KR20160083595A - 수술로봇의 로봇 암 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수술로봇의 로봇 암 구조에 관한 것으로서, 수술로봇의 로봇 암의 절삭 툴이 연결되는 말단 축과 그 이전의 축이 상기 수술로봇 쪽으로 일정 각도로 기울어져 링크 연결되며, 베이스 상에 설치된 1축에 연결되는 각 축을 상기 말단 축을 제외하고 완만하게 굴곡진 형상으로 형성하되, 상기 말단 축의 끝단을 수술로봇 쪽으로 꺾어 형성한 것이며, 일정각도 기울여 링크 연결하고 끝단을 꺾어 형성한 말단 축으로 인해 기울어져 꺾어진 공간 내까지도 절삭 툴이 위치할 수 있어 회전반경이 넓어지므로 작업공간을 더 확보할 수 있고, 베이스 상의 1축에 연결되는 각 축이 완만하게 굴곡진 형상으로 형성하는 것에 의해 구동케이블을 상기 각 축의 내부에서 굴곡진 형상을 따라 비접촉으로 연결할 수 있는 효과가 있다.

Description

수술로봇의 로봇 암 구조{Structure of robot arm of surgical robot}

본 발명은 수술로봇의 로봇 암 구조에 관한 것으로서, 상세하게는 로봇 암 말단 축을 링크 연결함에 있어 수술로봇 쪽으로 일정 각도 기울여 연결하고 상기 말단 축의 끝단을 기울어진 방향으로 꺾어 형성함으로써, 외관상 안정감을 주면서 절삭 툴의 회전반경을 넓히도록 한 수술로봇의 로봇 암 구조에 관한 것이다.

일반적인 수술로봇은 다축의 다관절 로봇으로써 상기 수술로봇의 로봇 암은 보통 5축 또는 6축이 계속 링크 연결되는 형태로 구성하게 되며, 말단 축인 5축 또는 6축에 뼈를 깎거나 자르는 절삭 툴을 연결하여 사용하게 된다. 이러한 로봇 암의 각 축은 링크 연결되어 각 링크 연결부위를 기점으로 회전운동을 하게 되는데, 각 축 사이의 링크 연결부위 형태를 보면 대부분 상기 로봇 암의 축과 직각으로 배치한 상태에서 연결되고 있어, 로봇 암을 단순히 길게 연결하면 일직선의 구조를 이루게 된다.

이와 같은 로봇 암의 링크 연결부위 구조에서는 각 축 사이, 특히 말단 축과 그 이전의 축 사이는 일직선으로 연결되기 때문에 상기 말단 축에 연결되는 절삭 툴의 회전반경에 제한을 받게 되고, 이렇게 제한된 회전반경에 의해 절삭 툴이 회전하여 움직일 때 말단 축에 간섭을 받아 작업공간이 줄어들게 되는 문제가 발생한다.

더욱이 상기한 바와 같은 링크 연결 형태와 더불어 로봇 암의 각 축이 직선의 형태를 이루고 있어, 링크 연결부위에서 계속적으로 직각으로 꺾이는 각 축으로 인해 시각적으로 로봇 암을 보기에도 미려한 형상이 나올 수 없고, 외관상 시각적으로 보기에도 일직선의 형태를 이루고 있는 각 축이 일정각도 범위 내에서 회전운동하기 때문에 안정감이 떨어져 보인다는 단점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-1123129호

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 로봇 암의 각 축을 굴곡진 형상으로 구성하고 말단 축의 링크 연결에 있어 수술로봇 쪽으로 일정 각도로 기울여 링크 연결하고, 상기 말단 축의 끝단을 기울어진 방향으로 꺾어 형성함으로써, 말단 축에 링크 연결되는 절삭 툴의 회전반경이 넓어지고 외관상 안정감을 주도록 한 수술로봇의 로봇 암 구조를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 수술로봇의 로봇 암 구조는, 수술로봇의 로봇 암의 절삭 툴이 연결되는 말단 축과 그 이전의 축이 상기 수술로봇 쪽으로 일정 각도로 기울어져 링크 연결되며, 베이스 상에 설치된 1축에 연결되는 각 축을 상기 말단 축을 제외하고 완만하게 굴곡진 형상으로 형성하되, 상기 말단 축의 끝단을 수술로봇 쪽으로 꺾어 형성한 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 말단 축과 그 이전의 축은 3~30도 각도의 범위 내에서 기울어져 링크 연결되는 것이 바람직하다.

또 상기 말단 축의 끝단은 완만하게 굴곡진 형태로 꺾어 형성되거나, 직각을 포함한 예각으로 꺾어 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 수술로봇의 로봇 암 구조에 의하면, 일정각도 기울여 링크 연결하고 끝단을 꺾어 형성한 말단 축으로 인해 기울어져 꺾어진 공간 내까지도 절삭 툴이 위치할 수 있어 회전반경이 넓어지므로 작업공간을 더 확보할 수 있고, 베이스 상의 1축에 연결되는 각 축이 완만하게 굴곡진 형상으로 형성하는 것에 의해 구동케이블을 상기 각 축의 내부에서 굴곡진 형상을 따라 비접촉으로 연결할 수 있는 효과가 있다.

또한 말단 축을 기울여 연결하고 끝단을 꺾어 형성함과 더불어 상기 로봇 암의 각 축이 완만하게 굴곡진 형상으로 형성하고 있어, 기존의 로봇 암에 비해 외관상으로 보아도 미려한 형상을 구성하게 되며, 시각적으로 보기에도 안정감을 줄 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조를 보여주는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조를 보여주는 측면도
도 3은 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조의 말단부 링크 연결을 보여주는 단면도

이하, 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조를 보여주는 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조의 말단부 링크 연결을 보여주는 단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암(10) 구조는 말단 축(6)을 제외한 각 축의 형태가 일직선이 아닌 완만하게 굴곡진 형태로 구성되고, 절삭 툴(7)이 연결되는 상기 말단 축(6)은 그 이전의 축과 비스듬히 기울어져 링크 연결되며, 상기 말단 축(6)의 끝단을 수술로봇 쪽으로 꺾어 형성한 것으로 되어 있다.

즉 수술로봇의 베이스(8) 상에서 비스듬히 상기 수술로봇의 전방을 향해 기울어져 연결되는 로봇 암(10)의 1축(1) 상에 2축(2), 3축(3), 4축(4) 및 5축(5)을 차례로 링크 연결하되. 상기 2축(2)이 후방을 향해 완만하게 굴곡진 형태로 구성되면서 상기 2축(2) 이후에 계속 링크 연결되는 3축(3)과 4축(4) 및 5축(5)이 전방을 향해 완만하게 굴곡진 형태로 구성되며, 상기 5축(5)과 링크 연결되는 6축인 말단 축(6)의 링크 연결부위(9)를 보면 상기 말단 축(6)이 아래 쪽으로 향할 수 있도록 비스듬히 기울어져 링크 연결되어 있다. 이를 도면에서 보면 왼쪽으로 기울어진 링크 연결부위(9)에 의해 5축(5)과 6축인 말단 축(6)이 연결되어 있어, 상기 6축(6)은 자연스럽게 아래쪽을 향하게 된다. 상기 링크 연결부위(9)의 기울어진 각도는 상기 말단 축(6)에 연결되는 절삭 툴(7)의 작업에 방해를 받지 않는 선에서 3∼30도의 범위 내에 있도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 상기 로봇 암(10)의 말단 축(6)은 절삭 툴(7)이 연결되는 끝단 부위를 수술로봇 쪽으로 꺾어 형성함으로써 상기 말단 축(6)의 끝단에 연결되는 절삭 툴(7)이 회전할 때 간섭을 받지 않도록 한다. 즉 도면에서 보는 바와 같이 말단 축(6)의 끝단 부위를 완만하게 꺾어 형성함으로써 꺾어져 움푹 들어간 안쪽의 공간에 의해 절삭 툴(7)의 회전반경이 그만큼 넓어지게 된다. 이와 같이 말단 축(6)이 그 이전의 축인 5축(5)과 비스듬히 기울어져 링크 연결되면서 끝단 부위를 꺾어 형성하였으므로, 상기한 바와 같이 절삭 툴(7)의 작업공간을 상기 각도의 범위(3~30도) 내에서 로봇 암(10)의 말단 축(6)에 방해를 받지 않고 종래 로봇 암보다는 최소한 더 확보하거나 충분히 더 많이 확보할 수 있게 된다.

상기 로봇 암의 말단 축(6)의 끝단 부위를 상기한 설명에서는 완만하게 굴곡진 형상으로 꺾어 형성하고 있지만, 상기 끝단 부위를 수술로봇 쪽으로 직각을 포함한 예각으로 꺾어 형성할 수도 있는데, 이와 같은 경우에도 직각을 포함한 예각으로 꺾여진 안쪽 부위의 공간을 확보함으로써 상기한 바와 같이 절삭 툴(7)의 회전반경이 넓어져 작업공간을 종래 로봇 암에서보다 더 많이 확보할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 말단 축(6)을 수술로봇 쪽으로 기울여 링크 연결하면서 끝단을 기울어진 방향으로 꺾어 형성하는 것으로 인해 상기 말단 축(6)의 끝단에 연결되어 아래쪽으로 향하는 절삭 툴(7)의 안정성을 확보할 수 있게 된다.

또한 상기 말단 축(6)의 연결형태 끝단 형상과 더불어 한쪽으로 기울어진 1축(1) 이후 계속해서 링크 연결되는 각 축이 완만하게 굴곡진 형태로 되어 있으므로, 외관상으로 보기에 미려한 부분이 있고 안정감을 주는 형태를 이루게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 수술로봇의 로봇 암 구조에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 1축 2 : 2축
3 : 3축 4 : 4축
5 : 5축 6 : 말단 축(6축)
7 : 절삭 툴 8 : 베이스
9 : 링크 연결부위 10 : 로봇 암

Claims (4)

1. 수술로봇의 로봇 암의 절삭 툴이 연결되는 말단 축과 그 이전의 축이 상기 수술로봇 쪽으로 일정 각도로 기울어져 링크 연결되며, 베이스 상에 설치된 1축에 연결되는 각 축을 상기 말단 축을 제외하고 완만하게 굴곡진 형상으로 형성하되, 상기 말단 축의 끝단을 수술로봇 쪽으로 꺾어 형성한 것을 특징으로 하는 수술로봇의 로봇 암 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 말단 축과 그 이전의 축은 3∼30도 각도의 범위 내에서 기울어져 링크 연결되는 것을 특징으로 하는 수술로봇의 로봇 암 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 말단 축의 끝단은 완만하게 굴곡진 형태로 꺾어 형성되는 것을 특징으로 하는 수술로봇의 로봇 암 구조.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 말단 축의 끝단은 직각을 포함한 예각으로 꺾어 형성되는 것을 특징으로 하는 수술로봇의 로봇 암 구조.

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