KR20150096643A

KR20150096643A - 로크장치를 구비한 5 자유도 관절기구

Info

Publication number: KR20150096643A
Application number: KR1020157000709A
Authority: KR
Inventors: 정승철; 김종철
Original assignee: 알피니언메디칼시스템 주식회사; 김정
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2015-08-25
Also published as: WO2014010764A1; CN104768715A; JP6150890B2; JP2015527937A; KR101673133B1; CN104768715B

Abstract

본 발명의 일 실시예는 베이스; 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 베이스 상측에 구비된 제1 아암; 일측에 힌지부를 갖고, 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 제1 아암 상측에 구비된 제2 아암; 아암헤드와 일측이 상기 아암헤드에 연결된 복수 개의 링크를 포함하며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 상기 힌지부와 연결된 제3 아암; 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 아암헤드 하측에 구비된 제4 아암; 및 일측이 피지지체에 연결되고, 타측이 상기 제4 아암에 연결되며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 구비된 피지지체 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구에 있어서,
상기 제1 아암에 제1 로크장치를 구비하고, 상기 제4 아암에 제2 로크장치를 구비하며, 상기 제1 아암과 상기 제4 아암 사이에 체결장치를 구비하여 5 자유도 중에서 4 자유도가 구속되는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구를 제공한다.

Description

로크장치를 구비한 5 자유도 관절기구{JOINT MECHANISM HAVING 5 DEGREES OF FREEDOM PROVIDED WITH LOCK DEVICES}

본 발명의 일 실시예는 병원 등에서 환자에 근접한 위치에서 이미지를 얻을 수 있도록 구성된 초음파 촬영 장치 등에 설치된 로크장치를 구비한 5 자유도 관절기구에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 베이스, 제1 아암, 제2 아암, 제3 아암, 제4 아암 및 피지지체 연결부를 포함하는 5 자유도 관절기구에 있어서, 제1 아암에 제1 로크장치를 구비하고, 제4 아암에 제2 로크장치를 구비하며, 제1 아암과 제4 아암 사이에 체결장치를 구비하여 5 자유도 중에서 4 자유도가 구속되는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

환자의 신체 내부의 이미지를 얻기 위한 장치로서 초음파 촬영 장치가 널리 보급되어 있다. 일체형 구조체로서 피지지체 및 프로브부(probe portion)를 포함하는 초음파 촬영 장치는 비교적 소형이고, 본체의 하부 부분에 장착된 휠(wheel)을 이용하여 용이하게 이동될 수 있다.

한편, 초음파 촬영 장치의 피지지체의 일 실시예로서 디스플레이수단을 고려할 수 있는데, 이러한 디스플레이 수단은 CRT(음극선관)에서 LCD(액정 디스플레이)로 진화하고 있고, 따라서 피지지체의 중량이 감소되고 있는 추세이며, 이러한 중량 감소로 인하여, 복수의 아티큘레이팅 아암을 갖는 관절기구를 본체의 상부와 피지지체 사이에 배치하는 것이 가능해지고 있다.

이들 복수의 아티큘레이팅 아암을 갖는 관절기구는 피지지체를 수평, 수직 및 대각선 등 여러 방향으로 신속하고 용이하게 이동 가능하게 하고, 피지지체를 본체로부터 다소 이격된 위치로 이동시킬 수 있다.

그러나 복수의 아티큘레이팅 아암을 갖는 관절기구에 부착된 피지지체는 본체를 운반하거나 보관하는 과정에서 발생되는 진동 또는 충격 등에 의하여 큰 위치 변동을 겪을 수 있다. 이러한 피지지체의 위치 변동은 본체를 운반 또는 보관함에 있어서 불편을 초래하고, 본체를 운반하는 도중에 피지지체가 벽면 또는 통행자와 충돌을 일으킬 가능성이 있으며, 그 결과 피지지체가 파손되거나, 통행자나 본체를 운반하는 자에게 부상을 입힐 가능성이 있다.

따라서 복수의 아티큘레이팅 아암을 갖는 관절기구의 아티큘레이팅 아암들을 로크(lock)할 수 있는 로크장치의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 일 실시예로서, 로크(lock) 가능한 5 자유도(5-DoF) 관절기구에 있어서, 베이스; 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 베이스 상측에 구비된 제1 아암; 일측에 힌지부를 갖고, 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 제1 아암 상측에 구비된 제2 아암; 아암헤드와 일측이 상기 아암헤드에 연결된 복수 개의 링크를 포함하며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 상기 힌지부와 연결된 제3 아암; 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 아암헤드 하측에 구비된 제4 아암; 일측이 피지지체에 연결되고, 타측이 상기 제4 아암에 연결되며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 구비된 피지지체 연결부; 및 상기 베이스와 상기 제1 아암이 소정의 상대 위치에 도달할 때, 상기 제1 아암의 회동을 로크(lock)하는 제1 로크장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구를 제공하는 데 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예는, 베이스; 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 베이스 상측에 구비된 제1 아암; 일측에 힌지부를 갖고, 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 제1 아암 상측에 구비된 제2 아암; 아암헤드와 일측이 상기 아암헤드에 연결된 복수 개의 링크를 포함하며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 상기 힌지부와 연결된 제3 아암; 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 아암헤드 하측에 구비된 제4 아암; 일측이 피지지체에 연결되고, 타측이 상기 제4 아암에 연결되며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 구비된 피지지체 연결부; 및 상기 베이스와 상기 제1 아암이 소정의 상대 위치에 도달할 때, 상기 제1 아암의 회동을 로크(lock)하는 제1 로크장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 베이스; 상기 베이스에 순차적으로 연결된 제1 아암, 제2 아암, 제3 아암, 제4 아암 및 피지지체 연결부; 상기 베이스와 상기 제1 아암의 연결부를 로크(lock)시키는 제1 로크장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 촬영 장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 베이스, 제1 아암, 제2 아암, 제3 아암, 제4 아암 및 피지지체 연결부를 포함하는 5자유도를 갖는 관절기구에 4 자유도를 구속할 수 있는 로크장치는 초음파 활영 장치를 운반하거나 보관하는 과정에서 발생되는 진동 또는 충격 등에 의한 복수의 아티큘레이팅 아암을 갖는 관절기구에 부착된 피지지체의 위치 변동을 억제할 수 있는 효과가 있다

또한, 이러한 피지지체의 위치 변동을 억제함으로써 본체를 운반 또는 보관함에 있어서 편리성을 확보할 수 있으며, 본체를 운반하는 도중에 피지지체가 파손되거나, 통행자나 본체를 운반하는 자에게 부상을 입힐 가능성을 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 5 자유도 관절기구를 나타내는 측면도 및 부분확대도,
도 2는 제3 아암의 내부 구조를 나타내는 구성도,
도 3은 피지지체 연결부의 구조를 나타내는 구성도,
도 4는 제1 아암의 내부 구조를 나타내는 구성도,
도 5는 도 1의 아암헤드와 제4 아암의 내부 구조를 나타내는 구성도,
도 6은 후크잠금장치의 내부 구조를 나타내는 구성도,
도 7은 후크잠금장치를 나타내는 측면도,
도 8은 아암 로크해제 조작부의 구성을 나타내는 구성도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 5 자유도 관절기구(1)를 나타내는 측면도 및 부분확대도이다. 우선 홈 포지션 상태는 도 1에 도시된 상태 즉 제1 아암(3)과 제3 아암(5)이 겹쳐지고, 베이스(2)와 제4 아암(6)이 좌우로 회동되지 않은 상태에서 5 자유도 관절기구(1)의 전방을 향하도록 정렬된 상태를 의미한다.

5 자유도 관절기구(1)는 베이스(2), 제1 아암(3), 제2 아암(4), 제3 아암(5), 제4 아암(6) 및 피지지체 연결부(7)를 포함한다. 베이스(2)는 본체에 지지 가능하고 상부에 제1 아암휴지면(9)이 형성되어 있으며 제1 아암휴지면(9)의 중앙에는 제1 회동지지구멍(10)이 형성되어 있다.

제1 아암(3)은 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 베이스(2)에 연결되어 있고, 일측에 제1 단부(11)를 구비하고, 타측에 제2 단부(12)를 구비하며, 제1 단부(11)의 중앙에는 수직하게 제1 단부축(13)이 형성되어 있고, 제2 단부(12)의 중앙에는 수직하게 제2 회동지지구멍(14)이 형성되어 있으며, 제1 단부축(13)이 제1 회동지지구멍(10) 내에 삽입되어 베이스(2) 상에서 제1 단부축(13)을 중심으로 회동 가능하다. 회동범위와 관련하여, 제1 아암(3)은 베이스(2)의 제1 아암휴지면(9) 상에서 홈 포지션 상태에서 좌우로 각각 90도의 범위에서 베이스(2)에 대하여 회동 가능하다.

제2 아암(4)은 상부에 힌지부(15)를 포함하고, 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 제1 아암(3)에 연결되어 있으며, 하부에 제3 단부(16)를 갖고, 제3 단부(16)의 중앙에는 수직하게 제3 단부축(17)이 형성되어 있으며, 제3 단부축(17)이 제2 회동지지구멍(14)에 삽입되어 제2 단부(12) 상에서 제3 단부축(17)을 중심으로 회동 가능하다. 회동범위와 관련하여, 제2 아암(4)은 제1 아암(3)의 제2 단부(12) 상에서 홈 포지션 상태에서 좌우로 각각 90도의 범위에서 제1 아암(3)에 대하여 회동 가능하다.

5 자유도 관절기구(1)는 3개의 회동장치를 갖고 있다. 3개의 회동장치는 베이스(2)와 제1 아암(3), 제1 아암(3)과 제2 아암(4) 및 제3 아암(5)과 제4 아암(6) 사이에 각각 위치한다. 상기 3개의 회동장치의 구성은 모두 유사하므로 설명의 편의상 베이스(2)와 제1 아암(3) 사이의 회동장치만을 예를 들어 설명한다.

베이스(2)와 제1 아암(3) 사이의 회동장치의 구조를 살펴보면, 베이스(2)상의 제1 회동지지구멍(10)에 제1 단부축(13)이 삽입되어 있고, 그 삽입된 상태에서 제1 단부축(13)이 연결판(25)과 결합되어 있다. 제1 단부축(13)과 제1 회동지지구멍(10) 사이에는 윤활작용을 하는 예컨대 엔지니어링 플라스틱 재질의 원통형 슬리이브가 끼워져 있다.

피지지체 연결부(7)는 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 제4 아암(6)에 연결되어 있고, 수직한 축을 중심으로 전방 -90도, 후방 15도의 범위에서 제4 아암(6)의 회동과 무관하게 틸트 가능하다.

도 2는 제3 아암(5)의 내부 구조를 나타내는 구성도이다. 도 2(a)는 제3 아암(5)을 상측에서 바라본 구성도이고, 도 2(b)는 제3 아암(5)을 하측에서 바라본 구성도이다. 제3 아암(5)은 아암헤드(18)와 복수 개의 링크(19)를 포함한다. 실시예적으로 도 2는 4개의 링크(19)에 대하여 도시하였다. 도 2를 참조하면, 4개의 링크(19)는 아암헤드(18)와 제2 아암(4)을 연결하도록 구비되어 있으며, 제3 아암(5)의 좌측과 우측에 각각 2개씩 상하로 평행하게 위치한다. 4개의 링크(19)의 일측은 제2 아암(4)의 힌지부(15)의 두 개의 연결축(21)에 각각 연결되어 있고, 타측은 아암헤드(18)상의 2개의 연결축(20)에 각각 연결되어 있다.

아암헤드(18)와 제2 아암(4)을 연결하는 4개의 링크(19)를 통하여, 제3 아암(5)이 힌지부(15)의 수평축을 중심으로 상하로 회동할 때, 동시에 아암헤드(18)가 수평축에 대한 각도를 유지한다.

제3 아암(5)은 그 내부에 자세유지기구를 더 포함할 수 있으며, 자세유지기구에 의하여 자세를 유지할 수 있다. 제2 아암(4)에 대한 제3 아암(5)의 상하 방향의 회동 각도는 소정의 범위내에서 수동조작에 의하여 연속적으로 조정 가능하지만, 제3 아암(5)에 내장되는 자세유지기구로 인하여 외력을 더하지 않으면 그 각도를 지지하게 되어 있다. 이 때문에 피지지체(8)의 중량 등에 의하여 제3 아암(5)이 자연스럽게 하강하는 일은 없다.

자세유지기구의 일 실시예로서 가스실린더(22)가 제공된다. 즉 힌지부(15)에 돌출홈(23)이 형성되어 있고, 가스실린더의 일측은 아암헤드(18)에 연결되어 있고 타측은 힌지부(15)의 돌출홈(23)에 연결되어 있다. 아암헤드(18)가 상방향으로 이동하면 가스실린더(22)는 늘어나고 아암헤드(18)가 하방향으로 이동하면 가스실린더(22)는 압축된다. 회동범위와 관련하여, 제3 아암(5)은 수평축을 중심으로 상하로 각각 40도와 -10도의 범위에서 회동 가능하다.

제4 아암(6)은 수평축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 아암헤드(18)에 연결되어 있으며, 홈 포지션 상태에서 좌우로 각각 90도의 범위에서 아암헤드(18)에 대하여 회동 가능하다.

도 3은 피지지체 연결부(7)의 구조를 나타내는 구성도이다. 도 3(a)는 피지지체 연결부(7)를 위에서 내려다 본 구성도이고, 도 3(b)는 피지지체(8)가 상방향으로 틸트되었을 때를 나타내는 구성도이며, 도 3(c)는 피지지체(8)가 하방향으로 틸트되었을 때를 나타내는 구성도이다.

피지지체 연결부(7)는 피지지체고정부(27), 틸팅샤프트(28), 외주부에 경사규제홈부(29)가 형성되어 있는 한 쌍의 캠판(30,31), 경사규제를 위한 한 쌍의 스토퍼(32,33), 한 쌍의 판스프링(34,35) 및 한 쌍의 토션스프링(36,37)을 포함한다.

한 쌍의 캠판(30,31)은 피지지체고정부(27)에 부착되어 피지지체고정부(27)가 회동할 때 함께 회동한다. 캠판(30,31)의 외주부에는 피지지체(8)의 틸트범위를 규제하기 위한 경사규제홈부바닥(39)이 형성되어 있고, 틸팅샤프트(28)에는 경사규제홈부바닥(39)의 제1 정지면 또는 제2 정지면에 맞닿을 수 있는 한 쌍의 스토퍼(32,33)가 구비되어 있다. 스토퍼(32,33)의 일 측면이 제1 정지면에 맞닿거나, 스토퍼(32,33)의 타 측면이 제2 정지면에 맞닿으면 캠판(30,31)의 회동이 정지된다. 피지지체고정부(16)와 캠판(30,31)이 고정되어 있는 피지지체(8)는 축선(38)을 중심으로 하여 전방으로 -90도와 후방으로 15도의 범위에서 틸트된다.

이때 한 쌍의 판스프링(34,35)은 사용자가 피지지체(8)를 틸트시킬 때 틸트된 상태로 피지지체(8)가 유지되도록 힘을 가세하는 기능을 수행하고, 한 쌍의 토션스프링(36,37)은 피지지체(8)가 원위치로 돌아오는 복원력을 부여하는 기능을 수행한다. 판스프링(34,35)과 토션스프링(36,37)의 도움으로 사용자가 피지지체(8)의 각도를 쉽게 조절할 수 있다.

도 4는 제1 아암(3)의 내부 구조를 나타내는 구성도이다. 도 4(a)는 제1 아암(3)을 로크한 상태를 나타내는 구성도이고, 도 4(b)는 제1 아암(3)의 로크를 해제한 상태를 나타내는 구성도이다. 제1 아암(3)의 아암커버(42) 내부에는 아암 홈부(43)가 형성되어 있고 아암 홈부바닥(44) 내에는 제1 단부(11)로 관통되는 원통형의 제1 로크가이드(40)가 수직하게 형성되어 있다. 제1 로크가이드(40)는 제1 단부축(13)에 대하여, 5 자유도 관절기구(1)의 전후 방향의 뒤측에 간격을 두고 배치되어 있다.

또한, 제1 단부휴지면(9) 상에는 상단에 개구를 가지는 원통형의 제2 로크가이드(41)가 수직하게 형성되어 있다. 원통형의 제2 로크가이드(41)는 제1 회동지지구멍(10)에 대하여, 5 자유도 관절기구(1)가 홈 포지션 상태에 있을 때의 제1 로크가이드(40)의 위치와 대응되는 위치에 형성되어 있다.

아암 홈부바닥(44) 내의 제1 로크가이드(40) 속에는 단면이 알파벳 Ｔ 형태의 제1 로크핀(45)이 구비되어 있다. 제1 로크핀(45)의 상부는 제1 플랜지부(46)가 형성되어 있고 제1 로크핀(45)의 상단에는 제1 스프링(47)이 끼워져 있다. 제1 스프링(47)은 제1 로크핀(45)이 제1 로크가이드(40) 속에서 상방향으로 올라오도록 아암 홈부바닥(44)에 힘을 가한다.

아암 홈부(43) 내부에는 후크잠금박스(48)가 구비되어 있다. 후크잠금박스(48)에는 후크잠금박스(48)의 측면을 관통하는 잠금축가이드(79)가 있고, 잠금축가이드(79)에는 잠금축(49)이 삽입되어 있다. 잠금축(49) 상에는 기역 형태의 제1 로크핀누름쇠(50)가 연결되어 있다.

제1 아암(3)이 베이스(2) 상에서 제1 로크가이드(40)와 제2 로크가이드(41)가 겹쳐지는 위치에 위치한 상태에서 잠금축(49)의 회전에 의하여 제1 로크핀누름쇠(50)가 제1 로크핀(45)의 제1 플랜지부(46)를 누르면, 제1 로크핀(45)은 제1 및 제2 로크가이드(40,41)를 따라서 하방에 변위되면서, 제1 스프링(47)이 압축된다. 제1 로크핀누름쇠(50)는 아암 홈부측면(51)과 접촉하면서 강제로 멈춘다.

제1 로크핀(45)의 하단부가 제2 로크가이드(41)로 삽입되는 것에 의해 베이스(2)에 대한 제1 아암(3)의 회동이 로크된다. 제1 로크장치(52)는 제1 로크핀(45), 제1 로크핀누름쇠(50), 제1 스프링(47), 제1 로크가이드(40) 및 제2 로크가이드(41)를 포함한다.

도 5는 도 1의 아암헤드(10)와 제4 아암(6)의 내부 구조를 나타내는 구성도이다. 도 5(a)는 제4 아암(6)을 로크한 상태를 나타내는 구성도이고, 도 5(b)는 제4 아암(6)의 로크를 해제한 상태를 나타내는 구성도이다. 제4 아암(6)의 제5 단부(53) 중앙에는 제5 단부축(54)이 수직하게 형성되어 있고, 아암헤드(10)의 제4 단부(55) 중앙에는 제3 회동지지구멍(56)이 형성되어 있다. 제4 아암(6)은 제5 단부축(54)을 중심으로 회동한다.

제4 아암(6)의 제5 단부(53) 상에는 5 자유도 관절기구를 정면에서 바라볼 때 좌측으로 소정의 간격을 둔 위치에 제4 아암(6)을 연직으로 관통하는 원통형의 제3 로크가이드(57)가 형성되어 있고, 아암헤드(10)의 제4 단부(55) 상에는 5 자유도 관절기구(1)의 홈 포지션 상태에서 제3 로크가이드(57)와 대응되는 위치에 요홈(58)이 형성되어 있다. 제3 로크가이드(57) 속에는 단면이 알파벳 Ｔ 형태의 제2 로크핀(59)이 구비되어 있으며, 제2 로크핀(59)의 하부에는 제2 스프링(61)이 끼워져 있다. 제2 스프링(61)은 제2 로크핀(59)이 하방향으로 이동하도록 힘을 가세한다.

제2 로크핀(59)은 캠(62)의 회전에 의하여 제3 로크가이드(57) 속에서 상하로 변위한다. 즉 제2 로크핀(59)의 제2 플랜지부(60)가 캠(62)상의 넓은 지지대(63a)에 맞닿아 있는 상태가 제2 로크핀(59)이 하방으로 변위한 겅우로서, 제4 아암(6)의 제3 아암(5)에 대한 로크가 해제된 상태가 된다. 또한, 제2 로크핀(59)의 제2 플랜지부(60)가 캠(62)상의 좁은 지지대(63b)에 맞닿아 있는 상태가 제2 로크핀(59)이 상방으로 변위한 경우로서, 제3 아암(5)에 대한 제4 아암(6)의 회동이 로크된 상태이다. 즉 제2 로크핀(59)의 끝부분이 요홈(58) 속으로 삽입되는 것에 의해 제3 아암(5)에 대한 제4 아암(3)의 회동이 로크된다. 제2 로크장치(64)는 제2 로크핀(59),제2 스프링(61), 제3 로크가이드(57), 요홈(58) 및 캠(62)을 포함한다.

또한, 도 5는 체결장치(66)의 내부 구조를 나타내고 있다. 도 5(a)는 체결장치(66)가 제1 아암(3)과 체결되기 위한 준비 상태를 나타내는 구성도이고, 도 5(b)는 체결장치(66)가 휴지된 상태를 나타내는 구성도이다. 체결장치의 상단에는 캠(62)과 캠축이 형성되어 있고, 하단에는 후크(65)가 형성되어 있다.

제4 아암(6) 내부에는 체결장치(66)의 휴지공간(67)이 형성되어 있다. 체결장치(66)는 조작자의 수동조작에 의하여 휴지공간(67) 내로 인입되어 휴지상태를 유지할 수 있으며, 휴지공간(67)에서 인출되어 제1 아암(3) 내부에 설치된 후크잠금장치(68)와 결합을 하기 위한 상태가 될 수도 있다. 체결장치(66)가 휴지공간(67) 내에 휴지된 상태에서 사용자가 체결장치(66)를 수동조작에 의하여 인출하면 동시에 캠(62)도 회전하며 캠(62)의 회전에 의하여 제3 아암(5)에 대한 제4 아암(6)의 회동이 로크되는 것은 이미 설명하였다.

도 6은 후크잠금장치(68)의 내부 구조를 나타내기 위한 구성도이다. 후크잠금장치(68)의 상판(73)은 제거되어 있는 상태이다. 잠금걸쇠판(69)은 직사각형의 구멍이 2개가 형성되어 있다. 큰 구멍(70)은 삽입된 후크(65)를 잠그는 구멍이고, 작은 구멍(71)은 잠금바(72)가 끼워져 있는 구멍이다. 잠금바(72)의 이동에 의하여 잠금걸쇠판(69)이 후크잠금장치(68)의 양측 벽면 상을 슬라이딩하여 이동한다. 후크잠금장치(68)는 후크잠금박스(48), 잠금걸쇠판(69), 상판(73) 및 체결장치(66)를 포함한다.

도 7은 후크잠금장치(68)를 나타내는 측면도이다. 후크잠금장치(68)의 상판(73)은 제거되어 있는 상태이다. 도 7(a)는 잠금걸쇠판(69)이 열려진 상태를 나타내는 구성도이고, 도 7(b)는 잠금걸쇠판(69)이 잠겨 있는 상태를 나타내는 구성도이다.

체결장치(66)가 인출된 상태에서 사용자가 수동조작에 의하여 제3 아암(5)을 하방으로 이동시키면 체결장치(66)의 하단에 형성된 후크(65)가 제1 아암(3)의 상단의 구멍에 삽입되고, 잠금레바(74)를 회전시켜 잠금바(72)를 이동시키면 잠금걸쇠판(69)이 함께 이동하게 되어 후크(65)가 로크된다. 이로써 제1 아암(3)에 대한 제2 아암(4)의 회동이 로크되고 동시에 제3 아암(5)의 제2 아암(4)에 대한 회동이 로크된다.

도 8는 아암 로크해제 조작부의 구성도이다. 도 8(a)는 아암 로크해제 조작부의 구성들의 위치를 나타내는 사시도이다. 도 8(b)는 후크잠금장치(68)에 의하여 후크(65)가 로크된 상태를 나타내는 구성도이고, 도 8(c)는 후크잠금장치(68)에 의하여 후크(65)의 로크가 해제된 상태를 나타내는 구성도이다. 아암 로크해제 조작부의 구조를 설명하면, 잠금축(75)의 일측에 잠금레바(74)가 연결되어 있고, 타측에는 제3 스프링(77)이 연결되어 있으며, 잠금레바(74)를 누르면 제3 스프링(77)이 압축된다. 또한, 잠금축(75)은 후크잠금박스(48) 상의 잠금축가이드(79)에 삽입되어 있다. 잠금축(75)에는 제1 로크핀누름쇠(50), 잠금바(72) 및 잠금핀(76)이 부착되어 있다. 도 8(b)의 상태에서 잠금레바(74)를 눌러서 도 8(b)에서 제3 스프링(77)이 있는 방향에서 바라볼 때 시계방향으로 돌리면 잠금축(75)이 함께 회전하고, 잠금축(75) 상에 부착되어 있는 잠금바(72)와 제1 로크핀누름쇠(50) 및 잠금핀(76)이 함께 회전한다. 잠금바(72)는 잠금걸쇠판(69)을 이동시키고, 제1 로크핀누름쇠(50)가 위로 이동하면서 제1 로크핀(45)을 상방향으로 이동시킨다. 이 경우 잠금핀(76)은 돌출홈(78)을 넘어서 도 8(c)처럼 돌출홈(78)의 오른쪽에 위치하게 된다. 이로써 제1 로크장치(52)의 로크가 해제된다. 또한, 동시에 후크(65)의 로크가 해제되고 그 해제 상태를 유지하며, 체결장치(66)를 제1 아암(3) 상부의 구멍으로부터 추출할 수 있게 된다. 아암 로크해제 조작부는 잠금레바(74), 잠금축(75), 잠금바(72), 잠금핀(76) 및 제3 스프링(77)을 포함한다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

(부호의 설명)

1 : 5 자유도 관절기구

20 : 아암헤드상의 두 개의 연결축

21 : 힌지부상의 두 개의 연결축

29 : 경사규제홈부

38 : 축선

52 : 제1 로크장치

64 : 제2 로크장치

66 : 체결장치

68 : 후크잠금장치

Claims

로크(lock) 가능한 5 자유도(5-DoF) 관절기구에 있어서,
베이스;
수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 베이스 상측에 구비된 제1 아암;
일측에 힌지부를 갖고, 수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 제1 아암 상측에 구비된 제2 아암;
아암헤드와 일측이 상기 아암헤드에 연결된 복수 개의 링크를 포함하며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 상기 힌지부와 연결된 제3 아암;
수직축을 중심으로 좌우로 회동 가능하게 상기 아암헤드 하측에 구비된 제4 아암;
일측이 피지지체에 연결되고, 타측이 상기 제4 아암에 연결되며, 수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 구비된 피지지체 연결부; 및
상기 베이스와 상기 제1 아암이 소정의 상대 위치에 도달할 때, 상기 제1 아암의 회동을 로크(lock)하는 제1 로크장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스는 상부에 제1 아암휴지면을 구비하고, 상기 제1 아암휴지면의 중앙에는 제1 회동지지구멍이 구비된 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 아암은 일측에 제1 단부를 구비하고, 타측에 제2 단부를 구비하며, 상기 제1 단부의 중앙에는 수직하게 제1 단부축이 구비되고, 상기 제2 단부의 중앙에는 수직하게 제2 회동지지구멍이 구비된 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 아암은 상기 제1 단부축이 상기 제1 회동지지구멍에 삽입되어 상기 베이스 상에서 상기 제1 단부축을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 아암이 상기 베이스의 상기 제1 아암휴지면 상에서 회동하는 범위는 홈 포지션 상태에서 좌우로 각각 90도인 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 아암은 하부에 제3 단부를 구비하고, 상기 제3 단부의 중앙에는 수직하게 제3 단부축이 구비된 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 아암은 상기 제3 단부축이 상기 제2 회동지지구멍에 삽입되어 상기 제2 단부 상에서 상기 제3 단부축을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 7 항에 있어서,
상기 제2 아암이 상기 제1 아암의 상기 제2 단부 상에서 회동하는 범위는 상기 홈 포지션 상태에서 좌우로 각각 90도인 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 5 항에 있어서,
상기 아암헤드는 하부에 제4 단부를 구비하고, 상기 제4 단부의 중앙에는 수직하게 제3 회동지지구멍이 구비된 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 아암이 상기 힌지부의 수평축을 중심으로 상하로 회동할 때, 상기 아암헤드가 수평축에 대한 각도를 유지하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 10 항에 있어서,
상기 제3 아암의 내부에 자세유지기구를 더 포함하되, 상기 제3 아암이 상기 자세유지기구에 의하여 자세를 유지하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 10 항에 있어서,
상기 제3 아암이 수평축을 중심으로 상하로 회동하는 범위는 수평면을 기준으로 하측으로 -10도, 상측으로 40도인 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 9 항에 있어서,
상기 제4 아암은 상부에 제5 단부를 구비하고, 상기 제5 단부의 중앙에는 수직하게 제5 단부축이 구비되며, 상기 제5 단부 상에는 상기 제5 단부축과 간격을 둔 위치에 요홈이 구비된 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 13 항에 있어서,
상기 제4 아암은 상기 제5 단부축이 상기 제3 회동지지구멍에 삽입되어 상기 아암헤드 상에서 상기 제5 단부축을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 14 항에 있어서,
상기 제4 아암이 상기 제4 단부 상에서 회동하는 범위는 상기 홈 포지션 상태에서 좌우로 각각 90도인 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 1 항에 있어서,
상기 피지지체는 디스플레이 수단인 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제4 아암과 상기 제3 아암이 소정의 상대 위치에 도달할 때, 상기 제4 아암의 회동을 로크(lock)하는 제2 로크장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1 아암과 상기 제4 아암 사이를 구속하는 체결장치로서, 상기 제4 아암의 하부에 연결되고, 상기 체결장치의 상단에는 캠과 캠축이 형성되고, 하단에는 후크가 형성된 체결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 17 항에 있어서,
수평축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 상기 제4 아암의 하부에 힌지 결합된 체결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 18 항에 있어서,
상기 제4 아암 내부에 상기 체결장치의 휴지공간이 구비되어 있고, 상기 체결장치가 상기 휴지공간 내, 외부로 인출입되는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 18 항에 있어서,
상기 제1 아암의 내부에 장착되고, 잠금레바에 의하여 잠금걸쇠판이 슬라이딩 작동하는 후크잠금장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
제 21 항에 있어서,
상기 제1 로크장치에 의한 로크 상태와 상기 후크잠금장치에 의한 후크잠금 상태를 동시에 해제하는 아암 로크해제 조작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 5 자유도 관절기구.
베이스;
상기 베이스에 순차적으로 연결된 제1 아암, 제2 아암, 제3 아암, 제4 아암 및 피지지체 연결부;
상기 베이스와 상기 제1 아암의 연결부를 로크(lock)시키는 제1 로크장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 촬영 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 제3 아암과 상기 제4 아암의 연결부를 로크(lock)시키는 제2 로크장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 촬영 장치.
제 23 항 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 아암과 상기 제4 아암을 체결하는 체결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 촬영 장치.
제 25 항에 있어서,
상기 제1 아암의 내부에 장착되고, 잠금레바에 의하여 잠금걸쇠판이 슬라이딩 작동하는 후크잠금장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 촬영 장치.
제 26 항에 있어서,
상기 제1 로크장치에 의한 로크 상태와 상기 후크잠금장치에 의한 후크잠금 상태를 동시에 해제하는 아암 로크해제 조작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 촬영 장치.