. 즉, 도 22의 경우 요 관절은 직접형 관절이라면, 도 23의 경우 요 관절은 간접형 관절이라 할 수 있다.In the case of Figure 22, among the
이러한 차이로 인해 조작부(110)의 요 회전에 의한 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 이동 방향은 도 23(a)의 경우는 도 22(a)의 경우와 반대가 된다. 이 경우, 조작부(120)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(110)의 동작이 도 22(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성할 수 있다.Due to this difference, the movement direction of both strands of the
도 23(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to FIG. 23 ( a ) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
도 23(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기 및 배치를 도 23(a)의 경우와 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 23(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.In the case of Figure 23 (b), by different from the case of Figure 23 (a) in the size and arrangement of the pitch auxiliary pulley connected to the yaw auxiliary pulley,
도 23(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 23(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 23(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.In the case of Fig. 23 (c), the
도 23(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 23(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 23(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 23(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 23(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.In the case of FIG. 23(d), the configuration of
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 1개의 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.In this configuration, two yaw pulleys, two yaw auxiliary pulleys, one auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed, and the wires that intersect in the drawing are actually located on different paths. Therefore, there is no physical contact, and through this, the safety and efficiency of wire and power transmission can be improved.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 24는 도 21에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 21에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다. FIG. 24 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 21 , and is a modified example in which a wire path and the like are modified in FIG. 21 .
도 21의 경우, 요 풀리와 액츄에이션 풀리가 별도로 형성되지 않고, 공통의 요 풀리를 사용하는 것과는 달리, 도 24(a)의 경우는 요 풀리(112P1) 외에 추가의 액츄에이션 풀리(113P1)가 별도로 형성된다. 이를 위해 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 거친 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 요 풀리(112P1)에 감긴 뒤, 서로 교차하여 액츄에이션 풀리(113P1)에 감기게 된다. 이 때, 도 24(a)에서 설명하는 변형예가 도 21에서 설명하는 예와 동일한 동작이 가능하기 위해, 도 24(a)의 경우, 액츄에이션 조작부(113a)의 위치와 회전 방향이 도 21의 경우와 반대가 되도록 구성한다. In the case of FIG. 21, the yaw pulley and the actuation pulley are not formed separately, and unlike using a common yaw pulley, in the case of FIG. 24 (a), an additional actuation pulley (113P1) in addition to the yaw pulley (112P1) formed separately. To this end, both strands of
도 24(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to Fig. 24 (a) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
도 24(a)의 경우와 달리하여, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 제1 조 요 풀리(112P1)보다 크게 할 수 있으며, 이를 통해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하는 효과를 가지게 할 수 있다. 따라서, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하지 않고 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성할 수 있다.Unlike the case of Figure 24 (a),
도 24(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 24(a)의 경우와 다르게 하는 동시에, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리하여 도 24(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이다. In the case of Fig. 24 (c), the
도 24(d)의 경우, 도 24(b)에 비해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 24(b)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다. In the case of Fig. 24 (d), compared to Fig. 24 (b),
본 구성에서는 공통적으로 1개 또는 2개의 액츄에이션 풀리, 1개 또는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 도면상에 표시된 피치 보조 풀리 대신 피치 풀리를 배치하는 구성도 가능하다.In this configuration, one or two actuation pulleys, one or two yaw pulleys, one yaw auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys may be formed in common, The wire is actually located on a different path and does not physically contact, thereby improving safety and efficiency of power transmission with the wire. In addition, it is also possible to arrange a pitch pulley instead of the pitch auxiliary pulley shown on the drawing.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 25는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다. FIG. 25 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17 , and is a modified example in which a wire path and the like are modified in FIG. 17 .
여기서, 본 변형예는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 끝이 같은 액츄에이션 풀리에 결합되는 것이 아니라, 서로 다른 액츄에이션 풀리에 결합된다는 점에서 도 17의 실시예와 상이하다. 즉, 제1 조 와이어(130J1)의 한쪽 끝은 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 결합되고, 제1 조 와이어(130J1)의 다른 한쪽 끝은 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 결합된다. 이 경우, 필수적으로 두 액츄에이션 풀리의 회전은 기어 등의 구성요소에 의해 동기화되어 있어야 한다. 즉, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하도록 두 액츄에이션 풀리가 연결되어 있어야 한다. Here, this modification is different from the embodiment of Figure 17 in that the ends of both strands of the
이와 같이 두 액츄에이션 풀리의 회전은 기어 등으로 인해 서로 동기화되어 있기 때문에, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 반드시 하나의 액츄에이션 풀리에 감기지 않고, 각각 다른 액츄에이션 풀리에 감겨도 똑같은 효과를 구현할 수 있다. In this way, since the rotation of the two actuation pulleys is synchronized with each other due to gears, etc., both strands of the
이와 같은 구조는 도 25(a)의 점선과 같이 제1 조 와이어(130J1)가 가상적으로 하나의 폐회로를 구성한다고 볼 수 있으며, 따라서 일종의 가상 폐곡선(virtual loop)라고 표현할 수 있을 것이다. Such a structure can be seen as a dotted line in Fig. 25 (a),
도 25(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to Fig. 25 (a) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
도 25(b)는 제1 조 와이어(130J1)의 양 단부가 결합하는 액츄에이션 풀리를 도 25(a)와 다르게 구성한 경우이다. 즉, 도 25(a)에서 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 결합되었던 제1 조 와이어(130J1)의 일 단부를 이번에는 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 결합한다. 마찬가지로, 도 25(a)에서 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 결합되었던 제1 조 와이어(130J1)의 타 단부를 이번에는 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 결합한다.Figure 25 (b) is a case in which the actuation pulley coupled to both ends of the
이와 같이, 요 풀리를 감고 액츄에이션 풀리에 연결되는 와이어는 두 개의 액츄에이션 풀리 중 어느 것에 연결되더라도 상관없다. 왜냐하면, 두 액츄에이션 풀리는 기어 등으로 서로 동기화가 되어 있기 때문이다. 단, 어느 액츄에이션 풀리에 감기든지, 감기는 방향은 액츄에이션 조작이 최종적으로 엔드 툴의 액츄에이션 동작과 일치할 수 있도록, 액츄에이션 풀리가 회전하는 방향에 따라 적절하게 감겨야 한다.As such, the wire wound around the yaw pulley and connected to the actuation pulley may be connected to any of the two actuation pulleys. This is because the two actuation pulleys are synchronized with each other by a gear or the like. However, regardless of which actuation pulley is wound, the winding direction must be appropriately wound according to the direction in which the actuation pulley rotates so that the actuation operation can finally match the actuation operation of the end tool.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조의 동작에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.The above description is for the actuation and yaw operation of
도 26은 도 25에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 25에서 액츄에이션 풀리의 위치 등을 변형한 변형예이다. 26 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 25, and is a modified example in which the position of the actuation pulley in FIG. 25 is modified.
여기서, 본 변형예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 제1 조 요 풀리(112P1)를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 도 25의 실시예와 상이하다. 이러한 경우에도 두 액츄에이션 풀리가 기어 등으로 서로 동기화되면, 도 25에서 설명하는 예와 동일한 동작이 가능하다. Here, this modified example is different from the embodiment of Figure 25 in that the two actuation pulleys are not formed to be close to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides of the
이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다. By such a configuration, the actuation pulley can be disposed behind other embodiments, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, according to the lever principle, the longer the handle, the less force the actuation operation can be performed.
도 26(a)는 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 도 26(b)는 제2 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이다.Figure 26 (a) is for the explanation of the actuation of
도 26(a), 도 26(b)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to FIGS. 26 ( a ) and 26 ( b ) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
도 27은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 25에서 액츄에이션 풀리의 위치 등을 변형한 변형예이다. 27 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17, and is a modified example in which the position of the actuation pulley in FIG. 25 is modified.
도 27(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 형성되고, 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 이때 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다. In the case of Figure 27 (a), unlike the configuration according to the first embodiment, both strands of the
여기서, 본 변형예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 요 풀리를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 도 17의 실시예와 상이하다. Here, this modified example is different from the embodiment of FIG. 17 in that the two actuation pulleys are not formed to be close to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides of the yaw pulley.
또한, 요 풀리와 요 보조 풀리의 위치 관계(선후 관계)가 변경되었다는 점에서 도 17, 도 25, 도 26 등의 실시예와 상이하다. 즉, 직접형 관절임에도 불구하고 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 되며, 이를 구현하기 위해, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 감은 후에 제1 조 요 풀리(112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 고정결합된다. 그리고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 거치지 않고 바로 제1 조 요 풀리(112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 고정결합된다. In addition, it is different from the embodiment of FIGS. 17, 25, 26 and the like in that the positional relationship (front and rear relationship) between the yaw pulley and the yaw auxiliary pulley is changed. That is, despite being a direct joint, the pulley located on the right side in the drawing becomes the
이와 같은 구성에 의해 다른 실시예보다 요 회전축을 피치 회전축에 보다 가까이 배치할 수 있어서, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다.By such a configuration, it is possible to arrange the yaw rotation shaft closer to the pitch rotation shaft than other embodiments, and as a result, there is an effect that can provide a more natural and intuitive operation feeling in the user's operation.
뿐만 아니라, 이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다. In addition, it is possible to arrange the actuation pulley at the rear than other embodiments by such a configuration, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, according to the lever principle, the longer the handle, the less force the actuation operation can be performed.
도 27(a)는 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 도 27(b)는 제2 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이다.Figure 27 (a) is for the explanation of the actuation and yaw operation of
도 27(a), 도 27(b)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.The configuration according to FIGS. 27 ( a ) and 27 ( b ) may have various modifications through deformation of the wire path, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration.
* 액츄에이션 조작부의 일 변형예* One modification of the actuation control unit
도 28은 도 8에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다. 28 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 8 .
여기서, 본 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 8의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트의 조작부(110)의 액츄에이션 풀리(113P)의 구성이 특징적으로 달라진다. 즉, 도 8의 수술용 인스트루먼트(100)에서는 두 개의 액츄에이션 회전축 각각에 액츄에이션 풀리가 형성되고, 각 조 와이어는 각각의 액츄에이션 풀리에 감기는 형태였다. Here, the surgical instrument according to this modified example is compared to the surgical instrument according to the first embodiment of the present invention described above (see 100 in FIG. 8 ) of the
상세히, 도 8의 수술용 인스트루먼트(100)에서는 제1 액츄에이션 회전축(1131a)에 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 형성되고, 제1 조 와이어(130J1)는 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 감기도록 형성되었다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전축(1131b)에 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 형성되고, 제2 조 와이어(130J2)는 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 감기도록 형성되었다.In detail, in the
이에 반해 도 28에 도시된 일 변형예에서는, 하나의 액츄에이션 회전축에 두 개의 와이어가 모두 감기도록 형성된다는 점에서 특징적으로 달라진다. 즉, 액츄에이션 회전축(1131)에 액츄에이션 풀리(113P)가 형성되고, 제1 조 와이어(130J1)는 액츄에이션 풀리(113P)의 아래쪽에 감기고, 제2 조 와이어(130J2)는 액츄에이션 풀리(113P)의 위쪽에 감기도록 형성된다. 단, 하나의 액츄에이션 회전축(1131)의 회전에 의해 두 와이어(130J1)(130J2)가 서로 반대방향으로 이동하여야 하므로, 두 와이어 중 하나는 교차되도록 형성되어야 한다. 도 28에는 제2 조 와이어(130J2)가 액츄에이션 풀리(113P)와 제2 조 요 풀리(112P2) 사이에서 한번 교차되도록 형성되어 있다. On the other hand, in the modified example shown in FIG. 28, it is characteristically different in that it is formed so that both wires are wound on one actuation axis of rotation. That is, the actuation pulley (113P) is formed on the actuation axis of rotation 1131,
액츄에이션 회전축과 액츄에이션 풀리 이외에 나머지 액츄에이션 조작부의 구성, 즉 제1 액츄에이션 회전부(미도시), 제1 액츄에이션 기어(1134a), 제2 액츄에이션 회전부(미도시), 제2 액츄에이션 기어(1134b)는 동일하게 존재한다. 여기서, 기어는 두 개의 액츄에이션 회전부의 동작이 서로 연결되도로 해주어, 결과적으로 두 개의 액츄에이션 회전부를 파지하는 두 손가락 중, 하나의 동작이 다른 하나의 동작을 일으키며, 뿐만 아니라 각각의 회전량이 서로 일치하도록 해주는 역할을 할 수 있다. 이러한 효과를 위해 기어 뿐만 아니라, 링크 등의 구조도 가능할 것이다. In addition to the actuation shaft and the actuation pulley, the configuration of the remaining actuation manipulation units, that is, the first actuation rotating unit (not shown), the first actuation gear (1134a), the second actuation rotating unit (not shown), the second actuation gear (1134b) is the same. Here, the gear allows the operation of the two actuation rotating parts to be connected to each other, and as a result, among the two fingers gripping the two actuation rotating parts, one operation causes the other one's motion, as well as the amount of each rotation with each other It can play a role in matching. For this effect, not only gears, but also structures such as links will be possible.
* 피치 조작부의 일 변형예* One modification of the pitch control unit
도 29는 도 16에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 29(a)는 측면도이고, 도 29(b)는 평면도이다. 29 is a view showing another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 16 . Here, Fig. 29(a) is a side view, and Fig. 29(b) is a plan view.
여기서, 본 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트는 앞서 기술한 본 발명의 수술용 인스트루먼트(도 16의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트의 조작부(110)와 엔드 툴(120)의 피치 풀리들의 구성이 특징적으로 달라진다. 즉, 도 16의 수술용 인스트루먼트(100)에서는 피치 풀리들의 직경이 동일하도록 구성되었으나, 도 29에서는 피치 풀리들이 서로 다른 직경을 갖도록 구성되어 있다. Here, the surgical instrument according to this modified example is characterized in that the configuration of the pitch pulleys of the
즉, 엔드 툴(120)에서는 서로 마주보도록 형성된 J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)가 서로 다른 직경을 갖도록 형성되며, 조작부(110)에서도 서로 마주보도록 형성된 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)가 서로 다른 직경을 갖도록 형성된다. That is, in the
이때, 엔드 툴(120) 쪽의 서로 다른 피치 풀리들의 직경 비율(즉, J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)의 직경 비율)과 조작부(110)의 서로 다른 피치 풀리들의 직경 비율(제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)의 직경 비율)을 동일하게 구성하여, 조작부(110)의 피치 회전에 의한 조 와이어의 양 가닥의 각 이동량과 피치 회전을 위한 엔드 툴(120) 쪽의 조 와이어의 양 가닥의 각 이동량을 같게 함으로써, 피치 동작이 정상적으로 수행될 수 있게 된다. 이를 통해, 직접형 피치 관절의 경우에도 서로 다른 직경의 피치 풀리를 사용해서 구성할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 요 관절의 경우에도 적용 가능하다. 즉, 조작부(110)의 요 풀리들의 직경을 달리하는 동시에 엔드 툴(120)의 J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 직경을 달리하여, 직접형 요 관절에 서로 다른 직경의 요 풀리를 사용하여 구성할 수 있다. At this time, the diameter ratio of the different pitch pulleys on the side of the end tool 120 (that is, the diameter ratio of the J12 pulley (123J12) and the J14 pulley (123J14)) and the diameter ratio of the different pitch pulleys of the manipulation unit 110 (first By configuring the pitch pulley-a (111P1a) and the diameter ratio of the pitch pulley-b (111P1b) in Article 1) the same, the amount of movement and the pitch rotation of both strands of the wire by the pitch rotation of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 요 관절, 피치 관절, 액츄에이션 관절의 다양한 변형을 통하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)와 같은 기능을 수행하는 다양한 실시예로 변형이 가능하다. 각 관절의 변형 예로 든 각 변형예들의 조합으로 여러가지 다양한 변형예들을 구성할 수 있을 것이다.As described above, the
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)와 같은 기능을 수행할 수 있도록 다양한 와이어, 풀리 및 이들로 구성된 관절들의 결합이 가능하다 할 것이다. On the other hand, although not shown in the drawings, the spirit of the present invention is not limited thereto, and various wires, pulleys, and joints composed of these to perform the same function as the
<절연 관련 변형예> <Insulation Related Modifications>
도 30 및 도 31은 절연과 관련된 일 변형예를 나타내는 도면이다. 30 and 31 are diagrams illustrating a modified example related to insulation.
도 30 및 도 31을 참조하면, 본 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트는 앞서 기술한 본 발명의 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해, 각 와이어의 절연을 위한 절연 어셈블리를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 즉, 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 절연이 되도록 분리하여, 엔드 툴의 조를 전기 소작용으로 사용하기 위해 추가적인 전선을 조에 연결하여 사용하는 경우에도, 조작부는 안전하게 전기적으로 절연이 되도록 하기 위함이다. 이를 위해, 물리적으로 엔드툴과 조작부를 연결하고 있는 각각의 와이어의 중간에 절연 어셈블리를 구비하여, 엔드 툴과 조작부 사이를 절연시키는 것이다. 이를 위해, 연결부(140)의 절곡부(141)의 중간중간에 제1 절연 어셈블리(135), 제2 절연 어셈블리(136), 제3 절연 어셈블리(137)가 차례로 구비되어, 각각의 절연 어셈블리가 각각 2개의 와이어를 차례로 절연시킨다. 30 and 31 , the surgical instrument according to this modified example further includes an insulating assembly for insulation of each wire, compared to the surgical instrument of the present invention described above (see 100 in FIG. 2 ) characterized by one. That is, by separating the end tool and the operation part to be electrically insulated, the operation part is safely electrically insulated even when an additional wire is connected to the jaw to use the jaw of the end tool for electrical work. To this end, an insulating assembly is provided in the middle of each wire physically connecting the end tool and the manipulation unit to insulate the end tool and the manipulation unit. To this end, the first insulating
도면에는 엔드 툴(120)에 가까운 쪽부터 제1 절연 어셈블리(135), 제2 절연 어셈블리(136), 제3 절연 어셈블리(137)가 차례로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 필요에 따라 각 절연 어셈블리의 구성 및 배치는 다양하게 변형 가능하다 할 것이다. Although the drawing shows that the first insulating
이하, 제1 절연 어셈블리(135)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the
여기서, 제2 조 R와이어(130J2R)는 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥 중 오른쪽 와이어를 나타내며, 제2 조 R와이어(130J2R)는 다시 둘로 분할되어, 제1 절연 어셈블리(135)로 들어가는 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과, 제1 절연 어셈블리(135)로부터 나오는 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)으로 나누어진다. Here, Article 2 R wire (130J2R) represents the right wire among both strands of Article 2 wire (130J2), Article 2 R wire (130J2R) is again divided into two, entering the
한편, 제1 조 L와이어(130J1L)는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥 중 왼쪽 와이어를 나타내며, 제1 조 L와이어(130J1L)는 다시 둘로 분할되어, 제1 절연 어셈블리(135)로 들어가는 제1 조 L와이어-in(130J1Lin)과, 제1 절연 어셈블리(135)로부터 나오는 제1 조 L와이어-out(130J1Lout)으로 나누어진다. On the other hand, Article 1 L wire (130J1L) represents the left wire among both strands of
제1 절연 어셈블리(135)는, 제2 조 R와이어의 절연과 관련된 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin), 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout), 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris)를 포함한다. 여기서, 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)에는 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)이 결합되고, 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)에는 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)이 결합된다. 그리고, 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)와 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout) 사이에는 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris)가 개재되어 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)와 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)를 절연시키며, 따라서 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)도 서로 절연된다. The
이때, 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)와 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris) 중 어느 일측에는 홈이 형성되고 타측에는 돌기가 형성되어 서로 결합한다. 그리고, 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)와 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris) 중 어느 일측에는 홈이 형성되고 타측에는 돌기가 형성되어 서로 결합한다. 이때 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin) 측의 돌기(또는 홈)와 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout) 측의 돌기(또는 홈)는 서로 격리되도록 형성되어, 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)가 서로 절연되도록 한다. At this time, Article 2 R wire-in pulley (1352Rin) and Article 2 R wire insulation pulley (1352Ris) is formed on either side of the groove is formed and the other side is formed with a protrusion to combine with each other. And, Article 2 R wire-out pulley (1352Rout) and Article 2 R wire insulation pulley (1352Ris) is formed on either side of the groove is formed and the other side is formed with a protrusion coupled to each other. At this time, Article 2 R wire-in pulley (1352Rin) side projection (or groove) and Article 2 R wire-out pulley (1352Rout) side projection (or groove) is formed to be isolated from each other, Article 2 R wire-in (130J2Rin) and Article 2 R wire-out (130J2Rout) to be insulated from each other.
즉, 위와 같은 구성을 통해, 제2 조 R와이어-in(130J2Rin), 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin), 제2 조 R와이어-out(130J2Rout) 및 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)가 금속 등 도체로 형성되더라도, 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris)를 부도체로 형성하여 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)이 서로 절연되도록 할 수 있다.That is, through the above configuration, Article 2 R wire-in (130J2Rin), Article 2 R wire-in pulley (1352Rin), Article 2 R wire-out (130J2Rout) and Article 2 R wire-out pulley (1352Rout) ) is formed of a conductor such as metal, by forming Article 2 R wire insulation pulley 1352Ris as a non-conductor so that Article 2 R wire-in (130J2Rin) and Article 2 R wire-out (130J2Rout) are insulated from each other can
이와 같은 구성에 의하여, 제1 절연 어셈블리(135)로 들어가는 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과, 제1 절연 어셈블리(135)로부터 나오는 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)이 서로 전기적으로 절연되며, 조작부의 조작과 엔드 툴의 동작 간의 동력 전달이 마치 하나의 끊기지 않은 와이어로 연결되는 것처럼 가능하도록 할 수 있다. By this configuration, Article 2 R wire-in (130J2Rin) entering the
한편, 제1 절연 어셈블리(135)는, 제1 조 L와이어의 절연과 관련된 제1 조 L와이어 인 풀리(1351Lin), 제1 조 L와이어 아웃 풀리(1351Lout), 제1 조 L와이어 절연 풀리(1351Lis)를 포함한다. 이 구성은 상술한 제1 조 R와이어의 절연과 관련된 구성 요소들과 원리적으로 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다. On the other hand, the
또한, 제1 절연 어셈블리(135)는, 제1 조 R와이어 중개 풀리(1351Rme), 제2 조 L와이어 중개 풀리(1352Lme), 하나 이상의 피치 와이어 중개 풀리(135Pme), 하나 이상의 부도체인 절연 보조 풀리(135IsAs)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2조 R와이어 중개 풀리(1352Rme), 제2 조 L와이어 중개 풀리(1352Lme), 피치 와이어 중개 풀리(135Pme) 및 다른 피치 와이어 중개 풀리(미도시) 각각의 내부에는 절연 보조 풀리(135IsAs)가 끼워지고, 제1 조 R와이어 중개 풀리(1351Rme)는 제1 조 R와이어(미도시)가 감기면서 통과하고, 제2 조 L와이어 중개 풀리(1352Lme)는 제2 조 L와이어(미도시)가 감기면서 통과하고, 두 개의 피치 와이어 중개 풀리(135Pme)는 피치 와이어(미도시)의 양 가닥이 감기면서 통과한다. In addition, the first insulating
이와 같은 구성에 의하여, 엔드 툴(120)로부터 제1 절연 어셈블리(135)에 연결되는 와이어 및 상기 와이어가 감겨있는 제1 절연 어셈블리(135)의 각 풀리들은, 제1 절연 어셈블리(135)의 풀리들의 회전축과 와이어와 전기적으로 절연되어 분리될 수 있다. With this configuration, the wire connected from the
보다 상세히 설명하면, 와이어 및 제1 절연 어셈블리의 풀리가 금속일 경우, 금속 풀리들 사이에 배치되는 풀리들을 전기적 절연 재질로 구성하여 상기한 바와 같이 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 분리할 수 있으며, 와이어만 금속일 경우, 제1 절연 어셈블리를 구성하는 요소들을 전기적 절연 재질로 구성하여 상기한 바와 같이 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 분리할 수 있다. More specifically, when the wire and the pulley of the first insulation assembly are made of metal, the pulleys disposed between the metal pulleys are made of an electrically insulating material to electrically separate the end tool and the manipulation unit as described above, and the wire In the case of metal, the elements constituting the first insulating assembly may be made of an electrically insulating material to electrically separate the end tool from the manipulation unit as described above.
제1 절연 어셈블리(135)와 동일한 구조로, 제2 절연 어셈블리(136)에서는 제1 조 R와이어와 제2 조 L와이어 각각을 분리하여 절연시키고, 제3 절연 어셈블리(137)에서는 피치 와이어의 양 가닥 각각을 분리하여 절연시키는 것이다. With the same structure as the
이와 같은 구성에 의하여, 엔드 툴과 조작부를 연결하는 각 와이어가 완전히 절연되게 되며, 따라서 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 절연 분리하여조작부를 전기적으로 보다 안전하게 구성할 수 있다. 상술한 절연 어셈블리는 엔드 툴로부터 조작부로 연결되는 와이어의 중간 일 지점을 전기적으로 단절하여 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 한다. 상기 설명에서는 와이어 및 절연 어셈블리의 풀리가 금속일 경우에 대해 설명하였으나, 만약 풀리(제1 조 L와이어 인 풀리(1351Lin), 제1 조 L와이어 아웃 풀리(1351Lout) 등)들이 전기가 통하지 않는 부도체로 구성될 경우, 제1 조 L와이어 인 풀리(1351Lin), 제1 조 L와이어 아웃 풀리(1351Lout), 제1 조 L와이어 절연 풀리(1351Lis)는 서로 분리되지 않고 하나의 부도체 풀리로 구성할 수 있을 것이다. 이러한 변형예에 대한 설명은 본 설명으로 충분히 유추될 수 있는 바 이에 대한 설명은 생략한다.By such a configuration, each wire connecting the end tool and the manipulation unit is completely insulated, and thus, the end tool and the manipulation unit are electrically insulated and separated so that the manipulation unit can be electrically more safely configured. The above-described insulation assembly is characterized in that the end tool and the operation portion are electrically insulated by electrically disconnecting a middle point of the wire connected from the end tool to the operation unit. In the above description, a case has been described in which the pulley of the wire and insulation assembly is made of metal, but if the pulleys (Article 1 L wire-in pulley (1351Lin), Article 1 L wire-out pulley (1351Lout), etc.) are non-conductive conductors Article 1 L wire in pulley (1351Lin), Article 1 L wire out pulley (1351Lout), Article 1 L wire insulation pulley (1351Lis) are not separated from each other and can be composed of a single non-conductive pulley. There will be. A description of such a modified example can be sufficiently inferred from the present description, and a description thereof will be omitted.
<수술용 인스트루먼트의 제2 실시예> <Second embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(200)의 조작부(210)의 구성이 특징적으로 달라진다. 다시 말하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 도 21에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성은 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
도 32은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 33는 도 32의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 34은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다. 그리고, 도 35 및 도 36는 도 33의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다. Figure 32 is a perspective view showing a surgical instrument according to a second embodiment of the present invention, Figure 33 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 32, Figure 34 is a side view of the surgical instrument of Figure 33. And, FIGS. 35 and 36 are perspective views showing the operation unit of the surgical instrument of FIG. 33 .
도 32 내지 도 40을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)의 조작부(210)는 엔드 툴(220)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(211)와, 엔드 툴(220)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(212)와, 엔드 툴 (220)의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(actuation operator)(213)와, 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(214)를 포함한다. 32 to 40, the
먼저, 도 32의 수술용 인스트루먼트(200)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(214)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(214)를 Y축(즉, 피치 회전축(2111))을 중심으로 회전시켜 피치 운동을 수행하고, 제1 손잡이(214)를 Z축(즉, 요 회전축(2121))을 중심으로 회전시켜 요 운동을 수행하고, 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(213)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(213)를 회전하여 액츄에이션 운동을 수행할 수 있다. First, if the state of use of the
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)가 가지는, 엔드 툴(120)과 조작부(110)가 직관적으로 동일한 방향으로 회전한다는 특성을 동일하게 가진다.Here, the
이를 위해, 조작부(210)는 엔드 툴(220) 처럼, 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 위해 실제로 움직이게 되는 부분이 각 동작의 해당 관절의 회전 중심보다 +X축 방향으로 연장 형성되는 것을 일 특징으로 한다. To this end, the
상세히, 제1 손잡이(214)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(214)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(214) 상에는 액츄에이션 조작부(213) 및 요 조작부(212)가 형성되고, 요 조작부(212)의 일 측에는 피치 조작부(211)가 형성된다. 그리고, 피치 조작부(211)의 타 단부는 연결부(240)의 절곡부(241)에 연결된다. In detail, the
액츄에이션 조작부(213)는 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(213a)는 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제1 액츄에이션 회전부(2132a), 제1 액츄에이션 기어(2134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(213b)는 제2 액츄에이션 회전축(2131b), 제2 액츄에이션 회전부(2132b), 제2 액츄에이션 기어(2134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(2132a)와 제2 액츄에이션 회전부(2132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.The
여기서 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 연결부(240)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(211) 또는 요 조작부(212)가 회전할 경우, 액츄에이션 조작부(213)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 액츄에이션 조작부(213)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다. Here, the
한편, 제1 액츄에이션 회전부(2132a)와 제1 액츄에이션 기어(2134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(2131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. On the other hand, the first actuation rotating portion (2132a) and the first actuation gear (2134a) may be fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together about the first actuation rotating shaft (2131a).
마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(2132b)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. Similarly, the second actuation rotating part (2132b) and the second actuation gear (2134b) may be fixedly coupled to each other, and may be formed to be rotatable together around the second actuation rotating shaft (2131b).
여기서, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다. Here, the first actuation gear (2134a) and the second actuation gear (2134b) are formed to mesh with each other, and when either side rotates, it may be formed to rotate together in opposite directions.
요 조작부(212)는 요 회전축(2121)과, 제1 조 요 풀리(212P1)와, 제2 조 요 풀리(212P2)와, 요 프레임(yaw frame)(2123)을 포함할 수 있다. 여기서, 도면에는 요 조작부(212)가 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)의 두 개의 풀리를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 서로 직경이 동일하거나 상이한 하나 이상의 풀리가 요 조작부(212)의 구성에 따라 구비될 수 있는 것이다. The
상세히, 제1 손잡이(214) 상에서 액츄에이션 조작부(213)의 일 측에는 요 회전축(2121)이 형성된다. 이때 제1 손잡이(214)는 요 회전축(2121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다. In detail, a
*여기서 요 회전축(2121)은 연결부(240)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 요 회전축(2121)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(211)가 회전할 경우, 상술한 바와 같이 요 회전축(2121)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 조작부(210)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 요 회전축(2121)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다. * Here, the
한편, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)는 요 회전축(2121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(2121)에 결합한다. 그리고, 제1 조 요 풀리(212P1)에는 제1 조 와이어(230J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(212P2)에는 제2 조 와이어(230J2)가 감길 수 있다. On the other hand,
요 프레임(2123)은 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 연결하여, 제1 손잡이(214)와 요 조작부(212)와 액츄에이션 조작부(213)가 요 회전축(2121)을 중심으로 일체로 회전할 수 있도록 한다. The
한편, 요 조작부(212)는 요 회전축(2121)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 요 기어(2124a)와 제2 요 기어(2124b)를 더 포함할 수 있다. 이때 제1 요 기어(2124a)는 제1 조 요 풀리(212P1)와 고정결합되어 제1 조 요 풀리(212P1)와 함께 회전할 수 있고, 제2 요 기어(2124b)는 제2 조 요 풀리(212P2)와 고정결합되어 제2 조 요 풀리(212P2)와 함께 회전할 수 있다. Meanwhile, the
여기서, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. 한편, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제1 요 기어(2124a)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. 한편, 제2 액츄에이션 기어(2134b)와 제2 요 기어(2124b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. Here, the first actuation gear (2134a) and the second actuation gear (2134b) are formed to mesh with each other, and are formed to rotate together in opposite directions when either side rotates. On the other hand, the first actuation gear (2134a) and the first yaw gear (2124a) is formed to be engaged with each other, is formed to rotate together in opposite directions when either side rotates. On the other hand, the second actuation gear (2134b) and the second yaw gear (2124b) are formed to mesh with each other, and when either side rotates, it is formed to rotate together in opposite directions.
이 때, 도 21(a)에서 설명한 예는 제1 조(121)의 액츄에이션 및 요 동작에 대한 그림으로서, 조작부(110)에서 도면상 위쪽에 손잡이가 위치하는 것으로 되어 있으나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)의 조작부(210)는 도 31과 같이 도면상 아래쪽에 위치한 제1 액츄에이션 조작부(213a)가 제1 조(221)의 동작을 위한 제1 조 와이어(230J1)의 이동을 위한 손잡이가 된다. 이는, 제1 요 기어(2124a)와 제1 액츄에이션 기어(2134a)가 서로 맞물려 있기 때문이며, 도 31에서는 일 액츄에이션 동작을 위해서 제1 액츄에이션 회전부(2132a)를 시계 방향으로 회전시켜야 하나, 도 21(a)에서는 도면상 위쪽의 손잡이를 반시계 방향으로 회전시키게 된다. 그러나, 둘 다 엔드 툴(220)의 두 조(221, 222)를 서로 다물게 하는 동작을 위한 것으로서, 동일한 동작이라 할 수 있고, 이 외에 실질적인 풀리 및 와이어의 구성은 동일한 바, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 도 21(a)에서 설명한 예와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.At this time, the example described in FIG. 21 (a) is a picture of the actuation and yaw operation of
피치 조작부(211)는 피치 회전축(2111)과, 피치 풀리(211P)와, 피치 보조 풀리(211S)와, 피치 프레임(pitch frame)(2113)을 포함할 수 있다. 피치 조작부(211)는 피치 회전축(2111)을 통해 연결부(240)의 절곡부(241)에 연결된다. The
상세히, 피치 프레임(2113)은 피치 조작부(211)의 베이스 프레임이 되며, 일 단부에 요 회전축(2121)이 회전 가능하도록 결합된다. 즉, 요 프레임(2123)은 피치 프레임(2113)에 대해 요 회전축(2121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다. In detail, the
상술한 바와 같이, 요 프레임(2123)은 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 연결하며, 또한 요 프레임(2123)은 피치 프레임(2113)과 연결되기 때문에, 피치 프레임(2113)이 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(2113)과 연결된 요 프레임(2123), 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(211)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(213) 및 요 조작부(212)가 피치 조작부(211)와 함께 회전하는 것이다. 다시 말하면, 사용자가 제1 손잡이(214)를 피치 회전축(2111)을 중심으로 피치 회전시키면 액츄에이션 조작부(213), 요 조작부(212) 및 피치 조작부(211)가 함께 움직이게 된다. As described above, the
피치 프레임(2113)에는 피치 회전축(2111)과 피치 풀리(211P)가 결합한다. 이때, 피치 풀리(211P)는 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전 가능하도록 피치 회전축(2111)에 결합한다. 피치 풀리(211P)의 일측에는 피치 보조 풀리(211S)가 형성된다.A
제1 손잡이(214)와 피치 조작부(211), 요 조작부(212), 액츄에이션 조작부(213) 각각의 연결 관계를 정리하면 다음과 같다. 제1 손잡이(214) 상에는 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)과 요 회전축(2121)과 피치 회전축(2111)이 형성될 수 있다. 이때, 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 제1 손잡이(214) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(214)와 액츄에이션 조작부(213)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 한편, 요 회전축(2121)은 제1 손잡이(214) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(214)와 요 조작부(212)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 반면, 피치 조작부(211)는 요 조작부(212)의 일 측에 요 조작부(212)와 연결되도록 형성되기 때문에, 피치 조작부(211)는 제1 손잡이(214)와 바로 연결되지는 않고, 피치 조작부(211)와 제1 손잡이(214)는 요 조작부(212)를 통해서 간접적으로 연결되도록 형성될 수 있다.The
이하에서는 조작부(210)의 동작을 엔드 툴(220)로 전달하기 위한 구성 요소들에 대해 보다 구체적으로 기술하도록 한다. Hereinafter, the components for transferring the operation of the
엔드 툴(220)의 제1 조(221)의 동작을 제어하는 제1 조 와이어(230J1)는 조작부(210)의 제1 조 요 풀리(212P1)의 한 지점에 고정 결합되며 제1 조 요 풀리(212P1)에 감긴다. 마찬가지로, 엔드 툴(220)의 제2 조(222)의 동작을 제어하는 제2 조 와이어(230J2)는 조작부(210)의 제2 조 요 풀리(212P2)의 한 지점에 고정 결합되며 제2 조 요 풀리(212P2)에 감긴다.
도 21에서 설명한 바와 같이, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)의 회전을 통해, 엔드 툴(220)의 요 동작 및 액츄에이션 동작을 제어한다. 즉, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 같은 방향으로 회전하여, 결과적으로 제1 조(221)와 제2 조(222)가 같은 방향으로 요 회전하도록 하여, 결과적으로 제1 조(221)와 제2 조(222)가 서로 다른 방향으로 액츄에이션 회전하도록 한다. As described in FIG. 21, through the rotation of the
이를 위해, 사용자의 요 조작과 액츄에이션 조작에 따라 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 서로 같은 방향으로 회전하거나 서로 다른 방향으로 회전할 수 있도록 하는 구조가 필요하다. For this, a structure is required so that
이를 위해, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)는 동일한 요 회전축(2121)을 중심으로 회전할 수 있도록 구성되며, 하나 이상의 기어에 의해 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)는 서로 연결되도록 한다. To this end,
상세히, 제1 조 요 풀리(212P1)와 고정 결합되어 요 회전축(2121)을 중심으로 함께 회전할 수 있는 제1 요 기어(2124a)는 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 서로 맞물리게 연결되며, 이때 제1 액츄에이션 기어(2134a)는 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 고정 결합되어 제1 액츄에이션 회전축(2131a)을 중심으로 함께 회전할 수 있다. 제1 액츄에이션 기어(2134a)는 제2 액츄에이션 기어(2134b)와 서로 맞물리도록 연결되며, 이때 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 제2 액츄에이션 조작부(213b)와 고정 결합되어 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 중심으로 함께 회전할 수 있다. 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 제2 요 기어(2124b)와 서로 맞물리게 연결되며, 이때 제2 요 기어(2124b)는 제2 조 요 풀리(212P2)와 고정 결합되어 요 회전축(2121)을 중심으로 함께 회전할 수 있다. In detail, the first yaw gear (2124a) that is fixedly coupled with the
이러한 구성을 통하여, 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)를 서로 반대 방향으로 회전하는 액츄에이션 조작은 결과적으로 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)를 서로 반대 방향으로 회전하게 하여, 엔드 툴(220)의 제1 조(221)와 제2 조(222)를 서로 반대 방향으로 회전하게 한다. Through this configuration, the actuation operation of rotating the first actuation manipulation unit (213a) and the second actuation manipulation unit (213b) in opposite directions is consequently
제1 손잡이(214)는 요 프레임(2123)에 직접 결합되어 있으며, 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)도 요 프레임(2123)에 연결되어 있다. 즉, 제1 손잡이(214)를 요 회전축(2121)을 중심으로 요 회전을 하면, 요 프레임(2123), 제1 액츄에이션 조작부(213a), 제2 액츄에이션 조작부(213b), 제1 액츄에이션 기어(2134a), 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 요 회전축(2121)을 중심으로 함께 회전하게 되고, 결과적으로 제1 요 기어(2124a), 제2 요 기어(2124b), 제1 조 요 풀리(212P1), 제2 조 요 풀리(212P2)를 요 회전축(2121)을 중심으로 같은 방향으로 회전시킨다. 이를 통해, 엔드 툴(220)의 제1 조(221)와 제2 조(222)는 같은 방향으로 요 회전을 하게 된다. The
즉, 하나 이상의 기어의 구성을 통해 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)가 서로 동일한 회전량만큼 서로 반대 방향으로 회전하게 하는 동시에, 결과적으로 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)를 서로 반대 방향으로 회전하게 할 수 있다. 뿐만 아니라, 조작부(210)의 요 회전에 의해서도 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)를 서로 같은 방향으로 회전하게 할 수 있다.That is, through the configuration of one or more gears, the first actuation manipulation unit (213a) and the second actuation manipulation unit (213b) rotate in opposite directions by the same amount of rotation as each other, and as a result,
이렇게 액츄에이션 조작과 요 조작 둘 다에 의해 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 회전할 수 있도록 하며, 특히 액츄에이션 조작과 요 조작에 의해 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 서로 다른 방식으로 회전할 수 있도록 하는 구조는 기어를 사용하는 방법 외에도 링크 구조 등 다양한 방법이 가능할 것이다. In this way, by both actuation operation and yaw operation,
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다. The actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation in this embodiment will be described as follows.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다. First, the actuation operation is as follows.
제1 액츄에이션 조작부(213a)와 함께 회전하는 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)와 함께 회전하는 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 있기 때문에, 제1 액츄에이션 조작부(213a) 또는 제2 액츄에이션 조작부(213b) 중 어느 한쪽이 회전하게 되면 다른 한쪽도 함께 회전하게 된다. Since the first actuation gear (2134a) and the second actuation gear (2134b) rotating together with the first actuation manipulation unit (213a) to rotate together are formed to mesh with each other, When either one of the first
제1 액츄에이션 조작부(213a) 및 제1 액츄에이션 기어(2134a)가 시계 방향으로 회전하게 되면, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 맞물리도록 형성된 제1 요 기어(2124a)는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 또한, 제1 액츄에이션 조작부(213a) 및 제1 액츄에이션 기어(2134a)가 시계 방향으로 회전하게 되면, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 맞물리도록 형성된 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 반시계 방향으로 회전하게 되고, 제2 액츄에이션 기어(2134b)와 맞물리도록 형성된 제2 요 기어(2124b)는 시계 방향으로 회전하게 된다. When the first actuation operation unit (213a) and the first actuation gear (2134a) rotate in a clockwise direction, the first yaw gear (2124a) formed to engage with the first actuation gear (2134a) rotates counterclockwise will do In addition, when the first
결과적으로, 제1 요 기어(2124a)와 연결된 제1 조 요 풀리(212P1)와, 제2 요 기어(2124b)와 연결된 제2 조 요 풀리(212P2)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(212P1)와 연결된 제1 조(221)와 제2 조 요 풀리(212P2)와 연결된 제2 조(222)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다. As a result,
다음으로 요 동작은 다음과 같다. Next, the yo operation is as follows.
한편, 요 동작을 위해 제1 손잡이(214)를 요 회전축(2121)을 중심으로 일 방향으로 회전시키면 제1 손잡이(214)의 일단에 형성된 액츄에이션 조작부(213) 역시 제1 손잡이(214)와 함께 요 회전축(2121)을 중심으로 회전하게 된다.On the other hand, when the
이때, 액츄에이션 조작부(213) 전체가 요 회전축(2121)을 중심으로 회전하므로, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로에 대하여 회전하지 않고, 따라서 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)에 각각 맞물린 제1 요 기어(2124a)와 제2 요 기어(2124b) 역시 서로에 대하여 회전하지 않는다.At this time, since the entire
즉, 제1 손잡이(214), 액츄에이션 조작부(213), 제1 액츄에이션 기어(2134a), 제2 액츄에이션 기어(2134b), 제1 요 기어(2124a) 및 제2 요 기어(2124b)가 하나의 강체와 같이 동시에 요 회전축(2121)을 중심으로 회전하게 되는 것이다. 따라서 제1 요 기어(2124a)에 연결된 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 요 기어(2124b)에 연결된 제2 조 요 풀리(212P2)가 일 방향으로 같이 회전하게 되고, 따라서 제1 조(221)와 제2 조(222)가 같은 방향으로 회전하는 요 동작이 수행되는 것이다.That is, the
다음으로 피치 동작은 다음과 같다. Next, the pitch operation is as follows.
사용자가 제1 손잡이(214)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(2111)을 중심으로 제1 손잡이(214)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(213), 요 조작부(212) 및 피치 조작부(211)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(230J1)가 고정결합되어 있는 요 조작부(212)의 제1 조 요 풀리(212P1)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치 풀리(211P)에 감겨 있는 제1 조 와이어(230J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(230J2)가 고정결합되어 있는 요 조작부(212)의 제2 조 요 풀리(212P2)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치 풀리(211P)에 감겨있는 제2 조 와이어(230J2)가 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(230)를 통해 엔드 툴(220)로 전달되어, 엔드 툴(220)의 두 개의 조(jaw)(221)(222)가 피치 동작을 수행한다.When the user rotates the
이때 피치 프레임(2113)은 요 프레임(2123)과 연결되고, 요 프레임(2123)은 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 연결하기 때문에, 피치 프레임(2113)이 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(2113)과 연결된 요 프레임(2123), 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(211)가 피치 회전축(21111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(213) 및 요 조작부(212)가 피치 조작부(211)와 함께 회전하는 것이다. At this time, the
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(220)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리들에 의하여 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 된다. In summary, in the
<수술용 인스트루먼트의 제3 실시예> <Third embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(300)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(300)는 앞서 기술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 32의 200 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(300)의 조작부(310)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제2 실시예에 비해 달라진 구성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
도 41은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 42은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 평면도이고, 도 43는 도 42의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.41 is a perspective view showing a surgical instrument according to a third embodiment of the present invention, FIG. 42 is a plan view of the surgical instrument of FIG. 41, and FIG. 43 is a perspective view showing the operation unit of the surgical instrument of FIG. 42 .
도 41, 도 42 및 도 43를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(300)는 제2 실시예의 제1 요 기어, 제2 요 기어, 제1 액츄에이션 기어 및 제2 액츄에이션 기어 등으로 구성된 액츄에이션 조작부와 요 조작부가 달라졌으나, 결과적인 동작 메커니즘은 동일하다. 41, 42 and 43, the
액츄에이션 조작부(313)는 제1 액츄에이션 조작부(313a)와 제2 액츄에이션 조작부(313b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(313a)는 제1 액츄에이션 회전부(3132a), 제1 액츄에이션 기어(3134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(313b)는 제2 액츄에이션 회전부(3132b), 제2 액츄에이션 기어(3134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(3132a)와 제2 액츄에이션 회전부(3132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다. 또한, 액츄에이션 조작부(313)는 제3 액츄에이션 기어(3134c)를 더 포함한다.The
한편, 제1 액츄에이션 회전부(3132a)와 제1 액츄에이션 기어(3134a)는 서로 고정결합되어, 요 회전축(3121)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(3132b)와 제2 액츄에이션 기어(3134b)는 서로 고정결합되어, 요 회전축(3121)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. On the other hand, the first actuation rotating portion (3132a) and the first actuation gear (3134a) is fixed to each other, it may be formed to be rotatable together around the
여기서, 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 제2 액츄에이션 기어(3134b)는 제3 액츄에이션 기어(3134c)에 의해 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다. Here, the first actuation gear (3134a) and the second actuation gear (3134b) are formed to be engaged with each other by the third actuation gear (3134c), when either side rotates, it is formed to rotate together in the opposite direction. can be
요 조작부(312)는 요 회전축(3121)과, 제1 조 요 풀리(312P1)와, 제2 조 요 풀리(312P2)를 포함할 수 있다. 제1 조 요 풀리(312P1)와 제2 조 요 풀리(312P2)는 요 회전축(3121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(3121)에 연결된다. 제1 조 요 풀리(312P1)는 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 고정결합되어 함께 회전할 수 있으며, 제2 조 요 풀리(312P2)는 제2 액츄에이션 기어(3134b)와 고정결합되어 함께 회전할 수 있다. 그리고, 제1 조 요 풀리(312P1)에는 제1 조 와이어(330J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(312P2)에는 제2 조 와이어(330J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(312P1)와 제2 조 요 풀리(312P2)는 각각, 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. 제3 액츄에이션 기어(3134c)의 회전축은 제1 손잡이(314)에 연결되어, 제1 손잡이(314)가 회전하면 제3 액츄에이션 기어(3134c)도 함께 회전할 수 있다. The
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작을 설명하면 다음과 같다. The actuation operation and the yaw operation in this embodiment will be described as follows.
먼저 액츄에이션(actuation) 동작에 대해 설명한다. 도 46및 도 47은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다. First, an actuation operation will be described. 46 and 47 are diagrams illustrating an actuation operation of the surgical instrument of FIG. 41 .
도 46 및 도 47을 참조하면, 제1 액츄에이션 회전부(3132a)와 함께 회전하는 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 제2 액츄에이션 회전부(3132b)와 함께 회전하는 제2 액츄에이션 기어(3134b)는 제3 액츄에이션 기어(3134c)를 통해 서로 맞물리도록 형성되어 있기 때문에, 제1 액츄에이션 회전부(3132a) 또는 제2 액츄에이션 회전부(3132b) 중 어느 한쪽이 회전하게 되면 다른 한쪽도 함께 회전하게 된다. 제1 액츄에이션 회전부(3132a) 및 제1 액츄에이션 기어(3134a)가 요 회전축(3121)을 중심으로 화살표 A1 방향으로 회전하면 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 맞물리도록 형성된 제3 액츄에이션 기어(3134c)가 자전하고, 제3 액츄에이션 기어(3134c)가 자전하면 제3 액츄에이션 기어(3134c)와 맞물리도록 형성된 제2 액츄에이션 기어(3134b)가 요 회전축(3121)을 중심으로 A2의 방향으로 회전하게 된다.46 and 47 , the
결과적으로, 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 연결된 제1 조 요 풀리(312P1)와, 제2 액츄에이션 기어(3134b)와 연결된 제2 조 요 풀리(312P2)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(312P1)와 연결된 제1 조(321)와 제2 조 요 풀리(312P2)와 연결된 제2 조(322)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다.As a result,
다음으로, 요(yaw) 동작에 대해 설명한다. 도 44 및 도 45은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 도면이다. Next, a yaw operation will be described. 44 and 45 are views showing the yaw operation of the surgical instrument of FIG. 41 .
도 44 및 도 45을 참조하면, 요 회전축(3121)을 중심으로 제1 손잡이(314)를 회전시키면, 제1 손잡이(314)와 연결된 제3 액츄에이션 기어 중심축(3134c1)이 요 회전축(3121)을 중심으로 회전하고, 제3 액츄에이션 기어 중심축(3134c1) 상에 형성된 제3 액츄에이션 기어(3134c)가 요 회전축(3121)을 중심으로 공전한다. 따라서 제3 액츄에이션 기어(3134c)와 연결된 제1 액츄에이션 기어(3134a) 및 제2 액츄에이션 기어(3134b)가 동시에 화살표 Y 방향으로 회전하게 된다. 44 and 45, when the
그러면, 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 연결된 제1 조 요 풀리(312P1)와, 제2 액츄에이션 기어(3134b)와 연결된 제2 조 요 풀리(312P2)가 서로 동일한 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(312P1)와 연결된 제1 조(321)와 제2 조 요 풀리(312P2)와 연결된 제2 조(322)가 동일한 방향으로 회전하게 되어, 요 운동이 수행되는 것이다.Then,
다른 부분의 구성과 동작 특정은 제2 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다. Since the configuration and operation specification of other parts are the same as those of the second embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
<수술용 인스트루먼트의 제4 실시예> <Fourth embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(400)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(400)는 앞서 기술한 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 41의 300 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(400)의 조작부(410)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제3 실시예에 비해 달라진 구성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
도 48는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 49는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다. Figure 48 is a perspective view showing the yaw operation of the surgical instrument according to the fourth embodiment of the present invention, Figure 49 is a view showing the actuation operation of the surgical instrument according to the fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(400)는 제3 실시예에 비해 제1 액츄에이션 기어(4124a), 제2 액츄에이션 기어(4124b) 및 제3 액츄에이션 기어(4134) 등으로 구성된 액츄에이션 조작부(413)와 요 조작부(412)가 달라졌다. 제3 실시예에서는 제1 액츄에이션 기어(3134a)에 제1 액츄에이션 회전부(3132a)가 고정결합되고, 제2 액츄에이션 기어(3134b)에 제2 액츄에이션 회전부(3132b)가 고정결합된다. 반면 제4 실시예에서는 제1 액츄에이션 회전부(4132)가 제3 액츄에이션 기어(4134)에 고정결합되는 것이 차이점이다. 뿐만 아니라, 제4 실시예에서는 제1 액츄에이션 회전부(4132)의 회전만으로 액츄에이션 조작을 수행한다는 차이점을 가지고 있다. 설명의 편의를 위하여, 제3 실시예의 제1 액츄에이션 기어, 제2 액츄에이션 기어, 제3 액츄에이션 기어 및 제1 액츄에이션 회전부는 제4 실시예에서는 각각 제1 요 기어, 제2 요 기어, 액츄에이션 기어 및 액츄에이션 회전부로 표기한다. The
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작을 설명하면 다음과 같다. The actuation operation and the yaw operation in this embodiment will be described as follows.
먼저 액츄에이션(actuation) 동작에 대해 설명한다. 도 49는 도 48의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다. First, an actuation operation will be described. Figure 49 is a view showing the actuation operation of the surgical instrument of Figure 48.
액츄에이션 회전부(4132) 및 이와 연결된 액츄에이션 기어(4134)가 도 49의 화살표 A 방향으로 회전하면, 액츄에이션 기어(4134)와 각각 맞물리도록 형성된 제1 요 기어(4124a) 및 제2 요 기어(4124b)가 요 회전축(4121)을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전하게 된다. When the
결과적으로, 제1 요 기어(4124a)와 고정결합된 제1 조 요 풀리(412P1)와, 제2 요 기어(4124b)와 고정결합된 제2 조 요 풀리(412P2)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(412P1)와 연결된 제1 조(421)와 제2 조 요 풀리(412P2)와 연결된 제2 조(422)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다.As a result,
다음으로, 요(yaw) 동작에 대해 설명한다. Next, a yaw operation will be described.
요 회전축(4121)을 중심으로 제1 손잡이(414)를 회전시키면, 제1 손잡이(414)와 연결된 액츄에이션 기어 중심축(4134A)이 요 회전축(4121)을 중심으로 회전하고, 액츄에이션 기어 중심축(4134A) 상에 형성된 액츄에이션 기어(4134)가 요 회전축(4121)을 중심으로 공전한다. 따라서 액츄에이션 기어(4134)와 연결된 제1 요 기어(4124a) 및 제2 요 기어(4124b)가 동시에 같은 방향으로 화살표 Y 방향으로 회전하게 된다. When the
그러면, 제1 요 기어(4124a)와 고정결합된 제1 조 요 풀리(412P1)와, 제2 기어(335G2)와 고정결합된 제2 조 요 풀리(412P2)가 서로 동일한 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(412P1)와 연결된 제1 조(421)와 제2 조 요 풀리(412P2)와 연결된 제2 조(422)가 동일한 방향으로 회전하게 되어, 요 운동이 수행되는 것이다.Then,
다른 부분의 구성과 동작 특성은 제3 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다. Since the configuration and operating characteristics of other parts are the same as those of the third embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
<수술용 인스트루먼트의 제5 실시예> <Fifth embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(500)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(500)는 앞서 기술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 32의 200 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(500)의 조작부(510)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제2 실시예에 비해 달라진 구성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(500)는 도 24에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 24(a)의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 53의 제1 조 요 보조 풀리(512S1)과 대응하고, 도 24(a)의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 53의 제1 조 요 풀리(512P1)과 대응하고, 도 24(a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1)는 도 53의 제1 액츄에이션 풀리(미도시)와 대응한다.On the other hand, the
도 50은 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 51은 도 50의 수술용 인스트루먼트의 평면도이고, 도 52은 도 51의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.Figure 50 is a perspective view showing a surgical instrument according to a fifth embodiment of the present invention, Figure 51 is a plan view of the surgical instrument of Figure 50, Figure 52 is a perspective view showing the operation unit of the surgical instrument of Figure 51.
액츄에이션 조작부(513)는 액츄에이션 회전축(5131), 제1 액츄에이션 조작부(513a)와 제2 액츄에이션 조작부(513b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(513a)는 제1 액츄에이션 회전축(5131a), 제1 액츄에이션 회전부(5132a), 제1 액츄에이션 기어(5134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(513b)는 제2 액츄에이션 회전축(5131b), 제2 액츄에이션 회전부(5132b), 제2 액츄에이션 기어(5134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(5132a)와 제2 액츄에이션 회전부(5132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다. The
이때 제1 액츄에이션 회전부(5132a)와 제1 액츄에이션 기어(5134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(5131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(5132b)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(5131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. At this time, the first
한편, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다. On the other hand, the first actuation gear (5134a) and the second actuation gear (5134b) is formed to mesh with each other, when either side rotates may be formed to rotate together in opposite directions.
액츄에이션 회전축(5131)에는 액츄에이션 회전축(5131)을 중심으로 각각 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 제3 액츄에이션 기어(5134c) 및 제4 액츄에이션 기어(5134d)를 포함한다.The actuation axis of
또한, 제3 액츄에이션 기어(5134c)의 일 측에는 제3 액츄에이션 기어(5134c)와 고정결합되어 함께 회전하는 제3 액츄에이션 풀리(미도시)가 형성되고, 제4 액츄에이션 기어(5134d)의 일 측에는 제4 액츄에이션 기어(5134d)와 고정결합되어 함께 회전하는 제4 액츄에이션 풀리(5133d)가 형성될 수 있다. In addition, a third actuation pulley (not shown) that is fixedly coupled with the
제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제3 액츄에이션 기어(5134c)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. 한편, 제2 액츄에이션 기어(5134b)와 제4 액츄에이션 기어(5134d)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. The first actuation gear (5134a) and the third actuation gear (5134c) are formed to mesh with each other, and when either side rotates, it is formed to rotate together in the opposite direction to each other. On the other hand, the second actuation gear (5134b) and the fourth actuation gear (5134d) are formed to be engaged with each other, is formed to rotate together in opposite directions when either side rotates.
한편, 제3 액츄에이션 기어(5134c) 및 제3 액츄에이션 풀리(미도시)의 일 측에는 제1 조 요 풀리(512P1)가 형성되어 있고, 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 제1 조 요 풀리(512P1)는 제1 조 와이어(530J1)를 통해 연결되어 있어, 제3 액츄에이션 기어(5134c)가 회전하면 제1 조 요 풀리(512P1)가 함께 회전할 수 있도록 형성된다. 이때 제1 조 와이어(530J1)는 제3 액츄에이션 풀리(미도시)의 일 지점에 고정결합되도록 감기며, 제1 조 요 풀리(512P1)에는 교차되어 감기어, 제1 조 요 풀리(512P1)는 제3 액츄에이션 풀리(미도시)가 회전하는 반대 방향으로 회전할 수 있다. On the other hand,
또한, 제4 액츄에이션 기어(5134d) 및 제4 액츄에이션 풀리(5133d)의 일 측에는 제2 조 요 풀리(512P2)가 형성되어 있고, 제4 액츄에이션 풀리(5133d)와 제2 조 요 풀리(512P2)는 제2 조 와이어(530J2)를 통해 연결되어 있어, 제4 액츄에이션 기어(5134d)가 회전하면 제2 조 요 풀리(512P2)가 함께 회전할 수 있도록 형성된다. 이때 제2 조 와이어(530J2)는 제4 액츄에이션 풀리(5133d)의 일 지접에 고정결합 되도록 감기며, 제2 조 요 풀리(512P2)에는 교차되어 감기어, 제2 조 요 풀리(512P2)는 제4 액츄에이션 풀리(5133d)가 회전하는 반대 방향으로 회전할 수 있다.In addition, Article 2 yaw pulley (512P2) is formed on one side of the fourth actuation gear (5134d) and the fourth actuation pulley (5133d), and the fourth actuation pulley (5133d) and Article 2 yaw pulley ( 512P2) is connected through the Article 2 wire (530J2), when the fourth actuation gear (5134d) rotates, Article 2 yaw pulley (512P2) is formed to rotate together. At this time, Article 2 wire (530J2) is wound to be fixedly coupled to one branch of the fourth actuation pulley (5133d), and is crossed around the Article 2 yaw pulley (512P2), Article 2 yaw pulley (512P2) is The fourth actuation pulley (5133d) may rotate in the opposite direction to the rotation.
이때, 제1 조 요 풀리(512P1)와 제2 조 요 풀리(512P2)는 요 회전축(5121)을 중심으로 각각 독립적으로 회전 가능하도록 형성된다. At this time,
요 조작부(512)는 요 회전축(5121)과, 제1 조 요 풀리(512P1)와, 제2 조 요 풀리(512P2)를 포함할 수 있다. 피치 조작부(511)는 피치 회전축(5111)과, 피치 풀리(511P)와, 피치 보조 풀리(211S)와, 피치 프레임(pitch frame)(5113)을 포함할 수 있다. 피치 조작부(511)는 피치 회전축(5111)을 통해 연결부(540)의 절곡부(541)에 연결된다. The
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다. The actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation in this embodiment will be described as follows.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다. First, the actuation operation is as follows.
도 50 내지 도 55을 참조하면, 제1 액츄에이션 조작부(513a)와 함께 회전하는 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 조작부(513b)와 함께 회전하는 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 있기 때문에, 제1 액츄에이션 조작부(513a) 또는 제2 액츄에이션 조작부(513b) 중 어느 한쪽이 회전하게 되면 다른 한쪽도 함께 회전하게 된다. 50 to 55 , a
제1 액츄에이션 조작부(513a) 및 제1 액츄에이션 기어(5134a)가 제1 액츄에이션 회전축(5131a)을 중심으로 화살표 A1 방향으로 회전하게 되면, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 맞물리도록 형성된 제3 액츄에이션 기어(5134c)는 A1의 반대 방향으로 회전하게 된다.When the first actuation operation unit (513a) and the first actuation gear (5134a) rotate in the direction of the arrow A1 around the first actuation axis of rotation (5131a), the first actuation gear (5134a) formed to mesh with the first 3 The actuation gear (5134c) is rotated in the opposite direction of A1.
마찬가지로, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 맞물리도록 형성된 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 화살표 A2 방향으로 회전하게 되고, 제2 액츄에이션 기어(5134b)와 맞물리도록 형성된 제4 액츄에이션 기어(5134d)는 A2의 반대 방향으로 회전하게 된다. Similarly, the
결과적으로, 제3 액츄에이션 기어(5134c)와 고정결합된 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 제4 액츄에이션 기어(5134d)와 고정결합된 제4 액츄에이션 풀리(5133d) 가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 결과적으로 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 연결된 제1 조(521)와 제4 액츄에이션 풀리(5133d)와 연결된 제2 조(522)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다.As a result, the third actuation gear (5134c) and the third actuation pulley (not shown) fixedly coupled to the fourth actuation gear (5134d) and the fourth actuation pulley (5133d) fixedly coupled to each other in the opposite direction As a result, the
여기서, 본 실시예는 요 회전축(5121)과 액츄에이션 회전축(5131)을 별도로 구비하는 것을 특징으로 한다. 그리고 제1 조 요 풀리(512P1)와 제2 조 요 풀리(512P2)는 요 회전축(5121)을 중심으로 각각 독립적으로 회전 가능하도록 형성된다. Here, the present embodiment is characterized in that the
즉, 제2 실시예에서는 제1 요 기어(2124a), 제2 요 기어(2124b), 제1 조 요 풀리(212P1) 및 제2 조 요 풀리(212P2)가 모두 요 회전축(2121) 상에 형성되었으나, 본 실시예에서는 제3 액츄에이션 기어(5134c), 제4 액츄에이션 기어(5134d)는 액츄에이션 회전축(5131) 상에 형성되고, 제1 조 요 풀리(512P1) 및 제2 조 요 풀리(512P2)는 요 회전축(5121) 상에 형성된다. That is, in the second embodiment, the
따라서, 본 실시예에서 제2 실시예와 동일한 동작 특성을 가지기 위해서는 제1 조 와이어(530J1)가 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 제1 조 요 풀리(512P1) 사이에서 1회 교차되어 있어야 하고, 제2 조 와이어(530J2)가 제4 액츄에이션 풀리(5133d)와 제2 조 요 풀리(512P2) 사이에서 1회 교차되어 있어야 한다. 이와 같이 제1 조 와이어(530J1)와 제2 조 와이어(530J2)가 1회 교차되어 있어야만, 조작부(510)의 동작과 엔드 툴(520)의 동작이 직관적으로 일치하게 된다. Therefore, in this embodiment, in order to have the same operating characteristics as the second embodiment,
다음으로, 요(yaw) 동작에 대해 설명한다. 도 54 및 도 55은 도 50의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 도면이다. Next, a yaw operation will be described. 54 and 55 are views showing the yaw operation of the surgical instrument of FIG. 50 .
도 50 내지 도 55을 참조하면, 요 회전축(5121)을 중심으로 제1 손잡이(514)를 일 방향으로 회전시키면 제1 손잡이(514)의 일단에 형성된 액츄에이션 조작부(513) 역시 제1 손잡이(514)와 함께 요 회전축(5121)을 중심으로 회전하게 된다. 이때, 액츄에이션 조작부(513) 전체가 요 회전축(5121)을 중심으로 회전하므로, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로에 대하여 회전하지 않고, 따라서 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)에 각각 맞물린 제3 액츄에이션 기어(5134c)와 제4 액츄에이션 기어(5134d) 역시 서로에 대하여 회전하지 않는다.50 to 55, when the
즉, 제1 손잡이(514), 액츄에이션 조작부(513), 제1 액츄에이션 기어(5134a), 제2 액츄에이션 기어(5134b), 제3 액츄에이션 기어(5134c), 제4 액츄에이션 기어(5134d), 제1 조 요 풀리(512P1) 및 제2 조 요 풀리(512P2)가 하나의 강체와 같이 동시에 요 회전축(5121)을 중심으로 회전하게 되는 것이다. 그리고, 이와 같이 제1 조 요 풀리(512P1) 및 제2 조 요 풀리(512P2)가 일 방향으로 같이 회전하게 되어, 제1 조(521)와 제2 조(522)가 같은 방향으로 회전하는 요 동작이 수행되는 것이다.That is, the
다른 부분의 구성과 동작 특성은 제2 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다. Since the configuration and operating characteristics of other parts are the same as those of the second embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
<수술용 인스트루먼트의 제6 실시예> <Sixth embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(600)의 조작부(610)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성은 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a surgical instrument 600 according to a sixth embodiment of the present invention will be described. Here, the surgical instrument 600 according to the sixth embodiment of the present invention is compared to the surgical instrument according to the first embodiment of the present invention described above (see 100 in FIG. 2 ), the operation unit of the surgical instrument 600 . The configuration of 610 is characteristically different. As described above, the configuration different from that of the first embodiment will be described in detail later.
도 56는 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 57은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 58는 도 56의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다. 도 59는 도 56의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 60은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. Figure 56 is a perspective view showing a surgical instrument according to a sixth embodiment of the present invention, Figure 57 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 56, Figure 58 is a wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 56 is an internal perspective view showing 59 is a perspective view illustrating a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 56 , and FIG. 60 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 56 .
도 56 내지 도 60을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 조작부(610), 엔드 툴(end tool)(620), 동력 전달부(630) 및 연결부(640)를 포함한다. 여기서, 연결부(640)는 속이 빈 샤프트(shaft) 형상으로 형성되어, 그 내부에 하나 이상의 와이어(후술함) 들이 수용될 수 있으며, 그 일 단부에는 조작부(610)가 결합되고, 타 단부에는 엔드 툴(620)이 결합되어, 조작부(610)와 엔드 툴(620)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 연결부(640)는 조작부(610) 측에 절곡부(641)가 형성될 수 있다. 56 to 60 , the surgical instrument 600 according to the sixth embodiment of the present invention includes a manipulation unit 610 , an end tool 620 , a
본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)의 조작부(610)는 엔드 툴(620)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(611)와, 엔드 툴(620)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(612)와, 엔드 툴 (620)의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(actuation operator)(613)와, 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(614)를 포함한다. The manipulation unit 610 of the surgical instrument 600 according to the sixth embodiment of the present invention includes a
먼저, 도 56의 수술용 인스트루먼트(600)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(614)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(614)를 Y축(즉, 피치 회전축(6111))을 중심으로 회전시켜 피치 운동을 수행하고, 제1 손잡이(614)를 Z축(즉, 요 회전축(6121))을 중심으로 회전시켜 요 운동을 수행하고, 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(613)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(613)를 회전하여 액츄에이션 운동을 수행할 수 있다. First, if the state of use of the surgical instrument 600 of FIG. 56 is exemplified, the user moves the
여기서, 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 제1 실시예에 비해 요 조작부(612)가 제1 손잡이(614)로부터 상당 정도 이격되도록 형성된다. 즉, 액츄에이션 조작부(613)와 피치 조작부(611)는 제1 손잡이(614) 상에 형성되어 제1 손잡이(614)와 비교적 가까운 곳에 형성되는데 반하여, 요 조작부(612)는 피치 조작부(611)의 피치 회전축(6111)과 I자형의 요 프레임(6123)을 통해 연결되며, 절곡부(641)의 일측에 요 회전축(6121)에 의해 요 조작부(612)와 절곡부(641)가 연결되도록 형성되며, 따라서 요 조작부(612)가 제1 손잡이(614)로부터 Z축 방향으로 요 프레임(6123)의 길이만큼 이격되도록 형성된다. 다시 말하면, 요 회전축(6121)이 액츄에이션 조작부(613)의 측면이 아니라 Z축 방향으로 상측에 형성되며, 요 회전축(6121)과 액츄에이션 조작부(613) 사이에 복수 개의 풀리들이 배치되어, 사용자가 제1 손잡이(614)를 요 회전시키면 제1 손잡이(614), 액츄에이션 조작부(613) 및 피치 조작부(611)가 전체적으로 요 회전축(6121)을 중심으로 회전할 수 있게 된다. Here, the surgical instrument 600 according to the sixth embodiment of the present invention is formed such that the
제1 실시예의 경우, 엔드 툴의 동작을 조작하기 위한 조작부의 관절 구성은 피치 관절, 요 관절 순서로 연결된다. 즉, 엔드 툴의 동력 전달을 위해 연결되는 와이어는 연결부와 절곡부를 거쳐 조작부의 피치 관절부에 먼저 연결되고, 그 이후에 요 관절부에 연결된다. In the case of the first embodiment, the joint configuration of the manipulation unit for operating the operation of the end tool is connected in the order of the pitch joint and the yaw joint. That is, the wire connected for power transmission of the end tool is first connected to the pitch joint part of the manipulation unit through the connecting part and the bending part, and then connected to the yaw joint part.
그러나, 제6 실시예의 경우, 조작부의 관절 구성 순서가 제1 실시예와 달라지는데, 요 관절과 피치 관절의 순서로 연결된다. 즉, 엔드 툴과의 연결 구성 측면에서 보면, 요 조작부가 먼저 형성되고, 그 다음에 요 조작부 상에 피치 조작부 및 액츄에시션 조작부가 형성되는 것이 큰 차이점이다. However, in the case of the sixth embodiment, the joint configuration order of the manipulation unit is different from the first embodiment, and is connected in the order of the yaw joint and the pitch joint. That is, in terms of the connection configuration with the end tool, the yaw operation part is formed first, and then the pitch operation part and the actuation operation part are formed on the yaw operation part is a big difference.
그러나, 제6 실시예도 제1 실시예와 마찬가지로 엔드 툴이 조작부의 조작 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하는 특징은 동일하다. 즉, 도 1에서 설명한 바와 같이, 액츄에이션 회전, 피치 회전 및 요 회전을 위해 사용자가 해당 손잡이를 움직일 때, 해당 회전을 위한 해당 조작부의 회전 축은 엔드 툴과 마찬가지로 뒤쪽(사용자 쪽)에 위치하는 특징은 동일하다. 상세히, 제1 손잡이(614)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(614)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(614) 상에는 액츄에이션 조작부(613)가 형성되고, 액츄에이션 조작부(613)의 일 측에는 피치 조작부(611)가 형성된다. 또한 피치 조작부(611)는 요 프레임(6123)을 통해 요 조작부(612)와 연결되며, 요 프레임(6123)의 일 측은 피치 회전축(6111)과 연결되고, 타 측은 요 회전축(6121)과 연결된다. However, the sixth embodiment also has the same characteristics as the first embodiment in which the end tool rotates in the same direction as the operation direction of the operation unit intuitively. That is, as described in FIG. 1, when the user moves the corresponding handle for actuation rotation, pitch rotation, and yaw rotation, the rotation axis of the corresponding manipulation unit for the corresponding rotation is located at the back (user side) like the end tool. is the same In detail, the
액츄에이션 조작부(613)는 제1 액츄에이션 조작부(613a)와 제2 액츄에이션 조작부(613b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(613a)는 제1 액츄에이션 회전축(6131a), 제1 액츄에이션 회전부(6132a), 제1 액츄에이션 풀리(613P1), 제1 액츄에이션 기어(6134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(613b)는 제2 액츄에이션 회전축(6131b), 제2 액츄에이션 회전부(6132b), 제2 액츄에이션 풀리(613P2), 제2 액츄에이션 기어(6134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(6132a)와 제2 액츄에이션 회전부(6132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다. The
한편, 제1 액츄에이션 회전부(6132a), 제1 액츄에이션 풀리(613P1), 제1 액츄에이션 기어(6134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(6131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. On the other hand, the first actuation rotating part (6132a), the first actuation pulley (613P1), the first actuation gear (6134a) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the first actuation rotating shaft (6131a). can be
마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(6132b), 제2 액츄에이션 풀리(613P2), 제2 액츄에이션 기어(6134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(6131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. Similarly, the second actuation rotating part (6132b), the second actuation pulley (613P2), the second actuation gear (6134b) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the second actuation rotating shaft (6131b). can be
여기서, 제1 액츄에이션 기어(6134a)와 제2 액츄에이션 기어(6134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.Here, the first actuation gear (6134a) and the second actuation gear (6134b) are formed to mesh with each other, and when either side rotates, it may be formed to rotate together in opposite directions.
피치 조작부(611)는 피치 회전축(6111)과, 복수 개의 피치 풀리(611P)와, 복수 개의 피치 보조 풀리(611S)와, 피치 프레임(pitch frame)(6113)을 포함할 수 있다. 또한, 피치 조작부(611)는 복수 개의 피치 와이어 피치 풀리(611PP), 피치 와이어 피치 보조 풀리(611PS), 피치 와이어 피치 리턴 풀리(611PR), 더 포함할 수 있다. The
피치 프레임(6113)에는 피치 회전축(6111)과 피치 풀리(611P)가 결합한다. 이때, 피치 풀리(611P)는 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전 가능하도록 피치 회전축(6111)에 연결된다.A
피치 프레임(6113)은 피치 조작부(611)의 베이스 프레임이 되며, 피치 회전축(6111), 제1 액츄에이션 회전축(6131a), 제2 액츄에이션 회전축(6131b)을 연결하며, 제1 손잡이(614)와 액츄에이션 조작부(613)와 피치 조작부(611)가 함께 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전 가능하도록 한다. 즉, 제1 손잡이(614)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전하면 제1 손잡이(614)와 연결된 제1 액츄에이션 회전축(6131a), 제2 액츄에이션 회전축(6131b)이 함께 회전하게 된다. 다시 말하면, 사용자가 제1 손잡이(614)를 피치 회전축(6111)을 중심으로 피치 회전시키면 액츄에이션 조작부(613)가 제1 손잡이(614)와 함께 움직이게 된다. The
요 조작부(612)는 요 회전축(6121)과, 제1 조 요 풀리(612P1)와, 제2 조 요 풀리(612P2)와, 요 프레임(yaw frame)(6123)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(612)는 제1 조 요 풀리(612P1)의 일측에 형성된 제1 조 요 보조 풀리(612S1)와, 제2 조 요 풀리(612P2)의 일측에 형성된 제2 조 요 보조 풀리(612S2)를 더 포함할 수 있다.The
상세히, 요 프레임(6123)은 요 조작부(612)의 베이스 프레임이 되며, I자형의 프레임으로 형성될 수 있다. 요 프레임(6123)의 일 측은 피치 회전축(6111)과 연결되고, 타 측은 요 회전축(6121)과 연결된다. 그리고, 요 프레임(6123)과 연장부(640)의 절곡부(641)는 요 회전축(6121)을 중심으로 서로에 대해 회전 가능하도록 형성된다. In detail, the
또한, 제1 조 요 풀리(612P1), 제1 조 요 보조 풀리(612S1), 제2 조 요 풀리(612P2), 제2 조 요 보조 풀리(612S2) 각각의 일 측에는 피치 와이어(630P)가 감기는 제1 피치 와이어 요 풀리(612PP1), 제1 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1), 제2 피치 와이어 요 풀리(612PP2), 제2 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS2)가 더 형성될 수 있다. In addition,
*여기서, 도면에는 요 조작부(612)의 제1 조 요 풀리(612P1)와 제2 조 요 풀리(612P2), 제1 조 요 보조 풀리(612S1), 제2 조 요 보조 풀리(612S2), 제1 피치 와이어 요 풀리(612PP1), 제1 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1), 제2 피치 와이어 요 풀리(612PP2), 제2 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS2)는 각각 두 개의 풀리를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 서로 직경이 동일하거나 상이한 하나 이상의 풀리가 요 조작부(612)의 구성에 따라 구비될 수 있는 것이다. * Here, in the drawing,
상세히, 절곡부(641), 요 프레임(6123), 제1 조 요 풀리(612P1), 제2 조 요 풀리(612P2)를 관통하여 요 회전축(6121)이 관통 삽입된다. 따라서 요 회전축(6121)을 중심으로 요 프레임(6123)이 절곡부(641)에 대해 회전 가능하도록 형성된다. 피치 프레임(6113)은 액츄에이션 조작부(613)와 결합되고, 액츄에이션 조작부(613)는 제1 손잡이(614)와 결합된다. 따라서 결과적으로 제1 손잡이(614)를 요 회전축(6121)을 중심으로 회전시키면, 제1 손잡이(614), 액츄에이션 조작부(613), 피치 프레임(6113), 요 프레임(6123)이 함께 절곡부(641)에 대해 회전하게 된다.In detail, the
이러한 구성을 통해, 도 57과 같이 조작부의 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 교차하는 등, 가까이 배치될 수 있으며, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다. Through this configuration, as shown in FIG. 57, the rotation axis of the yaw joint and the rotation axis of the pitch joint of the manipulation unit can be arranged close, such as intersecting, as a result, the effect that can provide a more natural and intuitive operation feeling in the user's operation there is
한편, 제1 조 요 풀리(612P1)와 제2 조 요 풀리(612P2)는 요 회전축(6121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(6121)에 연결된다. 그리고, 제1 조 요 풀리(612P1)에는 제1 조 와이어(630J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(612P2)에는 제2 조 와이어(630J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(612P1)와 제2 조 요 풀리(612P2)는 각각, 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다. On the other hand,
마찬가지로, 제1 조 요 보조 풀리(612S1)와 제2 조 요 보조 풀리(612S2)는 각각, 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다. Similarly,
제1 손잡이(614)와 피치 조작부(611), 요 조작부(612), 액츄에이션 조작부(613) 각각의 연결 관계를 정리하면 다음과 같다. 제1 손잡이(614) 상에는 액츄에이션 회전축(6131a)(6131b)과 요 회전축(6121)과 피치 회전축(6111)이 형성될 수 있다. 이때, 액츄에이션 회전축(6131a)(6131b)은 제1 손잡이(614) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(614)와 액츄에이션 조작부(613)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 한편, 피치 회전축(6111)은 제1 손잡이(614) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(614)와 피치 조작부(611)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 반면, 요 조작부(612)는 피치 조작부(611)와 요 프레임(6123)을 통해 연결되도록 형성되기 때문에, 요 조작부(612)는 제1 손잡이(614)와 바로 연결되지는 않고, 요 조작부(612)는 피치 조작부(611)를 통해서 간접적으로 제1 손잡이(614)와 연결되도록 형성될 수 있다.The
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다. The actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation in this embodiment will be described as follows.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다. First, the actuation operation is as follows.
사용자가 제1 액츄에이션 회전부(6132a)에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 회전부(6132b)에 엄지 손가락을 끼운 상태에서 어느 한 손가락 또는 양 손가락을 모두 이용하여 액츄에이션 회전부(6132a)(6132b)를 회전시키면, 제1 액츄에이션 회전부(6132a)와 고정결합된 제1 액츄에이션 풀리(613P1) 및 제1 액츄에이션 기어(6134a)는 제1 액츄에이션 회전축(6131a)을 중심으로 회전하고, 제2 액츄에이션 회전부(6132b)와 고정결합된 제2 액츄에이션 풀리(6133b) 및 제2 액츄에이션 기어(6134b)가 제2 액츄에이션 회전축(6131b)을 중심으로 회전한다. 이때 제1 액츄에이션 풀리(613P1)와 제2 액츄에이션 풀리(613P2)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 액츄에이션 풀리(613P1)에 일 단부가 고정결합된 제1 조 와이어(630J1)와 제2 액츄에이션 풀리(613P2)에 일 단부가 고정결합된 제2 조 와이어(630J2) 역시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(630)를 통해 엔드 툴(620)로 전달되어, 엔드 툴(620)의 두 개의 조(jaw)(621)(622)가 액츄에이션 동작을 수행한다. The user inserts the index finger into the first
다음으로 피치 동작은 다음과 같다. Next, the pitch operation is as follows.
도 57 및 도 60을 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(614)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(6111)을 중심으로 제1 손잡이(614)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(613)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 함께 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(630J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(613a)의 제1 액츄에이션 풀리(613P1)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치 풀리(611P)에 감겨있는 제1 조 와이어(630J1)의 양 가닥(630J1R, 630J1L)은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(630J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(613b)의 제2 액츄에이션 풀리(613P2)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치풀리(611P)에 감겨있는 제2 조 와이어(630J2)의 양 가닥(630J2R, 630J2L)은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(630)를 통해 엔드 툴(620)로 전달되어, 엔드 툴(620)의 두 개의 조(jaw)(621)(622)가 피치 동작을 수행한다. 57 and 60, when the user rotates the
한편, 도 58와 같이 엔드 툴(620)에는 피치 풀리(623P), 피치 와이어(630P)가 형성되어 조작부(610)의 피치 조작에 따라 엔드 툴(620)의 피치 동작이 보다 용이하게 수행되게 할 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 58, the end tool 620 has a
피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 요 조작부(612), 피치 조작부(611)를 거쳐 각 피치 와이어 피치 리턴 풀리(611PR)에 감기고, 다시 피치 조작부(611), 요 조작부(612)를 거쳐서 각각 절곡부의 일 지점에 고정 결합된다. Both strands (630PL) (630PR) of the pitch wire (630P) are wound on each pitch wire pitch return pulley (611PR) through the yaw operation unit (612), the pitch operation unit (611), and again the pitch operation unit (611), the yaw operation unit ( 612) to be fixedly coupled to one point of each bent part.
사용자가 제1 손잡이(614)를 피치 회전축(6111)을 중심으로 피치 회전하면, 피치 와이어 피치 리턴 풀리(611PR)도 함께 피치 회전축(611)을 중심으로 회전하게 된다. 이때, 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 피치 회전축(611)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된 해당 피치 와이어 피치 풀리(611PP)에 서로 반대 방향으로 감기도록 형성되어 있어서, 결과적으로 엔드 툴(620)에 근접한 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 서로 반대 방향으로 이동하게 되어, 제1 조 와이어(630J1) 및 제2 조 와이어(630J2)에 의한 엔드 툴(620)의 피치 동작과는 별도로 추가의 피치 회전의 동력을 전달할 수 있다. When the user pitch rotates the
다음으로 요 동작은 다음과 같다. Next, the yo operation is as follows.
도 57 및 도 59를 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(614)를 잡고 있는 상태에서 요 회전축(6121)을 중심으로 제1 손잡이(614)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(613), 피치 조작부(611) 및 요 조작부(612)가 요 회전축(6121)을 중심으로 요 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(630J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(613a)의 제1 액츄에이션 풀리(613P1)가 요 회전축(6121)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 요 풀리(612P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(630J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(630J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(613b)의 제2 액츄에이션 풀리(613P2)가 요 회전축(6121)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 요 풀리(612P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(630J2)가 이동하게 된다. 이때, 제1 조(621)에 연결된 제1 조 와이어(630J1)와 제2 조(622)에 연결된 제2 조 와이어(630J2)가, 요 회전시에는 제1 조(621)와 제2 조(622)가 같은 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(630)를 통해 엔드 툴(620)로 전달되어, 엔드 툴(620)의 두 개의 조(jaw)(621)(622)가 요 동작을 수행한다.57 and 59, when the user rotates the
한편, 피치 동작을 용이하게 하기 위해 형성된 피치 와이어(630P)는 조작부(610)의 요 조작시에 엔드 툴(620)의 동작에 영향을 미치지 않을 수 있어야 한다. 즉, 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 조작부(620)의 요 조작시에 엔드 툴(620) 쪽으로 이동하지 않아야 한다. On the other hand, the pitch wire 630P formed to facilitate the pitch operation should not affect the operation of the end tool 620 during the yaw operation of the manipulation unit 610 . That is, both strands 630PL and 630PR of the pitch wire 630P should not move toward the end tool 620 during the yaw operation of the manipulation unit 620 .
제6 실시예에 개시된 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR) 각각은 엔드 툴(620)로부터 연장형성되어, 해당 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)와 해당 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1)(612PS2)를 교차하여 감기고, 피치 조작부(611)와 액츄에이션 조작부(613)를 거쳐서 다시 해당 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1)(612PS2)와 해당 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)를 교차하여 감기고, 최종적으로 절곡부(641)의 일 지점에 고정결합된다. 이때 피치 와이어(630P)의 각각 (630PL)(630PR)이 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)를 감겨 들어가는 방향과 감겨 나오는 방향은 서로 반대이다. Both strands 630PL and 630PR of the pitch wire 630P disclosed in the sixth embodiment are each extended from the end tool 620, and the corresponding pitch wire yaw pulleys 612PP1 and 612PP2 and the corresponding pitch wire yaw auxiliary pulley (612PS1) (612PS2) crosses and winds, passes through the
따라서, 사용자가 제1 손잡이(614)를 요 회전축(6121)을 중심으로 요 회전하면, 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)에 감겨서 피치 조작부(611) 쪽으로 형성된 피치 와이어(630P)는 이동을 하게 되지만, 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)에 감겨서 엔드 툴(620) 쪽으로 형성된 피치 와이어(630P)는, 즉 엔드 툴(620) 쪽에서 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)로 감겨 들어가는 부분과 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)에서 절곡부(641)의 상기 일 고정 지점으로 감겨 나오는 부분은, 이동하지 않으며, 결과적으로 엔드 툴(620)의 동작에 영향을 미치지 않게 된다. Therefore, when the user yaws the
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(620)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리에 의해 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 된다. In summary, in the surgical instrument 600 according to an embodiment of the present invention, a pulley is formed at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), and a wire (
<수술용 인스트루먼트의 제7 실시예> <Seventh embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(700)의 조작부(710)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성은 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
도 61은 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 62은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 측면도이며, 도 63는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 65은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다. 도 66은 도 65의 A 부분의 확대도이고, 도 67는 도 66의 C-C' 선을 따라 절개한 단면도이다. 도 68은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 69는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. Figure 61 is a perspective view showing a surgical instrument according to a seventh embodiment of the present invention, Figure 62 is a side view of the surgical instrument of Figure 61, Figure 63 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 61, Figure 65 is It is an internal perspective view showing the wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 61. FIG. 66 is an enlarged view of part A of FIG. 65 , and FIG. 67 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 66 . 68 is a perspective view illustrating the yaw operation of the surgical instrument of FIG. 61 , and FIG. 69 is a perspective view illustrating the pitch operation of the surgical instrument of FIG. 61 .
도 61 내지 도 69를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 조작부(710), 엔드 툴(end tool)(720), 동력 전달부(730) 및 연결부(740)를 포함한다. 여기서, 연결부(740)는 속이 빈 샤프트(shaft) 형상으로 형성되어, 그 내부에 하나 이상의 와이어(후술함) 들이 수용될 수 있으며, 그 일 단부에는 조작부(710)가 결합되고, 타 단부에는 엔드 툴(720)이 결합되어, 조작부(710)와 엔드 툴(720)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 연결부(740)는 조작부(710) 측에 절곡부(741)가 형성될 수 있다. 61 to 69 , the
본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)의 조작부(710)는 엔드 툴(720)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(711)와, 엔드 툴(720)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(712)와, 엔드 툴 (720)의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(actuation operator)(713)와, 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(714)를 포함한다. The
먼저, 도 61의 수술용 인스트루먼트(700)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(714)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(714)를 Y축(즉, 피치 회전축(7111))을 중심으로 회전시켜 피치 운동을 수행하고, 제1 손잡이(714)를 Z축(즉, 요 회전축(7121))을 중심으로 회전시켜 요 운동을 수행하고, 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(713)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(713)를 회전하여 액츄에이션 운동을 수행할 수 있다. First, if the state of use of the
여기서, 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 제1 실시예에 비해 절곡부(741)가 중간에서 좌우로 분기되도록 대략 '∩' 형태로 형성되며, 이에 대응하도록 피치 프레임(7113) 역시 좌우로 분기되도록 대략 '∩' 형태로 형성되며, 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 양단부에 각각 피치 회전축(7111)이 형성되어, 결과적으로 피치 회전축(7111)이 요 회전축(7121)으로부터 상당 정도 이격되도록 형성된다. 즉, 액츄에이션 회전축(7131a)(7131b)과 요 회전축(7121)은 제1 손잡이(714) 또는 그 인근에 형성되어 제1 손잡이(714)와 비교적 가까운 곳에 형성되는데 반하여, 피치 회전축(7111)은 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 양단부에 형성된다. 따라서 피치 회전축(7111)이 액츄에이션 회전축(7131a)(7131b) 및 요 회전축(7121)보다 Z축 방향으로 일정 정도 아래쪽에 형성될 수 있으며, 따라서 사용자의 손의 일부분이 '∩' 형태의 피치 프레임(7113) 내에 일정 부분 수용될 수 있다. Here, the
이러한 구성을 통해 도 64와 같이 조작부의 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 교차하는 등, 가까이 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 손잡이를 잡고 요 조작과 피치 조작을 수행하는 사용자의 손목 관절과 일치되도록 할 수 있다. 따라서, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다. Through this configuration, as shown in FIG. 64 , the rotation axis of the yaw joint and the rotation axis of the pitch joint of the manipulation unit can be arranged close, such as intersecting, as well as the rotation axis of the yaw joint and the rotation axis of the pitch joint holding the handle and yaw manipulation and pitch manipulation It can be matched with the wrist joint of the user performing the . Accordingly, as a result, there is an effect of providing a more natural and intuitive operation feeling in the operation of the user.
상세히, 제1 손잡이(714)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(714)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(714) 상에는 액츄에이션 조작부(713)가 형성되고, 액츄에이션 조작부(713)의 일 측에는 요 조작부(712)가 형성되고, 요 조작부(712)의 일 측에는 피치 조작부(711)가 형성되며, 요 조작부(712)와 피치 조작부(711)는 '∩' 형태의 피치 프레임(7113)에 의해 연결된다. 그리고, 피치 조작부(711)의 타 단부는 연결부(740)의 절곡부(741)에 연결된다.In detail, the
액츄에이션 조작부(713)는 제1 액츄에이션 조작부(713a)와 제2 액츄에이션 조작부(713b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(713a)는 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제1 액츄에이션 회전부(7132a), 제1 액츄에이션 풀리(713P1), 제1 액츄에이션 기어(7134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(713b)는 제2 액츄에이션 회전축(7131b), 제2 액츄에이션 회전부(7132b), 제2 액츄에이션 풀리(713P2), 제2 액츄에이션 기어(7134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(7132a)와 제2 액츄에이션 회전부(7132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다. The
한편, 제1 액츄에이션 회전부(7132a), 제1 액츄에이션 풀리(713P1), 제1 액츄에이션 기어(7134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(7131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(7132b), 제2 액츄에이션 풀리(713P2), 제2 액츄에이션 기어(7134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 액츄에이션 기어(7134a)와 제2 액츄에이션 기어(7134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.On the other hand, the first actuation rotating part (7132a), the first actuation pulley (713P1), the first actuation gear (7134a) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the first actuation rotating shaft (7131a). can be Similarly, the second actuation rotating part (7132b), the second actuation pulley (713P2), the second actuation gear (7134b) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the second actuation rotating shaft (7131b). can be Here, the first actuation gear (7134a) and the second actuation gear (7134b) is formed to be engaged with each other, when either side rotates may be formed to rotate together in the opposite direction to each other.
요 조작부(712)는 요 회전축(7121)과, 제1 조 요 풀리(712P1)와, 제2 조 요 풀리(712P2)와, 요 프레임(yaw frame)(7123)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(712)는 제1 조 요 풀리(712P1)의 일측에 형성된 제1 조 요 보조 풀리(712S1)와, 제2 조 요 풀리(712P2)의 일측에 형성된 제2 조 요 보조 풀리(712S2)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 조 요 풀리(712P1)와, 제2 조 요 풀리(712P2)와, 제1 조 요 보조 풀리(712S1)와 제2 조 요 보조 풀리(712S2)는 후술할 피치 프레임(7113)에 연결될 수 있다. The
상세히, 제1 손잡이(714) 상에서 액츄에이션 조작부(713)의 일 측에는 요 회전축(7121)이 형성된다. 이때 제1 손잡이(714)는 요 회전축(7121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다. 한편, 제1 조 요 풀리(712P1)와 제2 조 요 풀리(712P2)는 요 회전축(7121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(7121)에 연결된다. 그리고, 제1 조 요 풀리(712P1)에는 제1 조 와이어(730J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(712P2)에는 제2 조 와이어(730J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(712P1)와 제2 조 요 풀리(712P2)는 각각, 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다. In detail, a
요 프레임(7123)은 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 연결하여, 제1 손잡이(714)와 요 조작부(712)와 액츄에이션 조작부(713)가 요 회전축(7121)을 중심으로 함께 회전할 수 있도록 한다. The
피치 조작부(711)는 피치 프레임(7113)과, J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L), J2R 중개 풀리(미도시), J2L 중개 풀리(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, J1R 중개 풀리(715J1R)와 J2R 중개 풀리(미도시)는 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 각 양단부에 형성될 수 있고, J1L 중개 풀리(715J1L)와 J2L 중개 풀리(미도시)는 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 각 양단부에 형성될 수 있다. The
이때 J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L), J2R 중개 풀리(715J2R), J2L 중개 풀리(715J2L)는 앞에서 설명한 실시예들에서의 피치 풀리의 역할을 수행하며, 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전할 수 있다. At this time, the J1R mediation pulley (715J1R), the J1L mediation pulley (715J1L), the J2R mediation pulley (715J2R), and the J2L mediation pulley (715J2L) perform the role of the pitch pulley in the embodiments described above, and the
한편, 제1조 R와이어(730J1R)는 제1 조 와이어(730J1)의 양 가닥 중 오른쪽 와이어를 나타내며, 제1조 R와이어(730J1R)는 다시 둘로 분할되어, 피치 조작부(711)로 들어가는 제1조 R와이어-in(730J1Rin)과, 피치 조작부(711)로부터 나와 액츄에이션 조작부(713)로 연결되는 제1조 R와이어-out(730J1Rout)으로 나누어진다. On the other hand, Article 1 R wire (730J1R) represents the right wire among both strands of
마찬가지로, 제1조 L와이어(730J1L)는 제1 조 와이어(730J1)의 양 가닥 중 왼쪽 와이어를 나타내며, 제1조 L와이어(730J1L)는 다시 둘로 분할되어, 피치 조작부(711)로 들어가는 제1조 L와이어-in(730J1Lin)과, 피치 조작부(711)로부터 나와 액츄에이션 조작부(713)로 연결되는 제1조 L와이어-out(730J1Lout)으로 나누어진다. Similarly, Article 1 L wire (730J1L) represents the left wire among both strands of
J1R 중개 풀리(715J1R)는 서로 마주보도록 형성되며 일체로 함께 회전하는 두 개의 풀리를 포함한다. 그리고, J1R 중개 풀리(715J1R)의 어느 일 풀리에는 제1조 R와이어-in(730J1Rin)가 결합되고, 다른 일 풀리에는 제1조 R와이어-out(730J1Rout)이 결합된다. 이때, 도 66과 같이, 제1조 R와이어-in(730J1Rin)가 J1R 중개 풀리(715J1R)에 감겨 들어가는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)과, 제1조 R와이어-out(730J1Rout)가 J1R 중개 풀리(715J1R)로부터 감겨 나오는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)은 동일하다. J1R intermediate pulley (715J1R) is formed to face each other and includes two pulleys that rotate together integrally. And, any one pulley of the J1R intermediary pulley (715J1R) Article 1 R wire-in (730J1Rin) is coupled, the other pulley is Article 1 R wire-out (730J1Rout) is coupled. At this time, as shown in Figure 66, Article 1 R wire-in (730J1Rin) is wound into the J1R intermediate pulley (715J1R) (counterclockwise when viewed in Figure 66) and Article 1 R wire-out (730J1Rout) The direction (counterclockwise when viewed in FIG. 66) is the same as the J1R intermediary pulley 715J1R.
J1L 중개 풀리(715J1L)는 서로 마주보도록 형성되며 일체로 함께 회전하는 두 개의 풀리를 포함한다. 그리고, J1L 중개 풀리(715J1L)의 어느 일 풀리에는 제1조 L와이어-in(730J1Lin)가 결합되고, 다른 일 풀리에는 제1조 L와이어-out(730J1Lout)이 결합된다. 이때, 도 66과 같이, 제1조 L와이어-in(730J1Lin)가 J1L 중개 풀리(715J1L)에 감겨 들어가는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)과, 제1조 L와이어-out(730J1Lout)가 J1L 중개 풀리(715J1L)로부터 감겨 나오는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)은 동일하다.J1L intermediate pulley (715J1L) is formed to face each other and includes two pulleys that rotate together integrally. And, any one pulley of the J1L intermediate pulley (715J1L) Article 1 L wire-in (730J1Lin) is coupled, the other pulley is Article 1 L wire-out (730J1Lout) is coupled. At this time, as shown in Figure 66, Article 1 L wire-in (730J1Lin) is wound in the J1L intermediate pulley (715J1L) (counterclockwise when viewed in Figure 66) and Article 1 L wire-out (730J1Lout) The direction (counterclockwise as seen in FIG. 66) is the same as the J1L intermediate pulley 715J1L.
예를 들어, 제1조 R와이어-in(730J1Rin)가 밀거나 당겨지게 되면, J1R 중개 풀리(715J1R)가 회전하게 되며, 따라서 J1R 중개 풀리(715J1R)를 통해 연결된 제1조 R와이어-out(730J1Rout)이 J1R 중개 풀리(715J1R)를 따라 제1조 R와이어-in(730J1Rin)와 동일한 J1R 중개 풀리(715J1R)의 회전 방향으로 밀거나 당겨지게 된다. 즉, 제1 조 R와이어-in(730J1Rin)가 J1R 중개 풀리(715J1R)로부터 엔드 툴(720) 쪽으로 이동한다면, 제1 조 R와이어-out(730J1Rout)는 요 조작부(712) 쪽에서 J1R 중개 풀리(715J1R) 쪽으로 이동할 수 있게 된다. 이는 제1 조 L와이어(730J1L)도 마찬가지이다. 이때, J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L)는 피치 회전축(7111)을 중심으로 서로 독립적으로 회전할 수 있다. 제2 조 와이어도 이와 동일한 방식으로 엔드 툴과 조작부를 연결하도록 형성될 수 있다. For example, when Article 1 R wire-in (730J1Rin) is pushed or pulled, the J1R intermediary pulley (715J1R) rotates, and thus Article 1 R wire-out ( 730J1Rout) is pushed or pulled along the J1R intermediary pulley (715J1R) in the direction of rotation of the same J1R intermediary pulley (715J1R) as Article 1 R wire-in (730J1Rin). That is, Article 1 R wire-in (730J1Rin) is moved from the J1R intermediate pulley (715J1R) toward the
피치 와이어 엔드 풀리(715P)는 피치 회전축(7111)과 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되며, 피치 회전축(7111)은 피치 프레임(7113)에 고정결합되어, 결과적으로 피치 회전에 의해 피치 프레임(7113), 피치 회전축(7111), 피치 와이어 엔드 풀리(715P)는 함께 회전할 수 있다. 이때, J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L), J2R 중개 풀리(715J2R), J2L 중개 풀리(715J2L)는 각각 피치 회전축(7111)을 중심으로 독립적으로 회전할 수 있도록 형성된다. The pitch
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다. The actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation in this embodiment will be described as follows.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다. First, the actuation operation is as follows.
사용자가 제1 액츄에이션 회전부(7132a)에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 회전부(7132b)에 엄지 손가락을 끼운 상태에서 어느 한 손가락 또는 양 손가락을 모두 이용하여 액츄에이션 회전부(7132a)(7132b)를 회전시키면, 제1 액츄에이션 회전부(7132a)와 고정결합된 제1 액츄에이션 풀리(713P1) 및 제1 액츄에이션 기어(7134a)는 제1 액츄에이션 회전축(7131a)을 중심으로 회전하고, 제2 액츄에이션 회전부(7132b)와 고정결합된 제2 액츄에이션 풀리(7133b) 및 제2 액츄에이션 기어(7134b)가 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 중심으로 회전한다. 이때 제1 액츄에이션 풀리(713P1)와 제2 액츄에이션 풀리(713P2)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 액츄에이션 풀리(713P1)에 일 단부가 고정결합된 제1 조 와이어(730J1)와 제2 액츄에이션 풀리(713P2)에 일 단부가 고정결합된 제2 조 와이어(730J2) 역시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(730)를 통해 엔드 툴(720)로 전달되어, 엔드 툴(720)의 두 개의 조(jaw)(721)(722)가 액츄에이션 동작을 수행한다. The user puts the index finger in the first actuation rotating part (7132a), the second actuation rotating part (7132b) by using either finger or both fingers in a state of inserting the thumb in the actuation rotating part (7132a) (7132b) ) is rotated, the first actuation pulley (713P1) and the first actuation gear (7134a) fixedly coupled to the first actuation rotating part (7132a) rotate about the first actuation rotating shaft (7131a), and the first 2 The second actuation pulley (7133b) and the second actuation gear (7134b) fixedly coupled to the actuation rotating part (7132b) rotates around the second actuation rotating shaft (7131b). At this time, the first actuation pulley (713P1) and the second actuation pulley (713P2) rotate in opposite directions to each other, and thus one end of the first actuation pulley (713P1) is fixedly coupled to
다음으로 요 동작은 다음과 같다. Next, the yo operation is as follows.
도 65 및 도 68을 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(714)를 잡고 있는 상태에서 요 회전축(7121)을 중심으로 제1 손잡이(714)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(713) 및 요 조작부(712)가 요 회전축(7121)을 중심으로 요 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(730J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(713a)의 제1 액츄에이션 풀리(713P1)가 요 회전축(7121)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 요 풀리(712P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(730J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(730J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(713b)의 제2 액츄에이션 풀리(713P2)가 요 회전축(7121)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 요 풀리(712P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(730J2)가 이동하게 된다. 이때, 제1 조(721)에 연결된 제1 조 와이어(730J1)와 제2 조(722)에 연결된 제2 조 와이어(730J2)가, 요 회전시에는 제1 조(721)와 제2 조(722)가 같은 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(730)를 통해 엔드 툴(720)로 전달되어, 엔드 툴(720)의 두 개의 조(jaw)(721)(722)가 요 동작을 수행한다.65 and 68, when the user rotates the
이때 요 프레임(7123)이 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 연결하기 때문에, 제1 손잡이(714)와 요 조작부(712)와 액츄에이션 조작부(713)는 요 회전축(7121)을 중심으로 함께 회전하게 된다. At this time, since the
다음으로 피치 동작은 다음과 같다. Next, the pitch operation is as follows.
도 65 및 도 69를 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(714)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(7111)을 중심으로 제1 손잡이(714)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(713), 요 조작부(712) 및 피치 조작부(711)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 함께 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(730J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(713a)의 제1 액츄에이션 풀리(713P1)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하게 되면, J1R 중개 풀리(715J1R)와 J1L 중개 풀리(715J1L)에 결합되어 있는 제1 조 와이어(730J1)의 양 가닥(730J1R, 730J1L)은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(730J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(713b)의 제2 액츄에이션 풀리(713P2)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하게 되면, J2R 중개 풀리(715J2R), J2L 중개 풀리(715J2L)에 결합되어 있는 제2 조 와이어(730J2)의 양 가닥은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 이때, 제1 조 와이어(730J1)와 제2 조 와이어(730J2)는 서로 반대 방향으로 움직인다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(730)를 통해 엔드 툴(720)로 전달되어, 엔드 툴(720)의 두 개의 조(jaw)(721)(722)가 피치 동작을 수행한다.65 and 69, when the user rotates the
이때 피치 프레임(7113)은 요 프레임(7123)과 연결되고, 요 프레임(7123)은 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 연결하기 때문에, 피치 프레임(7113)이 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(7113)과 연결된 요 프레임(7123), 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(711)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(713) 및 요 조작부(712)가 피치 조작부(711)와 함께 회전하는 것이다. At this time, the
한편, 엔드 툴에는 피치 풀리(723P)가 형성되고, 조작부에는 피치 와이어 엔드 풀리(715P)가 형성되고, 피치 와이어(730P)로 서로 연결되어, 조작부의 피치 조작에 따라 엔드 툴의 피치 동작이 보다 용이하게 수행되게 할 수 있다. 피치 와이어(730P)의 양 가닥의 끝부분은 각각 해당 피치 와이어 엔드 풀리(715P)에 고정결합되고, 각 피치 와이어 엔드 풀리(715P)는 피치 프레임(7113)에 고정결합된다. 즉, 조작부의 피치 회전에 의해 피치 프레임(7113)과 피치 와이어 엔드 풀리(715P)도 함께 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하게 되고, 결과적으로 피치 와이어(730P)의 양 가닥도 서로 반대 방향으로 이동하게 되어, 제1 조 와이어(730J1) 및 제2 조 와이어(730J2)에 의한 엔드 툴의 피치 동작과는 별도로 추가의 피치 회전의 동력을 전달할 수 있다. On the other hand, a
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(720)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리에 의하여 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 된다. In summary, in the
본 실시예는 절곡부(741)와 조작부(710)가 양쪽으로 분기되어, 도 64와 같이 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 서로 교차하는 등 최대한 근접할 수 있으며, 이와 동시에 교차 또는 근접 위치에 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 것이 중요한 특징 중 하나다. 이를 위해 본 실시예에서는 조작부(710)의 구성 요소(풀리, 와이어 등)를 둘로 나누어 분기된 양쪽에 나누어 배치하였다. 그러나, 상기 특징을 위한 구성은 다양하게 변형 가능할 수 있다. 즉, 조작부(710)의 구성요소(풀리, 와이어 등)를 분기된 양쪽 중 한쪽에만 다 배치할 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라, 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간 형성을 위해, 절골부(741)와 조작부(710)를 양쪽으로 분기하지 않고, 한쪽으로만 꺾는 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 즉, 실시예에서 양쪽으로 분기된 구조에서 한쪽은 생략된 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 변형예 등은 본 실시예에 대한 설명으로 충분히 유추될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In this embodiment, the bending
<수술용 인스트루먼트의 제8 실시예> <Eighth embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(800)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(800)는 앞서 기술한 본 발명의 제6 실시예에 비해 수술용 인스트루먼트(800)의 조작부(810)의 구성이 특징적으로 달라진다. 제6 실시예처럼, 엔드 툴(820)의 동작을 조작하기 위한 조작부(810)의 관절 구성은, 엔드 툴(820)로부터 조작부(810)로 연결되는 와이어를 기준으로 설명하면, 요 조작부(812)가 먼저 형성되고, 그 다음에 요 조작부(812) 상에 피치 조작부(811) 및 액츄에이션 조작부(813)가 형성된다. 그러나, 제8 실시예와 제6 실시예의 차이점은, 제7 실시예에서처럼 절곡부(841)가 중간에서 좌우로 분기되도록 대략 '∩'자형으로 형성되며, 피치 프레임(8113) 역시 좌우로 분기되도록 대략 '∩'자형으로 형성되며, 피치 프레임(8113)의 좌우로 분기된 양단부와 절곡부(841)의 좌우로 분기된 양단부를 피치 회전축(8111)을 통해 서로 연결된다. 이러한 구성을 통해, 제7 실시예에서의 설명처럼, 조작부(810)의 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 손잡이를 잡고 요 조작과 피치 조작을 수행하는 사용자의 손목 관절과 일치하도록 할 수 있어, 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다. Hereinafter, a
도 70는 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 71은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 72은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다. 도 73은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 74, 75 및 76은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. Figure 70 is a perspective view showing a surgical instrument according to an eighth embodiment of the present invention, Figure 71 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 70, Figure 72 is a wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 70 is an internal perspective view showing 73 is a perspective view illustrating the yaw operation of the surgical instrument of FIG. 70, and FIGS. 74, 75 and 76 are perspective views illustrating the pitch operation of the surgical instrument of FIG.
제8 실시예의 구성이 제6 실시예와 달리진 점은, 제7 실시예의 구성이 제1 실시예에서와 달라진 점과 동일하다. 즉, 제7 실시예의 구성은 제1 실시예의 구성이 각 조 와이어의 경로 및 이를 위한 풀리들이 양 가닥으로 분기된 것이 그 특징이며, 마찬가지로 제8 실시예의 구성도 제6 실시예의 구성이 각 조 와이어의 경로 및 이를 위한 풀리들이 양 가닥으로 분기된 것이 그 특징이다. 따라서, 제8 실시예의 구성은 제6 실시예와 제7 실시예에 대한 설명으로 충분히 이해될 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다. The point that the configuration of the eighth embodiment is different from that of the sixth embodiment is the same as the point that the configuration of the seventh embodiment is different from that of the first embodiment. That is, the configuration of the seventh embodiment is characterized in that the configuration of the first embodiment is that the path of each pair of wires and the pulleys for it are branched into both strands, and the configuration of the eighth embodiment is also the configuration of the sixth embodiment is the configuration of each pair of wires It is characterized in that the path and pulleys for it are branched into both strands. Accordingly, the configuration of the eighth embodiment can be fully understood from the description of the sixth and seventh embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted.
본 실시예는 절곡부(841)와 조작부(810)가 양쪽으로 분기되어, 도 64의 경우와 같이 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 서로 교차하는 등 최대한 근접할 수 있으며, 이와 동시에 교차 또는 근접 위치에 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 것이 중요한 특징 중 하나다. 이를 위해 본 실시예에서는 조작부(810)의 구성 요소(풀리, 와이어 등)를 둘로 나누어 분기된 양쪽에 나누어 배치하였다. 그러나, 상기 특징을 위한 구성은 다양하게 변형 가능할 수 있다. 즉, 조작부(810)의 구성요소(풀리, 와이어 등)를 분기된 양쪽 중 한쪽에만 다 배치할 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라, 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간 형성을 위해, 절곡부(841)와 조작부(810)를 양쪽으로 분기하지 않고, 한쪽으로만 꺾는 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 즉, 본 실시예에서 양쪽으로 분기된 구조에서 한쪽은 생략된 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 변형예 등은 본 실시예에 대한 설명으로 충분히 유추될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In this embodiment, the bending
<수술용 인스트루먼트의 제9 실시예> <Ninth embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(900)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(900)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(900)의 조작부(910)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
도 77은 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 78은 도 77의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 79는 도 77의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. 77 is an internal perspective view of a surgical instrument according to a ninth embodiment of the present invention, FIG. 78 is a perspective view showing a yaw operation of the surgical instrument of FIG. 77, and FIG. 79 is a pitch operation of the surgical instrument of FIG. It is a perspective view showing.
여기서, 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(900)는 도 25(a)에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 25(a)의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 77의 제1 조 요 보조 풀리(912S1)과 대응하고, 도 25(a)의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 77의 제1 조 요 풀리(912P1)과 대응하고, 도 25(a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 도 77의 제1 액츄에이션 풀리(913P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(913P2)와 대응한다. Here, the
여기서, 본 실시예는 한 조 와이어의 양 가닥의 끝이 같은 액츄에이션 풀리에 결합되는 것이 아니라, 서로 다른 액츄에이션 풀리에 결합된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 즉, 제1 조 와이어(930J1)의 한 가닥의 끝은 제1 액츄에이션 풀리(913P1)에 결합되고, 제1 조 와이어(930J1)의 다른 한 가닥의 끝은 제2 액츄에이션 풀리(913P2)에 결합된다. Here, the present embodiment is different from the first embodiment in that the ends of both strands of a pair of wires are not coupled to the same actuation pulley, but are coupled to different actuation pulleys. That is, the end of one strand of the
그리고, 제1 액츄에이션 풀리(913P1)는 제1 액츄에이션 기어(9134a)와 고정 결합되어 함께 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(913P2)는 제2 액츄에이션 기어(9134b)와 고정 결합되어 함께 회전하며, 제1 액츄에이션 기어(9134a)와 제2 액츄에이션 기어(9134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 두 액츄에이션 풀리의 회전은 동기화되어 있다. 따라서, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하게 된다.And, the first actuation pulley (913P1) is fixedly coupled with the first actuation gear (9134a) to rotate together, the second actuation pulley (913P2) is fixedly coupled to the second actuation gear (9134b) and rotates together And, the first actuation gear (9134a) and the second actuation gear (9134b) is formed to mesh with each other, the rotation of the two actuation pulleys are synchronized. Accordingly, when either one of the actuation pulleys rotates, the other actuation pulley also rotates accordingly.
이와 같이 두 액츄에이션 풀리의 회전이 기어 등으로 인해 서로 동기화되어 있기 때문에, 제1 조 와이어(930J1)의 양 가닥이 반드시 하나의 액츄에이션 풀리에 감기지 않고, 각각 다른 액츄에이션 풀리에 감겨도 똑같은 효과를 구현할 수 있다. 따라서, 도 25(b)와 같이 제1 조 와이어(930J1)의 양 가닥이 각 액츄에이션 풀리에 감기는 구성 등도 가능하고 충분히 유추할 수 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In this way, since the rotation of the two actuation pulleys is synchronized with each other due to gears, etc., both strands of
<수술용 인스트루먼트의 제10 실시예> <Tenth embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1000)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1000)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(1000)의 조작부(1010)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
도 80은 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 81은 도 80에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이며, 도 82는 도 81의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 83은 도 81의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. 80 is an internal perspective view of a surgical instrument according to a tenth embodiment of the present invention, FIG. 81 is an internal perspective view with the actuation gear removed in FIG. 80, and FIG. 82 is a perspective view showing the yaw operation of the surgical instrument of FIG. , and FIG. 83 is a perspective view showing the pitch operation of the surgical instrument of FIG. 81 .
여기서, 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1000)는 도 26에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 26의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 81의 제1 조 요 보조 풀리(1012S1)과 대응하고, 도 26의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 81의 제1 조 요 풀리(1012P1)과 대응하고, 도 26의 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 도 81의 제1 액츄에이션 풀리(1013P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(1013P2)와 대응한다.Here, the
여기서, 본 실시예는 한 조 와이어의 양 가닥의 끝이 같은 액츄에이션 풀리에 결합되는 것이 아니라, 서로 다른 액츄에이션 풀리에 결합된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 즉, 제1 조 와이어(1030J1)의 한 가닥의 끝은 제1 액츄에이션 풀리(1013P1)에 결합되고, 제1 조 와이어(1030J1)의 다른 가닥의 끝은 제2 액츄에이션 풀리(1013P2)에 결합된다. Here, the present embodiment is different from the first embodiment in that the ends of both strands of a pair of wires are not coupled to the same actuation pulley, but are coupled to different actuation pulleys. That is, the end of one strand of the
그리고, 제1 액츄에이션 풀리(1013P1)는 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 고정 결합되어 함께 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(1013P2)는 제2 액츄에이션 기어(10134b)와 고정 결합되어 함께 회전하며, 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 제2 액츄에이션 기어(10134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 두 액츄에이션 풀리의 회전은 동기화되어 있다. 따라서, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하게 된다.And, the first actuation pulley (1013P1) is fixedly coupled to the first actuation gear (10134a) and rotates together, the second actuation pulley (1013P2) is fixedly coupled with the second actuation gear (10134b) and rotates together And, the first actuation gear (10134a) and the second actuation gear (10134b) is formed to mesh with each other, the rotation of the two actuation pulleys are synchronized. Accordingly, when either one of the actuation pulleys rotates, the other actuation pulley also rotates accordingly.
또한, 본 실시예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 제1 조 요 풀리(112P1)를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 도 2의 실시예와 상이하다. In addition, this embodiment is different from the embodiment of Figure 2 in that the two actuation pulleys are not formed to be close to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides of the
그리고, 서로 멀리 떨어진 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 제2 액츄에이션 기어(10134b)가 서로 맞물려 돌아가도록 하기 위해, 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 제2 액츄에이션 기어(10134b)는 그 직경이 앞선 실시예들에 비해 일정정도 크게 형성될 수 있다. And, in order to rotate the first actuation gear (10134a) and the second actuation gear (10134b) far away from each other to mesh with each other, the first actuation gear (10134a) and the second actuation gear (10134b) have a diameter Compared to the previous embodiments, it may be formed to be larger to a certain extent.
이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다.By such a configuration, the actuation pulley can be disposed behind other embodiments, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, according to the lever principle, the longer the handle, the less force the actuation operation can be performed.
<수술용 인스트루먼트의 제11 실시예> <Eleventh embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1100)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1100)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(1100)의 조작부(1110)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a
도 84는 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 85는 도 84에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이며, 도 86은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 87은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. 84 is an internal perspective view of a surgical instrument according to an eleventh embodiment of the present invention, FIG. 85 is an internal perspective view with the actuation gear removed in FIG. 84, and FIG. 86 is a perspective view showing the yaw operation of the surgical instrument of FIG. , and FIG. 87 is a perspective view showing the pitch operation of the surgical instrument of FIG. 84 .
여기서, 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1100)는 도 27에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 27의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 84의 제1 조 요 보조 풀리(1112S1)과 대응하고, 도 27의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 84의 제1 조 요 풀리(1112P1)과 대응하고, 도 27의 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 도 84의 제1 액츄에이션 풀리(1113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(1113P2)와 대응한다.Here, the
여기서, 본 실시예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 요 풀리를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 그리고, 이를 위해 제1 액츄에이션 풀리(1113P1)는 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 고정 결합되어 함께 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(1113P2)는 제2 액츄에이션 기어(11134b)와 고정 결합되어 함께 회전하며, 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 제2 액츄에이션 기어(11134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 두 액츄에이션 풀리의 회전은 동기화되어 있다. 따라서, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하게 된다.Here, the present embodiment is different from the first embodiment in that the two actuation pulleys are not formed to be close to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides of the yaw pulley. And, for this, the first actuation pulley (1113P1) is fixedly coupled with the first actuation gear (11134a) to rotate together, and the second actuation pulley (1113P2) is fixedly coupled with the second actuation gear (11134b) Rotating together, the first actuation gear (11134a) and the second actuation gear (11134b) are formed to mesh with each other so that the rotation of the two actuation pulleys is synchronized. Accordingly, when either one of the actuation pulleys rotates, the other actuation pulley also rotates accordingly.
그리고, 서로 멀리 떨어진 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 제2 액츄에이션 기어(11134b)가 서로 맞물려 돌아가도록 하기 위해, 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 제2 액츄에이션 기어(11134b)는 그 직경이 앞선 실시예들에 비해 일정정도 크게 형성될 수 있다. And, in order to rotate the first actuation gear (11134a) and the second actuation gear (11134b) far away from each other to mesh with each other, the first actuation gear (11134a) and the second actuation gear (11134b) have a diameter Compared to the previous embodiments, it may be formed to be larger to a certain extent.
또한, 요 풀리와 요 보조 풀리의 위치 관계(선후 관계)가 변경되었다는 점에서도 제1 실시예 등과 상이하다. 즉, 직접형 관절임에도 불구하고 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(1112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(1112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다. 그리고 이를 구현하기 위해, 제1 조 피치 보조 풀리-a(1111S1a)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(1112S1)를 감은 후에 제1 조 요 풀리(1112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(1113P1)에 고정결합된다. 그리고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(미도시)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(1112S1)를 거치지 않고 바로 제1 조 요 풀리(1112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(1113P1)에 고정결합된다. Also, it is different from the first embodiment and the like in that the positional relationship (front and rear relationship) between the yaw pulley and the yaw auxiliary pulley is changed. That is, in spite of being a direct joint, the pulley located on the right side in the drawing becomes the
이와 같은 구성에 의해 다른 실시예보다 요 회전축을 피치 회전축에 보다 가까이 배치할 수 있어서, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다. By such a configuration, it is possible to arrange the yaw rotation shaft closer to the pitch rotation shaft than other embodiments, and as a result, there is an effect that can provide a more natural and intuitive operation feeling in the user's operation. In addition, by this configuration, the actuation pulley can be disposed behind other embodiments, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, according to the lever principle, the longer the handle, the less force the actuation operation can be performed.
<수술용 인스트루먼트의 제12 실시예> <Twelfth embodiment of surgical instrument>
이하에서는 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1200)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1200)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(1200)의 조작부(1210)의 구성이 특징적으로 달라진다. Hereinafter, a
도 88은 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 89는 도 88의 수술용 인스트루먼트의 와이어 등의 구조를 나타내는 내부 사시도이다. 88 is a perspective view showing a surgical instrument according to a twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 89 is an internal perspective view showing the structure of a wire and the like of the surgical instrument of FIG.
제1 실시예에서처럼, 엔드 툴(미도시)의 동작을 조작하기 위한 조작부(1210)의 관절 구성은, 엔드 툴(미도시)로부터 조작부(1210)로 연결되는 와이어를 기준으로 설명하면, 피치 조작부(1211), 요 조작부(1212), 액츄에이션 조작부(1213)가 차례로 형성된다.As in the first embodiment, the joint configuration of the
제12 실시예의 구성이 제1 실시예의 구성과 특징적으로 다른 점은, 제7 실시예에서의 특징과 마찬가지로 피치 회전축(12111)이 요 회전축(12121)과 상당 정도 이격되도록 형성된다는 것이다. 이를 통해 도 88과 같이 요 관절의 요 회전축(12121)과 피치 관절의 피치 회전축(12111)이 서로 교차하는 등 근접할 수 있으며, 이와 동시에 교차 또는 근접 위치에 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간이 형성된다. The configuration of the twelfth embodiment is characteristically different from that of the first embodiment in that the
그러나 제12 실시예의 구성과 제7 실시예의 구성은 조작부의 구성에 있어서 특징적으로 달라진다. 제7 실시예에서는 절곡부(741)와 피치 프레임(7113)이 좌우로 분기되도록 대략 '∩'자형으로 형성되며, 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 양단부와 절곡부(741)의 좌우로 분기된 양단부가 피치 회전축(7111)을 통해 서로 연결된다. 이와 달리 제12 실시예에서는 도 88과 같이 절곡부(1241)와 조작부(1210)를 양쪽으로 분기하지 않고 한 쪽으로만 꺾는 형태로 구성하였다.However, the configuration of the twelfth embodiment and the configuration of the seventh embodiment are characteristically different in the configuration of the operation unit. In the seventh embodiment, the
이러한 구성을 통해, 제7 실시예에서와 같은 별도의 중개 풀리(715J1R, 715J1L 등)를 구비하지 않고도, 엔드 툴(미도시)로부터 조작부(1210)로 제1 조 와이어(미도시) 및 제2 조 와이어(미도시)를 연결할 수 있다. Through this configuration, without having a separate intermediate pulley (715J1R, 715J1L, etc.) as in the seventh embodiment, from the end tool (not shown) to the
이를 통해, 조작부(1210)의 요 관절의 요 회전축(12121)과 피치 관절의 피치 회전축(12111)이 손잡이를 잡고 요 조작과 피치 조작을 수행하는 사용자의 손목 관절과 일치하도록 할 수 있다. 즉, 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 것이다.Through this, the
제12 실시예의 조작부(1210) 구성은 절곡부(1241)와 피치 프레임(12113)이 꺾여있는 점을 제외하면, 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)와 요 풀리, 피치 풀리 등의 구조가 동일하고, 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)의 구성과도 유사하다. 따라서 제12 실시예에 따른 구성은 제1 실시예의 구성과 제7 실시예의 구성을 통해 충분히 유추할 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다.The configuration of the
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but it will be understood that various modifications and variations of the embodiments are possible therefrom by those of ordinary skill in the art. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 수술용 인스트루먼트
110: 조작부
111: 피치 조작부
112: 요 조작부
113: 액츄에이션 조작부
114: 제1 손잡이
120: 엔드 툴(end tool)
130: 동력 전달부
140: 연결부
141: 절곡부100: surgical instrument
110: control panel
111: pitch control unit
112: yaw control unit
113: actuation control unit
114: first handle
120: end tool (end tool)
130: power transmission unit
140: connection
141: bend
Claims (20)
상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J11 풀리;
상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J21 풀리;
상기 J11 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루도록 형성되는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J12 풀리 및 J14 풀리;
상기 J21 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J22 풀리 및 J24 풀리;
상기 J12 풀리/상기 J14 풀리와 상기 J11 풀리의 사이에 배치되고, 상기 제1 축과 실질적으로 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J16 풀리; 및
상기 J22 풀리/상기 J24 풀리와 상기 J21 풀리의 사이에 배치되고, 상기 제1 축과 실질적으로 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J26 풀리;를 포함하는 엔드 툴을 포함하고,
상기 제1 조 및 상기 제2 조가 상기 제1 축을 중심으로 회전하면서 요(yaw) 운동 또는 액츄에이션(actuation) 운동을 수행하고,
상기 제1 조 및 상기 제2 조가 상기 제2 축을 중심으로 회전하면서 피치(pitch) 운동을 수행하고,
상기 엔드 툴의 상기 피치(pitch) 운동, 요(yaw) 운동 또는 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 조작부;
상기 조작부와 연결되어 상기 조작부의 회전을 상기 제1 조(jaw)로 전달하는 제1 조 와이어와, 상기 조작부와 연결되어 상기 조작부의 회전을 상기 제2 조(jaw)로 전달하는 제2 조 와이어를 포함하는 동력 전달부; 및
제1 방향(X축)으로 연장 형성되며, 일 단부에는 상기 엔드 툴이 결합되고 타 단부에는 상기 조작부가 결합되어 상기 조작부와 상기 엔드 툴을 연결하는 연결부;를 더 포함하고,
상기 제1 조 와이어는 상기 J11 풀리와 상기 J16 풀리의 공통 내접선상에 위치하며,
상기 제2 조 와이어는 상기 J21 풀리와 상기 J26 풀리의 공통 내접선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. Jaws 1 and 2 that are independently rotatable from each other;
Combined with the first set, J11 pulley formed to be rotatable about a first axis;
J21 pulley coupled to the second set and formed to be rotatable about the first axis;
a J12 pulley and a J14 pulley formed on one side of the J11 pulley and rotatable about a second axis formed to form a predetermined angle with the first axis;
a J22 pulley and a J24 pulley formed on one side of the J21 pulley and rotatable about an axis that is substantially the same as or parallel to the second axis;
a J16 pulley disposed between the J12 pulley/the J14 pulley and the J11 pulley and configured to be rotatable about an axis substantially parallel to the first axis; and
The J22 pulley / J26 pulley disposed between the J24 pulley and the J21 pulley, the J26 pulley formed to be rotatable about an axis substantially parallel to the first axis; including an end tool comprising,
The first group and the second group perform a yaw motion or an actuation motion while rotating about the first axis,
The first set and the second set perform a pitch movement while rotating about the second axis,
a manipulation unit for controlling the pitch motion, yaw motion, or actuation motion of the end tool;
Article 1 wire connected to the operation unit to transmit the rotation of the operation unit to the first jaw (jaw), and Article 2 wire connected to the operation unit to transmit the rotation of the operation unit to the Article 2 (jaw) A power transmission unit comprising a; and
It is formed to extend in the first direction (X-axis), the end tool is coupled to one end and the other end is coupled to the manipulation unit, a connection unit for connecting the manipulation unit and the end tool;
The Article 1 wire is located on a common inscribed line of the J11 pulley and the J16 pulley,
The Article 2 wire is a surgical instrument, characterized in that located on a common inscribed line of the J21 pulley and the J26 pulley.
상기 제1 조 와이어는 상기 J12 풀리와 상기 J14 풀리를 모두 지나고, 상기 J11 풀리 또는 상기 J21 풀리 중 어느 하나를 지나는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. The method of claim 1,
The Article 1 wire passes through both the J12 pulley and the J14 pulley, and the J11 pulley or the J21 pulley for a surgical instrument, characterized in that it passes through any one.
상기 제2 조 와이어는 상기 J22 풀리와 상기 J24 풀리를 모두 지나고, 상기 J11 풀리 또는 상기 J21 풀리 중 다른 하나를 지나는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. 3. The method of claim 2,
The Article 2 wire passes through both the J22 pulley and the J24 pulley, and passes through the other one of the J11 pulley or the J21 pulley.
상기 제1 축과 수직이며, 상기 J11 풀리 및 상기 J21 풀리의 사이에 형성되는 일 평면을 기준으로,
상기 제1 조 와이어는 상기 일 평면의 어느 일 측에서 상기 J12 풀리로 입력되며, 상기 J14 풀리를 통해 상기 일 평면의 상기 일 측으로 출력되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The method of claim 1,
Based on a plane perpendicular to the first axis and formed between the J11 pulley and the J21 pulley,
The Article 1 wire is input to the J12 pulley from any one side of the one plane, and surgical instrument, characterized in that output to the one side of the one plane through the J14 pulley.
상기 제2 축과 수직이며, 상기 제1 축을 지나는 평면을 기준으로,
상기 제1 조 와이어는 상기 일 평면의 어느 일 측에서 상기 J12 풀리로 입력되며, 상기 J14 풀리를 통해 상기 일 평면의 상기 일 측으로 출력되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The method of claim 1,
It is perpendicular to the second axis and based on a plane passing through the first axis,
The Article 1 wire is input to the J12 pulley from any one side of the one plane, and surgical instrument, characterized in that output to the one side of the one plane through the J14 pulley.
상기 제1 축과 수직인 평면상에서 보았을 때,
상기 제1 조 와이어는 상기 J12 풀리를 지난 후, 상기 J11 풀리에는 시계 방향과 반시계 방향 중 어느 일 방향으로 감기고, 상기 J16 풀리에는 상기 시계 방향과 반시계 방향 중 다른 일 방향으로 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. 3. The method of claim 2,
When viewed on a plane perpendicular to the first axis,
After the Article 1 wire passes through the J12 pulley, the J11 pulley is wound in any one of clockwise and counterclockwise directions, and the J16 pulley is wound in the other one of the clockwise and counterclockwise directions. a surgical instrument.
상기 제1 조 와이어는 상기 J12 풀리, J11 풀리, J16 풀리, J14 풀리와 차례로 접촉하도록 형성되고,
상기 제2 조 와이어는 상기 J22 풀리, J21 풀리, J26 풀리, J24 풀리와 차례로 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. The method of claim 1,
The Article 1 wire is formed to sequentially contact the J12 pulley, J11 pulley, J16 pulley, and J14 pulley,
The Article 2 wire is a surgical instrument, characterized in that formed to contact the J22 pulley, J21 pulley, J26 pulley, J24 pulley in sequence.
상기 J16 풀리에 의해, 상기 J11 풀리에 감긴 상기 제1 조 와이어의 두 가닥은, 상기 제2 축에 수직이고 상기 제1 축을 지나는 평면을 기준으로 일 측에 배치되고,
상기 J26 풀리에 의해, 상기 J21 풀리에 감긴 상기 제2 조 와이어의 두 가닥은, 상기 제2 축에 수직이고 상기 제1 축을 지나는 평면을 기준으로 타 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The method of claim 1,
By the J16 pulley, the two strands of the Article 1 wire wound around the J11 pulley are perpendicular to the second axis and disposed on one side with respect to a plane passing through the first axis,
By the J26 pulley, the two strands of the Article 2 wire wound around the J21 pulley are perpendicular to the second axis and a surgical instrument, characterized in that it is disposed on the other side with respect to a plane passing through the first axis.
상기 J11 풀리에 감긴 상기 제1 조 와이어의 어느 한 쪽은 상기 J11 풀리와 상기 J16 풀리의 사이를 지나도록 형성되고,
상기 J21 풀리에 감긴 상기 제2 조 와이어의 어느 한 쪽은 상기 J21 풀리와 상기 J26 풀리의 사이를 지나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The method of claim 1,
Either side of the Article 1 wire wound around the J11 pulley is formed to pass between the J11 pulley and the J16 pulley,
One side of the Article 2 wire wound around the J21 pulley is a surgical instrument, characterized in that it is formed to pass between the J21 pulley and the J26 pulley.
상기 제2 축과 수직이며, 상기 제1 축을 지나는 평면을 기준으로,
상기 J12 풀리 및 J14 풀리는 상기 일 평면의 어느 일 측에 형성되고,
상기 J22 풀리 및 J24 풀리는 상기 일 평면의 다른 일 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The method of claim 1,
It is perpendicular to the second axis and based on a plane passing through the first axis,
The J12 pulley and the J14 pulley are formed on either side of the one plane,
The J22 pulley and the J24 pulley are surgical instruments, characterized in that formed on the other side of the plane.
상기 제1 조 와이어와 상기 J11 풀리는 결합부에 의해 고정 결합되고,
상기 제1 조 와이어는 상기 J11 풀리와 상기 J16 풀리의 사이를 지나도록 배치되어, 상기 결합부의 회전 각도가 확장되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The method of claim 1,
The Article 1 wire and the J11 pulley are fixedly coupled by a coupling part,
The Article 1 wire is disposed to pass between the J11 pulley and the J16 pulley, surgical instrument, characterized in that the rotation angle of the coupling portion is expanded.
상기 연결부는 상기 엔드 툴과 상기 조작부를 연결하면서 한 번 이상 절곡되도록 형성되는 절곡부를 포함하는 수술용 인스트루먼트. The method of claim 1,
The connecting portion is a surgical instrument comprising a bent portion that is formed to be bent more than once while connecting the end tool and the manipulation unit.
상기 절곡부는 단면이 소정의 곡률을 갖도록 형성되고,
상기 절곡부의 단부에서의 상기 조작부의 형성 방향과, 상기 연결부와 상기 엔드 툴이 연결되는 지점에서의 상기 엔드 툴의 형성 방향이 실질적으로 동일하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. 13. The method of claim 12,
The bent portion is formed so that the cross section has a predetermined curvature,
A surgical instrument, characterized in that the formation direction of the manipulation part at the end of the bent part and the formation direction of the end tool at the point where the connection part and the end tool are connected are substantially the same.
상기 조작부의 적어도 일부는, 상기 조작부의 적어도 어느 일 동작 상태에서 상기 절곡부 내에 수용되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. 13. The method of claim 12,
At least a portion of the manipulation unit is a surgical instrument, characterized in that it is formed to be accommodated in the bent unit in at least one operating state of the manipulation unit.
상기 절곡부에는 와이어들의 경로를 가이드하는 하나 이상의 중개 풀리가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. 13. The method of claim 12,
Surgical instrument, characterized in that one or more intermediate pulleys for guiding the path of the wires are formed in the bent portion.
상기 조작부는,
상기 엔드 툴의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부와,
상기 액츄에이션 조작부의 일 측에 형성되고, 상기 엔드 툴의 요(yaw) 운동을 제어하는 요 조작부와,
상기 요 조작부의 일 측에 형성되고, 상기 엔드 툴의 피치(pitch) 운동을 제어하는 피치 조작부를 포함하는 수술용 인스트루먼트. The method of claim 1,
The operation unit,
And an actuation operation unit for controlling the actuation movement of the end tool;
a yaw operation unit formed on one side of the actuation operation unit and controlling the yaw movement of the end tool;
Formed on one side of the yaw manipulation unit, a surgical instrument comprising a pitch manipulation unit for controlling a pitch movement of the end tool.
상기 조작부는 제1 손잡이를 더 포함하고,
상기 요 조작부, 상기 액츄에이션 조작부 및 상기 피치 조작부 중 적어도 일부는 상기 제1 손잡이와 직접 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.17. The method of claim 16,
The operation unit further comprises a first handle,
At least some of the yaw manipulation unit, the actuation manipulation unit, and the pitch manipulation unit are surgical instruments, characterized in that formed to be directly connected to the first handle.
상기 액츄에이션 조작부는 하나 이상의 제2 손잡이를 구비하고,
상기 제2 손잡이는 사용자가 손가락을 사용하여 이동 또는 회전할 수 있도록 손고리 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.17. The method of claim 16,
The actuation operation unit is provided with one or more second handles,
The second handle is a surgical instrument, characterized in that formed in the shape of a hand ring so that the user can move or rotate using a finger.
상기 제1 조 와이어와 상기 제2 조 와이어는 상기 엔드 툴로부터 상기 연결부, 상기 피치 조작부, 상기 요 조작부를 차례로 거쳐서 상기 액츄에이션 조작부로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.17. The method of claim 16,
The Article 1 wire and Article 2 wire is a surgical instrument, characterized in that formed so as to be connected to the actuation operation unit through the connection unit, the pitch manipulation unit, and the yaw manipulation unit sequentially from the end tool.
상기 절곡부의 근위부(proximal end)에서의 상기 조작부의 형성 방향이 상기 수술용 인스트루먼트의 원위부(distal end) 방향이고, 상기 연결부와 상기 엔드 툴이 연결되는 지점에서의 상기 엔드 툴의 형성 방향도 상기 수술용 인스트루먼트의 원위부(distal end) 방향인 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
13. The method of claim 12,
The formation direction of the manipulation part at the proximal end of the bent part is the distal end direction of the surgical instrument, and the formation direction of the end tool at the point where the connection part and the end tool are connected is also the surgery A surgical instrument, characterized in that in the direction of the distal end of the instrument.
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