KR20140083462A

KR20140083462A - Structure of instrument coupler of surgical robot arm

Info

Publication number: KR20140083462A
Application number: KR1020120153242A
Authority: KR
Inventors: 유장석
Original assignee: (주)미래컴퍼니
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-04
Also published as: KR101418718B1

Abstract

Disclosed is an instrument coupler structure of a surgical robot arm. The instrument coupler structure comprises: a surgical robot arm; an interface which is formed at the end of the robot arm and mediates power transmittal to an instrument mounted on the robot arm; an operating wheel equipped on the interface; and a piezo motor installed in order to be adjacent to the operating wheel. The operating wheel is rotated by means of the operation of the piezo motor. The operating wheel installed on the surgical robot arm is operated by means of the piezo motor so that a steel wire can be omitted and the size and weight of the robot arm can be reduced. Accordingly, the robot arm and instrument can be rapidly and precisely controlled.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an instrument coupler structure for a surgical robot arm,

본 발명은 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조에 관한 것이다.
The present invention relates to an instrument coupler structure of a surgical robot arm.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 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.Medically, surgery refers to the repair of a skin, mucous membrane, or other tissue that is cut, torn or manipulated using a medical device. Particularly, due to problems such as hemorrhage, side effects, patient's pain, scarring, etc., the incision is made by cutting the skin of the surgical site and opening, treating, And is attracting attention as an alternative.

이러한 수술용 로봇은 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암을 구비하게 되며, 로봇 암의 선단부에는 인스트루먼트(instrument)가 장착되어, 로봇으로부터 생성, 전달되는 구동력에 의해 인스트루먼트가 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다.The surgical robot includes a robot arm for operation, and an instrument is mounted on the distal end of the robot arm. The driving force generated and transmitted from the robot causes the instrument to perform operations necessary for the operation .

일반적으로 로봇에 장착되는 수술용 인스트루먼트는, 길이방향으로 연장된 샤프트와, 샤프트의 말단에 결합된 이펙터, 그리고 샤프트의 선단에 결합되어 이펙터를 작동시키기 위한 구동부로 이루어진다. 구동부에는 복수의 휠이 설치되는데, 각 휠은 와이어 등을 통해 이펙터의 각 부분과 연결되어 있어, 휠을 회전시키면 그에 상응하여 이펙터가 수술에 필요한 다양한 동작을 수행하게 된다.Generally, a surgical instrument mounted on a robot includes a shaft extending in the longitudinal direction, an effector coupled to the distal end of the shaft, and a driving unit coupled to the tip of the shaft to actuate the effector. The driving unit is provided with a plurality of wheels. Each wheel is connected to each part of the effector through a wire or the like. When the wheel is rotated, the effector performs various operations necessary for the operation.

인스트루먼트를 로봇에 장착하면, 구동부는 로봇 암에 구비된 인터페이스를 통해 동력을 전달받는데, 보다 구체적으로는, 인터페이스에 설치되는 구동휠에 인스트루먼트의 휠이 정합되어 구동휠의 회전에 연동하여 휠이 회전하게 되며, 이에 따라 인스트루먼트가 로봇에 의해 제어된다.More specifically, when the instrument is mounted on the robot, the driving unit receives the power through the interface provided in the robot arm. More specifically, the wheel of the instrument is matched to the driving wheel installed on the interface, So that the instrument is controlled by the robot.

종래의 수술용 로봇 암의 경우, 도 1에 도시된 것처럼, 구동휠(7)을 회전시키기 위해 로봇 암(1)의 일 부분(예를 들면, 링크 부분)에 모터(3)를 설치하고, 모터(3)와 구동휠(7)을 스틸 와이어(Steel Wire)(5)로 연결하여, 모터(3)의 회전에 의한 구동력이 스틸 와이어(5)를 통해 구동휠(7)에 전달되도록 하는 구조로 이루어졌다.In the case of a conventional surgical robot arm, as shown in Fig. 1, a motor 3 is installed in a part (for example, a link portion) of the robot arm 1 for rotating the drive wheel 7, The motor 3 and the driving wheel 7 are connected to each other by a steel wire 5 so that the driving force by the rotation of the motor 3 is transmitted to the driving wheel 7 through the steel wire 5 Structure.

이러한 종래의 ‘로봇 암-인스트루먼트’ 커플러(coupler) 구조는, 로봇 암에 모터를 설치할 공간을 확보해야 하므로 로봇 암의 크기가 커지고, 스틸 와이어를 사용하므로 동력 손실이 발생할 우려가 있으며, 와이어의 구동 과정에서 로봇 암에 진동이 발생할 수 있다는 문제가 있다.In this conventional 'robot arm-instrument' coupler structure, a space for installing a motor in a robot arm must be ensured, so that the size of the robot arm is increased and power loss is generated due to the use of a steel wire. There is a problem that vibration may occur in the robot arm during the process.

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-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

한편, 미국공개특허 US2008/0154252에는 피에조 모터에 의해 캐뉼러 내에서 길이방향 및 회전방향으로 파이버가 작동되는 온열처리 치료용 프로브가 개시되어 있다.
On the other hand, U.S. Patent Publication No. US2008 / 0154252 discloses a probe for a heat treatment treatment in which a fiber is driven in a longitudinal direction and a rotation direction in a cannula by a piezo motor.

특허문헌 1 : 미국 공개특허공보 US2008/0154252호Patent Document 1: US2008 / 0154252

본 발명은, 로봇 암과 인스트루먼트 간의 커플러 구조를 복잡하지 않고 간소하게 구현할 수 있는 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an instrument coupler structure for a surgical robot arm that can simplify a coupler structure between a robot arm and an instrument without complexity.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수술용 로봇 암과, 로봇 암의 단부에 형성되며, 로봇 암에 장착되는 인스트루먼트로의 동력 전달을 매개하는 인터페이스(interface)와, 인터페이스에 구비되는 구동휠과, 구동휠에 인접하도록 설치되는 피에조 모터(Piezo-Motor)를 포함하되, 피에조 모터의 작동에 의해 구동휠이 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a surgical robot comprising: a surgical robot arm; an interface formed at an end of the robot arm for mediating power transmission to an instrument mounted on the robot arm; There is provided an instrument coupler structure of a surgical robotic arm, which comprises a piezo-motor provided adjacent to a wheel, wherein the driving wheel is rotated by the operation of the piezo motor.

구동휠은 원판형으로 형성되며, 피에조 모터는 구동휠의 외주면에 접하도록 설치될 수 있다. 또는, 구동휠은 도넛(donut)형으로 형성되며, 피에조 모터는 구동휠의 내주면에 접하도록 설치될 수도 있다.The driving wheel is formed in a disk shape, and the piezo motor can be installed so as to be in contact with the outer circumferential surface of the driving wheel. Alternatively, the driving wheel may be formed in a donut shape, and the piezo motor may be provided so as to be in contact with the inner peripheral surface of the driving wheel.

이 경우, 피에조 모터는 복수로 구비되며, 서로 등간격을 유지하도록 구동휠을 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.In this case, the piezo motors are provided in plural and can be radially arranged around the driving wheel so as to be equally spaced from each other.

인스트루먼트에는, 로봇 암에 장착됨에 따라 구동휠에 정합되는 종동휠이 구비되며, 종동휠은 구동휠의 회전에 연동하여 회전함으로써, 인스트루먼트가 수술에 필요한 동작을 수행하도록 구동력을 제공할 수 있다.The instrument is provided with a driven wheel that is fitted to the driving wheel as it is mounted on the robot arm and the driven wheel rotates in conjunction with the rotation of the driving wheel so that the instrument can provide driving force to perform the operation required for the operation.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 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 the detailed description of the invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수술용 로봇 암에 설치되는 구동휠을 피에조 모터로 작동시킴으로써, 스틸 와이어를 생략할 수 있고 로봇 암의 크기 및 무게를 줄일 수 있으며 로봇 암 및 인스트루먼트의 빠르고 정밀한 제어가 가능하게 된다.
According to the preferred embodiment of the present invention, by operating the driving wheel installed on the surgical robot arm with the piezo motor, the steel wire can be omitted, the size and weight of the robot arm can be reduced, and fast and precise control of the robot arm and the instrument .

도 1은 종래 기술에 따른 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 모터의 작동 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 모터의 배치 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피에조 모터의 배치 구조를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a structure of an instrumental coupler of a surgical robot arm according to the prior art; FIG.
2 is a view showing an instrument coupler structure of a surgical robot arm according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an operation state of a piezo motor according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a layout structure of a piezo motor according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing an arrangement structure of a piezo motor according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The 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 terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, 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.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 모터의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피에조 모터의 배치 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피에조 모터의 배치 구조를 나타낸 도면이다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 로봇 암(10), 인터페이스(20), 구동휠(30), 피에조 모터(40), 인스트루먼트(50), 종동휠(60)이 도시되어 있다.FIG. 2 is a view showing a structure of an instrumental coupler of a surgical robot arm according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing an operation state of a piezo motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing an arrangement structure of a piezo motor according to another embodiment of the present invention. FIG. 2 to 5, a robot arm 10, an interface 20, a driving wheel 30, a piezo motor 40, an instrument 50, and a driven wheel 60 are shown.

본 실시예는, 피에조 모터(Piezo-Motor)를 활용한 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조를 특징으로 한다.The present embodiment features an instrument coupler structure of a robot arm utilizing a piezo-motor.

본 실시예와 같이 피에조 모터를 이용하여 로봇 암의 커플러 구조를 구현할 경우, 커플러 자체에 피에조 모터를 내장하게 되므로, 별도의 스틸 와이어가 필요 없게 되며, 스틸 와이어에 의한 동력 손실이나 와이어의 구동 과정에서의 진동을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.When a coupler structure of a robot arm is implemented using a piezo motor as in the present embodiment, a piezo motor is incorporated in the coupler itself, so that a separate steel wire is not required, and power loss due to a steel wire, It is possible to reduce the vibration of the motor.

또한, 피에조 모터로 인하여 정밀 위치 및 속도 제어가 가능하므로, 보다 정밀한 로봇 암의 제어가 가능하게 된다.Further, since the piezo-electric motor enables precise position and speed control, it is possible to control the robot arm more precisely.

본 실시예에 따른 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 커플러 구조는, 수술용 로봇 암(10)에 구비되는 구동휠(30)에 인접하여 피에조 모터(40)를 설치한 것을 특징으로 한다.The instrument coupler structure of the surgical robotic arm according to the present embodiment is characterized in that the piezo motor 40 is provided adjacent to the driving wheel 30 provided on the surgical robot arm 10.

수술용 인스트루먼트(50)는 로봇 암(10)의 말단에 장착되어 작동되는데, 인스트루먼트(50)의 장착을 위해 로봇 암(10)의 단부에는 인터페이스(interface)(20)가 형성된다.The surgical instrument 50 is mounted and operated at the end of the robot arm 10 and an interface 20 is formed at the end of the robot arm 10 for mounting of the instrument 50.

로봇 암(10)의 인터페이스(20)는 인스트루먼트(50)와의 동력이나 신호 전달을 매개하는 부분으로서, 동력 전달을 위해 후술하는 구동휠(30) 등의 액추에이터(actuator)가 설치될 수 도 있고, 신호 전달을 위해 전기 접점이 형성될 수도 있다.The interface 20 of the robot arm 10 is a part that transmits power or signal transmission to the instrument 50 and may be provided with an actuator such as a driving wheel 30 to be described later for power transmission, An electrical contact may be formed for signal transmission.

또한, 로봇 암(10)의 인터페이스(20)는 인스트루먼트(50)가 장착될 위치를 제공할 뿐만 아니라 인스트루먼트(50)가 장착된 상태에서 움직일 수 있도록 가동식(예를 들면, 슬라이드 방식)으로 구성될 수도 있다.The interface 20 of the robotic arm 10 may also be configured to be movable (e.g., slide) so as to provide a position at which the instrument 50 is to be mounted, as well as to allow movement while the instrument 50 is mounted It is possible.

전술한 것처럼 수술용 로봇 암(10)의 인터페이스(20)에는 인스트루먼트(50)로의 동력 전달을 위해 구동휠(30)이 구비될 수 있다. 구동휠(30)을 회전시키면 그에 연동하여 인스트루먼트(50)의 휠(종동휠(60))도 회전하게 되며, 그 결과 로봇 암(10)으로부터 인스트루먼트(50)로 구동력이 전달되게 된다.As described above, the interface 20 of the surgical robot arm 10 may be provided with a driving wheel 30 for transmitting power to the instrument 50. When the driving wheel 30 is rotated, the wheel (driven wheel 60) of the instrument 50 is also rotated in conjunction with the rotation of the driving wheel 30. As a result, the driving force is transmitted from the robot arm 10 to the instrument 50.

본 실시예는 구동휠(30)을 회전시키기 위하여, 구동휠(30)에 인접하도록 피에조 모터(40)를 설치한 것을 특징으로 한다.The present embodiment is characterized in that the piezo motor 40 is disposed adjacent to the drive wheel 30 to rotate the drive wheel 30. [

피에조 모터 또는 압전 모터(piezoelectric motor)는, 구동 주파수가 초음파(20kHz 이상)를 가지면서 고정자와 회전자의 마찰에 의해 구동력을 갖는 모터를 말한다.A piezo motor or a piezoelectric motor refers to a motor having a driving force by friction between a stator and a rotor while having a driving frequency of an ultrasonic wave (20 kHz or more).

피에조 모터는 자석이나 권선을 필요로 하지 않는 새로운 형태의 구동원으로서, 복수의 압전 세라믹을 사용하고 이것에 고주파 전압을 가하여 압전 세라믹을 진동시키는 원리로 작동된다.Piezoelectric motors are a new type of drive source that does not require magnets or windings. It uses a plurality of piezoelectric ceramics and applies a high frequency voltage thereto to operate the principle of vibrating the piezoelectric ceramics.

이러한 진동력에서 탄성체, 마찰판을 거쳐 일정방향의 구동력, 즉, 회전력을 얻는데, 피에조 모터의 구체적인 구현 형태에 따라서 회전형 이외에 직진형(리니어 구동형)도 있다.In this vibrating force, a driving force in a constant direction, that is, a rotational force, is obtained through an elastic body and a friction plate. In addition to the rotational type, there is also a linear type (linear driving type) according to a concrete implementation of the piezo motor.

본 실시예에 따른 피에조 모터(40)는, 도 3에 도시된 것처럼, 작동자(도 3의 ‘A' 참조)가 소정 거리만큼의 직선 운동을 반복하여 수행하는 방식으로 작동될 수 있다.The piezo motor 40 according to the present embodiment can be operated in such a manner that the actuator (see 'A' in FIG. 3) repeatedly performs a linear motion by a predetermined distance, as shown in FIG.

즉, 본 실시예에 다른 피에조 모터(40)의 작동자(A)는 도 3의 (a) 경로와 (b) 경로를 순차적으로 반복하여 이동하도록 작동될 수 있는데, 작동자(A)가 (a) 경로를 따라 이동할 때 작동자(A)가 다른 물체에 접하면 작동자(A)는 다른 물체가 이동하도록 힘(마찰력)을 가하게 된다.In other words, the actuator A of the piezo motor 40 according to the present embodiment can be operated so as to sequentially and repeatedly move the path of FIG. 3 (a) and the path of FIG. 3 (b) a) When the operator A touches another object when moving along the path, the operator A applies a force (friction force) to move the other object.

본 실시예는 이 힘을 이용하여 구동휠(30)을 회전시키는 것을 특징으로 한다.The present embodiment is characterized in that the driving wheel 30 is rotated using this force.

즉, 도 4 내지 도 5에 도시된 것처럼 구동휠(30)에 인접하여 피에조 모터(40)를 배치하면, 피에조 모터(40)의 작동에 의해 (작동자(A)가 구동휠(30)에 힘을 가하여) 구동휠(30)이 회전하게 되는 것이다.4 to 5, when the piezo motor 40 is disposed adjacent to the driving wheel 30, the operation of the piezo motor 40 (the operation of the operator A) The driving wheel 30 is rotated.

예를 들어, 도 4에 도시된 것처럼, 구동휠(30)이 원판(disc)형으로 형성될 경우, 피에조 모터(40)(의 작동자(A))가 구동휠(30)의 외주면(도 4의 ‘O' 참조)에 접하도록 설치함으로서, 피에조 모터(40)의 작동에 의해 구동휠(30)이 회전하도록 할 수 있다.4, when the drive wheel 30 is formed in the shape of a disc, the piezo motor 40 (the operator A) is positioned on the outer peripheral surface of the drive wheel 30 4), the driving wheel 30 can be rotated by the operation of the piezo motor 40. In addition,

또는, 도 5에 도시된 것처럼, 구동휠(30')이 도넛(donut)형으로 형성될 경우, 피에조 모터(40)(의 작동자(A))가 구동휠(30')의 내주면(도 5의 ‘I' 참조)에 접하도록 설치함으로써, 피에조 모터(40)의 작동에 의해 구동휠(30')이 회전하도록 할 수 있다.5, when the drive wheel 30 'is formed in a donut shape, the piezo motor 40 (the actuator A of the piezo motor 40) is positioned on the inner peripheral surface of the drive wheel 30' 5 '), it is possible to cause the driving wheel 30' to rotate by the operation of the piezo motor 40.

로봇 암(10)과 인스트루먼트(50) 간의 커플러 구조에 있어서, 인스트루먼트(50)는 소정의 작동 자유도(예를 들면, 3 자유도)로 작동될 수 있는데, 이를 위해서는 로봇 암(10)에 구비되는 구동휠도 인스트루먼트(50)는 작동 자유도의 수만큼(예를 들면, 3개) 설치될 수 있다.In the coupler structure between the robot arm 10 and the instrument 50, the instrument 50 can be operated with a predetermined degree of freedom (for example, three degrees of freedom) The driving wheel 50 may be provided as many as the number of operating degrees of freedom (for example, three).

이 경우, 본 실시예에 따른 피에조 모터(40)는 복수의 구동휠 각각에 대응하도록 설치될 수 있다.In this case, the piezo motor 40 according to the present embodiment can be installed to correspond to each of the plurality of driving wheels.

나아가, 어느 하나의 구동휠(30)에 인접하여 설치되는 피에조 모터(40)도 반드시 하나만 설치되어야 하는 것은 아니며, 도 4 내지 도 5에 도시된 것처럼 복수로(예를 들면, 4개) 설치될 수 있다.Furthermore, it is not necessary to install only one piezo motor 40 installed adjacent to any one of the driving wheels 30, but it is also possible to install a plurality (for example, four) of piezo motors 40 as shown in FIGS. .

구동휠(30)의 외주면 또는 내주면에 접하도록 복수의 피에조 모터(40)를 설치할 경우, 각 피에조 모터(40)가 구동휠(30)에 균일하게 힘을 가할 수 있도록, 복수의 피에조 모터(40)는 서로 등간격을 유지하도록 배치될 수 있다.A plurality of piezo motors 40 are provided so that each piezo motor 40 can uniformly apply force to the driving wheel 30 when the plurality of piezo motors 40 are provided so as to contact the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the driving wheel 30. [ May be arranged to be equally spaced from each other.

예를 들면, 도 4 내지 도 5에 도시된 것처럼 구동휠(30)의 회전 중심점을 중심으로 방사상으로 피에조 모터(40)가 배치되도록 할 수 있다.For example, as shown in Figs. 4 to 5, the piezo motor 40 can be arranged radially around the center of rotation of the driving wheel 30. [

이처럼, 본 실시예에 따른 커플러 구조에서는 구동휠(30)의 회전을 위해 피에조 모터(40)를 설치한 것을 특징으로 하면, 피에조 모터(40)의 작동에 의해 구동휠(30)이 회전하게 된다.As described above, in the coupler structure according to the present embodiment, the piezo motor 40 is provided to rotate the drive wheel 30, so that the drive wheel 30 is rotated by the operation of the piezo motor 40 .

인스트루먼트(50)를 로봇 암(10)에 장착하면 인스트루먼트(50)에 구비된 휠(종동휠(60))이 로봇 암(10)에 구비된 휠(구동휠(30))에 정합되며, 피에조 모터(40)를 작동시켜 구동휠(30)이 회전하면 그에 연동하여 종동휠(60)도 회전하게 된다.When the instrument 50 is mounted on the robot arm 10, the wheel (driven wheel 60) provided in the instrument 50 is matched to the wheel (drive wheel 30) provided on the robot arm 10, When the driving wheel 30 rotates by operating the motor 40, the driven wheel 60 rotates in conjunction with the rotation of the driving wheel 30. [

종동휠(60)이 회전하면, 전술한 것처럼, 인스트루먼트(50)의 이펙터 등에 구동력이 전달되어 인스트루먼트(50)(이펙터)가 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다.When the driven wheel 60 rotates, as described above, a driving force is transmitted to the effector of the instrument 50 and the instrument 50 (effector) performs the operation required for the operation.

이처럼, 본 실시예는 피에조 모터(40)를 설치함으로써, 기존의 로봇 암(10)에 설치되던 스틸 와이어를 생략할 수 있게 되며, 그에 따라 로봇 암(10)의 크기 및 무게를 줄일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, by installing the piezo motor 40, it is possible to omit the steel wire which has been installed in the conventional robot arm 10, thereby reducing the size and weight of the robot arm 10. [

또한, 피에조 모터는 정밀한 위치 및 속도 제어가 가능하므로, 피에조 모터가 설치된 로봇 암-인스트루먼트 커플러 구조 또한 빠르고 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
In addition, since the piezo motor can be precisely controlled in position and speed, the robot arm-instrument coupler structure with the piezo motor can also be controlled quickly and precisely.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

10 : 로봇 암 20 : 인터페이스
30, 30' : 구동휠 40 : 피에조 모터
50 : 인스트루먼트 60 : 종동휠10: robot arm 20: interface
30, 30 ': drive wheel 40: piezo motor
50: Instrument 60: driven wheel

Claims

A surgical robot arm;
An interface formed at an end of the robot arm and mediating power transmission to the instrument mounted on the robot arm;
A driving wheel provided on the interface;
And a piezoelectric motor (Piezo-motor) installed adjacent to the driving wheel,
And the driving wheel rotates by the operation of the piezo motor.

The method according to claim 1,
Wherein the driving wheel is formed in a disk shape, and the piezo motor is installed so as to be in contact with an outer circumferential surface of the driving wheel.

The method according to claim 1,
Wherein the driving wheel is formed in a donut shape, and the piezo motor is installed so as to be in contact with an inner circumferential surface of the driving wheel.

The method according to claim 2 or 3,
Wherein the plurality of piezo motors are arranged radially with respect to the driving wheel so as to be equally spaced from each other.

The method according to claim 1,
The instrument includes a driven wheel that is fitted to the driving wheel as it is mounted on the robot arm,
Wherein the driven wheel is rotated in conjunction with the rotation of the driving wheel to provide a driving force for the instrument to perform an operation necessary for the operation.