KR20190140787A - 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구 - Google Patents

자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구 Download PDF

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KR20190140787A
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Abstract

본 발명은 자동화 모발 이식기를 이용한 시술 작업시 3차원 공간에서의 자유로운 움직임이 가능할 뿐 아니라 시침시 나타나는 식모기의 후방밀림현상까지 방지하여 안전하고 편리한 이식작업에 더욱 기여할 수 있는 새로운 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구에 관한 것이다.
즉 발명은 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구(A)에 있어서, 고정블럭(201)의 상부에 1차관절운동이 가능한 하부작동아암(210); 상기 하부작동아암(210)의 끝에 2차관절운동이 가능한 중간작동아암(220); 상기 중간작동아암(220)의 끝에 3차 관절운동이 가능한 이식기고정부재(230); 상기 하부작동아암(210)의 하부 상기 중간작동아암(220 )으ㅟ 상부에 각각 구성되는 하부볼조인트관절결합부(240)와 상부볼조인트관절결합부(250); 상기 하부작동아암(210)와 중간작동아암(220) 사이에서 1차관절운동, 2차관절운동, 3차관절운동을 포함하는 모든 관절운동을 일시 정지시키는 관절운동일시제어장치(300)가 포함된 중간힌지형관절결합부(260); 상기 하부작동아암(210)의 외측 후면에 무게쏠림에 따른 기구의 불균형을 방지하는 밸런스 유지용 무게추(400);로 이루어지는 것이다.

Description

자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구{Multi-joint arm mechanism dedicated to automated hair transplantation}
본 발명은 자동화 모발 이식기를 이용한 시술 작업시 3차원 공간에서의 자유로운 움직임이 가능할 뿐 아니라 시침시 나타나는 식모기의 후방밀림현상까지 방지하여 안전하고 편리한 이식작업에 더욱 기여할 수 있는 새로운 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구에 관한 것이다.
통상 모발 이식기는, 두피의 발모영역으로부터 모발을 채취하여 이를 탈모된 다른 불모영역의 두피(불모환자)에 이식(transplant)이 가능하도록 하는 기구로, 식모침 끝의 내부에 발모영역으로부터 채취된 모근을 위치시킨 상태에서, 두피에 식모침을 찌른(시침) 다음 두피 속에 모근만 남긴 채 식모침을 빼내는 과정(이때 시침 후 빠져나가는 식모침을 따라 모근이 함께 딸려 나갈 수 있음으로 식모침의 내부에는 식모침이 빠져나오는 동안 모근을 두피속으로 밀어 주는 심축의 동작이 함께 이루어짐)을 통하여 두피속 모근의 완착을 도모하고 궁극적으로 모발 이식이 가능케 한다.
즉, 모발 이식기는 식모침의 끝단부에 모근이 끼워진 상태에서 피시술자의 두피에 찌르는 식모침의 시침동작은 물론, 이와 함께 두피에 찔러진 식모침이 두피 밖으로 빠져나오는 동안 심모침의 내부에서 그 식모침과 별개로 모근의 이탈방지를 통한 완착을 목적으로 모근을 두피속으로 밀어주는 심축의 스톱퍼 또는 푸시동작이 반드시 필요하다.(식모침의 시침동작 + 심축의 푸시동작)
기존에 널리 이용되어 왔던 수동식 모발 이식기는 식모침의 시침동작과 심축의 푸시동작을 위해서는 시술자가 모발 이식기를 한 손으로 잡고 손가락을 움직여서 일일이 조작을 함에 따라 극심한 피로도(통상 모발이식 작업을 하면 한 번에 횟수가 1000회 이상을 약 3~5시간에 걸쳐 장시간 이루어지기 때문에 상당히 힘든 과정 필요함)를 호소하여 왔으나, 최근에는 식모침의 시침동작과 심축의 푸시동작을 입력된 프로그램에 의해 자동으로 이루어지는 자동 제어형 모발 이식기가 개발되면서 보다 편리한 작업이 가능한 상태다.
그러나 자동 제어형 모발 이식기를 이용하여 시술을 한다고 하더라도, 식모침의 시침동작과 심축의 푸시동작에 관하여 자동으로 이루어질 뿐, 시술자가 모발 이식기를 손으로 잡고 피시술자의 두피에 일일이 대응시켜서 작업하고, 작업을 하는 동안에는 손으로 계속 잡고 있어야 하는 것은 물론 자동제어모터의 동작과 보조를 맞추기 위하여 상당히 주의를 기울어야 하기 때문에, 이에 따른 시술자의 피로도와 작업의 난이도 및 힘든 과정은 아직까지 상당한 실정이다.
이를 해결하기 위해 한 편에서는, 자동 제어형 모발 이식기를 고정한 상태에서 시술 중 3차원 공간에서의 자유로운 이동이 가능하고 손을 놓으면 그 3차원 공간의 위치에서 정지하여 대기모드를 유지할 수 있는 다관절 아암 기구 또한 다방면으로 개발하고 있다.
하지만, 자동 제어형 모발 이식기의 작업을 보조하는 다관절 아암은 일반적인 산업분야와 달리, 인체(두피)에 직접적으로 접촉되는 모발 이식기를 다루는 기구인 만큼 인체사고의 위험으로부터 명백하게 그 안전이 보장될 수 있는 특별한 조건들이 요구되고, 시술 중 필요한 다양하고 정밀한 움직임과 필요한 적지적소의 위치 이동 및 정지상태의 유지가 항시 지원되어야 할 뿐만 아니라, 그럼에도 불구하고 구조가 간단하여 경제적으로 열악한 시술자에게도 부담없고 합리적인 가격대의 보급이 가능한 수준이어야 하는 등 까다로워 아직까지 이를 만족하는 완벽한 기구는 개발되지 못한 실정이다.
다만, 공개특허공보에서 제10-2016-0122558호로 공지된 모발 이식장치에는, 베이스에 조절 가능하도록 결합되며, 말단에 바늘을 포함하는 식모기가 장착되어 있는 로봇 암을 포함하고, 상기 로봇 암은 환자의 두상 중심에 있는 제1 포인트를 중심으로 회전하여 두피 상에 상기 바늘의 위치를 결정하는 위치 조절RCM(remote center of motion) 기구부, 그리고 상기 두피 상의 상기 위치를 중심으로 회전하여 상기 바늘의 접근 각도를 결정하는 각도 조절 RCM 기구부를 포함하는 구성" 에 관하여 기재하고 있으나,
이는 최소 6군데의 많은 관절이 설치되는 등 구성이 매우 복잡하고 고가일 수밖에 없을 뿐만 아니라 동작에 관여하는 메커니즘이 일정한 반경으로 회전하는 것 외에는 특별할 것이 없는 지극히 초급수준에 불과하고, 모발 이식기의 시술 중 필요한 다양하고 정교하여 3차원 공간에서의 자유로운 모든 움직임에 대한 능동적인 대처 또한 사실상 어려우며,
특히 자동화 모발 이식기 사용 중 피시술자의 두피에 식모침을 찌르는 시침시 반작용으로 수반하는 이식기의 후방밀림현상에 대한 방어도 불가하고 이 경우 시술자가 어쩔 수 없이 신중을 기하여 손으로 전동제어의 자동화 시침동작에 정확히 보조를 맞추려고 애는 쓰겠지만, 워낙 민감하고 짧은 시간 순간에 이루어지고 들뜬 공간에서 손의 감각이 둔할 수밖에 없는 인체의 특성상 대처(후방밀림현상)가 쉽지 않고 자칫 안전사고의 위험성까지 내포하는 등 이 역시 상당한 문제점이 있다.
공개특허공보에서 제10-2016-0122558호(모발 이식장치)
이에 본 발명에서는 자동화 모발 이식기를 이용한 시술 작업시 3차원 공간에서의 정상적인 관절운동 및 자유로운 움직임(상하좌우 위치이동에 제한 없음)이 가능할 뿐 아니라 시침시 나타나는 식모기의 후방밀림현상까지 방지하여 더욱 편리하고 안전한 이식작업이 가능토록 하면서도, 구조가 간단하여 부담없는 저렴한 가격대로 널리 보급이 가능한 새로운 간단형 다관절 아암기구를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.
위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구(A)에 있어서, 고정블럭(201)의 상부에 결합되고 상기 고정블럭(201)와 사이에서 1차관절운동이 가능한 하부작동아암(210); 상기 하부작동아암(210)의 끝에 추가로 더 연결 구성되고 상기 하부작동아암(210)과의 사이에서 한 번 더 2차관절운동이 가능한 중간작동아암(220); 상기 중간작동아암(220)의 끝에 결합되고, 상기 중간작동아암 사이에서 또 다른 한번의 3차 관절운동이 가능하며, 반대측에는 자동화 모발 이식기(100)가 장착되는 이식기고정부재(230);상기 고정블럭(201)와 하부작동아암(210) 사이, 그리고 상기 중간작동아암(220 )와 이식기고정부재(230) 사이에 각각 개별로 구성되고, 구형 볼과 유니버셜조인트홀더간 맞물림에 의해 1차관절운동 및 3차관절운동이 가능하도록 하는 하부볼조인트관절결합부(240)와 상부볼조인트관절결합부(250); 상기 하부작동아암(210)와 중간작동아암(220) 사이에서 힌지결합방식에 의하여 2차관절운동이 가능하도록 하되, 내부에는 1차관절운동, 2차관절운동, 3차관절운동을 포함하는 모든 관절운동을 일시적으로 정지시키는 관절운동일시제어장치(300)가 포함된 중간힌지형관절결합부(260); 상기 하부작동아암(210)의 외측 후면에 설치되고, 상기 하부작동아암(210)을 기준 전방으로 구성되는 중간작동아암(220) 및 이식기고정부재(230)로 인한 무게쏠림에 따른 기구의 불균형을 방지하는 밸런스 유지용 무게추(400);로 이루어지는 것이다.
이상과 같은 본 발명은 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구는, 자동화 모발 이식기를 이용한 시술작업에 필요한 3차원 공간에서의 모든 움직임에 대하여 보조함으로써 사용 및 조작의 편의성을 극대화할 뿐 아니라, 예기치 못한 갑작스러운 상황이 발생할 경우 모든 관절부의 움직임을 즉각적으로 정지할 수 있고, 이는 시침 중 수반하는 식모기의 후방밀림현상을 방지하는 것 또한 가능하기 때문에 아암기구의 사용으로 인한 편의성은 물론 이식작업의 안전성 및 신뢰성 향상에도 크게 도움이 되며, 이에도 불구하고 구조적으로 매우 간단하면서도 합리적인 구조적 특성이 뒷받침되는 등 우수한 기능의 제품을 부담없는 가격대로 널리 보급하는 것도 가능하게 되는 유용한 발명이다.
도 1~2는 자동 모발 이식기의 예를 제시한 사시도 및 단면도
도 3은 본 발명의 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구 전체 사시도
도 4는 본 발명의 다관절 아암기구부를 발췌한 사시도
도 5는 본 발명의 다관절 아암기구의 하측 일부를 확대한 사시도
도 6과 도7은 본 발명에서 제시된 하부볼조인트관절결합부와 상부볼조인트결합부를 발췌한 확대 단면도
도 8은 본 발명에서 제시된 하부볼조인트관절결합부의 분해 사시도
도 9는 본 발명에서 제시된 중간힌지형관절결합부의 조립구조가 2가지 타입으로 적용될 수 있다는 예의 사시도
도 10~14는 본 발명의 중간힌지형관절결합부를 일체형 힌지결합구조로 결합하고 그 내부에 관절운동일시제어장치를 설치한 상태의 각 분해 사시도와 단면도 및 조립 단면도
도 15는 본 발명에서 제시된 가압인가용 핀블럭과 제1 가압심축 및 제2 가압심축간 작용관계를 설명하기 위한 확대 예시도
도 16~도20은 본 발명의 중간힌지형관절결합부를 2단 조립형 힌지결합구조로 결합하고 그 내부에 관절운동일시제어장치를 설치한 상태의 각 분해 사시도와 단면도 및 조립 단면도
본 발명의 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구는 첨부된 각 도면에 의거하여 설명하면 하기와 같다.
즉 본 발명은 발모영역으로부터 채취된 모근을 식모침(101) 끝의 내부에 수용시킨 상태에서, 이를 두피에 찌르고 이때 모근은 밖으로 빠져나가는 식모침(101)에 이끌려 나가지 못하게 심축(102)으로 밀어서 두피속 안착이 명확히 이루어질 수 있도록 하고, 하나 이상의 구동모터(M)가 내부에 설치됨에 따라 식모침(101)의 시침동작과 심축(102)의 푸시동작이 자동 제어에 의해 이루어질 수 있는 자동화 모발 이식기(100)에만 전용으로 사용되며,
플렉시블 케이블(K)을 이용하여 식모작업에 필요한 작업정보와 프로그래밍 저장 및 제어기능을 갖는 동시에 다양한 출력기능(인쇄, 디스플레이 등)까지 가능한 PC 제어부가 내장된 컨트롤박스(C)의 상면 또는 모발 이식 작업에 필요한 다양한 기구(작업대 등) 위에 설치될 수 있는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구(A)에 있어서,
고정블럭(201)의 상부에 결합되고, 상기 고정블럭(201)와 사이에서 1차관절운동이 가능한 하부작동아암(210); 상기 하부작동아암(210)의 끝에 추가로 더 연결 구성되고 상기 하부작동아암(210)과의 사이에서 한 번 더 2차관절운동이 가능한 중간작동아암(220); 상기 중간작동아암(220)의 끝에 결합되고, 상기 중간작동아암 사이에서 또 다른 한번의 3차 관절운동이 가능하며, 반대측에는 자동화 모발 이식기(100)가 장착되는 이식기고정부재(230); 상기 고정블럭(201)와 하부작동아암(210) 사이, 그리고 상기 중간작동아암(220)와 이식기고정부재(230) 사이에 각각 개별로 구성되고, 구형 볼과 유니버셜조인트홀더간 맞물림에 의해 1차관절운동 및 3차관절운동이 가능하도록 하는 하부볼조인트관절결합부(240)와 상부볼조인트관절결합부(250); 상기 하부작동아암(210)와 중간작동아암(220) 사이에서 힌지결합방식에 의하여 2차관절운동이 가능하도록 하되, 내부에는 모발 이식기 사용 중 모든 부위의 관절운동(1차관절운동, 2차관절운동, 3차관절운동)을 일시적으로 정지시키는 관절운동일시제어장치(300)가 포함된 중간힌지형관절결합부(260); 상기 하부작동아암(210)의 외측 후면에 설치되고, 상기 하부작동아암(210)을 기준 전방으로 구성되는 중간작동아암(220) 및 이식기고정부재(230)로 인한 무게쏠림에 따른 기구의 불균형을 방지하고 밸런스를 유지하여 보다 안정적인 작업이 가능하도록 일정한 정도의 중량이 할당된 밸런스 유지용 무게추(400);로 이루어지는 것을 그 특징적요지로 하였다.
이하 각 구성요소별로 구체적으로 살펴보면,
<하부 및 상부볼조인트관절결합부>
상기 하부볼조인트관절결합부(240)는, 도6에 도시되어 있는 바와 같이 고정블럭(201)의 상부에 일정한 높이의 지지봉(241)을 구성한 다음 그 상단끝에 제1관절볼(242)을 고정하고, 상기 제1 관절볼과 하부작동아암(210)의 하단부 사이에는, 일측은 상기 제1관절볼(242)을 감싸서 연결되는 반면 타측은 상기 하부작동아암(210)의 하단부에 걸림되는 볼조인트홀더(243)가 연결된 구조로 이루어짐에 따라, 상기 고정블럭(201)과 상기 하부작동아암(210) 사이에서 1차 관절운동이 가능하게 된다.
상기 상부볼조인트결합부(250) 또한 설치되는 위치만 다를 뿐 상기 하부볼조인트관절결합부(240)와 동일한 구조로, 도7에 도시된 바와 같이 상기 이식기고정부재(230)로부터 일정한 높이만큼 돌출된 지지봉(251) 끝에 제2관절볼(252)을 고정하고, 상기 제2 관절볼(252)과 중간작동아암(220)의 상단부 사이에는, 일측은 상기 제2관절볼(252)을 감싸서 연결하는 반면 타측은 상기 중간작동아암(220)의 하단부에 걸림되는 볼조인트홀더(253)가 체결됨에 따라, 상기 이식기고정부재(230)와 중간작동아암(220) 사이에서 3차 관절운동 및 그 회동이 가능하게 하는 요소다.
상기 볼조인트홀더(243,253)와 하부작동아암(210) 또는 중간작동아암(220)의 끝단부 사이, 그리고 상기 제1, 2관절볼(242,252)과 볼조인트홀더(243,253) 사이에는 각 부위에 적절한 유형의 스톱링을 체결함에 따라 상호간 걸림성을 유지하는 동시에 탈락방지를 도모하였으며,
특히 상기 볼조인트홀더(243,253)의 하측에는, 각 지지봉(241,251)의 간섭을 회피하여 볼간 관절동작이 가능하도록 일정한 깊이로 음각된 회동안내홈(244,254)이 형성되는데, 이 회동안내홈(244,254)은, 도면에 도시된 바와 같이 상기 볼조인트홀더(243,253)의 하부의 전측에만 일정한 깊이로 음각되어 있음을 알 수 있는데, 이는 볼에 의한 관절 동작이 전측으로만 이루어지고 다른 방향으로는 관절운동이 불필요하여 제한된다.
즉, 본 발명에서 제시하는 1, 2차 관절운동은 전방향으로만 상기 하부작동아암(210)이 수직으로 세워졌을 경우를 가정할 때, 이를 기준으로 좌측과 우측은 물론 후측으로의 젖힘동작(관절운동)은 불가하고 일정한 각도 범위내에서 일측으로만 젖힘(관절운동)이 가능한 구조다.
<중간힌지형관절결합부>
상기 중간힌지형관절결합부(260)는, 상기 하부작동아암(210)과 중간작동아암(220)의 각 일측 끝단부를 힌지방식으로 서로 결합함에 따라 3차 관절운동이 가능케 하는 부위로,
도9 ~ 도14에 도시되어 있는 바와 같이 상기 하부작동아암(210)과 중간작동아암(220)의 각 일측 끝단부를 일체 결합형 외측 하우징(261)과 일체 결합형 내측 회동하우징(262)을 각각 구성한 다음 이를 하나의 뭉치로 결합하는 일체형 힌지결합구조로 조립할 수도 있지만,
필요에 따라서는 도16 ~ 도20에 도시된 바와 같이 상기 하부작동아암(210)과 중간작동아암(220)의 각 일측 끝단부를 별도 결합형 일측 회동하우징(261-1)과 별도 결합형 타측 회동하우징(262-1)을 각각 구성한 다음 일측과 타측에 각 별도로 밀착하여 결합시키는 2단 조립형 힌지결합구조로 설계될 수 있다.
특히, 일체형 힌지결합구조 또는 2단 조립형 힌지결합구조로 결합될 수 있는 상기 중간힌지형관절결합부(260)의 내부에는, 자동화 모발이식기 사용 중 필요한 경우 모든 관절부위(1차관절운동, 2차관절운동, 3차관절운동)의 동작을 일시적으로 강압하여 멈춰 세우는 관절운동일시제어장치(300)가 필수적으로 설치된다.
<관절운동일시제어장치>
이때 상기 관절운동일시제어장치(300)는, 도12~15 및 도 18~20에 도시되어 있는 바와 같이 상기 중간힌지형관절결합부(260)에서 그 일측과 타측에 각각 설치된 상기 하부볼조인트관절결합부(240) 및 상부볼조인트관절결합부(250)의 제1관절볼(242) 및 제2관절볼(252)을 양방향으로 동시에 가압함에 따라 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구의 모든 관절운동(1차관절운동, 2차관절운동, 3차관절운동)을 일시적이고 강제로 즉시 정지될 수 있도록 하는 제어장치로,
상기 일체 결합형 외측 하우징(261)과 일체 결합형 내측 회동하우징(262)이 일체로 결합된 상태 또는 상기 별도 결합형 일측 회동하우징(261-1)과 별도 결합형 타측 회동하우징(262-1)이 서로 2단으로 밀착된 상태의 각 내부 중심에 힌지핀삽입홀(310)을 형성하는 것과;
상기 힌지핀삽입홀(310) 내에는, 일정한 직경 크기의 나사축 관통홀(322)이 뚫려있으며, 일측 또는 타측의 둘레에 가압력 인가용 경사유도각(321)이 형성된 2개 이상의 가압력 인가용 핀블럭(320)을 일측과 타측에 각각 일정한 간격으로 대칭 설치하는 것과;
상기 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220)의 각 내부에는, 상기 제1관절볼(242) 또는 제2관절볼(252)과 접촉되는 볼접촉부(331,331')가 형성되고, 반대측 끝단부에는 "V"형으로 벌어진 가압력 인가용 핀블럭(320) 사이에 개입되는 가압력 입력용 경사유도각(332,332')이 형성된 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(330')을 각각 설치하는 것과;
상기 가압인가용 핀블럭(320) 중심에 형성된 나사축 관통홀(322)에는, 단턱(341a)이 포함된 머리부(341)가 일측에 구성되고, 타측에는 나사산을 갖는 나사부(342)가 형성된 나사조임볼트축(340)이 끼어지는 것과;
상기 나사조임볼트축(340) 일측의 나사부(342)에는, 정회전 또는 역회전을 통하여 상기 나사조임볼트축(340)을 당겨 복수의 가압 인가용 핀블럭(320)을 들을 동시에 조임(압박블럭간 간격을 좁힘) 또는 풀림(압박블럭간 간격이 벌림)을 가능하도록 하는 핀블럭압박조절장치(270)를 설치한 구조로 설계할 수 있다.
이때, 상기 관절운동일시제어장치(300)를 하부암측 회동하우징(261)과 중간암측 동형하우징(262)이 하나의 뭉치로 결합되는 일체 조립형 힌지결합구조에 적용되는 경우에는, 상기 힌지핀삽입홀(310) 내에, 삽입되는 가압력 인가용 핀블럭(320)은 가압력 인가용 경사유도각(321)이 일측 둘레에만 형성된 2개의 일방향 압박용 핀블럭(320-1)이 중간에 일정한 간격을 두고 그 일측과 타측에 각 대칭으로 구성시키는 것이 필요하다.
반면, 상기 2단 조립형 힌지결합구조에 적용되는 경우에는, 상기 하부암측 회동하우징(261)과 중간암측 회동형하우징(262)의 각 내부에서 개별적인 가압작용이 필요함으로, 2단으로 나란하게 밀착된 상기 하부암측 회동형하우징(261)과 중간암측 회동형하우징(262)간 연결된 내부 힌지핀삽입홀(310)의 중간지점에, 가압력 인가용 경사유도각(321)이 양쪽에 모두 갖춘 양방향 압박용 핀블럭(320-2)을 구성하는 동시에, 상기 양방향 압박용 핀블럭(320-2)의 일측과 타측에는 한쪽에만 가압력 인가용 경사유도각(321)이 형성된 일방향 압박용 핀블럭(320-1)을 일정한 간격 만큼 벌어진 상태로 각각 추가로 구성되어야 하고,
상기 나사조임볼트축(340)은 일방향 압박용 핀블럭(320-1) 2개와 양방향 압박용 핀블럭(320-2) 하나로 포함하여 총 3개에 형성된 나사축홀(322)에 전체적으로 끼워질 수 있게 길이가 더욱 긴 것을 사용하여야 하며,
상기 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220)의 각 내부에 삽입된 상기 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(340)의 각 일측 끝단부의 가압력 입력용 경사유도각(332,342)은, 상기 양방향 압박용 핀블럭(320-2) 및 그 양측에 각각 대응하는 복수의 일방향 압박용 핀블럭(320-1) 사이에서 서로 다른 2개소의 "V"형 벌어진 부분에 각각 개입되어야 하고,
상기 핀블럭압박조절장치(270)를 통하여 상기 나사조임볼트축(340)을 당겨서 핀블럭들을 조임(압박블럭간 간격을 좁힘) 또는 풀림(압박블럭간 간격이 벌림) 동작시에도 2개의 일방향 압박용 핀블럭(320-1) 및 하나의 양방향 압박용 핀블럭(320-2)을 포함 총 3개의 핀블럭을 조임(압박블럭간 간격을 좁힘) 또는 풀림(압박블럭간 간격이 벌림)이 실시되어야 한다.
아울러 상기 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220) 사이와, 상기 중간작동아암(220)의 외측과 나사조임볼트축(340)의 머리부(341) 사이와, 상기 하부작동아암(210)의 외측과 핀블럭압박조절장치(270) 사이에는, 핀블럭들의 조임(압박블럭간 간격을 좁힘) 또는 풀림(압박블럭간 간격이 벌림) 동작시 필요한 유격을 확보하고 동작 이후에는 탄성으로 인해 원위치로 복귀가 가능하도록 간격유지용 탄성스프링(360)이 각각 추가로 더 설치된다.
상기한 구성 중 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220)의 각 내부에 삽입되는 상기 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(330')은, 앞서 전술된 바와 같이 일측 끝단부에는 대칭되는 일측의 압박핀블럭(320)과 타측의 압박핀블럭(320) 사이에 맞물림에 의한 대응이 가능하도록 하는 가압력 입력용 경사유도각(332,332')이 형성되어 있고, 반대측 끝단부에는 상기 제1관절볼(242) 또는 제2관절볼(252)에 각각 접촉된 후 필요한 경우 가압이 이루어지는 볼접촉부(331,331')가 형성된다.
또한 상기 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220)의 각 내부에 삽입되는 상기 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(330')의 외측 하단에 스프링걸림턱(334,334')을 형성시킨 후 심축밀착용 탄성스프링(333,333')을 더 설치할 수 있으며, 이는 핀블럭압박조절장치(270)의 동작 후 상기 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(330')이 다시 위로 원 위치복귀가 가능하도록 하는 동시에, 상기 핀블럭압박조절장치(270)의 동작이 필요치 않는 평시에도 상기 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(330') 하단부의 볼접촉부(331,331')가 상기 제1관절볼(242) 또는 제2관절볼(252)을 어느 정도의 탄성력으로 밀고, 이로 인하여 정상적인 관절운동(회전이 가능하면서도 어느 정도의 탄성 마찰력이 부여됨에 따라 원하는 위치에서 놓으면 그대로 멈춤이 유지되는 상태)이 가능하게 된다.
상기 관절운동일시제어장치(300)를 이와 같이 구성하면, 상기 양방향 압박용핀블럭(320-1) 및 일방향 압박용 핀블럭(320-2)들의 조임동작 또는 풀림동작이 이루어질 때, 서로 맞물림으로 대응하는 상기 가압력 인가용 경사유도각(321)과 가압력 입력용 경사유도각(332,332')간 작용으로 상기 제2 가압심축(330')과 제1 가압심축(330)이 각각 미세간격 후방으로 밀려나면서 반대측의 제1관절볼(242) 또는 제2관절볼(252)을 강하게 눌러서 가압 또는 압박하거나 또는 다시 위로 올라(원위치로 복귀)가 가압이 자동으로 해제될 수 있는 것이다.
이 처럼 상기 제2 가압심축(330')과 제1 가압심축(330)이 각각 미세간격 후방으로 밀려나면서 반대측의 제1관절볼(242) 또는 제2관절볼(252)을 강하게 눌러서 가압할 수 있는 기능이 확보되면, 자동화 모발 이식기(100)를 이용한 시침 작업시 적절한 타이밍에 이를 동작시켜 시침과 동시에 수반되는 식모기의 후방밀림현상(식모침을 두피에 찌르면 반작용으로 식모기가 뒤로 살짝 밀리고 이때 그대로 방치하면 원하는 깊이로의 정상적인 시침작업이 불가함)을 자동으로 방지시키는 것이 가능하기 때문에 더욱 편리하고 안전한 모발 이식 작업이 가능하게 된다.
<관절운동일시제어장치>
그리고 상기 핀블럭압박조절장치(270)는, 회전 또는 역회전을 통하여 상기 나사조임볼트축(340)을 당겨 복수의 가압 인가용 핀블럭(320)들을 동시에 조임(압박블럭간 간격을 좁힘) 또는 풀림(압박블럭간 간격이 벌림)을 가능하도록 하는 다양한 구성으로 설계할 수 있지만,
본원에서는, 상기 나사조임볼트축(340) 일측의 나사부(342)에 상호 나선으로 결합되는 암나사홈(283a)을 포함하는 피동기어(283)을 구성하고, 바깥쪽에 별도로 설치될 수 있는 정역회전구동모터(280)의 회전축(281)에는 원동기어(282)를 구성한 다음 상호 기어간 치물림 또는 체인으로 연결하는 구조로 설계할 수 있다.
이렇게 되면, 상기 나사조임볼트축(340) 일측의 나사부(342)와 나선 결합된 상기 피동기어(283)의 정,역 회전동작과 상기 양방향작용 압박핀블럭(320-2) 및 일방향작용 압박핀블럭(320-1)들의 조임 또는 풀림동작을 전동제어를 통하여 자동화로 이루어질 수 있기 때문에 더욱 편리하게 사용될 수 있다.
<밸런스 유지용 무게추>
상기 밸런스 유지용 무게추(400)는, 대략 수직으로 세워진 상기 하부작동아암(210)을 기준으로 하였을 때, 그 앞쪽으로 구성되는 중간작동아암(220)과 이식기고정부재(230) 및 이식기고정부재(230)에 체결하여 사용될 수 있는 자동화 모발 이식기(100)에 따른 전측의 무게쏠림현상을 방지하여 전체 아암 기구의 밸런스를 어느 정도 균일하게 유지가 가능하도록 하는 것으로, 상기 하부작동아암(210) 외부의 후측 일단에 고정되고, 내부에는 일정한 정도의 중량이 할당되어 있는 구성이면 족하다.
이는 전술된 바와 같이 내부에 중량이 할당되어 있는 것 외에 특별할 것이 없는 매우 간단한 구성이지만, 각 관절부 마다 매번 강제적인 가압작용이나 볼간 탄성 마찰력이 극도로 높게 설정할 필요 없이 어느 정도(스프링의 작은 탄성력에 따른 평범한 마찰력)로만 설정하더라도 정상적인 관절운동(회전이 가능하면서도 탄성 마찰력으로 인하여 원하는 위치에서 놓으면 그대로 멈춤이 유지되는 상태)이 가능하도록 하는데 결정적인 역할을 하는 것이기 때문에, 최대한 간단하고 저렴한 비용으로 널리 보급이 가능한 초간단형 아암기구의 제작을 위해서는 반드시 필요한 중요한 요소다.
즉, 대략 수직으로 세워진 상기 하부작동아암(210)을 기준으로, 중간작동아암(220)과 이식기고정부재(230) 및 이식기고정부재(230)에 체결하여 사용될 수 있는 자동화 모발 이식기(100) 등이 앞쪽으로 쏠린 상태에서 구성되며, 그와 같이 앞쪽으로 편중된 무게 만큼 제1 및 제2 관절부에 더욱 큰 부하가 인가됨에도 불구하고 각 관절부위에 정상적인 관절운동이 허용되려면, 볼간 마찰력을 그 만큼 더 높게 설정하거나 또는 강제적으로 가압력을 인가하는 동작을 매번 실시 및 유지시켜야 하기 때문에 기구적으로 매우 복잡하고 사용에도 상당히 불편할 수밖에 없다.
100:자동화 모발 이식기 100:자동화 모발 이식기
201:고정블럭 210:하부작동아암
220:중간작동아암 230:이식기고정부재
240:하부볼조인트관절결합부 250:상부볼조인트관절결합부
260:중간힌지형관절결합부 300:관절운동일시제어장치
400:밸런스 유지용 무게추

Claims (7)

  1. 발모영역으로부터 채취된 모근을 식모침 끝의 내부에 수용시킨 상태에서, 이를 두피에 찌르고 이때 모근은 밖으로 빠져나가는 식모침에 이끌려 나가지 못하게 심축으로 밀어서 두피 속 안착이 명확히 이루어질 수 있도록 하고, 하나 이상의 구동모터(M)가 내부에 설치됨에 따라 식모침의 시침동작과 심축의 푸시동작이 자동 제어에 의해 이루어질 수 있는 자동화 모발 이식기(100) 에만 전용으로 사용되며, 플렉시블 케이블(K)을 이용하여 식모작업에 필요한 작업정보와 프로그래밍 저장 및 제어기능을 갖는 동시에 다양한 출력기능까지 가능한 PC 제어부(C)가 내장된 컨트롤박스(200)의 상면 또는 모발 이식 작업에 필요한 다양한 기구 위에 설치될 수 있는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구(A)에 있어서,

    고정블럭(201)의 상부에 결합되고, 상기 고정블럭(201)와 사이에서 1차관절운동이 가능한 하부작동아암(210);
    상기 하부작동아암(210)의 끝에 추가로 더 연결 구성되고 상기 하부작동아암(210)과의 사이에서 한 번 더 2차관절운동이 가능한 중간작동아암(220);
    상기 중간작동아암(220)의 끝에 결합되고, 상기 중간작동아암 사이에서 또 다른 한번의 3차 관절운동이 가능하며, 반대측에는 자동화 모발 이식기(100)가 장착되는 이식기고정부재(230);
    상기 고정블럭(201)와 하부작동아암(210) 사이, 그리고 상기 중간작동아암(220)와 이식기고정부재(230) 사이에 각각 개별로 구성되고, 구형 볼과 유니버셜조인트홀더간 맞물림에 의해 1차관절운동 및 3차관절운동이 가능하도록 하는 하부볼조인트관절결합부(240)와 상부볼조인트관절결합부(250);
    상기 하부작동아암(210)와 중간작동아암(220) 사이에서 힌지결합방식에 의하여 2차관절운동이 가능하도록 하되, 내부에는 모발 이식기 사용 중 모든 부위의 관절운동(1차관절운동, 2차관절운동, 3차관절운동)을 일시적으로 정지시키는 관절운동일시제어장치(300)가 포함된 중간힌지형관절결합부(260);
    상기 하부작동아암(210)의 외측 후면에 설치되고, 상기 하부작동아암(210)을 기준 전방으로 구성되는 중간작동아암(220) 및 이식기고정부재(230)로 인한 무게쏠림에 따른 기구의 불균형을 방지하고 밸런스를 유지하여 보다 안정적인 작업이 가능하도록 일정한 정도의 중량이 할당된 밸런스 유지용 무게추(400); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부볼조인트관절결합부(240) 및 상기 상부볼조인트결합부(250)는,
    상기 고정블럭(201) 또는 상기 이식기고정부재(230)로부터 일정한 높이만큼 돌출된 지지봉(241, 251) 끝에 제1관절볼(242), 제2관절볼(252)을 고정하고, 상기 제1 관절볼(242), 제2관절볼(252)과 하부작동아암(210), 중간작동아암(220) 사이에는 볼을 그립할 수 있는 볼조인트홀더(243)를 결합하는 것과,
    상기 볼조인트홀더(243,253)의 하측에는, 각 지지봉(241,251)의 간섭을 회피하여 볼간 관절동작을 허용하고 관절운동방향이 결정될 수 있도록 일정한 깊이로 음각된 회동안내홈(244,254)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중간힌지형관절결합부(260)는,
    그 내부에 모발이식기 사용 중 필요한 경우 모든 부위의 관절운동(1차관절운동, 2차관절운동, 3차관절운동) 전체를 일시적으로 정지시키는 관절운동일시제어장치(300)가 설치되어 있는 것과;

    상기 관절운동일시제어장치(300)는,
    상기 일체 결합형 외측 하우징(261)과 일체 결합형 내측 회동하우징(262)이 일체로 결합된 상태, 또는 상기 별도 결합형 일측 회동하우징(261-2)과 별도 결합형 타측 회동하우징(262-1)이 서로 2단으로 밀착된 상태의 각 내부 중심에 힌지핀삽입홀(310)을 형성하는 것과;
    상기 힌지핀삽입홀(310) 내에는, 일정한 직경 크기의 나사축 관통홀(322)이 뚫려있으며, 일측 또는 타측의 둘레에 가압력 인가용 경사유도각(321)이 형성된 2개 이상의 가압력 인가용 핀블럭(320)을 일측과 타측에 각각 일정한 간격으로 대칭 설치하는 것과;
    상기 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220)의 각 내부에는, 상기 제1관절볼(242) 또는 제2관절볼(252)과 접촉되는 볼접촉부(331,331')가 형성되고, 반대측 끝단부에는 "V"형으로 벌어진 가압력 인가용 핀블럭(320) 사이에 개입되는 가압력 입력용 경사유도각(332,332')이 형성된 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(330')을 각각 설치하는 것과;
    상기 가압인가용 핀블럭(320) 중심에 형성된 나사축 관통홀(322)에는, 단턱(341a)이 포함된 머리부(341)가 일측에 구성되고, 타측에는 나사산을 갖는 나사부(342)가 형성된 나사조임볼트축(340)이 끼어지는 것과;
    상기 나사조임볼트축(340) 일측의 나사부(342)에는, 정회전 또는 역회전을 통하여 상기 나사조임볼트축(340)을 당겨 복수의 가압 인가용 핀블럭(320)을 동시에 조임 또는 풀림을 가능하도록 하는 핀블럭압박조절장치(270)를 설치한 것; 을 특징으로 하는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 관절운동일시제어장치(300)를 일체 조립형 힌지결합구조에 적용되는 경우에는,
    상기 힌지핀삽입홀(310) 내에, 삽입되는 가압력 인가용 핀블럭(320)은 가압력 인가용 경사유도각(320)이 일측 둘레에만 형성된 2개의 일방향 압박용 핀블럭(320-1)이 중간에 일정한 간격을 두고 그 일측과 타측에 각 대칭으로 구성시키는 것을 특징으로 하는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 관절운동일시제어장치(300)를 2단 조립형 힌지결합구조에 적용되는 경우에는,
    2단으로 나란하게 밀착된 상기 하부암측 회동형하우징(261)과 중간암측 회동형하우징(262)간 연결된 내부 힌지핀삽입홀(310)의 중간지점에, 가압력 인가용 경사유도각(321)이 양쪽에 모두 갖춘 양방향 압박용 핀블럭(320-2)을 구성하는 동시에, 상기 양방향 압박용 핀블럭(320-2)의 일측과 타측에는 한쪽에만 가압력 인가용 경사유도각(321)이 형성된 일방향 압박용 핀블럭(320-1)을 일정한 간격 만큼 벌어진 상태로 각각 더 구성하고,
    상기 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220) 사이, 상기 중간작동아암(220)의 외측과 나사조임볼트축(340)의 머리부(341) 사이, 상기 하부작동아암(210)의 외측과 핀블럭압박조절장치(270) 사이에는, 핀블럭들의 조임 또는 풀림동작시 필요한 유격을 확보하고 동작 이후에는 탄성으로 인해 원위치로 복귀가 가능하도록 다수의 간격유지용 탄성스프링(360)을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기한 핀블럭압박조절장치(270)는,
    상기 나사조임볼트축(340) 일측의 나사부(342)에, 상호 나선으로 결합되는 피동기어(283)을 구성하고, 바깥쪽에 별도로 설치될 수 있는 정역회전구동모터(280)의 회전축(281)에는 원동기어(282)를 구성한 다음 상호 기어간 치물림 또는 체인으로 연결하는 것을 특징으로 하는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부작동아암(210)와 상기 중간작동아암(220)의 각 내부에 삽입되는 상기 제1 가압심축(330)과 제2 가압심축(330')의 외측에는,
    하단에 스프링걸림턱(334,334')을 형성한 다음 거기에 탄성스프링(333,333')을 설치한 것을 특징으로 하는 자동화 모발 이식기 전용 다관절 아암기구.
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