KR20100012394A - Micro robot and driving system of the same - Google Patents

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김병규
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전남대학교산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A micro robot and a driving method thereof are provided to allow the micro robot to travel inside a blood vessel without damaging the inner wall of the blood vessel by bending and stretching the legs with an external magnetic force. CONSTITUTION: A micro robot comprises a main body(20), inclined legs(30), a magnetic element or first magnetic force generating unit(40), and a second magnetic force generating unit(50). The legs, inclined rearwards, can be bent elastically. The magnetic element or first magnetic force generating unit is installed inside the main body. The second magnetic force generating unit bends the legs by alternately moving the main body to a micro vessel(100) by attractive and repulsive forces.

Description

초소형 로봇 및 이의 구동 방법{micro robot and driving system of the same} Micro robot and driving method {micro robot and driving system of the same}

본 발명은 초소형 로봇에 관한 것으로, 더 상세하게는 자력에 의해 움직이는 섬모의 운동을 이용하여 관로를 이송하는 초소형 로봇 및 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a micro robot, and more particularly, to a micro robot and a driving method for transferring a conduit using the movement of a cilia moving by magnetic force.

일반적으로 관로의 탐사를 위한 초소형 로봇은 세관 또는 인체의 혈관, 장등을 이동하면서 관 내부의 촬영 또는 치료하기 위한 것으로, 통신장비, 촬영장비 또는 진단을 위한 첨단장비가 설치된다. 이러한 초소형의 로봇은 소형관등의 탐사 시 상기와 같은 촬영 및 치료 뿐만 아니라 간단한 청소, 코팅 등이 가능하다.In general, a micro robot for exploration of a pipe line is used for photographing or treating the inside of a pipe while moving blood vessels or intestines of a customs or human body, and communication equipment, imaging equipment, or advanced equipment for diagnosis is installed. Such a micro robot is capable of simple cleaning and coating as well as photographing and treatment as described above when exploring small tubes.

이러한 초소형 로봇의 일예로는 자벌레(inch worm) 형태의 구동방식이 있다. 이 구동방식은 공기에 의해 부풀려지는 클램퍼(clamper)로 혈관, 소장이나 대장 등의 벽에 지지하여 이동하는 방식이다. 그러나, 이러한 방식은 미끄럽고 쉽게 변형되는 인체 내의 환경에서는 확실하게 지지력을 제공할 수 없으며, 심하게 지지력을 높이려 할 경우 연약한 장벽에 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있다. 특히 클램퍼의 팽창으로 인해 혈관 또는 장(腸) 내벽에 압박을 가해 장(腸)에 심각한 국소 출혈을 일으킬 수도 있다.One example of such a micro robot is a driving method of an inch worm type. This driving method is a method in which a clamper inflated by air is supported on a wall of a blood vessel, a small intestine or a large intestine, and moves. However, this method does not provide reliably support in the environment in the body that is slippery and easily deformed, there is a problem that can damage the fragile barrier when trying to increase the support significantly. In particular, swelling of the clamper may put pressure on blood vessels or the lining of the intestine, causing severe local bleeding in the intestine.

등록특허 제 0402920호에는 마이크로 로봇이 개시되어 있다. 개시된 마이크로 로봇은 몸체에 설치된 구동수단에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 위상차를 가지는 복수개의 캠에 의해 구동되는 복수개의 다리와, 상기 몸체를 이동시키는 추진수단을 구비한다. Patent No. 0402920 discloses a micro robot. The disclosed microrobot includes a rotating shaft rotated by a driving means installed in a body, a plurality of legs driven by a plurality of cams having a phase difference around the rotating shaft, and a propulsion means for moving the body.

그리고 등록특허 제 0387119호에는 편심된 축의 회전에 의한 끝단부의 타원운동으로 다수개의 다리를 움직여 스스로 이동할 수 있는 마이크로 로봇이 개시되어 있으며, 등록특허 제 0486702호에는 매스들의 간격변화와 요동운동으로 이동하는 마이크로 로봇이 개시되어 있다. And Patent No. 0387119 discloses a micro-robot that can move itself by moving a plurality of legs by the elliptical motion of the end by the rotation of the eccentric shaft, Patent No. 0486702 is to move in the gap change and oscillation movement of the mass A micro robot is disclosed.

상술한 바와 같이 구성된 마이크로 로봇들은 구동수단에 의한 기계적은 구동 에 의해 이동이 이루어지게 되므로 구조가 상대적으로 복잡하여 소형화가 어렵다. 특히 인체의 내부 즉, 혈관은 상대적으로 신축성이 양호하고, 서로 다른 직경을 가지는 연결구조를 가지고 있으므로 로봇의 직경이 한정적이거나 가변량이 상대적으로 작은 경우 봇의 이동이 원활하게 이루어지지 않게 된다. 또한 상술한 바와 같은 종래의 로봇은 이동을 위하여 이송 지지력을 높이려 할 경우 연약한 내벽에 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있다. The micro robots configured as described above are mechanically moved by the driving means, and thus, the structure of the micro robots is relatively complicated and difficult to miniaturize. In particular, since the inside of the human body, that is, the blood vessels have relatively good elasticity and have a connection structure having different diameters, when the diameter of the robot is limited or the variable amount is relatively small, the movement of the bot is not made smoothly. In addition, the conventional robot as described above has a problem that can cause damage to the soft inner wall when trying to increase the transport support force for movement.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부로부터 가하여지는 자력에 의해 다리를 굴신시켜 신체 내의 혈관 또는 세관의 내부를 전진 시킬 수 있는 초소형 로봇과 이의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a micro robot and a driving method thereof capable of flexing a leg by a magnetic force applied from the outside to advance the inside of blood vessels or tubules in the body. .

본 발명의 다른 목적은 다리들의 움직임 위치를 제어하여 원하는 방향으로 이동시킬 수 있도록 조향이 가능한 초소형 로봇 및 이의 구동방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a miniature robot capable of steering and a driving method thereof so as to control the movement position of the legs to move in a desired direction.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초소형 로봇은 소정의 길이를 가지는 본체와, 상기 본체의 외주면에 설치되는 것으로 탄성변형에 의해 굴신 가능하며 후방 측으로 경사진 복수개의 이송다리들과, 상기 본체의 내부에 설치되는 자성체 또는 제 1자력 발생수단과, The ultra-compact robot of the present invention for achieving the above object is a body having a predetermined length, the plurality of transfer legs that can be bent by elastic deformation and inclined to the rear side is installed on the outer peripheral surface of the main body, and the inside of the main body Magnetic material or the first magnetic force generating means installed in,

상기 본체와 인접되는 측에 설치되며 세관에 삽입된 본체에 견인력과 반발 력을 작용시켜 상기 본체를 세관의 벽측으로 교번 이동시킴으로써 상기 이송다리를 굴신시키는 제 2자력 발생수단을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다. And a second magnetic force generating means installed on the side adjacent to the main body and exerting the transfer leg by alternately moving the main body to the wall side of the customs by applying traction and repulsive force to the main body inserted into the customs. It is done.

본 발명에 있어서, 상기 본체의 외주면에 설치되는 다리는 나선형으로 배열될 수 있다. 상기 제 1자력 발생수단은 길이 방향으로 설치되는 영구자석으로 이루어지며 자극이 영구자석의 길이 방향을 경계로 하여 좌우측에 배치된다. In the present invention, the legs installed on the outer peripheral surface of the main body may be arranged in a spiral. The first magnetic force generating means is composed of a permanent magnet installed in the longitudinal direction and the magnetic poles are disposed on the left and right sides with the boundary of the longitudinal direction of the permanent magnet.

상기 본체는 생체 적합한(biocompatible) 폴리머인 PDMS (polydimethylsiloxane)로 이루어질 수 있다. The body may be made of polydimethylsiloxane (PDMS) which is a biocompatible polymer.

한편, 상기 본체에는 이송다리를 이용하여 본체의 이송방향을 제어하기 위한 조향수단을 더 구비한다. 상기 조향수단은 상기 본체의 내부에 설치되어 길이 방향으로 배열된 연결로드와, 상기 연결로드와 각각 연결되며 상기 이송다리가 설치되는 분기로드들과, 상기 본체에 설치되며 연결로드에 전기를 인가하여 연결로드에 대해 분기로드가 접히도록 하는 것으로 수신부를 가지는 조향제어부와, 상기 조향제어부에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단을 구비한다. 여기에서 상기 연결로드와 분기로드는 스마트 머티리얼로 이루어질 수 있다. On the other hand, the main body further comprises a steering means for controlling the conveying direction of the main body using the transfer leg. The steering means is installed in the main body and is arranged in the longitudinal direction, the connecting rods are connected to the connecting rods, respectively, the branch rods are installed, the transfer leg is installed, the main body is applied to the connecting rod It is provided with a steering control part which has a receiving part to make a branch rod fold with respect to a connection rod, and a power supply means for supplying electric power to the steering control part. In this case, the connection rod and the branch rod may be made of a smart material.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초소형 로봇의 구동방법은,The driving method of the micro robot of the present invention for achieving the above object,

세관의 내부에 로봇을 삽입하는 로봇 삽입단계와,A robot insertion step of inserting a robot into customs;

상기 세관의 외부에서 상기 로봇에 설정된 극성의 자력을 가하여 세관의 일측벽으로 로봇의 본체를 이동시켜 이의 외주면에 설치되는 이송다리를 탄성변형 시켜 전진하는 제 1전진단계와, A first forward step of moving the main body of the robot to one side wall of the customs by applying a magnetic force of the polarity set to the robot from the outside of the customs to elastically deform the transfer leg installed on the outer circumferential surface thereof;

상기 자력을 제거하여 탄성변형 된 이송다리를 복원시키는 이송다리 제1복원 단계와, A first restoration step of the transfer leg for removing the magnetic force to restore the elastically deformed transfer leg;

상기 로봇에 다른 극성의 자력을 가하여 상기 로봇 본체를 세관의 타측 벽측으로 이동시켜 타측의 이송다리를 탄성변형시킴으로써 전진하는 제 2전진단계와, A second forward step of applying the magnetic force of different polarity to the robot and moving the robot body to the other wall side of the customs to move forward by elastically deforming the transport leg of the other side;

상기 로봇의 본체에 외부로부터 가하여지는 자력을 제거하여 탄성변형 된 다리가 펴지면서 로봇의 본체를 전진시키는 제2복원단계를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a second recovery step of advancing the main body of the robot while the elastically deformed leg is extended by removing the magnetic force applied from the outside to the main body of the robot.

본 발명의 초소형 로봇 및 이의 구동방법은 외부로부터 가하여지는 자력에 의해 이동될 수 있으므로 구조가 상대적으로 간단하고, 세관의 내벽 즉, 혈관과 같은 내벽에 손상을 주지 않으면서 이동할 수 있다. 또한 본체의 외주면에 방사상으로 이송다리가 설치되어 있으므로 세관의 내부에서 로봇의 중심잡기가 용이하다.Since the micro robot and the driving method thereof of the present invention can be moved by a magnetic force applied from the outside, the structure is relatively simple and can move without damaging the inner wall of the tubule, that is, the inner wall such as blood vessel. In addition, since the transfer leg is installed radially on the outer circumferential surface of the main body, it is easy to center the robot inside the customs.

특히 상기 이송다리의 신축작용에 로봇의 본체가 이동하게 되므로 세관의 직경이 가변되어도 원활한 이송이가능하다. In particular, since the main body of the robot moves in the expansion and contraction of the transfer leg, smooth transfer is possible even if the diameter of the tubule is variable.

본 발명에 따른 초소형 로봇은 세관 또는 인체의 혈관, 장등을 이동하면서 관 내부의 촬영 또는 치료하기 위한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 6에 나타내 보였다.The micro robot according to the present invention is for capturing or treating the inside of the tube while moving blood vessels, intestines, or tubules of the human body, and an embodiment thereof is illustrated in FIGS. 1 to 6.

도면을 참조하면, 초소형 로봇(10)은 탄성력을 가지는 다리의 탄성 변형력과 다리의 복원력을 이용하여 이동하는 것으로, 내부에 공간부(21)를 가지는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 외주면에 소정의 패턴으로 배열 설치되는 복수개의 이송다 리(30)들과, 상기 본체(20)의 내부에 설치되는 자성체 또는 제 1자력 발생수단(40)과, 상기 본체(20)와 인접되는 측에 위치되어 상기 자력에 의해 본체(20)의 세관(100)의 내벽 측으로 이송시키기 제 2자력 발생수단(50)을 구비한다. Referring to the drawings, the micro robot 10 moves by using the elastic deformation force of the leg having elastic force and the restoring force of the leg, and the main body 20 having the space portion 21 therein and the main body 20. A plurality of transfer legs 30 arranged in a predetermined pattern on an outer circumferential surface, a magnetic body or first magnetic force generating means 40 installed inside the main body 20, and adjacent to the main body 20 Located on the side is provided with a second magnetic force generating means 50 for conveying to the inner wall side of the tubule 100 of the main body 20 by the magnetic force.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 초소형 로봇을 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. The micro robot according to the present invention configured as described above will be described in more detail for each component as follows.

상기 본체(20)는 상기와 같이 내부 공간부(21)를 가지는 원통형의 형상으로 이루어지며, 본체(20)의 전면은 이송에 따른 저항을 줄이기 위하여 반구형의 형상으로 이루어질 수 있다. 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 본체가 별도의 부재로 이루어진 경우, 상기 본체의 외주면에는 세관(100)의 내면을 보호하고 외부의 충격 등으로부터 본체의 외면을 보호하기 위하여 본체 피복층이 형성될 수 있다. 상기 본체 또는 이의 피복층은 탄성력을 가지는 플랙시블한 합성수지재 예컨대, 생체 적합한(biocompatible) 폴리머인 PDMS(polydimethylsiloxane)로 이루어질 수 있다. 상기 본체의 형상은 도면에 원통형으로 형성된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고 세관의 내부 단면형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. The main body 20 is formed in a cylindrical shape having an inner space 21 as described above, the front surface of the main body 20 may be formed in a hemispherical shape in order to reduce the resistance due to the transfer. Although not shown in the drawing, when the main body is made of a separate member, a main body coating layer may be formed on the outer circumferential surface of the main body to protect the inner surface of the capillary 100 and protect the outer surface of the main body from external impacts. The body or the coating layer thereof may be made of a flexible synthetic resin material having elasticity, for example, PDMS (polydimethylsiloxane), which is a biocompatible polymer. Although the shape of the main body is illustrated as being formed in a cylindrical shape in the drawings, the shape of the main body may be formed in various shapes according to the internal cross-sectional shape of the customs.

상기 본체(20)에 설치되는 복수개의 이송다리(30)들은 도 1에 도시된 바와 같이 본체(20)의 외주면에 길이 방향으로 소정간격 이격되는 복수의 줄을 이룰 수 있도록 배열된다. 여기에서 상기 이송다리(30)들은 다리의 탄성변형 및 복원 시 세관(100)의 내부에서 본체(20)를 전진시킬 수 있도록 본체(20)를 충분히 지지할 수 있도록 조밀하게 배열함이 바람직하며, 이송다리(30)들은 반복 굴신 시 탄성력이 감소되지 않아야 함은 당연하다. As shown in FIG. 1, the plurality of transfer legs 30 installed in the main body 20 may be arranged to form a plurality of rows spaced apart at predetermined intervals in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the main body 20. Here, the transfer legs 30 are preferably arranged to be dense enough to support the main body 20 so as to advance the main body 20 in the interior of the tubular 100 during elastic deformation and restoration of the legs, Of course, the transfer leg 30 should not be reduced in the elastic force during repeated bending.

도 3에 도시된 바와 같이 본체(20)의 외주면에 이송다리(30)가 나선형으로 배열될 수 있다. 상기와 같이 본체(20)의 외주면에 이송다리(30)의 나선형 배열은 다리의 탄성변형에 의한 이송다리의 굴신 작용 시 본체(20)가 세관(100)의 내부에서 회전하면서 전진할 수 있다. As shown in FIG. 3, the transfer leg 30 may be arranged in a spiral shape on the outer circumferential surface of the main body 20. As described above, the spiral arrangement of the transfer leg 30 on the outer circumferential surface of the main body 20 may move forward while the main body 20 rotates inside the tubule 100 when the transfer leg is bent by the elastic deformation of the leg.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본체(20)에는 이송다리(30)를 이용하여 본체(20)의 이송방향을 제어하기 위한 조향수단을 (60)을 더 구비한다. 상기 조향수단(60)은 상기 본체(20)의 내부에 설치되어 길이 방향으로 배열된 연결로드(61)와, 상기 연결로드(61)와 각각 연결되며 상기 이송다리(30)가 설치되는 분기로드(62)들을 구비한다. 여기에서 상기 분기로드(62)에 설치되는 다리는 본체(20)와 분리되는 구조를 가진다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the main body 20 further includes steering means 60 for controlling the transfer direction of the main body 20 using the transfer leg 30. The steering means 60 is installed in the main body 20 and is connected to the connecting rod 61 arranged in the longitudinal direction, the branch rod is connected to each of the connecting rod 61 and the transfer leg 30 is installed And (62). Here, the leg installed in the branch rod 62 has a structure that is separated from the main body 20.

그리고 상기 본체(20)에는 연결로드(61)에 전기를 인가하여 연결로드(61)에 대해 분기로드(62)가 접히도록 하는 것으로 수신부(미도시)를 가지는 조향제어부(63)와, 상기 조향제어부(63)에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단인 배터리(64)를 구비한다. 여기에서 상기 연결로드(61)와 분기로드(62)는 스마트 머티리얼(Smart Material - Artificial Muscles; 인공근육)로 이루어질 수 있다. 이 스마트 머티리얼은 전기활성 고분자로서 전기신호에 따라 길이가 조절되는 유전체 고분자나 전도성 고분자로 이루어질 수 있는 것으로, 전기신호를 입력하면 줄어들거나 늘어나는 것이다. 또한 물질에 따라 전기 신호뿐 아니라 화학물질이나 이온 등 다양한 조건에 반응해 길이가 변할 수 있다. In addition, a steering controller 63 having a receiver (not shown) is configured to fold the branch rod 62 with respect to the connecting rod 61 by applying electricity to the connecting rod 61 to the main body 20, and the steering. The battery 64 is provided as a power supply means for supplying power to the control unit 63. The connection rod 61 and the branch rod 62 may be made of smart materials (artificial muscles). The smart material is an electroactive polymer, which can be made of a dielectric polymer or a conductive polymer whose length is adjusted according to an electrical signal. In addition, depending on the material, the length may change in response to various conditions such as chemical signals or ions as well as electrical signals.

한편, 상기 본체(20)의 내부에 설치되는 제 1자력 발생수단(40)은 본체(20)의 내부에 길이 방향으로 설치되는 영구자석이 이용된다. 상기 영구자석은 길이 방향으로 N극과 S극이 배열되도록 함이 바람직하다. 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 본체의 내부에는 제 1자력발생수단의 대체 수단으로 자성체가 설치될 수 있다. On the other hand, the first magnetic force generating means 40 installed in the main body 20 is a permanent magnet installed in the longitudinal direction inside the main body 20 is used. The permanent magnet is preferably such that the N pole and the S pole are arranged in the longitudinal direction. Although not shown in the drawings, a magnetic material may be installed inside the main body as an alternative to the first magnetic force generating means.

그리고 상기 제 2자력 발생수단(50)은 초소형 로봇(10)이 삽입된 세관(100)의 외부에 설치되는 것으로, 상기 N극과 S극의 자력을 교번하여 상기 초소형 로봇(10)에 가할 수 있는 영구자석 또는 전자석으로 이루어질 수 있다. The second magnetic force generating means 50 is installed outside the customs 100 in which the micro robot 10 is inserted. The second magnetic force generating means 50 may alternately apply magnetic forces of the N pole and the S pole to the micro robot 10. Permanent magnet or electromagnet.

상기 제 2자력 발생수단(50)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 세관의 주위를 따라 회전할 수 있는 구동수단(70)을 더 구비할 수 있다. 이 구동수단은 제 2자력 발생수단(50)인 전자석 또는 영구자석을 지지하는 메니퓰레이터 또는 세관을 감싸는 환형의 회전부재를 포함하여 이루어질 수 있다. As shown in FIGS. 7 and 8, the second magnetic force generating means 50 may further include a driving means 70 that may rotate along the periphery of the customs. The driving means may include a manipulator for supporting the electromagnet or permanent magnet, which is the second magnetic force generating means 50, or an annular rotating member surrounding the tubule.

한편, 본 발명에 따른 초소형 로봇의 구동방법은 세관(100)의 내부에 로봇을 삽입하는 로봇 삽입단계와, 상기 세관(100)의 외부에서 상기 로봇에 설정된 극성의 자력을 가하여 세관의 일측벽으로 로봇의 본체(20)를 이동시켜 이의 외주면에 설치되는 이송다리(30)를 탄성변형 시켜 전진하는 제 1전진단계와, 상기 자력을 제거하여 탄성변형 된 이송다리(30)를 복원시키는 제 1이송다리복원단계와, 상기 로봇에 다른 극성의 자력을 가하여 상기 로봇 본체를 세관의 타측 벽측으로 이동시켜 타측의 이송다리(30)를 탄성변형시킴으로써 전진하는 제 2전진단계와, 상기 로봇의 본체(20)에 외부로부터 가하여지는 자력을 제거하여 탄성변형 된 다리가 펴지 면서 로봇의 본체를 전진시키는 제2이송다리 복원단계를 포함하다. On the other hand, the method of driving a micro robot according to the present invention is a robot insertion step of inserting the robot into the interior of the customs 100, and by applying a magnetic force of the polarity set to the robot from the outside of the customs 100 to one side wall of the customs A first forward step of moving the main body 20 of the robot to elastically move the transfer leg 30 installed on its outer circumferential surface, and a first transfer to restore the elastically deformed transfer leg 30 by removing the magnetic force Leg restoring step, and a second forward step of moving the robot main body to the other wall side of the customs by applying a magnetic force of different polarity to the robot to move forward by elastically deforming the other transfer leg 30, the main body of the robot (20) And a second transfer leg restoring step of advancing the main body of the robot while the elastically deformed leg is extended by removing the magnetic force applied from the outside.

이하 본 발명에 따른 초소형 로봇의 작용과 이를 통하여 초소형 로봇의 구동방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the micro robot according to the present invention and the driving method of the micro robot through the same will be described in detail.

본 발명에 따른 초소형 로봇(10)을 구동시키기 위해서는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 먼저 세관(100)에 초소형 로봇(10)을 삽입한다.(도 9a)In order to drive the micro robot 10 according to the present invention, as shown in FIGS. 6 to 9, the micro robot 10 is first inserted into the customs 100. (FIG. 9A)

이 상태에서 도 9b에 도시된 바와 같이 본체(20)에 설치된 제 1자력 발생수단(40)의 N극과 대응되는 측에 제 2자석 발생수단(50)을 이용하여 자력(예컨대, N극)을 발생시킨다. 이와 같이 하면, 도 9b에 도시된 바와 같이 세관(100)의 내부의 초소형 로봇(10)의 본체가 제1,2자력발생수단(40)(50)으로부터 발생된 자력에 의해 반발력이 작용하게 됨으로써 초소형 로봇(10)의 세관(100)의 측면으로 이동하면서 이송다리(30)가 탄성 변형되면서 초소형 로봇(10)이 전진하게 된다.  In this state, as shown in FIG. 9B, the magnetic force (for example, N pole) is formed by using the second magnet generating means 50 on the side corresponding to the N pole of the first magnetic force generating means 40 installed in the main body 20. Generates. In this case, as shown in FIG. 9B, the main body of the micro robot 10 inside the customs 100 is caused to react by the magnetic force generated from the first and second magnetic force generating means 40 and 50. The micro robot 10 moves forward while the transfer leg 30 is elastically deformed while moving to the side of the microtubule 100 of the micro robot 10.

이 상태에서 제 2자력 발생수단(50)에 의해 발생되는 자력을 제거하여 도 9c에 도시된 바와 같이 탄성변형된 이송다리(30)가 복원된다. In this state, the magnetic force generated by the second magnetic force generating means 50 is removed to restore the elastically deformed transfer leg 30 as shown in FIG. 9C.

그리고 상기 제 2자력 발생수단(50)으로부터 본체(20)에 S극의 자력을 인가하여 상기 세관(100)의 내부에 위치되는 초소형 로봇(10)의 본체(20)를 세관(100)의 내부에서 상기 제 2자력 발생수단(50)측으로 이동시켜 이들의 사이에 위치되는이송다리(30)를 탄성 변형시킴으로써 초소형 로봇(10)의 전진시킨다. 상기 제 2자력 발생수단(50)으로부터 자력에 제거되면 상술한 같이 이송다리가 복원되면서 본체(20)를 세관(100)의 중앙부 측으로 이송시킨다. 이와 같은 방법의 반복으로 초소형 로봇(10)을 세관(100)의 내부를 따라 이송시킨다. In addition, the body 20 of the micro robot 10 positioned inside the customs 100 is applied to the main body 20 by the second magnetic force generating means 50 and the interior of the customs 100. In the second magnetic force generating means 50 is moved to move the micro robot 10 by elastically deforming the transfer leg 30 located between them. When the magnetic force is removed from the second magnetic force generating means 50, the transfer leg is restored as described above, and the main body 20 is transferred to the central side of the customs 100. By repeating this method, the micro robot 10 is transferred along the interior of the customs 100.

여기에서 상기 본체(20)의 외주면에 설치되는 이송다리(30)의 배열이 나선형으로 형성된 경우, 이동되는 과정에서 세관(100)의 내부에서 본체(20)가 회전될 수 있다. Herein, when the arrangement of the transfer leg 30 installed on the outer circumferential surface of the main body 20 is formed in a spiral shape, the main body 20 may be rotated in the inside of the customs tube 100 in the process of being moved.

한편, 상기 제 2자력 발생수단(50)의 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 세관의 주위에서 회전시키는 경우 이송다리(30)의 연속적인 굴신작용에 의해 이송이 이루어질 수 있다. 상기와 같이 세관(100)의 주위에서 제 2자력 발생수단(50)이 회전하는 경우 초소형 로봇의 본체(20)에 설치되는 이송다리(30)는 나선형으로 배열된 것을 사용함이 바람직하다. On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9 of the second magnetic force generating means 50 may be transported by the continuous stretching action of the transfer leg 30 when rotating around the customs. As described above, when the second magnetic force generating means 50 rotates around the tubule 100, the transfer leg 30 installed on the main body 20 of the micro robot is preferably used in a helical arrangement.

그리고 세관의 분기되어 초소형 로봇의 이송방향의 제어가 필요한 경우 조향수단(60)의 수신부(63a)에 신호를 송신하여 조향제어부(62)에 의해 상기 스마트 머티리얼로 일측 방향에 위치하는 연결로드(61)와 분기로드(62)에 전기를 인가하여 수축되도록 하고, 상술한 바와 같이 타측방향에 위치하는 열결로드와 분기로드를 굴신시킴으로써 이송방향을 제어 할 수 있다. And when the branch of the customs is required to control the transport direction of the micro robot is transmitted to the receiving unit (63a) of the steering means 60 by the steering control unit 62, the connecting rod 61 located in one direction as the smart material. ) And the branch rod 62 to be contracted by applying electricity, and as described above, the conveying direction can be controlled by stretching the thermal rod and the branch rod positioned in the other direction.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 다른 초소형 로봇은 혈관, 장(腸) 내부와 같이 미끄럽고 변형되기 쉬운 환경뿐만 아니라 금속, 합성수지 등으로 이루어진 세관 내에서 뛰어난 이송력을 가진다. 또한 , 본 발명에 따른 초소형 로봇은 구조가 상대적으로 간단하고 효율적인 이송이 가능하므로 인체 내의 혈관, 대장, 소장 등의 검사 진단 및 수술에 활용될 수 있다. The micro robot according to the present invention configured as described above has an excellent conveying force in the tubules made of metal, synthetic resin, as well as slippery and deformable environments such as blood vessels and intestines. In addition, the micro robot according to the present invention is relatively simple in structure and can be efficiently transported, and thus can be utilized for examination diagnosis and surgery of blood vessels, colon, small intestine, and the like in the human body.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

본 발명의 초소형 로봇은 인체의 혈관, 각종 장기의 검사장비, 금속 또는 합성수지 세관의 내부검사 등 다양한 분야에서 적용이 가능하다. The micro robot of the present invention is applicable to various fields such as blood vessels of human body, inspection equipment of various organs, internal inspection of metal or synthetic resin customs.

도 1은 본 발명에 따른 초소형 로봇의 사시도,1 is a perspective view of a micro robot according to the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 초소형 로봇의 단면도,2 is a cross-sectional view of the micro robot shown in FIG.

도 3은 본 발명의 초소형 로봇의 다른 실시예를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing another embodiment of the micro robot of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 초소형 로봇의 또 다른 실시예를 나타내 보인 종단면도,Figure 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a micro robot according to the present invention,

도 5는 도 4에 도시된 초소형 로봇의 횡단면도,5 is a cross-sectional view of the micro robot shown in FIG. 4;

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 초소형 로봇의 구동상태를 나타내 보인 사시도,6 and 7 are perspective views showing a driving state of the micro robot according to the present invention,

도 8 는 본 발명에 따른 초소형 로봇의 구동상태의 다른 실시예를 나타내 보인 단면도,8 is a cross-sectional view showing another embodiment of a driving state of a micro robot according to the present invention;

도 9a 내지 도 9e는 본 발명에 따른 초소형 로봇의 구동상태를 단계별로 나타내 보인 단면도.9A to 9E are cross-sectional views showing step-by-step driving states of the micro robot according to the present invention.

Claims (6)

소정의 길이를 가지는 본체와, 상기 본체의 외주면에 설치되는 것으로 탄성변형에 의해 굴신 가능하며 후방 측으로 경사진 복수개의 이송다리들과, 상기 본체의 내부에 설치되는 자성체 또는 제 1자력 발생수단과, A main body having a predetermined length, a plurality of transfer legs which are installed on the outer circumferential surface of the main body, which can be bent by elastic deformation and inclined to the rear side, and a magnetic body or first magnetic force generating means installed inside the main body; 상기 본체와 인접되는 측에 설치되며 세관에 삽입된 본체에 견인력과 반발력을 작용시켜 상기 본체를 세관의 벽측으로 교번 이동시킴으로써 상기 이송다리를 굴신시키는 제 2자력 발생수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇.And a second magnetic force generating means installed on the side adjacent to the main body and exerting the transfer leg by alternately moving the main body to the wall side of the customs by applying traction and repulsive force to the main body inserted into the customs. Micro robot. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 본체의 외주면에 설치되는 이송다리가 나선형으로 배열된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇.Miniature robot, characterized in that the transfer leg is installed in a spiral arranged on the outer peripheral surface of the main body. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 본체와 이송다리는 생체 적합한(biocompatible) 폴리머인 PDMS (polydimethylsiloxane)로 이루어진 것을 특징으로 하는 초소형 로봇.The micro robot according to claim 1, wherein the main body and the transfer leg are made of PDMS (polydimethylsiloxane), which is a biocompatible polymer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 본체에는 이송다리를 이용하여 본체의 이송방향을 제어하기 위한 조향수단을 더 구비하며, 상기 조향수단은 상기 본체의 내부에 설치되어 길이 방향으로 배열된 연결로드와, 상기 연결로드와 각각 연결되며 상기 이송다리가 설치되는 분기로드들과, 상기 본체에 설치되며 연결로드에 전기를 인가하여 연결로드에 대해 분기로드가 접히도록 하는 것으로 수신부를 가지는 조향제어부와, 상기 조향제어부에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇.The main body further includes a steering means for controlling the conveying direction of the main body using a transfer leg, the steering means is installed in the main body and connected to the connecting rod arranged in the longitudinal direction, respectively, Branch rods in which the transfer leg is installed, a steering controller installed in the main body and applying a electricity to the connecting rod to fold the branch rod with respect to the connecting rod, and a steering controller having a receiving unit, and for supplying power to the steering controller. Miniature robot, characterized in that provided with a power supply means. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 연결로드와 분기로드는 스마트 머티리얼로 이루어 진 것을 특징으로 하는 초소형 로봇.Miniature robot, characterized in that the connection rod and the branch rod made of a smart material. 세관의 내부에 로봇을 삽입하는 로봇 삽입단계와,A robot insertion step of inserting a robot into customs; 상기 세관의 외부에서 상기 로봇에 설정된 극성의 자력을 가하여 세관의 일측벽으로 로봇의 본체를 이동시켜 이의 외주면에 설치되는 이송다리를 탄성변형 시켜 전진하는 제 1전진단계와, A first forward step of moving the main body of the robot to one side wall of the customs by applying a magnetic force of the polarity set to the robot from the outside of the customs to elastically deform the transfer leg installed on the outer circumferential surface thereof; 상기 자력을 제거하여 탄성변형 된 이송다리를 복원시키는 이송다리 제1복원단계와, A first restoration step of the transfer leg for restoring the elastically deformed transfer leg by removing the magnetic force; 상기 로봇에 다른 극성의 자력을 가하여 상기 로봇 본체를 세관의 타측 벽측으로 이동시켜 타측의 이송다리를 탄성변형시킴으로써 전진하는 제 2전진단계와, A second forward step of applying the magnetic force of different polarity to the robot and moving the robot body to the other wall side of the customs to move forward by elastically deforming the transport leg of the other side; 상기 로봇의 본체에 외부로부터 가하여지는 자력을 제거하여 탄성변형 된 다리가 펴지면서 로봇의 본체를 전진시키는 제2복원단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇의 구동방법. And a second restoring step of removing the magnetic force applied from the outside to the main body of the robot to advance the main body of the robot while the elastically deformed legs are extended.
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