KR102433707B1

KR102433707B1 - 수술용 보조로봇

Info

Publication number: KR102433707B1
Application number: KR1020200111861A
Authority: KR
Inventors: 윤삼열
Original assignee: 윤삼열
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2022-08-22
Also published as: WO2022050483A1; KR20220030507A

Abstract

본 발명은, 로봇본체; 상기 로봇본체에 설치되는 복수개의 아암; 상기 아암의 단부에 설치되며, 대상물을 파지하는 로봇핸드; 및 상기 로봇본체에 설치되며, 상기 로봇핸드의 내부에 존재하는 공기를 외부로 토출시켜 상기 로봇핸드의 내부에 음압(Negative pressure)을 형성하는 음압형성수단을 포함하는 수술용 보조로봇을 제공한다.

Description

수술용 보조로봇{Assisting robot for surgical operation}

본 발명은 수술용 보조로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외과 수술에서 의료진이 파지해야 하는 대상 물체를 대신 파지하는 수술용 보조로봇에 관한 것이다.

일반적으로, 외과 수술을 시행함에 있어서 제1, 2 조수의 역할을 현재는 사람이 하고 있다. 그런데 조수 역할을 하는 외과 의사나 간호사는 고급 인력으로 구하기 어렵다는 단점이 있으며, 일정의 수련과정이 끝나고 집도의사와 잘 화합되는 시점에 해당 의료진이 이직하는 경우가 빈번한 실정이라, 고급 인력 유지 및 병원 운영에 많은 어려움이 있다. 또한, 집도의사가 사용하는 수술 로봇은 다수의 기업에 의해 개발 중이나, 현재 수술을 보조하는 조수 역할로서의 로봇에 대한 개발은 많이 진행이 되지 않은 상태이다.

다관절 로봇은 많은 산업분야에서 활용되고 있으나, 현재 시중에 개발되어 사용되는 로봇은 손 부위가 다양한 모양과 크기의 수술 기구, 복강경 카메라 및 작은 크기의 봉합사를 잡기에는 한계를 나타낸다. 즉, 로봇의 손이 집도의사의 외과 수술을 도울 때 잡는 파지 대상물(수술 기구)은, 폭 10mm~50mm, 두께 1mm~10mm의 얇은 철판, 30mm~60mm의 다양한 지름과 모양을 가진 복강경 카메라, 지름0.01mm~1mm의 가느다란 봉합사 등 다양하고, 이러한 수술 기구들이 외과 수술에서 기기 손상을 일으키지 않으면서 특정 위치에 고정된 상태를 유지하는 것이 중요하다. 즉, 기기를 잡을 때는 부드럽게 부여잡고, 그 후에는 움직이지 않게 고정시킬 수 있는 로봇핸드에 대한 개발이 필요한 실정이다.

공개특허 2009-0075553 수술용 보조로봇(2009.07.06 공개)

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 개발된 것으로써, 외과 수술에서 형태 및 강도의 변형이 자유로워 다양한 크기와 형상의 대상물을 파지할 수 있는 로봇핸드 및 이를 구비하는 수술용 보조로봇을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 로봇핸드는, 복수개의 관절부와, 상기 복수개의 관절부를 감싸며, 신축 가능한 소재로 형성된 보호부와, 상기 보호부와 관절부의 사이에 배치되며, 상기 관절부와 보호부 사이에 존재하는 공기가 외부로 토출됨에 따라 사이 간격이 좁아지는 복수개의 충진부를 포함할 수 있다.

상기 로봇핸드는, 상기 복수개의 충진부를 소정 갯수로 분할하여 각각 감싸며, 상기 관절부의 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 포켓부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수술용 보조로봇은, 상기 로봇핸드에 결합되며, 상기 아암의 단부에 착탈 및 회전 가능하게 설치되는 결합수단을 더 포함할 수 있다.

상기 결합수단은, 결합본체와, 상기 로봇핸드와 결합본체의 사이에 설치되며, 상기 복수개의 충진부보다 작은 크기의 연통홀이 복수개로 형성되는 차단막을 포함할 수 있다.

상기 결합수단은, 상기 결합본체의 내부에 설치되는 구동모터와, 상기 복수개의 관절부를 감싸며, 상기 차단막을 통과하여 구동모터에 연결되고, 상기 구동모터로부터 전달받은 동력에 의해 복수개의 관절부를 구동시키는 연결부재를 더 포함하며, 상기 로봇핸드는, 상기 관절부와 차단막의 사이에서 상기 보호부의 내벽에 결합되며, 상기 관절부가 회전 가능하게 설치되는 지지축을 더 포함할 수 있다.

상기 결합수단은, 상기 결합본체에 설치되는 음압연결부를 더 포함하며, 상기 복수개의 아암에 설치되며, 상기 음압연결부와 상기 음압형성수단을 서로 연결하는 음압연결관을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수술용 보조로봇은, 상기 로봇본체의 하부에 회전 가능하게 설치되는 회전바퀴와, 상기 로봇본체에 설치되며, 상기 로봇본체를 선택적으로 바닥면으로부터 상승시키는 승강지지대를 더 포함할 수 있다.

상기 복수개의 아암은, 상기 로봇본체에 회전 가능하게 결합되는 제1아암과, 상기 제1아암에 회전 가능하게 결합되는 제2아암과, 상기 제2아암에 회전 가능하게 설치되는 아암실린더와, 상기 아암실린더의 내부에 이동 가능하게 설치되며 상기 로봇핸드가 착탈 가능하게 설치되는 아암샤프트를 포함하는 제3아암을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수술용 보조로봇은, 상기 로봇핸드의 파지 대상물 또는 집도의사의 손에 착용되는 한 쌍의 신호발생수단과, 상기 복수개의 아암의 상기 로봇핸드 측 단부에 설치되며, 상기 한 쌍의 신호발생수단에서 발생되는 신호를 감지하는 신호감지수단과, 상기 로봇본체에 설치되며, 상기 한 쌍의 신호발생수단에서 발생되는 신호를 제어하고, 상기 신호감지수단이 감지한 신호 정보에 기초하여 상기 음압형성수단을 선택적으로 작동시켜 상기 로봇핸드가 상기 파지 대상물을 파지하도록 하는 제어수단을 더 포함할 수 있다.

상기 신호발생수단은, 파지 대상물 또는 집도의사의 손에 감싸지는 밴드부와, 상기 밴드부에 설치되며 신호를 발생시키는 신호발생부를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 신호발생수단은, 서로 소정 간격으로 이격 배치된 상태에서 각각 파지 대상물 또는 집도의사의 손에 설치되며, 상기 제어수단은, 상기 로봇핸드가 상기 한 쌍의 신호발생수단의 사이에 배치된 상태에서 상기 신호감지수단이 감지한 신호가 기 설정된 기준값 범위에 속하는 경우 상기 음압형성수단을 제어하여 상기 로봇핸드에 음압을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 수술용 보조로봇에 의하면, 로봇핸드의 내부에 음압(Negative pressure)을 형성함으로써, 로봇핸드의 형상을 다양하게 변경할 수 있으며, 로봇핸드로 하여금 파지 대상물에 대한 파지 강도를 조절 가능하게 할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 수술용 보조로봇에 의하면, 외과 수술에서 로봇핸드를 이용하여 다양한 형상과 크기의 대상물을 파지할 수 있으므로, 외과 수술 시 보조의사 및 간호 인력의 역할을 대체할 수 있으며, 인력 감축효과로 병원의 경영에 도움을 줄 수 있고, 외과의사 단독으로 진행되는 외과 수술에서의 수술기법 증진을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수술용 보조로봇의 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 로봇핸드 및 결합수단의 사시도이다.
도 3은 신호발생수단의 사시도이다.
도 4는 도 3의 신호발생수단이 철판에 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 신호발생수단이 봉합사를 잡고 있는 집도의사의 손에 설치된 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 수술용 보조로봇(1000)은, 로봇본체(1100), 복수개의 아암(1200), 로봇핸드(1300) 및 결합수단(1400)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 상기 로봇본체(1100)는, 바닥면(미도시) 상에 배치되는 것으로서, 측부에는 음압형성수단(1110)이 설치되며, 하부에는 회전바퀴(1120)와 승강지지대(1130)가 설치된다. 상기 음압형성수단(1110)은, 상기 로봇핸드(1300)에 음압(Negative pressure)을 형성하는 것으로, 여기서 음압이란 본 발명에 따른 수술용 보조로봇(1000)이 배치된 공간의 공기 압력보다 낮은 압력을 의미한다. 즉, 상기 로봇핸드(1300)에 음압을 형성한다는 것은, 상기 로봇핸드(1300) 외부의 공기 압력보다 내부의 공기 압력이 더 낮게 형성된다는 것을 의미한다. 상기 회전바퀴(1120)는, 상기 로봇본체(1100)의 하부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 회전바퀴(1120)가 회전함에 따라 상기 로봇본체(1100)가 바닥면 상에서 수평으로 이동하게 된다. 상기 승강지지대(1130)는, 상기 로봇본체(1100)를 선택적으로 바닥면으로부터 상승시켜, 상기 로봇본체(1100)가 더 이상 바닥면 상에서 이동하지 않고 특정 위치에서 고정배치된 상태를 유지하게 한다.

상기 복수개의 아암(1200)은, 상기 로봇본체(1100)에 설치되는 것으로서, 제1아암(1210), 제2아암(1220), 제3아암(1230)을 포함한다. 상기 제1아암(1210)은, 상기 로봇본체(1100)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제2아암(1220)은, 상기 제1아암(1210)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제3아암(1230)은, 상기 제2아암(1220)에 회전 가능하게 결합된다. 그리고 상기 제3아암(1230)은, 아암실린더(1231)와 아암샤프트(1232)를 포함한다. 상기 아암실린더(1231)는, 상기 제2아암(1220)에 회전 가능하게 결합되는 것으로서, 속이 빈 원기둥 형상으로 형성된다. 상기 아암샤프트(1232)는, 원기둥 형상의 봉 부재로서, 상기 아암실린더(1231)의 내부에 이동 가능하게 설치된다. 그리고 상기 아암샤프트(1232)의 단부에는, 상기 로봇핸드(1300) 및 결합수단(1400)이 착탈 가능하게 설치된다. 이때, 상기 결합수단(1400)과 아암샤프트(1232)는, 나사처럼 돌려서 서로 체결되는 방식일 수도 있고, 전자석에 의해 체결되는 등 다양한 방식으로 체결될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제3아암(1230)의 길이방향을 x축, 상하방향을 z축, 상기 x축과 z축에 대하여 각각 직교를 이루는 방향을 y축이라 하였을 때, 상기 복수개의 아암(1200)은, 각각 x축과 y축을 기준으로 회전운동을 할 수 있다. 이때, 상기 로봇핸드(1300)의 자연스러운 움직임을 위하여 상기 복수개의 아암(1200)은 수축, 이완 및 회전을 할 수 있다. 아울러 필요에 따라 상기 복수개의 아암(1200)의 개수는 변경될 수 있다.

상기 복수개의 아암(1200)에는, 음압연결관(1240)이 설치된다. 상기 음압연결관(1240)은, 상기 음압형성수단(1110)과 로봇핸드(1300)를 연결하며, 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 존재하는 공기는 상기 음압연결관(1240)을 통해 외부로 토출된다.

도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 로봇핸드(1300)는, 대상물(1,2)을 파지하기 위한 것으로, 복수개의 관절부(1310), 보호부(1320), 복수개의 충진부(1330), 복수개의 포켓부(1340), 지지축(1350)을 포함한다.

상기 복수개의 관절부(1310)는, 제1관절부(1311)와 제2관절부(1312)를 포함한다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 상기 복수개의 관절부(1310)는, 제3관절부(미도시), 제4관절부(미도시) ... 제n관절부(여기서 n은 5 이상의 자연수)를 더 구비할 수 있다. 상기 제1관절부(1311)와 제2관절부(1312)는, 파지 대상물(1,2)이 삽입될 수 있는 공간을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치된다. 이때, 상기 제1관절부(1311)는, 복수개의 제1관절부재(1313)를 포함하며, 상기 제2관절부(1312)는, 복수개의 제2관절부재(1314)를 포함한다. 상기 복수개의 제1관절부재(1313)는, 서로 회전 가능하게 결합되며, 상기 복수개의 제2관절부재(1314)는, 서로 회전 가능하게 결합된다. 파지 대상물(1,2)을 파지한 상태에서 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 음압이 형성되는 경우, 상기 제1관절부(1311)와 제2관절부(1312) 사이의 간격은 좁아지게 되며, 이에 따라 상기 로봇핸드(1300)는 파지 대상물(1,2)을 견고하게 파지하게 된다.

상기 보호부(1320)는, 상기 복수개의 관절부(1310)를 감싸며, 신축 가능한 소재로 형성된다. 예를 들면, 상기 보호부(1320)는, 실리콘, 인공 고무, 합성 플라스틱, 폴리비닐 등의 소재로 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 음압이 형성됨에 따라 상기 로봇핸드(1300)는 파지 대상물(1,2)을 파지하게 되고, 상기 보호부(1320)는 파지 대상물(1,2)과 직접 접촉하게 된다. 이때, 상기 로봇핸드(1300)의 내부 음압에 의해 상기 보호부(1320)는 수축한 상태에서 파지 대상물(1,2)과 접하게 되며, 상기 보호부(1320)와 파지 대상물(1,2) 사이에 존재하는 마찰을 통해 파지 대상물(1,2)이 보호부(1320)로부터 미끄러지지 않도록 할 수 있다.

상기 복수개의 충진부(1330)는, 상기 보호부(1320)와 관절부(1310)의 사이에 배치되며, 상기 관절부(1310)와 보호부(1320) 사이에 존재하는 공기가 상기 음압형성수단(1110)에 의해 상기 로봇핸드(1300)의 외부로 토출되어 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 음압이 형성됨에 따라, 사이 간격이 좁아진다. 상기 충진부(1330)는, 예를 들면 구슬일 수 있다. 상기 음압형성수단(1110)에 의해 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 존재하는 공기가 외부로 빠져나가는 경우, 상기 보호부(1320)는 수축되며, 상기 복수개의 충진부(1330)가 서로 밀착됨에 따라 인접하는 충진부(1330)와 충진부(1330) 사이의 간격은 줄어든다. 이는 마치 기체에서 액체, 또는 액체에서 고체로 물질이 상변화를 함에 따라 인접하는 원소(분자)와 원소(분자) 사이의 간격이 줄어드는 것과 같다. 따라서 평소에는 상기 복수개의 충진부(1330)가 상기 관절부(1310)와 보호부(1320) 사이의 공간을 충진하여 상기 로봇핸드(1300)의 외형이 유지되도록 하되, 파지 대상물(1,2)을 파지하기 위해 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 음압이 형성되는 경우에는 상기 제1관절부(1311)와 제2관절부(1312)가 서로 밀착된 형태를 그대로 유지하도록 한다.

이에 따라 본 발명은, 로봇핸드(1300)의 형상을 다양하게 변경할 수 있으며, 로봇핸드(1300)로 하여금 파지 대상물(1,2)에 대한 파지 강도를 조절 가능하게 할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 외과 수술에서 로봇핸드(1300)를 이용하여 다양한 형상과 크기의 대상물(1,2)을 파지할 수 있으므로, 외과 수술 시 보조의사 및 간호 인력의 역할을 대체할 수 있으며, 인력 감축효과로 병원의 경영에 도움을 줄 수 있고, 외과의사 단독으로 진행되는 외과 수술에서의 수술기법 증진을 도모할 수 있다.

상기 복수개의 포켓부(1340)는, 각각 상기 복수개의 충진부(1330)를 소정 갯수로 분할하여 각각 감싸도록 배치되며, 상기 관저부(1310)의 길이방향을 따라 배치된다. 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 음압이 형성될 시에, 상기 포켓부(1340) 역시 수축하게 된다.

상기 지지축(1350)은, 상기 관절부(1310)와 결합수단(1400)의 사이에 설치되며, 상기 관절부(1310)가 회전 가능하게 설치된다.

도 2를 참조하면, 상기 결합수단(1400)은, 상기 로봇핸드(1300)와 상기 아암샤프트(1232)의 사이에서 상기 로봇핸드(1300)를 상기 아암샤프트(1232)에 결합시키기 위한 것으로서, 상기 결합수단(1400)은 상기 로봇핸드(1300)의 손목 역할을 한다. 상기 결합수단(1400)은, 상기 로봇핸드(1300)에 결합되며, 상기 아암샤프트(1232)에 착탈 가능하게 설치된다. 이때, 상기 결합수단(1400)은, 상기 아암샤프트(1232)에 설치된 상태에서 회전도 가능하도록 설계된다. 상기 결합수단(1400)은, 결합본체(1410), 차단막(1420), 구동모터(1430), 연결부재(1440), 음압연결부(1450)를 포함한다.

상기 결합본체(1410)는, 속이 빈 원통 형상으로 형성되며, 상기 로봇핸드(1300)의 상기 아암샤프트(1232) 측 단부에 결합된다.

상기 차단막(1420)은, 상기 로봇핸드(1300)와 결합본체(1410)의 사이에 설치되며, 상기 복수개의 충진부(1330)보다 작은 크기의 연통홀이 복수개로 형성된다. 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 존재하는 공기는 상기 결합본체(1410)의 내부로 유입된 후, 차례로 상기 읍압연결부(1450), 음압연결관(1240) 및 상기 음압형성수단(1110)을 통해 외부로 토출되는데, 이때 상기 로봇핸드(1300)에 존재하는 공기가 상기 결합본체(1410)의 내부로 유입되도록, 상기 차단막(1420)에는 복수개의 연통홀이 형성되는 것이다. 이때, 상기 로봇핸드(1300)에 존재하는 충진부(1330)나 포켓부(1340)가 상기 결합본체(1410) 측으로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 상기 연통홀은 상기 충진부(1330)의 크기보다 작게 형성된다고 할 수 있다.

상기 구동모터(1430)는, 상기 결합본체(1410)의 내부에 설치된다. 상기 연결부재(1440)는, 상기 복수개의 관절부(1310)를 감싸며, 상기 차단막(1420)을 통과하여 상기 구동모터(1430)에 연결된다. 상기 구동모터(1430)의 동력이 상기 연결부재(1440)를 통해 상기 복수개의 관절부(1310)로 전달되며, 따라서 상기 복수개의 관절부(1310)는 관절 운동을 수행하게 된다. 상기 지지축(1350)은, 상기 관절부(1310)와 차단막(1420)의 사이에서 상기 보호부(1320)의 내벽에 결합되며, 상기 관절부(1310)가 회전 가능하게 설치된다.

상기 음압연결부(1450)는, 상기 결합본체(1410)의 외면에 설치되며, 상기 음압연결관(1240)이 연결된다. 상기 로봇핸드(1300)의 내부에 존재하는 공기는, 상기 결합본체(1410)의 내부로 유입된 후, 차례로 상기 읍압연결부(1450), 음압연결관(1240) 및 상기 음압형성수단(1110)을 통해 외부로 토출된다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 수술용 보조로봇(1000)은, 한 쌍의 신호발생수단(1150), 신호감지수단(1233) 및 제어수단(1140)을 더 포함한다. 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)은, 파지 대상물(1) 또는 집도의사의 손(3)에 착용된다. 상기 신호발생수단(1150)은, 밴드부(1151)와 신호발생부(1152)를 포함한다. 상기 밴드부(1151)는, 파지 대상물(1) 또는 집도의사의 손(3)에 감겨진다. 상기 신호발생부(1152)는, 상기 밴드부(1151)에 설치되며, 신호를 발생시킨다. 이때 상기 신호발생부(1152)가 발생시키는 신호는, 전자기파일 수도 있고, 초음파일 수도 있다. 그리고 상기 신호발생부(1152)는, 신호 발생을 위해 외부로부터 별도의 전력을 공급받을 수 있다.

상기 신호감지수단(1233)은, 상기 제3아암(1230)의 아암샤프트(1232) 중 상기 로봇핸드(1300) 측 단부에 설치되며, 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)의 각 신호발생부(1152)에서 발생되는 신호를 감지한다.

상기 제어수단(1140)은, 상기 로봇본체(1100)에 설치되며, 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)의 각 신호발생부(1152)에서 발생되는 신호를 각각 제어한다. 그리고 상기 제어수단(1140)은, 상기 신호감지수단(1233)으로부터 상기 신호감지수단(1233)이 감지한 신호 정보를 전달받으며, 전달받은 신호 정보에 기초하여 상기 음압형성수단(1110)을 선택적으로 작동시킨다. 이에 따라 상기 제어수단(1140)은, 상기 신호감지수단(1233)이 감지한 신호 정보에 따라 상기 로봇핸드(1300)가 선택적으로 파지 대상물(1,2)을 파지할 수 있도록 한다.

도 4를 참조하면, 파지 대상물(1)은 얇은 철판에 해당할 수 있다. 그리고 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)은, 서로 소정 간격으로 이격 배치된 상태에서 각각 파지 대상물(1)에 설치될 수 있다. 상기 로봇핸드(1300)는, 상기 복수개의 아암(1200)의 작동에 의해 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)의 사이로 근접하게 되는데, 이때 상기 신호감지수단(1233)이 감지하는 신호가 기 설정된 기준값 범위에 속하는 경우, 상기 로봇핸드(1300)가 멈춘 상태에서 상기 제어수단(1140)은 상기 음압형성수단(1110)을 제어하여 상기 로봇핸드(1300)가 파지 대상물(1)을 파지하도록 한다. 여기서, 상기 기 설정된 기준값이란, 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)의 각 신호발생부(1152)로부터 상기 신호감지수단(1233)까지의 거리를 의미하며, 상기 신호감지수단(1233)이 감지하는 신호가 기 설정된 기준값 범위에 속한다는 것은 상기 로봇핸드(1300)가 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150) 사이에서 특정 위치에 도달했다는 것을 의미할 수 있다.

도 5를 참조하면, 파지 대상물(2)은 가느다란 봉합사에 해당할 수 있다. 이때, 집도의사는 환자의 신체 부위(4)를 봉합사로 꿰멘 후 봉합사를 파지한 상태일 수 있다. 그리고 집도의사의 손(3)에는 각각 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)이 설치된 상태일 수 있다. 이 경우, 상기 로봇핸드(1300)가 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)의 사이로 진입한 상태에서, 상기 제어수단(1140)은 마찬가지로 상기 음압형성수단(1110)을 제어하여 상기 로봇핸드(1300)가 파지 대상물(2)을 파지하도록 할 수 있다.

이와 같이 한 쌍의 신호발생수단(1150)이 파지 대상물(1) 또는 집도의사의 손(3)에 설치된 상태에서, 상기 신호감지수단(1233)이 상기 한 쌍의 신호발생수단(1150)에서 발생되는 신호를 감지하고, 이를 통해 상기 로봇핸드(1300)가 파지 대상물(1,2)을 파지하도록 하는 경우, 상기 로봇핸드(1300)가 주변의 다른 장치나 집도의사의 다른 신체 부위에 간섭을 일으키지 않은 상태에서 파지 대상물(1,2)로 접근하여 파지대상물(1,2)을 파지할 수 있다.

한편, 상기 복수개의 아암(1200) 및 로봇핸드(1300)는, 버튼제어 또는 음성인식을 통해 동작을 수행할 수 있다. 따라서 집도의사는 상기 로봇핸드(1300)를 직접 파지하여 파지 대상물(1,2) 측으로 접근시키는 것이 아니라, 버튼 또는 음성을 통해 복수개의 아암(1200)과 로봇핸드(1300)를 공간 상에서 움직일 수 있다.

1000 : 수술용 보조로봇 1100 : 로봇본체
1200 : 아암 1300 : 로봇핸드
1400 : 결합수단

Claims

로봇본체;
상기 로봇본체에 설치되는 복수개의 아암;
상기 아암의 단부에 설치되며, 대상물을 파지하는 로봇핸드; 및
상기 로봇본체에 설치되며, 상기 로봇핸드의 내부에 존재하는 공기를 외부로 토출시켜 상기 로봇핸드의 내부에 음압(Negative pressure)을 형성하는 음압형성수단을 포함하고,
상기 로봇핸드는,
복수개의 관절부와,
상기 복수개의 관절부를 감싸며, 신축 가능한 소재로 형성된 보호부와,
상기 보호부와 관절부의 사이에 배치되며, 상기 관절부와 보호부 사이에 존재하는 공기가 외부로 토출됨에 따라 사이 간격이 좁아지는 복수개의 충진부를 포함하는 수술용 보조로봇.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 로봇핸드는,
상기 복수개의 충진부를 소정 갯수로 분할하여 각각 감싸며, 상기 관절부의 길이방향을 따라 배치되는 복수개의 포켓부를 더 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇핸드에 결합되며, 상기 아암의 단부에 착탈 및 회전 가능하게 설치되는 결합수단을 더 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 4에 있어서,
상기 결합수단은,
결합본체와,
상기 로봇핸드와 결합본체의 사이에 설치되며, 상기 복수개의 충진부보다 작은 크기의 연통홀이 복수개로 형성되는 차단막을 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 5에 있어서,
상기 결합수단은,
상기 결합본체의 내부에 설치되는 구동모터와,
상기 복수개의 관절부를 감싸며, 상기 차단막을 통과하여 구동모터에 연결되고, 상기 구동모터로부터 전달받은 동력에 의해 복수개의 관절부를 구동시키는 연결부재를 더 포함하며,
상기 로봇핸드는,
상기 관절부와 차단막의 사이에서 상기 보호부의 내벽에 결합되며, 상기 관절부가 회전 가능하게 설치되는 지지축을 더 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 5에 있어서,
상기 결합수단은,
상기 결합본체에 설치되는 음압연결부를 더 포함하며,
상기 복수개의 아암에 설치되며, 상기 음압연결부와 상기 음압형성수단을 서로 연결하는 음압연결관을 더 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇본체의 하부에 회전 가능하게 설치되는 회전바퀴와,
상기 로봇본체에 설치되며, 상기 로봇본체를 선택적으로 바닥면으로부터 상승시키는 승강지지대를 더 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 아암은,
상기 로봇본체에 회전 가능하게 결합되는 제1아암과,
상기 제1아암에 회전 가능하게 결합되는 제2아암과,
상기 제2아암에 회전 가능하게 설치되는 아암실린더와, 상기 아암실린더의 내부에 이동 가능하게 설치되며 상기 로봇핸드가 착탈 가능하게 설치되는 아암샤프트를 포함하는 제3아암을 포함하는 수술용 보조로봇.
로봇본체;
상기 로봇본체에 설치되는 복수개의 아암;
상기 아암의 단부에 설치되며, 대상물을 파지하는 로봇핸드; 및
상기 로봇본체에 설치되며, 상기 로봇핸드의 내부에 존재하는 공기를 외부로 토출시켜 상기 로봇핸드의 내부에 음압(Negative pressure)을 형성하는 음압형성수단;
상기 로봇핸드의 파지 대상물 또는 집도의사의 손에 착용되는 한 쌍의 신호발생수단;
상기 복수개의 아암의 상기 로봇핸드 측 단부에 설치되며, 상기 한 쌍의 신호발생수단에서 발생되는 신호를 감지하는 신호감지수단; 및
상기 로봇본체에 설치되며, 상기 한 쌍의 신호발생수단에서 발생되는 신호를 제어하고, 상기 신호감지수단이 감지한 신호 정보에 기초하여 상기 음압형성수단을 선택적으로 작동시켜 상기 로봇핸드가 상기 파지 대상물을 파지하도록 하는 제어수단을 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 10에 있어서,
상기 신호발생수단은,
파지 대상물 또는 집도의사의 손에 감싸지는 밴드부와,
상기 밴드부에 설치되며 신호를 발생시키는 신호발생부를 포함하는 수술용 보조로봇.
청구항 10에 있어서,
상기 한 쌍의 신호발생수단은, 서로 소정 간격으로 이격 배치된 상태에서 각각 파지 대상물 또는 집도의사의 손에 설치되며,
상기 제어수단은, 상기 로봇핸드가 상기 한 쌍의 신호발생수단의 사이에 배치된 상태에서 상기 신호감지수단이 감지한 신호가 기 설정된 기준값 범위에 속하는 경우 상기 음압형성수단을 제어하여 상기 로봇핸드에 음압을 형성하는 수술용 보조로봇.