KR200453239Y1

KR200453239Y1 - 수술용 인스트루먼트

Info

Publication number: KR200453239Y1
Application number: KR2020100007794U
Authority: KR
Inventors: 민동명; 이제선; 원종석; 최승욱
Original assignee: (주)미래컴퍼니
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2011-04-15
Also published as: KR20100008557U

Abstract

수술용 인스트루먼트가 개시된다. 액추에이터가 구비된 수술용 로봇 암의 선단부에 장착되는 인스트루먼트로서, 소정의 길이방향으로 연장되는 샤프트와, 샤프트의 일단부에 결합되며, 길이방향으로 이동함으로써 로봇 암의 선단부에 체결되는 하우징과, 하우징의, 샤프트가 결합되는 면에 형성되는 인터페이스부와, 인터페이스부에 결합되며 액추에이터로부터 구동력을 전달받아 작동하는 구동휠(wheel)을 포함하는 수술용 인스트루먼트는, 수술용 인스트루먼트의 하우징에 있어서 샤프트에 연장된 방향, 즉 수술용 인스트루먼트가 장착되는 방향의 면에 인터페이스부를 형성하고 구동휠을 설치함으로써, 최소한의 이동만으로 인스트루먼트를 로봇 암에 장착할 수 있게 되며, 이에 따라 하우징의 탈착을 위해 샤프트의 길이를 불필요하게 증가시킬 필요가 없어 인스트루먼트의 길이를 최소한으로 할 수 있다.

Description

수술용 인스트루먼트{Surgical instrument}

본 고안은 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 말한다. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.

이러한 수술용 로봇은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터 로봇과, 마스터(master) 로봇으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(slave) 로봇으로 이루어지며, 마스터 로봇과 슬레이브 로봇을 통합하여 구성하거나, 각각 별도의 장치로 구성하여 수술실에 배치하게 된다.

슬레이브 로봇에는 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암을 구비하게 되며, 로봇 암의 선단부에는 인스트루먼트(instrument)가 장착된다. 종래의 인스트루먼트(54)는 도 1a에 도시된 것처럼, 하우징(108)과, 하우징(108)으로부터 연장되는 샤프트(102), 그리고 샤프트(102)의 말단(106)에 장착되어 수술 부위에 삽입되는 집게 형태의 조작부(112)로 이루어지며, 하우징(108)의 밑면에는 인터페이스부(110)가 형성되어 있다.

이러한 종래의 인스트루먼트(54)의 밑면에는 복수의 휠 형상의 구동자가 결합되어 있으며, 구동자에는 조작부(112)의 각 부분과 연결된 와이어가 권취되어 있어 구동자의 회전에 의해 와이어에 장력이 인가됨으로써 조작부(112)의 각 부분이 움직이게 된다.

인스트루먼트(54)를 로봇 암에 장착하기 위해 로봇 암의 선단부에는 도 1b에 도시된 것과 같은 어댑터(128)가 결합된다. 어댑터(128)에는 하우징(108)의 인터페이스부(110)가 끼워질 수 있도록 가이드 날개가 형성되어 있으며, 구동자에 회전력을 전달하기 위해 구동자의 형상에 상응하는 형상의 액추에이터가 구비된다.

이와 같이 종래의 인스트루먼트(54)는 하우징을 슬라이딩시켜 어댑터(128)에 끼움으로써 로봇 암에 장착되는 구조를 취하고 있다.

그러나, 종래의 인스트루먼트는, 샤프트가 하우징의 측면에 결합되고 구동자는 하우징의 밑면에 배치되기 때문에, 인스트루먼트를 로봇 암에 장착하기 위해서는 최소한 하우징의 밑면의 길이만큼은 하우징을 슬라이딩시켜 어댑터에 끼워야 한다는 문제가 있다. 이로 인하여, 하우징의 밑면의 길이만큼 샤프트의 길이가 추가적으로 확보되어야 하기 때문이다.

한편, 종래의 인스트루먼트를 샤프트가 연장되는 방향으로 슬라이딩시켜 장착하지 않고, 인터페이스부가 액추에이터에 직접 접하도록 장착할 경우에도, 로봇 암 주변에 하우징을 탈착하기 위한 공간이 확보되어야 한다는 문제가 있다. 이러한 문제는 로봇 암이 수술 환자에 근접한 상태에서 인스트루먼트를 교체하는 경우에 더욱 심각하게 부각되며, 경우에 따라서는 인스트루먼트를 교체하는 과정에서 수술 환자에 간섭이 되어 수술이 지연되거나, 의료사고로까지 확대될 우려가 있다.

본 고안은 수술용 인스트루먼트가 장착되는 방향으로 구동휠을 배치함으로써 최소한의 이동만으로 인스트루먼트를 로봇 암에 장착할 수 있으며, 인스트루먼트의 탈착을 위해 로봇 암 주변에 별도의 공간을 확보할 필요가 없는 수술용 인스트루먼트를 제공하는 것이다.

본 고안의 일 측면에 따르면, 액추에이터가 구비된 수술용 로봇 암의 선단부에 장착되는 인스트루먼트로서, 소정의 길이방향으로 연장되는 샤프트와, 샤프트의 일단부에 결합되며, 길이방향으로 이동함으로써 로봇 암의 선단부에 체결되는 하우징과, 하우징의, 샤프트가 결합되는 면에 형성되는 인터페이스부와, 인터페이스부에 결합되며 액추에이터로부터 구동력을 전달받아 작동하는 구동휠(wheel)을 포함하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다.

샤프트의 타단부에는 수술 환자의 체내로 삽입되는 조작부가 결합되며, 조작부는 구동휠의 작동에 상응하여 움직일 수 있다.

하우징에는 길이방향으로 연장되는 슬라이딩 레일이 형성되며, 로봇 암의 선단부에는 슬라이딩 레일에 상응하여 가이드 레일이 형성될 수 있다. 이 경우 로봇 암의 선단부는, 구동휠이 액추에이터에 접하도록 하우징이 이동한 상태에서 하우징을 로봇 암에 고정시키는 체결부를 포함할 수 있다.

로봇 암의 선단부에는 인터페이스부에 대향하여 하우징이 안착되는 단턱부가 형성되고, 단턱부에는 샤프트가 관삽되는 관통홀 또는 관통홈이 형성될 수 있다. 이 경우 액추에이터는 구동휠에 대향하여 단턱부에 구비될 수 있다.

구동휠은 원판형으로 형성되며, 액추에이터에 클러칭되어 구동력을 전달받을 수 있으며, 그 효율을 더 좋게 하기 위해 구동휠의 표면에는 요(凹)홈이 형성되며, 액추에이터에는 요홈에 삽입되는 돌기부가 형성될 수 있다.

구동휠 및/또는 액추에이터는 서로 클러칭되는 방향으로 탄성력을 인가하는 탄성체에 의해 지지될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 실용신안등록청구범위 및 고안의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 수술용 인스트루먼트의 하우징에 있어서 샤프트에 연장된 방향, 즉 수술용 인스트루먼트가 장착되는 방향의 면에 인터페이스부를 형성하고 구동휠을 설치함으로써, 최소한의 이동만으로 인스트루먼트를 로봇 암에 장착할 수 있게 되며, 이에 따라 하우징의 탈착을 위해 샤프트의 길이를 불필요하게 증가시킬 필요가 없어 인스트루먼트의 길이를 최소한으로 할 수 있다.

또한, 샤프트가 연장된 방향으로 인스트루먼트를 탈착하므로, 로봇 암 주변에 인스트루먼트의 탈착을 위한 별도의 공간을 확보할 필요가 없어 로봇 암의 크기를 컴팩트화할 수 있으며, 로봇 암을 수술 환자에 보다 근접하게 배치할 수 있어 로봇 수술의 안정성 및 신뢰성을 제고할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 도면.
도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 사시도.
도 3은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트 및 로봇 암의 선단부를 나타낸 사시도.

본 고안은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 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.

이하, 본 고안의 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.

도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 인스트루먼트(1), 하우징(10), 샤프트(12), 인터페이스부(14), 구동휠(20), 조작부(26)가 도시되어 있다.

본 실시예는 수술용 로봇 암에 장착되는 인스트루먼트(1)의 구동휠(20)을 인스트루먼트(1)가 장착되는 방향의 저면에 형성하고, 로봇 암에도 그에 상응하는 위치에 액추에이터를 형성함으로써, 인스트루먼트(1)의 길이를 짧게 할 수 있고 인스트루먼트(1)의 탈착에 필요한 공간을 최소화한 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)의 기본 구조는 하우징(10), 하우징(10)에서 연장되는 샤프트(12) 및 샤프트(12)의 단부에 결합되는 조작부(26)로 구성된다. 인스트루먼트(1)에서 샤프트(12)가 연장되는 방향을 '길이방향'이라 할 때, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 길이방향으로 장착되며, 이를 위해 하우징(10)에는 길이방향에 인터페이스부(14)가 형성된다.

즉, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)의 하우징(10)에는 로봇 암에 장착되는 방향인 길이방향으로 인터페이스부(14)가 형성되어 있어, 인터페이스부(14)를 통해 로봇 암으로부터 구동력 및 기타 필요한 신호를 수신하게 된다.

이를 위해, 도 2에 도시된 것처럼, 하우징(10)에는 길이방향으로 인터페이스부(14)가 형성되며 인터페이스부(14)에 구동휠(20)이 배치된다. 도 2에 도시된 인스트루먼트(1)의 조작부(26)는 4 자유도를 가지고 조작되는 방식으로서, 이를 위해 4개의 구동휠(20)이 구비되어 있으나, 반드시 4개의 구동휠(20)을 설치해야 하는 것은 아니며, 필요에 따라서는 그 이상 또는 그 이하의 구동휠(20)을 배치하여 조작부(26)를 움직일 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 그 하우징(10)의 형상과 상응하는 형상으로 형성된 로봇 암의 선단부에 장착된다. 전술한 바와 같이 하우징(10)이 장착되는 방향(길이방향)으로 인터페이스부(14)가 형성되며, 인터페이스부(14)에는 구동휠(20)이 배치되어 있다. 구동휠(20)에 대응하여 로봇 암의 선단부에는 하우징(10)이 끼워질 수 있도록 가이드 레일이 형성될 수 있으며, 장착된 하우징(10)의 고정을 위해 체결부가 구비될 수 있다. 가이드 레일 및 체결부에 대하여는 후술한다.

인스트루먼트(1)를 로봇 암에 장착하면, 로봇 암의 선단부에 구비된 액추에이터를 통해 인스트루먼트(1)의 구동휠(20)에 구동력이 전달된다. 이하, 로봇 암에서 인스트루먼트(1)에 구동력을 전달하는 구성요소를 '액추에이터'로 명명하여 설명한다. 액추에이터(40)는 복수의 구동휠(20) 각각에 구동력을 전달해야 하므로 복수의 구동휠(20) 각각에 대응되는 휠, 슬라이더, 기어 등 다양한 동력 전달 수단이 사용될 수 있다.

복수의 구동휠(20) 각각에는 와이어가 권취되어 있으며, 와이어는 샤프트(12)를 통해 그 말단에 결합된 조작부(26)의 각 부분에 연결되어 있다. 따라서 로봇 암으로부터 전달받은 구동력에 의해 구동휠(20)을 회전시키면 와이어의 장력이 조작부(26)의 각 부분을 움직이게 되며, 이로써 수술용 로봇을 통해 인스트루먼트(1)를 조작할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 하우징(10)을 길이방향으로 이동시킴으로써 로봇 암에 체결되는 구조를 갖는다. 이를 위해, 하우징(10)의 길이방향의 측면, 즉 하우징(10)에 샤프트(12)가 결합되는 쪽의 측면에 인터페이스부(14)가 형성되는데 인터페이스부(14)는 인스트루먼트(1)와 로봇 암 간의 구동력 및 기타 신호를 전달하는 매개 역할을 한다.

즉, 하우징(10)을 로봇 암에 장착함에 따라 인터페이스부(14)는 로봇 암의 액추에이터가 형성된 면에 접하게 되는데, 도 2에 도시된 것처럼 인터페이스부(14)에 구동휠(20)을 설치함으로써 구동휠(20)이 액추에이터와 접하여, 그로부터 구동력을 전달받아 작동하게 된다. 이 경우, 구동휠(20)이 액추에이터에 접하면 인스트루먼트(1)가 로봇 암에 장착되는 것이고, 구동휠(20)이 액추에이터로부터 떨어지면 인스트루먼트(1)가 로봇 암으로부터 이탈되는 것이므로, 최소한의 이동만으로 인스트루먼트(1)를 로봇 암에 탈착할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 그 탈착을 위해 추가적으로 확보되어야 하는 샤프트(12)의 길이가 거의 0에 가까우므로, 샤프트(12)의 길이를 불필요하게 길게 할 필요가 없으며, 이에 따라, 수술시 로봇 암을 수술 환자에 보다 가까운 위치에서 조작할 수 있게 되므로 로봇 수술의 안정성 및 신뢰성이 향상된다.

또한, 하우징(10)을 길이방향으로 이동시킴으로써 인스트루먼트(1)가 로봇 암에 탈착되므로, 로봇 암 주변에 인스트루먼트(1)의 탈착을 위한 별도의 공간을 확보할 필요가 없어 수술용 로봇을 보다 컴팩트하게 설계할 수 있게 된다.

샤프트(12)의 타단부에는 조작부(26)가 설치되어 있는데, 예를 들어 집게 형상으로 이루어진 조작부(26)의 경우 각 부분들이 와이어 등에 의해 구동휠(20)에 각각 연결되어 있어, 구동휠(20)을 작동시킴에 따라 조작부(26)가 회동하거나, 집게의 기능을 하게 된다. 이와 같이 샤프트(12)의 말단에 설치된 조작부(26)는 로봇 수술 과정에서 수술 환자의 체내로 삽입되어 수술에 필요한 동작을 수행한다.

한편, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 길이방향으로 이동함으로써 로봇 암에 장착되는 것을 특징으로 하므로, 하우징(10)에는 길이방향으로 연장되는 슬라이딩 레일이 형성될 수 있다. 슬라이딩 레일은 길이방향을 따라 하우징(10)에 형성된 골, 트렌치, 홈, 돌기, 레일의 형상 등 길이방향으로의 이동에 의해 로봇 암에 장착될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

하우징(10)에 슬라이딩 레일이 형성된 경우, 로봇 암의 선단부에는 슬라이딩 레일에 상응하는 가이드 레일이 형성될 수 있다. 슬라이딩 레일이 골, 트렌치 또는 홈 형상일 경우, 가이드 레일은 슬라이드 레일에 삽입되는 돌기 형상을 가질 수 있으며, 슬라이딩 레일이 돌기나 레일 형상일 경우, 가이드 레일은 슬라이딩 레일이 삽입되는 트렌치 형상으로 형성될 수 있다.

이 외에도 길이방향으로 형성되는 한 쌍의 결합 구조를 본 실시예에 따른 슬라이딩 레일과 가이드 레일로서 구성할 수 있음은 물론이다.

도 3은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트 및 로봇 암의 선단부를 나타낸 사시도이다. 도 3을 참조하면, 인스트루먼트(1), 로봇 암(3), 단턱부(5), 관통홈(7), 하우징(10), 샤프트(12), 인터페이스부(14), 체결부(16), 구동휠(20), 액추에이터(40), 요홈(22), 돌기부(24)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(1)는 하우징(10)을 길이방향으로 이동시킴으로써 로봇 암(3)의 선단부에 장착될 수 있는데, 이와 관련하여 로봇 암(3)의 선단부에는 장착된 하우징(10)을 고정시키는 체결부(16)가 구비될 수 있다.

즉, 길이방향을 따라 하우징(10)을 이동시켜 로봇 암(3)에 장착한 후에는 하우징(10)이 로봇 암(3)에 고정된 상태로 결합되어야 로봇 수술을 수행할 수 있기 때문에, 하우징(10)을 로봇 암(3)의 선단부에 고정시킬 수 있는 구성요소가 구비되어야 하는 것이다. 체결부(16)는 스토퍼, 후크, 레버 등 다양한 기구(機構)로 구성할 수 있으며, 도 2에는 한 쌍의 레버로 체결부(16)를 구성한 예가 도시되어 있다.

이 경우, 하우징(10)을 길이방향으로 이동시켜 인터페이스부(14)에 설치된 구동휠(20)이 로봇 암(3)의 액추에이터(40)에 접하도록 한 후, 한 쌍의 레버를 작동시켜 하우징(10)을 로봇 암(3)에 고정시킬 수 있다. 하우징(10)을 로봇 암(3)으로부터 이탈시킬 때에는 레버를 역방향으로 작동시켜 하우징(10)의 고정 상태를 해제하면 된다.

한편, 레버의 단부에 후크 등을 형성함으로써, 하우징(10)의 이동에 따라 자동으로 레버가 작동되어 인터페이스부(14)가 액추에이터(40)에 접했을 때 레버가 체결되어 하우징(10)을 자동으로 고정시키도록 구성할 수도 있다. 이외에도 하우징(10)을 로봇 암(3)에 고정시키기 위한 다양한 구조의 체결부(16)가 사용될 수 있음은 물론이다.

본 실시예에 따른 로봇 암(3)의 선단부는 인스트루먼트(1)의 형상에 상응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 즉, 하우징(10)을 길이방향으로 이동시킴으로써 인스트루먼트(1)가 로봇 암(3)에 체결되도록 하기 위해 로봇 암(3)에는 하우징(10)이 안착되는 단턱부(5)가 형성될 수 있으며, 하우징(10)에는 길이방향으로 연장된 샤프트(12)가 결합되어 있으므로 하우징(10)이 단턱부(5)에 안착되도록 하기 위해 단턱부(5)에는, 도 3에 도시된 것처럼, 샤프트(12)가 통과할 수 있는 관통홀이나 관통홈(7)이 형성될 수 있다.

인스트루먼트(1)를 장착하는 과정에서 단턱부(5)에 형성된 관통홀 또는 관통홈(7)을 통해 샤프트(12)를 통과시킴으로써, 샤프트(12)의 간섭 없이 하우징(10)을 단턱부(5)에 안착시킬 수 있다.

단턱부(5)는 하우징(10)이 안착되는 부분이므로, 인스트루먼트(1)를 장착함에 따라 하우징(10)은 단턱부(5)에 안착되고, 인터페이스부(14)는 단턱부(5)의 일면에 접하게 된다. 따라서, 로봇 암(3)의 단턱부(5) 중 인터페이스부(14)가 접하는 면에 액추에이터(40)를 설치함으로써 액추에이터(40)가 구동휠(20)에 정합되도록 할 수 있다. 즉, 구동휠(20)의 위치에 대향하여 단턱부(5)에 액추에이터(40)를 설치하게 되면 인터페이스가 단턱부(5)에 접함과 함께 구동휠(20)이 액추에이터(40)에 정합되도록 할 수 있다.

액추에이터(40)가 회전하는 원판형으로 구성될 경우, 구동휠(20)을 액추에이터(40)에 접하는 원판형으로 형성하게 되면, 구동휠(20)이 액추에이터(40)에 접함에 따라 구동휠(20)이 액추에이터(40)에 클러칭됨으로써 구동력이 액추에이터(40)로부터 구동휠(20)로 전달된다.

이 때, 액추에이터(40)로부터 구동휠(20)로 전달되는 구동력의 전달 효율을 더 좋게 하기 위해, 도 3에 도시된 것처럼 구동휠(20)의 표면에 요홈(22)을 형성하고 액추에이터(40)의 표면에는 요홈(22)에 삽입되는 돌기부(24)를 형성할 수 있다. 이와 같이 요홈(22)과 돌기부(24)를 형성하게 되면, 구동휠(20)이 액추에이터(40)에 클러칭되었을 때 구동휠(20)이 공회전하지 않고 액추에이터(40)의 회전력이 그대로 구동휠(20)로 전달될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 액추에이터(40)는 스프링 등의 탄성체(미도시)를 개재하여 로봇 암(3)에 결합시킬 수 있다. 즉, 액추에이터(40)를 탄지하는 스프링 등의 탄성체가 이른바 '스프링 쿠션(Spring Cushion)' 역할을 하여, 액추에이터(40)와 구동휠(20)이 보다 견고하게 클러칭되도록 하는 것이다. 이처럼 액추에이터(40)에 스프링 쿠션을 장착함으로써 액추에이터와 구동휠(20)이 덜 맞물려(backlash), 액추에이터(40)의 구동력이 구동휠(20)로 제대로 전달되지 않는 현상을 방지할 수 있다. 이러한 스프링 쿠션은 액추에이터(40)뿐만 아니라 구동휠(20)에도 장착할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 액추에이터(40) 및/또는 구동휠(20)에 스프링 쿠션을 개재시키게 되면, 인스트루먼트(1)를 장착하는 과정에서 액추에이터(40)의 돌기부(24)가 구동휠(20)의 요홈(22)에 정합되지 않았을 때 액추에이터(40)를 회전시켜 정렬(Align)을 맞추는 이른바 '초기화' 과정에서, 액추에이터(40) 및/또는 구동휠(20)의 손상을 방지하고 초기화를 보다 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.

다만, 구동력의 전달 효율을 높이기 위해 반드시 구동휠(20)에 요홈(22)을 형성하고 액추에이터(40)에 돌기부(24)를 형성해야 하는 것은 아니며, 구동휠(20)에 돌기부(24)를 형성하고 액추에이터(40)에 요홈(22)을 형성하거나, 구동휠(20) 및 액추에이터(40)의 표면을 거칠게 하는 등, 클러칭 기구(機構)에 있어서 구동력 전달 효율을 높이기 위한 다양한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 실용신안등록 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 인스트루먼트 3 : 로봇 암
5 : 단턱부 7 : 관통홈
10 : 하우징 12 : 샤프트
14 : 인터페이스부 16 : 체결부
20 : 구동휠 26 : 조작부
40 : 액추에이터

Claims

소정의 길이방향으로 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일단부에 결합되고 상기 길이방향으로 이동함으로써 수술용 로봇 암에 체결되는 하우징을 포함하는 인스트루먼트가, 상기 로봇 암의 선단부에 탈착되는 구조로서,
상기 하우징의 상기 로봇 암에 체결되는 방향의 면에 형성되는 인터페이스부와;
상기 인터페이스부에 대향하여 상기 로봇 암의 선단부에 형성되며, 길이방향으로 이동하는 상기 인터페이스부가 접하는 단턱부와;
상기 인터페이스부에 결합되는 구동휠(wheel)과;
상기 구동휠에 대향하여 상기 단턱부에 구비되며, 상기 구동휠에 구동력을 전달하여 상기 구동휠이 작동되도록 하는 액추에이터와;
상기 단턱부에 형성되며, 상기 하우징이 길이방향으로 이동하는 과정에서 상기 샤프트가 상기 단턱부에 간섭되지 않고 관삽되도록 하는 관통홀 또는 관통홈을 포함하되,
상기 하우징이 길이방향으로 이동하여 상기 구동휠이 상기 액추에이터에 정합되면 상기 인스트루먼트는 상기 로봇 암에 장착되고, 상기 하우징이 길이방향의 반대 방향으로 이동하여 상기 구동휠이 상기 액추에이터로부터 떨어지면 상기 인스트루먼트는 상기 로봇 암으로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 탈착 구조.
제1항에 있어서,
상기 샤프트의 타단부에는 수술 환자의 체내로 삽입되는 조작부가 결합되며, 상기 조작부는 상기 구동휠의 작동에 상응하여 움직이는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 탈착 구조.
제1항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 길이방향으로 연장되는 슬라이딩 레일이 형성되며, 상기 로봇 암의 선단부에는 상기 슬라이딩 레일에 상응하여 가이드 레일이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 탈착 구조.
제3항에 있어서,
상기 로봇 암의 선단부는, 상기 구동휠이 상기 액추에이터에 접하도록 상기 하우징이 이동한 상태에서 상기 하우징을 상기 로봇 암에 고정시키는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 탈착 구조.
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제1항에 있어서,
상기 구동휠은 원판형으로 형성되며, 상기 액추에이터에 클러칭되어 구동력을 전달받는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 탈착 구조.
제7항에 있어서,
상기 구동휠의 표면에는 요(凹)홈이 형성되며, 상기 액추에이터에는 상기 요홈에 삽입되는 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 탈착 구조.
제7항에 있어서,
상기 구동휠 또는 상기 액추에이터 중 적어도 어느 하나는, 서로 클러칭되는 방향으로 탄성력을 인가하는 탄성체에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 탈착 구조.