KR20020094528A

KR20020094528A - Micro robot

Info

Publication number: KR20020094528A
Application number: KR1020010032798A
Authority: KR
Inventors: 김병규; 김경대; 임헌영; 박종오
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-12-18
Also published as: KR100387119B1

Abstract

PURPOSE: A micro robot is provided to achieve a simple and efficiency structure, while allowing ease of manufacture and cost and size reduction. CONSTITUTION: A micro robot comprises a main body; a motor(2) serving as a driving member and which is mounted within the main body; a worm(1) serving as a rotating force transfer unit, and which is mounted within the main body and transfers the force generated from the motor; a motion converting unit mounted to the main body, and which operates by the force transferred from the rotating force transfer unit, and has an eccentric shaft(17); and a plurality of legs(10) each of which has an end(10a) connected to the eccentric shaft of the motion converting unit and the other end(10b) performing elliptic motion by a guide member. The motion converting unit includes a disk(9) where the eccentric shaft is attached; gears(5,6) engaged with the worm, and which rotate the disk; and a plurality of gear boxes disposed along the circumference of the main body so as to fix the disk and gears to be rotatable.

Description

Micro Robots {MICRO ROBOT}

본 발명은 마이크로 로봇에 관한 것으로, 특히 편심된 축에 다리의 일단부가 연결되어 편심된 축의 회전에 의한 끝단부의 타원운동으로 다수개의 다리를 움직여 스스로 이동할 수 있는 마이크로 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a micro-robot, and more particularly, to a micro-robot which can move itself by moving a plurality of legs by the elliptical movement of the end portion by the rotation of the eccentric shaft is connected to one end of the leg to the eccentric shaft.

내시경용 마이크로 로봇이란 그 속에 대장 또는 소장 등 장기의 내부를 촬영할 수 있는 초소형 카메라를 비롯해 조직을 떼어내는 핀셋, 외부에 장기 내부 영상을 보낼 수 있는 통신장비, 기타 진단을 의한 장비 등 최첨단 장비가 탑재되어 의사가 암 조직을 만져보는 것과 같이 병증이 있는 부위를 검사하는 등 그 상태를 알아낼 수 있는 마이크로 로봇을 말한다. 이러한 마이크로 로봇이 개발되면 환자에게 큰 고통을 주지 않고 위, 소장 또는 대장 등의 내시경 촬영뿐만 아니라 간단한 수술, 약물주사 등이 가능하다.Endoscopic micro robots are equipped with state-of-the-art equipment such as microscopic cameras that can photograph the inside of the organs such as the large intestine or small intestine, tweezers that remove tissues, communication equipment that can send internal organ images to the outside, and other diagnostic equipment. It is a micro-robot that can detect the condition by examining a diseased area such as a doctor touching a cancerous tissue. When such a micro robot is developed, it is possible to perform simple surgery and drug injection as well as endoscopy of the stomach, small intestine, or large intestine without causing much pain to the patient.

그런데, 현재 종래의 자율이동형 내시경용 마이크로 로봇은 아직까지 상용화 된 단계에 이른 것이 없으며, 내시경 장비를 의사가 직접 제어하여 시술하고 있다. 이러한 형태의 내시경에 의한 시술은 의사의 시술 능력에 따라 시술 시간이 현저히 좌우되고, 환자에게 많은 고통이 주어진다.However, at present, the conventional autonomous mobile endoscope micro robot has not yet reached the commercialized stage, and the surgeon directly controls the endoscope equipment. The procedure by this type of endoscope is significantly affected by the procedure time according to the doctor's treatment ability, and a lot of pain is given to the patient.

최근에 알려진 내시경용 마이크로 로봇의 하나인 자가구동 내시경은 자벌레(inch worm) 형태의 구동방식으로 공기에 의해 부풀려지는 클램퍼(clamper)로 소장이나 대장 등의 벽에 지지하여 이동하는 방식이다.One of the recently known endoscope micro robots, a self-driven endoscope is a method of driving an inch worm, a clamper which is inflated by air, and is supported by a wall of a small intestine or a large intestine.

그러나, 이러한 방식은 미끄럽고 쉽게 변형되는 인체 내의 환경에서는 확실하게 지지력을 제공할 수 없거나, 심하게 지지력을 높이려 할 경우 연약한 장벽에 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있다. 특히 클램퍼의 팽창으로 인해 장(腸) 내벽에 압박을 가해 장(腸)에 심각한 국소 출혈을 일으킬 수도 있다.However, this method has a problem that can not reliably provide support in the environment in the body that is slippery and easily deformed, or may damage the fragile barrier if the support is severely increased. In particular, the expansion of the clamper may put pressure on the intestinal lining, causing severe local bleeding in the intestine.

상기한 바와 같은 문제점을 고려하여 안출된 본 발명의 목적은 편심된 축을 구비하고 상기 편심된 축에 다리의 일단부를 연결하여 상기 편심된 축의 회전과 가이드수단에 의한 다리의 타단부의 타원 운동에 의해 다수개의 다리의 운동으로 대장 등 장의 내부에서 이동하면서 장 내부의 병변을 확인할 수 있는 마이크로 로봇을 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to have an eccentric shaft and to connect one end of the leg to the eccentric shaft by rotation of the eccentric shaft and elliptic motion of the other end of the leg by the guide means. It is to provide a micro robot that can check the lesions in the intestine while moving in the intestine, such as the large intestine by the movement of multiple legs.

도 1a는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 사시도를 나타낸 것이다.Figure 1a shows a perspective view of a micro robot of one embodiment according to the present invention.

도 1b는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 분해사시도를 나타낸 것이다.Figure 1b shows an exploded perspective view of a micro robot of one embodiment according to the present invention.

도 2a는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 내부를 보여주는 절개도를 나타낸 것이다.Figure 2a shows a cutaway view showing the inside of the micro robot of one embodiment according to the present invention.

도 2b는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 단면도를 나타낸 것이다.Figure 2b shows a cross-sectional view of a micro robot of one embodiment according to the present invention.

도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 다리의 운동의 개략도를 나타낸 것이다.Figure 3a shows a schematic diagram of the movement of the legs of the microrobot of one embodiment according to the present invention.

도 3b는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 주요 구성요소들의 결합 상태를 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.Figure 3b shows a perspective view showing the coupling state of the major components of the microrobot of one embodiment according to the present invention.

도 4a는 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 로봇의 내부를 보여주는 절개도를 나타낸 것이다.Figure 4a shows a cutaway view showing the inside of a micro robot of another embodiment according to the present invention.

도 4b는 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 로봇의 단면도를 나타낸 것이다.Figure 4b shows a cross-sectional view of a micro robot of another embodiment according to the present invention.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for main parts of drawing *****

1 : 웜2 : 소형 모터1: Worm 2: Small Motor

3 : 커플링4 : 베어링3: coupling 4: bearing

5 : 제 1기어5' : 기어5: first gear 5 ': gear

6 : 제 2기어7 : 상판6: second gear 7: top plate

8 : 플레이트8' : 플레이트8: plate 8 ': plate

9 : 원판10 : 다리9: disc 10: leg

10a : 일단부10b : 타단부10a: one end 10b: the other end

10' : 슬롯11 : 피봇10 ': slot 11: pivot

12 : 발판13 : 몸체12: footrest 13: body

13' : 프레임14 : 전반부 캡13 ': Frame 14: First half cap

15 : 후반부 캡16 : 소형 카메라15: Rear half cap 16: Small camera

17 : 편심된 축18 : 크랭크축17: eccentric shaft 18: crank shaft

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 몸체와, 상기 몸체 내에 장착된 구동수단과, 상기 몸체 내에 장착되며 상기 구동수단에 의해 발생되는 구동력을 전달하는 회전력전달수단과, 상기 몸체에 장착되며 상기 회전력전달수단에 의해 구동되며 편심된 축을 가지는 운동변환수단과, 상기 운동변환수단의 편심된 축에 일단부가 연결되고 가이드수단에 의해 타단부가 타원운동을 하는 다수개의 다리를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 로봇을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention provides a body, a driving means mounted in the body, a rotational force transmitting means mounted in the body and transmitting a driving force generated by the driving means, and It is mounted to the body and driven by the rotational force transmission means and has an eccentric shaft, and one end is connected to the eccentric shaft of the motion conversion means and a plurality of legs that the other end is an elliptic movement by the guide means It provides a micro robot, characterized in that.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 회전력전달수단은 웜(worm)이며, 상기 운동변환수단은 상기 편심된 축이 부착된 원판과, 상기 웜에 맞물려 회전되고 상기 원판을 회전시키는 기어수단과, 상기 기어수단과 원판을 회전 가능하게 고정시켜 주도록 상기 몸체의 둘레에 종방향으로 배치된 다수개의 기어박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 로봇을 제공한다.The present invention is an embodiment, wherein the rotational force transmission means is a worm, the motion conversion means is a disk with the eccentric shaft is attached, the gear means for rotating in rotation with the worm, and the It provides a micro-robot comprising a plurality of gearboxes disposed longitudinally around the body to secure the gear means and the disc rotatably.

또한, 상기 기어박스가 상판과 그 상판의 길이방향 좌우에 결합된 한 쌍의 플레이트를 포함하며, 상기 플레이트는 상기 기어수단이 회전 가능하게 고정될 수 있도록 다수개의 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the gearbox includes a top plate and a pair of plates coupled to the left and right in the longitudinal direction of the top plate, characterized in that the plate is formed with a plurality of holes so that the gear means can be rotatably fixed.

상기 한 쌍의 플레이트에 각각 상기 원판이 회전 가능하게 고정되어 쌍을 이루며, 상기 다리는 상기 원판의 편심된 축에 일단부가 연결되어 쌍을 이룰 수 있다. 상기 쌍을 이루는 다리는 그 두 개의 끝단부에 고정되는 발판을 가지며, 상기 발판은 완충수단으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 완충수단은 실리콘 등과 같은 부드럽고 마찰력이 높은 것이 좋다.The discs are rotatably fixed to the pair of plates, respectively, to form a pair, and the legs may be paired with one end connected to an eccentric shaft of the disc. The paired legs have a footrest fixed to the two ends thereof, and the footrest may be made of a cushioning means. Preferably, the buffer means is soft, such as silicon or the like, high friction.

상기 기어수단은 상기 몸체의 길이방향으로 일정한 간격으로 배치된 다수개의 제 1기어와 제2기어를 포함하며, 상기 제 1기어는 상기 웜에 맞물려 회전되며, 상기 제 2기어는 상기 제 1기어에 맞물려 회전되는 것을 특징으로 한다. 상기 제 2기어의 축은 연장되어 상기 각각의 플레이트를 관통하여 상기 한 쌍의 원판의 축을 이룬다.The gear means includes a plurality of first gears and a second gear disposed at regular intervals in the longitudinal direction of the body, the first gear is rotated in engagement with the worm, the second gear is connected to the first gear It is characterized in that the rotation is engaged. The axis of the second gear extends through the respective plates to form the axis of the pair of discs.

상기 가이드 수단은 상기 다리에 그 길이방향으로 형성된 슬롯과, 상기 기어박스의 상판에 설치되며 상기 슬롯을 관통하는 피봇으로 이루어질 수 있다.The guide means may be formed of a slot formed in the longitudinal direction of the leg, and a pivot which is installed on the upper plate of the gear box and penetrates the slot.

또한, 본 발명은 다른 실시예로서, 상기 운동변환수단이 상기 다리의 일단부와 연결된 다수의 크랭크축 쌍과 상기 웜에 맞물려 회전되는 다수의 기어와 상기 기어와 크랭크축을 회전 가능하게 고정시켜 주는 한 쌍의 플레이트를 포함하며, 상기 크랭크축은 상기 편심된 축이며, 상기 기어는 상기 몸체의 길이방향으로 일정한 간격으로 배치되며, 상기 기어의 양쪽 축에 각각 크랭크축이 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로 로봇을 제공한다.In addition, the present invention is another embodiment, as long as the movement converting means to rotatably fix the gear and the crankshaft and a plurality of gears rotated in engagement with the plurality of crankshaft pair and the worm connected to one end of the leg; And a pair of plates, wherein the crankshaft is the eccentric shaft, the gears are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the body, and the crankshaft is connected to both axes of the gear, respectively. to provide.

상기 다리는 일단부가 상기 크랭크축 쌍 각각에 연결되어 쌍을 이루는 것을 특징으로 한다. 상기 가이드 수단은 상기 다리에 그 길이방향으로 형성된 슬롯과 상기 플레이트에 설치되며 상기 슬롯을 관통하는 피봇으로 이루어질 수 있다.The legs are characterized in that the one end is connected to each of the pair of crankshaft to form a pair. The guide means may be formed of a slot formed in the longitudinal direction of the leg and the pivot and penetrates the slot.

또한, 본 발명은 일 실시예 및 다른 실시예에서, 상기 몸체는 전반부 캡과, 후반부 캡과 상기 전반부 캡을 포함하며, 상기 기어박스는 상기 전반부 캡과 후반부 캡을 연결하는 것을 특징으로 하는 마이크로 로봇을 제공한다. 상기 다수의 기어박스 사이에 상기 전반부 캡과 후반부 캡을 연결하는 다수의 프레임이 설치될 수 있다. 상기 전반부 캡은 상기 웜이 회전할 수 있도록 안쪽 면에 베어링이 형성될 수도 있다.In addition, in one embodiment and another embodiment of the present invention, the body includes a front half cap, a rear half cap and the front half cap, and the gearbox connects the first half cap and the second half cap. To provide. A plurality of frames connecting the first half cap and the second half cap may be installed between the plurality of gearboxes. The first half cap may be formed with a bearing on the inner surface to rotate the worm.

상기 회전력전달수단은 커플링에 의해 상기 구동수단에 연결될 수 있다. 상기 웜은 내부에 공간을 두어 상기 구동수단이 장착될 수도 있다.The torque transmission means may be connected to the drive means by a coupling. The worm may have a space therein to mount the driving means.

또한, 본 발명은 상기 다수개의 다리는 상기 편심된 축에 일정한 위상차를 가지며 상기 다리의 일단부가 결합되어, 상기 다수개의 다리의 타단부가 정현파 형태의 배열을 이루어 운동하는 것을 특징으로 하는 마이크로 로봇을 제공한다.In addition, the present invention is a plurality of legs having a constant phase difference on the eccentric axis and one end of the leg is coupled, the other end of the plurality of legs is a micro robot, characterized in that the movement in the form of a sinusoidal arrangement to provide.

첨부된 도면에 도시된 실시예에 따라 본 발명에 따른 마이크로 로봇에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with respect to the micro-robot according to the present invention according to the embodiment shown in the accompanying drawings.

도 1a와 1b는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 사시도 및 분해사시도를 나타낸 것이고, 도 2a와 2b는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 내부를 보여주는 절개도 및 단면도를 나타낸 것으로, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.Figure 1a and 1b is a perspective view and an exploded perspective view of a micro robot of one embodiment according to the present invention, Figures 2a and 2b is a cutaway view and a cross-sectional view showing the interior of an embodiment of the micro robot according to the present invention, The configuration is as follows.

도 1a와 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇은 몸체(13)와, 상기 몸체(13) 내에 장착된 구동수단과, 상기 몸체(13) 내에 장착되며 상기 구동수단에 의해 발생되는 구동력을 전달하는 회전력전달수단과, 상기 몸체(13)에 장착되며 상기 회전력전달수단에 의해 구동되며 편심된 축(17)을 가지는 운동변환수단과, 상기 운동변환수단의 편심된 축(17)에 일단부(10a)가 연결되고 가이드수단에 의해 타단부(10b)가 타원운동을 하는 다수개의 다리(10)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 1A and 1B, the microrobot of the embodiment according to the present invention includes a body 13, drive means mounted in the body 13, and mounted in the body 13 to the drive means. Rotation force transmission means for transmitting a driving force generated by the movement, the movement conversion means mounted on the body 13, driven by the rotation force transmission means and having an eccentric shaft 17, and the eccentric shaft of the movement conversion means ( One end 10a is connected to the other end 17, and the other end 10b is configured to include an elliptical motion by the guide means.

상기 몸체(13)에는 소형 카메라(16)가 장착되어 장(腸) 내부를 촬영한다. 상기 구동수단은 소형 모터(2)로 도 1b에 도시된 바와 같이, 마이크로 로봇의 몸체(13) 길이방향의 소형화를 위해 상기 회전력전달수단, 즉 웜(worm)(1) 내부에 공간을 두어 그 내부에 설치된다.The body 13 is equipped with a small camera 16 to photograph the inside of the intestine (腸). The drive means is a small motor (2) as shown in Figure 1b, in order to reduce the longitudinal direction of the body 13 of the micro-robot 13, a space inside the rotational force transmission means, that is, worm (1) It is installed inside.

상기 운동변환수단은 상기 편심된 축(17)이 부착된 원판(9)과, 상기 웜(1)에 맞물려 회전되고 상기 원판(9)을 회전시키는 기어수단과, 상기 기어수단과 원판(1)을 회전 가능하게 고정시켜 주도록 상기 몸체(13)의 둘레에 종방향으로 배치된 다수개의 기어박스를 포함하여 구성된다.The motion converting means includes a disc 9 having the eccentric shaft 17 attached thereto, a gear means that is engaged with the worm 1 and rotates the disc 9, and the gear means and disc 1. It comprises a plurality of gearbox disposed in the longitudinal direction around the body 13 to secure the rotatably.

또한, 상기 몸체(13)는 웜(1)의 원활한 회전을 위해 베어링(4)을 설치한 전반부 캡(14)과 소형모터(2)가 고정되는 후반부 캡(15)을 포함하며, 상기 다수개의기어박스가 상기 전반부 캡(14)과 후반부 캡(15)을 연결하며 방사적으로 배치되어 있다. 상기 기어박스 사이에는 프레임(13')을 두어 회전하는 웜(1)과 원판(9)들을 외부로부터 차단한다.In addition, the body 13 includes a front half cap 14 having a bearing 4 and a rear half cap 15 to which the small motor 2 is fixed, for smooth rotation of the worm 1. A gearbox is arranged radially connecting the first half cap 14 and the second half cap 15. A frame 13 'is disposed between the gearboxes to block the rotating worm 1 and the disc 9 from the outside.

또한, 상기 기어박스는 상판(7)과 그 상판(7)의 길이방향 좌우에 결합된 한 쌍의 플레이트(8)를 포함하며, 상기 플레이트(8)는 상기 기어수단이 회전 가능하게 고정될 수 있도록 상기 기어수단의 축(5a, 6a)들이 결합할 수 있는 다수개의 구멍(8a)이 형성된다.In addition, the gearbox includes a top plate (7) and a pair of plates (8) coupled to the left and right in the longitudinal direction of the top plate (7), the plate (8) can be fixed to the gear means rotatably A plurality of holes 8a are formed so that the shafts 5a, 6a of the gear means can engage.

특히, 상기 기어박스는 그 분해 또는 조립을 쉽게 하고, 회전하는 기어(5, 6)들을 외부로부터 차단하기 위하여 볼트와 같은 체결 수단으로 체결할 수 있다.In particular, the gearbox can be fastened by fastening means such as bolts in order to facilitate its disassembly or assembly and to block the rotating gears 5 and 6 from the outside.

상기 한 쌍의 플레이트(8)에는 각각 상기 원판(9)이 회전 가능하게 고정되어 쌍을 이루며, 상기 다리(10)는 상기 원판(9)의 편심된 축(17)에 일단부가(10a) 연결되어 쌍을 이루고 있다.The disc 9 is rotatably fixed to the pair of plates 8, respectively, and forms a pair, and the leg 10 has one end 10a connected to the eccentric shaft 17 of the disc 9. Are paired.

상기 쌍을 이루는 다리(10)는 그 두 개의 끝단부(10b)에 고정되는 발판(12)을 가지며, 상기 발판(12)은 장(腸)과의 마찰력을 높이고, 안전한 운동을 위해서는 바람직하게는 실리콘 같은 완충수단으로 만들어진다. 또한, 장(腸)벽에 타원운동을 하는 부분을 넓혀 보다 확실하고 안정된 자세로 장(腸)내에서 마이크로 로봇이 이동할 수 있게 한다. 경우에 따라서는, 상기 다리(10)는 각각 끝단부(10b)에 발을 포함하여 이동할 수도 있다.The paired legs 10 have a footrest 12 fixed to their two ends 10b, the footrest 12 preferably increasing frictional strength with the intestine and for safe movement. It is made of cushioning means such as silicone. In addition, the elliptical motion of the intestinal wall is widened to allow the microrobot to move within the intestine in a more stable and stable posture. In some cases, each of the legs 10 may include a foot at each end 10b.

상기 기어수단은 상기 몸체(13)의 길이방향으로 일정한 간격으로 배치된 다수개의 제 1기어(5)와 제2기어(6)를 포함하며, 상기 제 1기어(5)는 상기 웜(1)에맞물려 회전되며, 상기 제 2기어(6)는 상기 제 1기어(5)에 맞물려 회전된다. 상기 제 2기어(6)의 축(6a)은 연장되어 상기 각각의 플레이트(8)를 관통하여 상기 한 쌍의 원(9)판의 축을 이룬다.The gear means includes a plurality of first gears 5 and second gears 6 arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the body 13, wherein the first gear 5 is the worm 1. The second gear 6 is rotated in engagement with the first gear (5). The shaft 6a of the second gear 6 extends to penetrate the respective plates 8 to form the axis of the pair of circle 9 plates.

상기 가이드 수단은 상기 다리(10)에 그 길이방향으로 형성된 슬롯(10')과, 상기 기어박스의 상판(7)에 설치되며 상기 슬롯(10')을 관통하는 피봇(11)으로 이루어진다.The guide means comprises a slot (10 ') formed in the longitudinal direction on the leg (10), and a pivot (11) installed in the upper plate (7) of the gearbox and penetrates through the slot (10').

본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the microrobot of an embodiment according to the present invention.

도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇의 다리의 운동을 나타낸 것이다.Figure 3a shows the movement of the leg of the microrobot of one embodiment according to the present invention.

도 3a는 다리(10)의 타단부(10b)의 타원운동을 예시하고 있다. 도 3a는 각각의 다리(10)의 초기 상태를 나타내고, 각 원판(9)이 회전하게 되면, 다리(10)는 초기 위치에서 도 3a에 도시된 바와 같이 화살표 방향으로 타원 운동을 하게 된다.3A illustrates an elliptic movement of the other end 10b of the leg 10. Fig. 3a shows the initial state of each leg 10, and when each disc 9 is rotated, the leg 10 will be elliptical in the direction of the arrow as shown in Fig. 3a at the initial position.

상기와 같은 다수개의 다리(10)의 타원 운동으로 마이크로 로봇은 이동할 수 있게 되며, 원판(9)의 회전 방향을 달리함으로써 전·후진이 가능하게 된다.The elliptic motion of the plurality of legs 10 as described above can move the micro robot, it is possible to move forward and backward by changing the rotation direction of the disc (9).

도 3b는 상기와 같은 타원 운동을 구현하기 위하여 그 구체적인 주요 구성요소들의 결합을 보여주는 사시도이다. 즉 제 2기어(6)의 축이 연장되어 플레이트(8)를 관통하고, 그 축의 끝단에 원판(9)을 부착하여 원판(9)에로의 회전력을 전달하게 되다.Figure 3b is a perspective view showing the combination of the specific major components to implement such an elliptic motion. That is, the shaft of the second gear 6 extends to penetrate the plate 8, and the disk 9 is attached to the end of the shaft to transmit the rotational force to the disk 9.

상기 원판(9)에 편심된 축(17)을 두고 상기 편심된 축(17)과 상기 다리(10)의 일단부(10a)가 연결된다. 상기 다리(10)의 일단부(10a)는 상기 원판(9)의 중심으로부터 편심된 축(17)까지의 거리의 두배로 상하 변위를 얻게 된다.The eccentric shaft 17 and one end 10a of the leg 10 are connected with the eccentric shaft 17 on the disc 9. One end 10a of the leg 10 obtains vertical displacement at twice the distance from the center of the disc 9 to the eccentric shaft 17.

한편, 가이드 수단인 상기 다리(10)에 형성된 슬롯(10')과 상기 기어박스의 상판(7)에 설치된 피봇(11)에 의해 상기 다리(10)의 타단부(10b)는 타원의 회전 운동을 하게 된다.On the other hand, the other end 10b of the leg 10 is rotated by an ellipse by the slot 10 'formed on the leg 10 as a guide means and the pivot 11 installed on the upper plate 7 of the gear box. Will be

특히, 상기 다리(10)의 일단부(10a)가 연결된 편심된 축(17)의 위치를 일정한 위상차를 가지게 하여 여러 개의 다리(10)를 몸체(13) 길이 방향으로 배치하면, 상기 각각의 다리(10)는 일정한 위상차를 가지며 타원운동을 하게 됨으로써 전체적으로 상기 다리(10)의 타단부(10b)는 부드러운 곡선 형태를 이루게 된다. 즉 상기 다리(10)의 타단부(10b)는 정현파 형태의 배열을 이루면서 운동을 하게 된다.In particular, when the plurality of legs 10 are arranged in the longitudinal direction of the body 13 by positioning the eccentric shaft 17 to which the one end 10a of the leg 10 is connected to have a constant phase difference, the respective legs 10 has an elliptic motion with a constant phase difference, and the other end 10b of the leg 10 as a whole has a smooth curved shape. In other words, the other end portion 10b of the leg 10 moves while forming an sine wave array.

도 4a와 4b는 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 로봇의 절개도 및 단면도를 나타낸 것으로, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.4A and 4B show a cutaway view and a cross-sectional view of a micro robot according to another embodiment of the present invention.

도 4a와 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 로봇은 몸체(13)와, 상기 몸체(13) 내에 장착된 구동수단과, 상기 몸체(13) 내에 장착되며 상기 구동수단에 의해 발생되는 구동력을 전달하는 회전력전달수단과, 상기 몸체(13)에 장착되며 상기 회전력전달수단에 의해 구동되며 크랭크축(18)을 가지는 운동변환수단과, 상기 운동변환수단의 크랭크축(18)에 일단부(10a)가 연결되고 가이드수단에 의해 타단부(10b)가 타원운동을 하는 다수개의 다리(10)를 포함하여 구성된다.As shown in Figures 4a and 4b, a microrobot of another embodiment according to the present invention comprises a body 13, drive means mounted in the body 13, mounted in the body 13 and in the drive means. Rotation force transmission means for transmitting a driving force generated by the movement, the movement conversion means mounted to the body 13 and driven by the rotation force transmission means and having a crank shaft 18, the crank shaft 18 of the movement conversion means One end portion (10a) is connected to the other end portion 10b by the guide means is configured to include a plurality of legs 10 to the elliptic movement.

상기 몸체(13)에는 상기 일 실시예의 마이크로 로봇과 같이, 소형카메라(16)가 장착되어 장(腸) 내부를 촬영한다. 또한 상기 구동수단은 소형 모터(2)로 도 4b에 도시된 바와 같이 후반부 캡(15)에 설치되어 커플링(3)에 의해 상기 웜(1)에 연결되어 있다.Like the micro robot of the embodiment, the body 13 is equipped with a small camera 16 to photograph the inside of the intestine. In addition, the drive means is a small motor (2) is installed in the rear half cap (15) as shown in Figure 4b and is connected to the worm (1) by a coupling (3).

상기 운동변환수단은 상기 다리의 일단부(10a)와 연결된 다수의 크랭크축(18) 쌍과 상기 웜(1)에 맞물려 회전되는 다수의 기어(5')와 상기 기어(5')와 크랭크축(18)을 회전 가능하게 고정시켜 주는 한 쌍의 플레이트(8')를 포함한다.The motion converting means includes a plurality of pairs of crankshafts 18 connected to one end 10a of the leg and a plurality of gears 5 'and a plurality of gears 5' and a crankshaft rotated in engagement with the worm 1. And a pair of plates 8 'for rotatably fixing the 18.

상기 크랭크축(18)은 상기 편심된 축이며, 상기 기어(5')는 상기 몸체(13)의 길이방향으로 일정한 간격으로 배치되며, 상기 기어(5')의 양쪽 축에 각각 크랭크축(18)이 연결된다.The crankshaft 18 is the eccentric shaft, the gears 5 'are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the body 13, and the crankshaft 18 on both axes of the gear 5', respectively. ) Is connected.

상기 가이드 수단은 상기 다리에 그 길이방향으로 형성된 슬롯(10')과, 상기 플레이트(8')에 설치되어 상기 슬롯(10')을 관통하는 피봇(11)으로 이루어진다.The guide means consists of a slot 10 'formed in the longitudinal direction of the leg and a pivot 11 installed in the plate 8' and penetrating the slot 10 '.

또한, 상기 몸체(13)는 웜(1)의 원활한 회전을 위해 베어링(4)을 설치한 전반부 캡(14)과, 소형모터(2)가 고정되는 후반부 캡(15)을 포함한다. 상기 마이크로 로봇은 그 상판(7)의 길이방향 좌우에 결합된 한 쌍의 플레이트(8')를 포함하며, 상기 플레이트(8')는 상기 크랭크축(18)이 회전 가능하게 고정될 수 있도록 다수개의 구멍이 형성된다.In addition, the body 13 includes a front cap 14 in which a bearing 4 is installed for smooth rotation of the worm 1, and a rear cap 15 in which the small motor 2 is fixed. The micro robot includes a pair of plates 8 'coupled to the left and right in the longitudinal direction of the upper plate 7, and the plates 8' are provided so that the crankshaft 18 can be rotatably fixed. Holes are formed.

상기 다리(10)는 상기 크랭크축(18)에 일단부가(10a) 연결되어 쌍을 이루고 있다.The legs 10 are connected to one end 10a of the crankshaft 18 to form a pair.

상기 쌍을 이루는 다리(10)는 그 두 개의 끝단부(10b)에 고정되는 발판(12)을 가지며, 상기 발판(12)은 장(腸)과의 마찰력을 높이고, 안전한 운동을 위해서는 바람직하게는 실리콘 같은 완충수단으로 만들어진다. 또한, 장(腸)벽에 타원운동을 하는 부분을 넓혀 보다 확실하고 안정된 자세로 장(腸)내에서 마이크로 로봇이 이동할 수 있게 된다.The paired legs 10 have a footrest 12 fixed to their two ends 10b, the footrest 12 preferably increasing frictional strength with the intestine and for safe movement. It is made of cushioning means such as silicone. In addition, by extending the elliptical motion to the intestinal wall, the microrobot can move in the intestine with a more stable and stable posture.

본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 로봇의 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of another embodiment of the micro robot according to the present invention.

도 4a에 도시된 바와 다리(10)의 타단부(10b)는 각 크랭크축(18)이 회전하게 되면, 다리(10)는 본 발명의 일 실시예의 마이크로 로봇에서와 같이 타원 운동을 하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로 로봇에서 편심된 축(17)을 가지는 원판(9)의 운동변환수단이 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로 로봇에서는 크랭크축(18)이 대신하게 된다.As shown in FIG. 4A, when the other end portion 10b of the leg 10 is rotated by each crankshaft 18, the leg 10 performs an elliptic motion as in the micro robot of the embodiment of the present invention. That is, the crankshaft 18 is replaced by the motion converting means of the disc 9 having the eccentric shaft 17 in the microrobot of the embodiment according to the present invention.

본 발명이 바람직한 실시예를 근거로 하여 기술되어 있으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 특허청구범위에 따른 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 다양한 변경 사용이 가능하다.Although the present invention has been described on the basis of a preferred embodiment, it is possible to use a variety of changes without departing from the spirit of the invention according to the claims by those of ordinary skill in the art.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 로봇은 하나의 소형 모터로 구동되며, 직렬로 배치된 다수개의 다리를 방사적으로 장착되어 편심된 축을 가지는 운동변환수단의 회전에 의해 다리의 타단부가 타원 운동을 하게 됨으로써 전진 또는 후진을 할 수 있게 된다.As described above, the micro-robot according to the present invention is driven by one small motor, and the other end of the leg is rotated by the rotation of the motion conversion means having an eccentric axis by radially mounting a plurality of legs arranged in series. The elliptic movement allows you to move forward or backward.

또한, 본 발명은 일정하지 않은 직경을 가지며 미끄럽고 유연한 환경의 대장등의 장내 전 영역의 이동을 가능케 한다.In addition, the present invention enables movement of the entire intestinal area, such as the large intestine, of a slippery and flexible environment with a non-uniform diameter.

따라서, 본 발명에 따른 마이크로 로봇은 보다 간단하면서도 효율적인 구조를 이용하여 인체 내의 대장, 소장 등의 검사 진단을 위한 내시경 또는 수술에 활용될 수 있으며, 제작이 용이하고 비용 절감의 효과가 있으며 전체적인 크기의 소형화 측면에서도 장점이 있다. 또한, 환자들의 고통을 덜어줄 수 있다.Therefore, the micro-robot according to the present invention can be used in the endoscope or surgery for the diagnosis of inspection of the large intestine, the small intestine, etc. by using a simpler and more efficient structure, easy to manufacture, cost-effective and overall size There is also an advantage in terms of miniaturization. It can also ease the pain of patients.

Claims

A body;

Drive means mounted in the body;

A rotational force transmitting means mounted in the body and transmitting a driving force generated by the driving means;

A motion conversion means mounted to the body and driven by the rotational force transmission means and having an eccentric shaft;

One end is connected to the eccentric shaft of the motion conversion means, and the other end by the guide means comprises a plurality of legs for elliptic motion.

The micro robot of claim 1, wherein the rotational force transmitting means is a worm.

The body of claim 2, wherein the movement converting means includes a disc with the eccentric shaft attached thereto, a gear means for rotating the disc while rotating in engagement with the worm, and the body to rotatably fix the gear means and the disc. And a plurality of gearboxes disposed longitudinally around the microrobot.

According to claim 3, wherein the gearbox comprises a top plate and a pair of plates coupled to the left and right in the longitudinal direction of the top plate, the plate is characterized in that a plurality of holes are formed so that the gear means can be rotatably fixed Micro robot made.

The micro-robot according to claim 4, wherein the discs are rotatably fixed to the pair of plates, respectively.

6. The microrobot according to claim 5, wherein the legs are paired with one end connected to an eccentric shaft of the disc.

7. The micro robot of claim 6, wherein the legs each include a foot at the other end.

7. The microrobot of claim 6, wherein the paired legs have a footrest secured to their two ends.

9. The microrobot according to claim 8, wherein the scaffold is composed of a cushioning means.

10. The microrobot according to claim 9, wherein the buffer means is silicon.

The micro robot of claim 8, wherein the scaffold further includes friction means.

According to claim 3 or 4, wherein the gear means comprises a plurality of first gear and a second gear disposed at regular intervals in the longitudinal direction of the body, the first gear is rotated in engagement with the worm, And the second gear is rotated in engagement with the first gear.

12. The microrobot according to claim 11, wherein the axis of the second gear extends to penetrate the respective plates to form the axis of the pair of discs.

The micro-robot according to claim 4, wherein the guide means comprises a slot formed in the lengthwise direction of the leg and a pivot installed in the upper plate of the gear box and penetrating the slot.

The micro robot of claim 3, wherein the body includes a front half cap, a rear half cap, and the first half cap, and the gearbox connects the first half cap and the second half cap.

The micro robot of claim 15, wherein a plurality of frames connecting the first half cap and the second half cap are installed between the plurality of gearboxes.

The method of claim 2, wherein the movement converting means comprises a plurality of crankshaft pairs connected to one end of the leg and a plurality of gears rotatably engaged with the worm and a pair of plates for rotatably fixing the gears and the crankshaft. Includes;

The crankshaft is the eccentric shaft,

The gears are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the body, the micro-robot, characterized in that the crank shaft is connected to both axes of the gear, respectively.

18. The micro robot of claim 17, wherein one end of the leg is connected to each of the pair of crankshafts to form a pair.

18. The micro-robot according to claim 17, wherein the guide means comprises a slot formed in the longitudinal direction of the leg and a pivot installed in the plate and passing through the slot.

The micro robot of claim 2, wherein the worm has a space therein and the driving means is mounted thereon.

The micro-robot according to claim 2, wherein the first half cap has a bearing formed on an inner surface thereof to allow the worm to rotate.

The micro robot according to claim 1 or 2, wherein the rotational force transmitting means is connected to the driving means by a coupling.

18. The method according to any one of claims 1 to 3 or 17, wherein the plurality of legs have a constant phase difference on the eccentric axis and one end of the legs is coupled so that the other ends of the plurality of legs are sinusoidal. Micro robot, characterized in that the movement in the form of an array.