KR20200030209A - Multi degree-of-freedom laparoscopic apparatus using disposable surgical robot tool - Google Patents

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Abstract

A multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus using a detachable robotic surgical tool is provided. The multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus using the detachable robotic surgical tool comprises: a main body coupled to a robotic surgical tool at one end; a handle part for griping on the other side of the main body; a servo motor configured in the main body to drive the robotic surgical tool; and a control part controlling the servo motor through the control of a user or control algorithm. According to embodiments, the robotic surgical tool can be detached, so that various surgical tools of wrist joint type or continuous joint type can be easily replaced and used for surgery.

Description

탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치{MULTI DEGREE-OF-FREEDOM LAPAROSCOPIC APPARATUS USING DISPOSABLE SURGICAL ROBOT TOOL}Multi-DOF Laparoscopic Surgery Device Using Removable Robotic Surgical Tool {MULTI DEGREE-OF-FREEDOM LAPAROSCOPIC APPARATUS USING DISPOSABLE SURGICAL ROBOT TOOL}

아래의 실시예들은 다자유도 복강경 수술 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device, and more particularly, to a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool.

복강경 수술법은 피부에 작은 구멍을 내고 구멍 안으로 내시경과 각종 수술 도구들을 인체 내로 넣고 시행하는 수술법이다. 수술 후 흉터의 크기가 작고 환자의 회복이 빠르다는 점에서 개복 절개 수술에 비해 유리하다. Laparoscopic surgery is a method of making a small hole in the skin and putting the endoscope and various surgical instruments into the human body. It has an advantage over open incision surgery in that the size of the scar after surgery is small and the patient recovers quickly.

현재 수술 로봇이 복강경 수술의 많은 부분을 대체하고 있다. 인튜이티브 서지컬 사의 다빈치의 경우 로봇 수술에 있어 글로벌 시장을 거의 독점하고 있으며 한국의 많은 병원에도 도입되어 있다. 다빈치를 이용한 로봇 수술의 장점은 높은 자유도를 가진 수술 도구를 이용하여 보다 편리하고 섬세한 수술을 수행할 수 있다는 것이다.Currently, surgical robots are replacing many parts of laparoscopic surgery. Da Vinci from Intuitive Surgical Company has almost monopolized the global market for robotic surgery and has been introduced in many hospitals in Korea. The advantage of robotic surgery using Da Vinci is that it can perform more convenient and delicate surgery using surgical tools with high degrees of freedom.

그러나 로봇 수술을 할 때에도 추가적인 경로를 내어 수동형 복강경 수술 도구로 수술을 보조한다. 의사들로부터 추가적인 경로의 수동형 복강경 수술 도구에도 로봇 수술과 유사한 자유도를 구현할 수 있다면 많은 도움이 될 것이다. 또한 수술 로봇을 사용할 수 없는 환경에서도 로봇 수술과 같이 다자유도 복강경 수술을 시행할 수 있다.However, when performing robotic surgery, additional paths are provided to assist surgery with a manual laparoscopic surgical tool. It would be helpful if doctors could implement a degree of freedom similar to robotic surgery to an additional route of manual laparoscopic surgical instruments. Also, in an environment in which a surgical robot cannot be used, a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgery can be performed as in robot surgery.

기존의 복강경 수술 도구는 상하좌우 자유도 없이 축 방향 회전만 하며 그리퍼(엔드이펙터(end-effector))를 작동시키는 형태가 대부분이다. 또한, 조이스틱와 모터를 이용하여 복강경 수술 도구를 설계하는 경우에도 움직임의 자유도가 부족하고 축 방향 회전과 벤딩부의 굴곡이 연동하여 순수 회전 움직임을 구현하지 못하였다. Conventional laparoscopic surgical tools are mostly axially rotated without freedom of up, down, left, and right and operate grippers (end-effectors). In addition, even when a laparoscopic surgical tool is designed using a joystick and a motor, there is a lack of freedom of movement, and the axial rotation and bending of the bending part are interlocked, so that a pure rotational movement cannot be realized.

한국공개특허 10-2015-0022414호는 이러한 복강경 수술용 로봇에 관한 것으로, 수술 부위의 영상을 제공하는 내시경 어셈블리를 포함하는 복강경 수술용 로봇에 관한 기술을 기재하고 있다.Korean Patent Publication No. 10-2015-0022414 relates to such a laparoscopic surgical robot, and describes a technique for a laparoscopic surgical robot including an endoscopic assembly that provides an image of a surgical site.

한국공개특허 10-2015-0022414호Korean Patent Publication No. 10-2015-0022414

실시예들은 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 로봇 수술 도구를 탈부착할 수 있어 손목 관절형이나 연속 관절형의 다양한 수술 도구를 수술에 맞게 쉽게 교체하며 사용할 수 있는 다자유도 복강경 수술 장치에 관한 기술을 제공한다. The embodiments describe a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool, and more specifically, the robotic surgical tool can be detached to easily replace various surgical tools of a wrist joint type or a continuous joint type for surgery. Provides a technique for a multi-degree-of-use laparoscopic surgical device.

실시예들은 사용자의 제어 또는 제어 알고리즘을 통해 본체 또는 손잡이부에 구성된 엔코더, 조이스틱 및 홀센서로부터 제어 신호를 전달 받아 서보모터를 제어함으로써, 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)를 상하좌우 굴곡, 축 방향 회전 및 여닫이 움직임을 구현할 수 있는 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치를 제공하는데 있다. The embodiments control the servo motor by receiving a control signal from an encoder, joystick, and hall sensor configured in the main body or the handle part through the user's control or control algorithm to control the end-effector of the robotic surgical tool up and down, left and right. , To provide a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool capable of axial rotation and casement movement.

일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치는, 일측 끝단에 로봇 수술 도구와 결합되는 본체; 상기 본체의 타측에 파지를 위한 손잡이부; 상기 본체에 구성되어 상기 로봇 수술 도구를 구동하는 서보모터; 및 사용자의 제어 또는 제어 알고리즘을 통해 상기 서보모터를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. A multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment includes a body coupled to a robotic surgical tool at one end; A handle for gripping on the other side of the body; A servo motor configured in the main body to drive the robotic surgical tool; And a control unit that controls the servo motor through a user's control or control algorithm.

상기 손잡이부의 앞쪽에 소정간격 이격되어 구성되며, 상기 손잡이부 측에 자성체가 구성되는 방아쇠부; 및 상기 손잡이부에 구성되어 상기 방아쇠부에 구성된 자성체의 움직임을 감지하여 상기 방아쇠부의 움직임을 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어부로 전달하는 홀센서를 더 포함할 수 있다. A trigger portion configured to be spaced apart at a predetermined distance in front of the handle portion, wherein a magnetic body is configured on the side of the handle portion; And a hall sensor configured in the handle part to detect the motion of the magnetic body formed in the trigger part, convert the motion of the trigger part into an electrical signal, and transmit the result to the control unit.

상기 방아쇠부의 전후 방향의 조작에 따라 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)의 여닫이 움직임을 조작할 수 있다. The opening and closing movement of the end-effector of the robotic surgical tool may be manipulated according to the operation in the front-rear direction of the trigger portion.

사용자의 조작에 따라 상하좌우 방향으로 움직이며, 상기 움직임을 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어부로 전달하는 조이스틱을 더 포함할 수 있다. The user may further include a joystick that moves in the up, down, left, and right directions according to the user's manipulation, converts the movement into an electrical signal, and transmits the joystick to the controller.

상기 조이스틱의 상하좌우 방향으로의 조작에 따라 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)의 상하좌우 굴곡 운동을 조작할 수 있다. According to the operation of the joystick in the up, down, left, and right directions, the up and down, left and right bending motions of the end-effectors of the robotic surgical tool can be operated.

상기 본체에 구성되어 사용자의 조작에 따라 회전되는 회전 다이얼; 및 상기 회전 다이얼의 회전을 읽어 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어부로 전달하는 엔코더를 더 포함할 수 있다. A rotary dial configured on the main body and rotated according to a user's operation; And it may further include an encoder that reads the rotation of the rotary dial, converts it into an electrical signal, and transmits it to the control unit.

상기 회전 다이얼의 회전 조작에 따라 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)의 축 방향 회전을 조작할 수 있다. The axial rotation of the end-effector of the robotic surgical tool may be operated according to the rotation operation of the rotary dial.

상기 제어부는, 상기 손잡이부에 내장된 제어 보드로 이루어져 복수의 상기 서보모터를 구동하여 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)를 상하좌우 굴곡, 축 방향 회전 및 여닫이 움직임을 구현할 수 있다. The control unit may consist of a control board built in the handle unit to drive a plurality of the servo motors to implement the end-effector of the robot surgical tool up and down, left and right bending, axial rotation and casement movement.

상기 본체는, 상기 로봇 수술 도구의 샤프트가 결합 장착되는 장착부를 더 포함하고, 상기 장착부를 통해 상기 로봇 수술 도구의 탈부착이 가능하다. The body further includes a mounting portion to which the shaft of the robotic surgical tool is coupled and mounted, and the robotic surgical tool is detachable through the mounting portion.

상기 제어 알고리즘은, 상기 본체 또는 상기 손잡이부에 구성된 엔코더, 조이스틱 및 홀센서로부터 제어 신호를 전달 받아 상기 엔코더, 조이스틱 및 홀센서에 대응되는 서보모터를 각각 제어할 수 있다. The control algorithm may receive a control signal from an encoder, joystick, and hall sensor configured in the main body or the handle, and control the servo motor corresponding to the encoder, joystick, and hall sensor, respectively.

상기 제어 알고리즘은, 조이스틱을 조작한 방향으로 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)를 굽힌 후, 회전 다이얼을 돌려 순수 회전 운동을 구현할 수 있다.The control algorithm may implement a pure rotational motion by bending the end-effector of the robotic surgical tool in a direction in which the joystick is operated, and then rotating the rotary dial.

실시예들에 따르면 로봇 수술 도구를 탈부착할 수 있어 손목 관절형이나 연속 관절형의 다양한 수술 도구를 수술에 맞게 쉽게 교체하며 사용할 수 있는 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치를 제공할 수 있다.According to embodiments, it is possible to detach the robotic surgical tool, and thus to provide a multi-degree of laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool that can be easily replaced and used for various surgical tools of a wrist joint type or a continuous joint type according to surgery. You can.

또한, 실시예들에 따르면 사용자의 제어 또는 제어 알고리즘을 통해 본체 또는 손잡이부에 구성된 엔코더, 조이스틱 및 홀센서로부터 제어 신호를 전달 받아 서보모터를 제어함으로써, 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)를 상하좌우 굴곡, 축 방향 회전 및 여닫이 움직임을 구현할 수 있는 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치를 제공할 수 있다. In addition, according to embodiments, by controlling a servo motor by receiving a control signal from an encoder, joystick, and hall sensor configured in the main body or the handle part through a user's control or control algorithm, an end-effector of a robotic surgical tool It is possible to provide a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool capable of realizing up and down bending, axial rotation and casement movement.

도 1은 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치의 일부 절개도를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 상하좌우 굴곡 운동 및 축 방향 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 로봇 수술 도구의 끝단의 여닫이 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 굴곡 후 순수 회전 운동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 로봇 수술 도구의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제어 알고리즘을 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a schematic diagram showing a multi-degree of freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment.
2 is a view showing a partial incision of a multi-degree of freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment.
Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a multi-degree of freedom laparoscopic surgical device using a removable robot surgical tool according to an embodiment.
4 is a view for explaining the up and down, left and right bending motion and axial rotation according to an embodiment.
5 is a view for explaining the casement movement of the end of the robot surgical tool according to an embodiment.
6 is a view for explaining a pure rotational motion after bending according to an embodiment.
7 is a view showing an example of a robotic surgical tool according to an embodiment.
8 is a diagram schematically showing a control algorithm according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description.

아래의 실시예들은 로봇 수술 도구를 탈부착할 수 있어 다양한 수술 도구를 수술에 맞게 쉽게 교체하며 사용할 수 있는 다자유도 복강경 수술 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to a multi-degree of laparoscopic surgical device that can be detachably attached to a robotic surgical tool and can be easily replaced and used for various surgical tools.

실시예들에 따르면 기존에 널리 쓰이고 있는 인튜이티브 서지컬 사의 탈부착형 로봇 수술 도구를 그대로 활용할 수 있으며 로봇이 구동하는 것과 같은 자유도를 구현할 수 있는 수동형 복강경 수술도구를 제공할 수 있다. According to the embodiments, it is possible to utilize the detachable robotic surgical tool of Intuitive Surgical, which is widely used, and provide a manual laparoscopic surgical tool that can implement the same degree of freedom as the robot drives.

도 1은 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치를 나타내는 개략도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치의 일부 절개도를 나타내는 도면이다. 1 is a schematic view showing a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment, and FIG. 2 is a partial incision of a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment. It is the figure which shows the figure.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치는 자유도 복강경 수술 장치에 관한 것으로, 로봇 수술 도구를 탈부착할 수 있어 손목 관절형이나 연속 관절형의 다양한 수술 도구를 수술에 맞게 쉽게 교체하며 사용할 수 있다.1 and 2, a multi-degrees of laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment relates to a liberal laparoscopic surgical device, and a robotic surgical tool can be detached to perform a wrist joint type or continuous A variety of articulated surgical tools can be easily replaced and used for surgery.

일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치는 조작부(100), 샤프트(200) 및 엔드이펙터(210)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 샤프트(200) 및 엔드이펙터(210)는 로봇 수술 도구이며, 조작부(100)는 장착부를 통해 상기의 로봇 수술 도구와 결합되어 샤프트(200)를 통해 샤프트(200)의 말단에 구성된 엔드이펙터(210)를 조작함으로써 복강경 수술을 진행할 수 있다. 이 때, 조작부(100)와 로봇 수술 도구는 탈부착할 수 있다. The multi-degree of freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment may include an operation unit 100, a shaft 200, and an end effector 210. Here, the shaft 200 and the end effector 210 are robotic surgical tools, and the operation unit 100 is coupled to the robotic surgical tool through a mounting unit, and an end effector configured at an end of the shaft 200 through the shaft 200 Laparoscopic surgery can be performed by manipulating 210. At this time, the manipulation unit 100 and the robot surgical tool can be detached.

일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치(100)는 상하좌우 자유로운 굴곡과 축 방향 회전이 가능하며 조이스틱(140)과 회전 다이얼(130)을 이용하여 조작하기 때문에 사용자가 직관적으로 조종할 수 있고, 굽힘 운동을 위해 반력을 받아 줄 추가적인 기구가 필요 없다. 또한, 굽힘 운동과 회전 운동을 정확하게 연동하여 벤딩부가 필요로 하는 방향으로 굽혀진 채로 순수 회전 운동이 가능하다. The multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus 100 using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment can be flexibly rotated axially and horizontally, and is operated using a joystick 140 and a rotary dial 130. Is intuitively maneuverable, and requires no additional mechanism to receive reaction forces for bending. In addition, a pure rotational motion is possible while bending in the direction required by the bending part by accurately interlocking the bending motion and the rotational motion.

아래에서 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치 중 조작부(100)의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 이하에서 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치는 상술한 조작부를 의미하거나 조작부를 포함하는 의미로 사용될 수 있다. Hereinafter, each configuration of the operation unit 100 of the multi-degree of freedom laparoscopic surgical device using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment will be described in more detail. Hereinafter, a multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus using a detachable robotic surgical tool may be used as a meaning including the above-described manipulation unit or a manipulation unit.

도 3은 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다. Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a multi-degree of freedom laparoscopic surgical device using a removable robot surgical tool according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치(100)는 본체(120), 손잡이부(110), 서보모터(122) 및 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치(100)는 엔코더(123), 회전 다이얼(130), 방아쇠부(130), 홀센서(111) 및 조이스틱(140)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 아래에서는 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치(100)를 간단히 다자유도 복강경 수술 장치(100)로 언급하기로 한다. Referring to FIG. 3, a multi-degree of freedom laparoscopic surgical device 100 using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment includes a main body 120, a handle unit 110, a servo motor 122, and a control unit You can. According to an embodiment, the multi-degree of laparoscopic surgical device 100 using a detachable robotic surgical tool further includes an encoder 123, a rotary dial 130, a trigger 130, a hall sensor 111, and a joystick 140. It can be made including. Hereinafter, the multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus 100 using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment will be simply referred to as a multi-degree of freedom laparoscopic surgical apparatus 100.

본체(120)는 다자유도 복강경 수술 장치(100)의 바디를 형성하는 것으로, 일측 끝단은 로봇 수술 도구와 결합될 수 있고 타측 하부는 손잡이부(110)가 구성될 수 있다. 본체(120)의 내부에는 서보모터(122), 엔코더(123), 회전 다이얼(130) 등이 구성될 수 있다. The main body 120 is to form the body of the multi-degrees of laparoscopic surgery device 100, one end of which can be combined with a robotic surgical tool, and the lower part of the handle part 110 can be configured. Inside the body 120, a servo motor 122, an encoder 123, a rotary dial 130, and the like may be configured.

예컨대, 본체(120)는 로봇 수술 도구의 샤프트(200)와 장착될 수 있다. 본체(120)는 로봇 수술 도구의 샤프트(200)가 결합 장착되는 장착부(121)를 더 포함할 수 있다. 장착부(121)는 본체(120)의 일측 상부에 구성될 수 있으며, 장착부(121)를 통해 로봇 수술 도구의 샤프트(200)가 결합 또는 분리됨으로써 용이하게 로봇 수술 도구를 탈부착 할 수 있다. For example, the body 120 may be mounted with the shaft 200 of the robotic surgical tool. The body 120 may further include a mounting portion 121 to which the shaft 200 of the robotic surgical tool is coupled and mounted. The mounting unit 121 may be configured on one side of the main body 120, and the shaft 200 of the robotic surgical tool may be coupled or separated through the mounting unit 121 to easily detach and attach the robotic surgical tool.

손잡이부(110)는 사용자가 다자유도 복강경 수술 장치(100)의 파지를 용이하게 하기 위한 것으로, 예컨대 본체(120)의 타측 하부에 구성될 수 있다. 이러한 손잡이부(110)는 파지를 용이하게 하고 미끄러짐을 방지하기 위해 각각의 손가락이 안착될 수 있는 안착부를 구성할 수도 있다. The handle 110 is intended to facilitate gripping of the multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device 100 by a user, and may be configured at the lower side of the other side of the body 120, for example. The handle portion 110 may also constitute a seating portion to which each finger can be seated to facilitate gripping and prevent slipping.

또한, 손잡이부(110)의 내측에는 홀센서(111)를 더 포함할 수 있으며, 예컨대 홀센서(111)는 손잡이부(110)의 안착부 측에 구성될 수 있다. 이러한 홀센서(111)는 아래에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다. In addition, the inside of the handle portion 110 may further include a hall sensor 111, for example, the hall sensor 111 may be configured on the seating portion side of the handle portion 110. The hall sensor 111 will be described in more detail below.

서보모터(122)는 본체(120)에 구성되어 로봇 수술 도구를 구동시킬 수 있다. 이러한 서보모터(122)는 본체(120)에 복수 개 구성되어 로봇 수술 도구의 다양한 구동을 가능하게 하며, 예컨대 4개의 서보모터(122)로 구성될 수 있다. The servo motor 122 is configured in the main body 120 to drive a robotic surgical tool. A plurality of such servomotors 122 are configured in the main body 120 to enable various driving of robotic surgical tools, and for example, may be composed of four servomotors 122.

제어부는 사용자의 제어 또는 제어 알고리즘을 통해 복수의 서보모터(122)를 각각 제어할 수 있다. 이러한 제어부는 손잡이부(110)에 내장된 제어 보드로 이루어져 복수의 서보모터(122)를 구동하여 로봇 수술 도구의 끝단(예컨대, 엔드이펙터(end-effector)(210))를 상하좌우 굴곡, 축 방향 회전 및 여닫이 움직임을 구현할 수 있다. The control unit may control each of the plurality of servo motors 122 through user control or a control algorithm. This control unit is made of a control board built into the handle unit 110 to drive a plurality of servo motors 122 to bend the ends of the robot surgical tool (eg, end-effectors (end-effector) 210) up and down, left and right, and shaft Directional rotation and casement movement can be implemented.

방아쇠부(130)는 손잡이부(110)의 앞쪽에 소정간격 이격되어 구성되어 사용자가 손잡이부(110)를 파지한 상태에서 손가락을 이용하여 당길 수 있다. 이에 따라 방아쇠부(130)는 전후 방향으로 이동될 수 있다. The trigger unit 130 is configured to be spaced apart at a predetermined interval in front of the handle unit 110 so that the user can pull it using a finger while gripping the handle unit 110. Accordingly, the trigger unit 130 may be moved in the front-rear direction.

방아쇠부(130)에는 자성체(131)가 구성될 수 있으며, 예컨대 방아쇠부(130)에서 손잡이부(110) 측에 자성체(131)가 구성되어 손잡이부(110)에 구성된 홀센서(111)와 대응될 수 있다. 한편, 여기에서는 자성체(131)와 홀센서(111) 이외의 로터리 스위치 등 다른 장치로 방아쇠부(130)의 동작을 전기적인 신호로 변환할 수 있다.A magnetic body 131 may be configured in the trigger part 130. For example, a magnetic body 131 is formed on the handle part 110 side of the trigger part 130, and the hall sensor 111 configured in the handle part 110 and Can be countered. Meanwhile, in this case, the operation of the trigger unit 130 may be converted into an electrical signal by other devices, such as a rotary switch other than the magnetic body 131 and the hall sensor 111.

홀센서(111)는 손잡이부(110)에 구성되어 방아쇠부(130)에 구성된 자성체(131)의 움직임을 감지하여 방아쇠부(130)의 움직임을 전기적인 신호로 변환하여 제어부로 전달할 수 있다. 이러한 방아쇠부(130)의 전후 방향의 조작에 따라 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)(210)의 여닫이 움직임을 조작할 수 있다. The hall sensor 111 may be configured in the handle unit 110 to detect the movement of the magnetic body 131 configured in the trigger unit 130, convert the movement of the trigger unit 130 into an electrical signal, and transmit it to the control unit. According to the operation in the front-rear direction of the trigger unit 130, the opening / closing movement of the end-effector 210 of the robotic surgical tool may be manipulated.

조이스틱(140)은 본체(120)의 타단 및/또는 손잡이부(110)의 상측에 구성될 수 있으며, 사용자의 조작에 따라 상하 방향 및 좌우 방향으로 움직이며, 움직임을 전기적인 신호로 변환하여 제어부로 전달할 수 있다. 이러한 조이스틱(140)의 상하좌우 방향으로의 조작에 따라 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)(210)의 상하좌우 굴곡 운동을 조작할 수 있다. The joystick 140 may be configured at the other end of the main body 120 and / or the upper side of the handle unit 110, and moves in the vertical direction and the left and right directions according to the user's manipulation, and converts the movement into an electrical signal to control Can be delivered to. According to the operation of the joystick 140 in the up, down, left, and right directions, the up and down, left and right bending motions of the end-effector 210 of the robotic surgical tool may be operated.

회전 다이얼(130)은 본체(120)에 구성되어 사용자의 조작에 따라 회전되는 것으로, 예를 들어 방아쇠부(130)의 앞쪽에 구성될 수 있다. The rotary dial 130 is configured in the main body 120 and rotated according to a user's manipulation, for example, may be configured in front of the trigger unit 130.

그리고 엔코더(123)는 회전 다이얼(130)의 회전을 읽어 전기적인 신호로 변환하여 제어부로 전달할 수 있다. 회전 다이얼(130)의 회전 조작에 따라 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)(210)의 축 방향 회전을 조작할 수 있다. In addition, the encoder 123 reads the rotation of the rotary dial 130 and converts it into an electrical signal to transmit it to the control unit. The axial rotation of the end-effector 210 of the robotic surgical tool may be operated according to the rotation operation of the rotary dial 130.

제어 알고리즘은 본체(120) 또는 손잡이부(110)에 구성된 엔코더(123), 조이스틱(140) 및 홀센서(111)로부터 제어 신호를 전달 받아 복수의 서보모터(122)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 본체(120) 또는 상기 손잡이부(110)에 구성된 엔코더(123), 조이스틱(140) 및 홀센서(111)로부터 제어 신호를 전달 받아 상기 엔코더(123), 조이스틱(140) 및 홀센서(111)에 대응되는 서보모터(122)를 각각 제어할 수 있다. The control algorithm may control a plurality of servo motors 122 by receiving control signals from the encoder 123, the joystick 140, and the hall sensor 111 configured in the main body 120 or the handle unit 110. More specifically, the encoder 123, the joystick 140 and the hall sensor 111 configured in the main body 120 or the handle part 110 receive control signals from the encoder 123, the joystick 140, and Each of the servo motors 122 corresponding to the hall sensor 111 can be controlled.

특히, 제어 알고리즘을 통해 조이스틱(140)을 조작한 방향으로 수술 도구 끝단을 굽힌 후, 회전 다이얼(130)을 돌려 순수 회전 운동을 구현할 수 있다. 순수 회전 운동은 원하는 위치에서 바늘이나 실을 돌리는 수술 작업을 구현하기 위해 필수적인 움직임이며, 굴곡 운동을 담당하는 서보모터(122)와 회전 운동을 담당하는 서보모터(122)의 정밀한 연동이 중요하다.In particular, after bending the end of the surgical tool in the direction in which the joystick 140 is operated through a control algorithm, a pure rotational motion can be realized by rotating the rotary dial 130. The pure rotational movement is an essential movement for realizing a surgical operation of turning a needle or thread at a desired position, and precise interlocking of the servomotor 122 in charge of the bending movement and the servomotor 122 in charge of the rotational movement is important.

실시예들에 따르면 사용자의 제어 또는 제어 알고리즘을 통해 본체(120) 또는 손잡이부(110)에 구성된 엔코더(123), 조이스틱(140) 및 홀센서(111)로부터 제어 신호를 전달 받아 서보모터(122)를 제어함으로써, 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)(210)를 상하좌우 굴곡, 축 방향 회전 및 여닫이 움직임을 구현할 수 있다.According to embodiments, the servo motor 122 receives control signals from the encoder 123, the joystick 140, and the hall sensor 111 configured in the main body 120 or the handle 110 through the user's control or control algorithm. By controlling), the end-effector 210 of the robotic surgical tool can be bent up and down, left and right, axial rotation and casement movement.

도 4는 일 실시예에 따른 상하좌우 굴곡 운동 및 축 방향 회전을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining up and down, left and right bending motion and axial rotation according to an embodiment.

도 4에 도시된 바와 같이, 조이스틱(140)의 상하 방향 또는 좌우 방향의 조작에 따라 로봇 수술 도구의 끝단(예컨대, 엔드 이펙터)이 상하 방향 또는 좌우 방향으로 굴곡될 수 있다. As illustrated in FIG. 4, the end (eg, end effector) of the robotic surgical tool may be bent in the vertical direction or in the horizontal direction according to the manipulation of the joystick 140 in the vertical direction or the horizontal direction.

도 5는 일 실시예에 따른 로봇 수술 도구의 끝단의 여닫이 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining the casement movement of the end of the robot surgical tool according to an embodiment.

도 5에 도시된 바와 같이, 방아쇠부(130)의 전후 방향으로 당기거나 복원시키는 조작에 따라 로봇 수술 도구의 끝단(예컨대, 엔드 이펙터)의 여닫이 움직임이 가능하다. As shown in FIG. 5, according to the operation of pulling or restoring in the front-rear direction of the trigger unit 130, the opening / closing movement of the end (eg, end effector) of the robot surgical tool is possible.

도 6은 일 실시예에 따른 굴곡 후 순수 회전 운동을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a pure rotational motion after bending according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 제어 알고리즘을 통해 조이스틱(140)을 조작한 방향으로 수술 도구 끝단을 굽힌 후, 회전 다이얼(130)을 돌려 순수 회전 운동을 구현할 수 있다. 이러한 제어 알고리즘은 아래에서 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Referring to FIG. 6, after bending the end of a surgical tool in a direction in which the joystick 140 is operated through a control algorithm, a pure rotational motion can be implemented by rotating the rotary dial 130. This control algorithm will be described in more detail with reference to FIG. 8 below.

도 7은 일 실시예에 따른 로봇 수술 도구의 예를 나타내는 도면이다. 7 is a view showing an example of a robotic surgical tool according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 다양한 로봇 수술 도구의 예를 나타내는 것으로, 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치(100)는 다양한 로봇 수술 도구를 탈부착할 수 있다. 이에 따라 일 실시예에 따른 탈부착형 로봇 수술 도구를 이용한 다자유도 복강경 수술 장치(100)는 손목 관절형이나 연속 관절형의 다양한 수술도구를 수술에 맞게 쉽게 교체하며 사용할 수 있다. Referring to FIG. 7, as an example of various robotic surgical tools, the multi-degrees of laparoscopic surgical device 100 using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment may detach and attach various robotic surgical tools. Accordingly, the multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus 100 using a detachable robotic surgical tool according to an embodiment can be easily replaced and used for various surgical tools of wrist joint type or continuous joint type.

도 8은 일 실시예에 따른 제어 알고리즘을 개략적으로 나타내는 도면이다. 8 is a diagram schematically showing a control algorithm according to an embodiment.

일 실시예에 따른 다자유도 복강경 수술 장치는 로봇 수술 도구를 구동하는 4개의 서보모터와 이를 조작하기 위한 조이스틱 및 회전 다이얼, 방아쇠로 이루어져 있다. The multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical apparatus according to an embodiment includes four servo motors driving a robotic surgical tool, a joystick and a rotary dial, and a trigger for manipulating the same.

조이스틱은 자유로운 상하좌우 움직임을 전기적인 신호로 변환하고, 회전 다이얼의 회전은 엔코더로 읽어 전기적인 신호로 변환하며, 방아쇠의 움직임은 자석과 홀센서를 통해 전기적인 신호로 변환된다. 모든 조작신호는 손잡이에 내장된 제어 보드를 통해 계산되어 4개의 서보모터를 구동하게 되고, 이를 통해 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)의 상하좌우 굴곡, 축 방향 회전 및 여닫이 움직임을 구현할 수 있다. The joystick converts free up, down, left, and right movements into electrical signals, turns the rotation of the rotary dial into an electrical signal by reading with an encoder, and trigger movements into electrical signals through magnets and Hall sensors. All operation signals are calculated through the control board built into the handle to drive four servo motors, and through this, the end-effector bending, axial rotation and opening / closing motion of the end-effector of the robotic surgical tool can be realized. have.

제어 알고리즘을 통해 조이스틱을 조작한 방향으로 수술 도구 끝단을 굽힌 후, 회전 다이얼을 돌려 순수 회전 운동을 구현할 수 있다. 순수 회전 운동은 원하는 위치에서 바늘이나 실을 돌리는 수술 작업을 구현하기 위해 필수적인 움직임이며, 굴곡 운동을 담당하는 서보모터와 회전 운동을 담당하는 서보모터의 정밀한 연동이 중요하다. 정밀한 연동 운동을 제어 알고리즘을 통해 서보모터를 제어하여 구현할 수 있다. After bending the tip of the surgical tool in the direction in which the joystick is operated through the control algorithm, a pure rotary motion can be realized by rotating the rotary dial. Pure rotational movement is an essential movement for realizing a surgical operation that rotates a needle or thread at a desired position, and precise interlocking of the servomotor responsible for the bending movement and the servomotor responsible for the rotational movement is important. Precise interlocking motion can be implemented by controlling the servo motor through a control algorithm.

도 8을 참조하면, 엔코더(810)는 엔드이펙터의 롤 방향 회전을 명령할 수 있으며, 롤 방향 회전 명령에 따라 롤 방향 회전 보상 알고리즘(802)을 이용하거나 관절 운동 기구학 모델(801)을 통해 롤 방향 회전 보상 알고리즘(802)을 이용할 수 있다. 롤 방향 회전 보상 알고리즘(802)은 롤 방향 회전 운동에 연동하여 변하는 관절 굽힘 운동으로, 와이어 구동 모델(804)을 이용하거나 엔드이펙터 구동 보상 알고리즘(803)을 통해 와이어 구동 모델(804)을 이용할 수 있다. 와이어 구동 모델(804)은 로봇 수술 도구의 동작을 위한 와이어 길이 변화에 상응하는 풀리 회전 각도를 제공하여 4개의 서보모터를 제어(805)할 수 있다. Referring to FIG. 8, the encoder 810 may command the rotation of the end effector in the roll direction, and the roll direction rotation compensation algorithm 802 may be used according to the roll direction rotation command, or the roll may be rotated through the joint kinematic model 801. Directional rotation compensation algorithm 802 can be used. The roll direction rotation compensation algorithm 802 is a joint bending motion that changes in conjunction with the roll direction rotation motion, using the wire drive model 804 or the wire drive model 804 through the end effector drive compensation algorithm 803. have. The wire drive model 804 can control 805 four servomotors by providing a pulley rotation angle corresponding to a change in wire length for the operation of the robotic surgical tool.

또한, 조이스틱(820)은 사용자 관점에서 로봇 수술 도구 관절의 굽힘 명령을 할 수 있으며, 관절 운동 기구학 모델(801)을 이용할 수 있다. In addition, the joystick 820 may command the bending of the robotic surgical tool joint from the user's point of view, and may use the joint motion kinematic model 801.

그리고, 홀센서(830)는 엔드이펙터의 동작 명령에 따라 엔드이펙터 구동 보상 알고리즘(803)을 이용하여 관절 굽힘 운동에 따라 보상된 엔드이펙터를 구동할 수 있다. 그리고 와이어 구동 모델(804)을 통해 로봇 수술 도구의 동작을 위한 와이어 길이 변화에 상응하는 풀리 회전 각도를 제공하여 4개의 서보모터를 제어(805)할 수 있다.Then, the hall sensor 830 may drive the compensated end effector according to the joint bending motion using the end effector driving compensation algorithm 803 according to the operation command of the end effector. In addition, the four servo motors may be controlled by providing a pulley rotation angle corresponding to a change in the wire length for the operation of the robot surgical tool through the wire drive model 804.

기존에 관절의 굽힘과 롤방향 회전 운동을 연동하여 동작하는 복강경 수술 도구가 존재하지만 와이어 길이를 자이로 링크를 이용하여 기계적인 방법으로 보상한다. 그러나 실시예들에 따른 다자유도 복강경 수술 장치는 독립적인 관절 굽힘부와 축 방향 회전부를 수학적 알고리즘에 근거하여 서보 모터를 연동 제어하는 방식으로 도구의 기계적인 구조가 단순하고 다양한 형태의 수술도구에 대응이 가능하다.Conventional laparoscopic surgical tools exist that work in conjunction with bending of the joint and rotational motion in the roll direction, but the length of the wire is compensated by a mechanical method using a gyro link. However, the multi-degree-of-freedom laparoscopic surgical device according to the embodiments has a simple mechanical structure of the tool and various types of surgical tools by controlling the servo motor in conjunction with an independent joint bending part and an axial rotation part based on a mathematical algorithm. Response is possible.

이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, when a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be understood that. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 명세서에서 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 명세서에서, "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 terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

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.Terms such as first and second 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 other components.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “… unit” and “… module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to those embodiments, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of maintaining the technical spirit of the present invention. Although the description is omitted, it is natural that a plurality of embodiments may be reimplemented as one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same or related reference numerals irrespective of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and / or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (11)

일측 끝단에 로봇 수술 도구와 결합되는 본체;
상기 본체의 타측에 파지를 위한 손잡이부;
상기 본체에 구성되어 상기 로봇 수술 도구를 구동하는 서보모터; 및
사용자의 제어 또는 제어 알고리즘을 통해 상기 서보모터를 제어하는 제어부
를 포함하는, 다자유도 복강경 수술 장치.A body coupled to a robotic surgical tool at one end;
A handle for gripping on the other side of the body;
A servo motor configured in the main body to drive the robotic surgical tool; And
Control unit for controlling the servo motor through the user's control or control algorithm
A multi-degree of freedom laparoscopic surgical device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 손잡이부의 앞쪽에 소정간격 이격되어 구성되며, 상기 손잡이부 측에 자성체가 구성되는 방아쇠부; 및
상기 손잡이부에 구성되어 상기 방아쇠부에 구성된 자성체의 움직임을 감지하여 상기 방아쇠부의 움직임을 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어부로 전달하는 홀센서
를 더 포함하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 1,
A trigger portion configured to be spaced apart at a predetermined distance in front of the handle portion, wherein a magnetic body is configured on the side of the handle portion; And
A Hall sensor that is configured in the handle part and detects the movement of the magnetic body formed in the trigger part, converts the motion of the trigger part into an electrical signal and transmits it to the control part
A multi-degree of freedom laparoscopic surgical device further comprising. 제2항에 있어서,
상기 방아쇠부의 전후 방향의 조작에 따라 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)의 여닫이 움직임을 조작하는 것
을 특징으로 하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 2,
Manipulating the swing movement of the end-effector of the robotic surgical tool according to the operation in the front-rear direction of the trigger portion
Multi-degree of freedom laparoscopic surgical device, characterized in that. 제1항에 있어서,
사용자의 조작에 따라 상하좌우 방향으로 움직이며, 상기 움직임을 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어부로 전달하는 조이스틱
을 더 포함하는, 다자유도 복강경 수술 장치.According to claim 1,
A joystick that moves up, down, left, and right in response to a user's manipulation, converts the movement into an electrical signal and transmits it to the controller
A multi-degree of freedom laparoscopic surgical device further comprising. 제4항에 있어서,
상기 조이스틱의 상하좌우 방향으로의 조작에 따라 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)의 상하좌우 굴곡 운동을 조작하는 것
을 특징으로 하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 4,
Manipulating the bending motion of the end-effector of the end-effector of the robotic surgical tool according to the operation of the joystick in the vertical direction.
Multi-degree of freedom laparoscopic surgical device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 본체에 구성되어 사용자의 조작에 따라 회전되는 회전 다이얼; 및
상기 회전 다이얼의 회전을 읽어 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어부로 전달하는 엔코더
를 더 포함하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 1,
A rotary dial configured on the main body and rotated according to a user's operation; And
An encoder that reads the rotation of the rotary dial, converts it into an electrical signal, and transmits it to the control unit
A multi-degree of freedom laparoscopic surgical device further comprising. 제6항에 있어서,
상기 회전 다이얼의 회전 조작에 따라 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)의 축 방향 회전을 조작하는 것
을 특징으로 하는, 다자유도 복강경 수술 장치. The method of claim 6,
Manipulating the axial rotation of the end-effector of the robotic surgical tool according to the rotation operation of the rotary dial
Multi-degree of freedom laparoscopic surgical device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 손잡이부에 내장된 제어 보드로 이루어져 복수의 상기 서보모터를 구동하여 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)를 상하좌우 굴곡, 축 방향 회전 및 여닫이 움직임을 구현하는 것
을 특징으로 하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 1,
The control unit,
Consisting of a control board built in the handle, driving a plurality of the servo motors to implement the end-effector of the robot surgical tool up and down, left and right bending, axial rotation and casement movement
Multi-degree of freedom laparoscopic surgical device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 본체는,
상기 로봇 수술 도구의 샤프트가 결합 장착되는 장착부
를 더 포함하고,
상기 장착부를 통해 상기 로봇 수술 도구의 탈부착이 가능한 것
을 특징으로 하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 1,
The main body,
Mounting portion is coupled to the shaft of the robotic surgical tool
Further comprising,
It is possible to detach the robot surgical tool through the mounting part
Multi-degree of freedom laparoscopic surgical device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제어 알고리즘은,
상기 본체 또는 상기 손잡이부에 구성된 엔코더, 조이스틱 및 홀센서로부터 제어 신호를 전달 받아 상기 엔코더, 조이스틱 및 홀센서에 대응되는 서보모터를 각각 제어하는 것
을 특징으로 하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 1,
The control algorithm,
Receiving control signals from the encoder, joystick, and hall sensor configured in the main body or the handle, and controlling the servo motors corresponding to the encoder, joystick, and hall sensors, respectively.
Multi-degree of freedom laparoscopic surgical device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제어 알고리즘은,
조이스틱을 조작한 방향으로 상기 로봇 수술 도구의 엔드이펙터(end-effector)를 굽힌 후, 회전 다이얼을 돌려 순수 회전 운동을 구현하는 것
을 특징으로 하는, 다자유도 복강경 수술 장치. According to claim 1,
The control algorithm,
Bending the end-effector of the robotic surgical tool in the direction in which the joystick is operated, and then turning the rotary dial to realize a pure rotational movement
Multi-degree of freedom laparoscopic surgical device, characterized in that.
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