KR20200076172A - 의료기기 거치장치 및 이의 움직임 제어방법 - Google Patents

의료기기 거치장치 및 이의 움직임 제어방법 Download PDF

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Abstract

거치장치의 움직임을 직관적으로 제어하여 사용 편의성을 높일 수 있는 의료기기 거치장치가 제공된다. 의료기기 거치장치는 외부에서 인가되는 압력의 세기에 따라 로봇암의 위치가 고정되도록 제어하거나 또는 로봇암이 다축 방향으로 회동되도록 제어할 수 있다.

Description

의료기기 거치장치 및 이의 움직임 제어방법{Apparatus for mounting of medical device and method for moving control thereof}
본 발명은 의료기기 거치장치에 관한 것으로, 특히 거치장치의 움직임을 직관적으로 제어하여 사용 편의성을 높일 수 있는 의료기기 거치장치 및 이의 움직임 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 외과용 수술이나 치료 시, 의사를 보조하기 위하여 각종 의료용 기기들을 장착할 수 있는 의료기기 거치대가 사용되고 있다. 의료기기 거치대는 환자의 치료 부위에 의료기기, 예컨대 내시경 등이 위치될 수 있도록 하는 로봇 암(robot-arm)이 연결된다. 로봇 암은 링크구조를 가지며 의사가 의료기기의 위치에 의해 방해를 받지 않고 환자에 대한 치료를 할 수 있도록 움직임이 제어되어 이동된다.
도 1은 종래의 의료기기 거치대를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 의료기기 거치대(10)는 본체(미도시)에 지지되는 지지체(11)에 제1링크(13), 제2링크(14) 및 제3링크(15)가 연결되어 로봇 암(12)을 구성한다. 상기 로봇 암(12)의 선단, 예컨대 제3링크(15)의 일단에 내시경 등의 의료기기(20)가 거치되어 고정되는 고정부(16)가 구비된다. 또한, 로봇 암의 제1링크(13)와 제2링크(14) 사이에는 제1연결부(17)가 구비되고, 제2링크(14)와 제3링크(15) 사이에는 제2연결부(18)가 구비되며, 제3링크(15)와 고정부(16) 사이에는 제3연결부(19)가 구비된다.
상술한 종래의 의료기기 거치대(10)는 시술자, 예컨대 의사 또는 보조인력이 수동으로 로봇 암을 이동시키고 있다. 이때, 시술자는 로봇 암의 제1연결부(17), 제2연결부(18) 및 제3연결부(19)의 잠금 상태를 해제시키고, 손잡이(미도시) 등을 이용하여 로봇 암의 링크를 움직임으로서 의료기기 거치대(10)가 소정 방향으로 이동되고 있다.
상술한 의료기기 거치대(10)의 움직임을 제어하는 방식은 시술자가 직접 다수의 연결부(17~19)를 잠금 해제시켜 로봇 암을 움직이는 수동 제어 방식으로, 이는 사용상의 불편함과 더불어 연결부 고정 해제의 시간이 과다하게 소요되는 문제가 있다. 더욱이, 연결부 고정 해제가 정확하게 이루어지지 않는 경우에, 로봇 암의 다수의 링크(13~15)가 순간적으로 처지는 현상이 발생되어 치료 중인 환자에게 피해를 발생시킬 우려가 있다.
이에, 최근 들어 의료기기 거치대(10)의 움직임을 원격으로 제어하는 기술이 개발되고 있다. 이러한 원격 제어 방식은 리모트 컨트롤러(remote controller) 등을 이용하여 로봇 암(12)의 다수의 연결부(17~19)를 고정 해제시킨 상태에서 로봇 암(12)의 움직임을 제어하고 있다. 그러나, 상술한 원격 제어 방식은 기존의 수동 제어 방식에 비하여 직관적이지 않기 때문에 리모트 컨트롤러에 대한 시술자의 숙련된 조작이 요구되고 있어 사용상의 불편함을 해소하지 못한다.
본 발명은 거치장치의 움직임을 직관적으로 제어하여 사용 편의성을 높일 수 있는 의료기기 거치장치 및 이의 움직임 제어방법을 제공하고자 하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 의료기기 거치장치는, 다수의 링크부와 상기 다수의 링크부의 일단에 연결되어 의료기기가 거치되는 고정부를 포함하고, 상기 다수의 링크부 및 고정부 각각의 연결부분에 하나 이상의 링크연결부가 위치된 로봇암; 상기 로봇암에 결합된 핸들유닛; 및 외부로부터 상기 핸들유닛에 인가되는 압력에 따라 상기 링크연결부의 잠금 및 풀림을 제어하여 상기 로봇암의 위치 고정 및 다축 방향 회동을 제어하는 제어유닛을 포함한다.
상기 제어유닛은 상기 핸들유닛에 인가되는 압력의 세기에 따라 상기 링크연결부의 풀림을 단계적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법은, 일측에 의료기기가 거치된 로봇암, 상기 로봇암에 결합된 핸들유닛 및 상기 로봇암의 움직임을 제어하는 제어유닛이 구비된 의료기기 거치장치에서, 상기 핸들유닛에 가해지는 압력을 감지하는 단계; 및 감지압력의 크기에 따라 상기 제어유닛이 상기 로봇암의 위치를 고정하는 단계 및 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 의료기기 거치장치는, 외부에서 가해지는 압력의 세기에 따라 로봇암의 링크연결부의 잠금 및 풀림 정도를 제어함으로써, 시술자에 의한 의료기기 거치장치의 직관적 움직임 제어가 가능하도록 하여 편리성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 의료기기 거치장치는, 외부에서 가해지는 압력의 세기에 따라 로봇암의 링크연결부의 풀림 정도를 단계적으로 조절하여 제어함으로써, 풀림 상태 시 로봇암의 급격한 처짐을 방지하여 환자에 대한 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 종래의 의료기기 거치대를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료기기 거치장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 핸들유닛을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 제어유닛을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 움직임 제어방법을 구체적으로 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료기기 거치장치를 나타내는 도면이다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 다양한 의료기기 중 내시경을 거치하는 것을 예로 드나, 본 발명은 이에 제한되지는 않을 것이다. 예컨대, 본 발명의 의료기기 거치장치(100)에는 내시경, 흡입(suction)기, 레이저장치 등과 같은 다양한 의료기기 중 하나가 거치되어 고정될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 의료기기 거치장치(100)는 본체(110), 로봇암(120), 핸들유닛(130) 및 제어유닛(140)을 포함할 수 있다.
본체(110)에는 로봇암(120)의 일측이 결합되어 고정될 수 있다. 본체(110)는 로봇암(120)에 거치된 의료기기(200)의 동작을 제어하거나 의료기기(200)로부터 제공된 정보를 외부로 표시할 수 있다. 또한, 본체(110)에는 로봇암(120)의 동작을 제어할 수 있는 제어유닛(140)이 구성될 수 있다.
로봇암(120)은 다수의 링크부(121~123) 및 이의 일단에 연결된 고정부(124)를 포함할 수 있다. 다수의 링크부(121~123)는 제1링크부(121), 제2링크부(122) 및 제3링크부(123)를 포함할 수 있다. 고정부(124)는 제3링크부(123)의 일단에 결합될 수 있다. 고정부(124)에는 의료기기(200)가 거치되어 고정될 수 있다.
다수의 링크부(121~123) 및 고정부(124) 각각의 연결부분에는 하나 이상의 링크연결부(125~127)가 위치되어 각 링크를 서로 연결시킬 수 있다. 링크연결부(125~127)는 후술될 제어유닛(140)에 의해 다수의 링크부(121~123) 및 고정부(124)의 다축 방향 회동 또는 위치 고정을 제어할 수 있다. 링크연결부(125~127)에는 다축 회동부(미도시) 및 제동부(미도시)가 구비될 수 있으며, 제동부는 전자식 브레이크 시스템으로 구성될 수 있다.
예컨대, 로봇암(120)의 제1링크부(121)는 일측이 본체(110)에 결합되고, 타측이 제1링크연결부(125)를 통해 제2링크부(122)와 연결될 수 있다. 제1링크부(121)는 본체(110)로부터 상/하/좌/우 방향 중 적어도 하나의 방향으로 움직이도록 제어될 수 있다.
로봇암(120)의 제2링크부(122)는 일측이 제1링크연결부(125)를 통해 제1링크부(121)와 연결되고, 타측이 제2링크연결부(126)를 통해 제3링크부(123)와 연결될 수 있다. 제2링크부(122)는 제어유닛(140)의 제1링크연결부(125) 제어를 통해 제1링크부(121)로부터 상/하/좌/우 방향 및 대각선 방향 중 적어도 하나의 방향으로 움직이도록 제어될 수 있다.
로봇암(120)의 제3링크부(123)는 일측이 제2링크연결부(126)를 통해 제2링크부(122)와 연결되고, 타측이 제3링크연결부(127)를 통해 고정부(124)와 연결될 수 있다. 제3링크부(123)는 제어유닛(140)의 제2링크연결부(126) 제어를 통해 제2링크부(122)로부터 상/하/좌/우 방향 및 대각선 방향 중 적어도 하나의 방향으로 움직이도록 제어될 수 있다.
로봇암(120)의 고정부(124)는 일측이 제3링크연결부(127)를 통해 제3링크부(123)와 연결되고, 타측에는 의료기기(200)가 거치되어 고정될 수 있다. 고정부(124)는 제어유닛(140)의 제3링크연결부(127) 제어를 통해 제3링크부(123)로부터 상/하/좌/우 방향 및 대각선 방향 중 적어도 하나의 방향으로 움직이도록 제어될 수 있다.
또한, 로봇암(120)의 적어도 일부분에는 상기 로봇암(120)의 직관적인 움직임을 위한 핸들유닛(130)의 결합될 수 있다. 본 실시예는 로봇암(120)의 고정부(124) 일측에 핸들유닛(130)이 결합된 것을 예로 드나, 이에 제한되지는 않는다. 핸들유닛(130)은 로봇암(120)의 이동 편의를 위해 제1링크부(121) 내지 제3링크부(123) 중 하나에 결합될 수도 있다.
핸들유닛(130)은 시술자, 예컨대 의사의 손에 파지될 수 있다. 즉, 시술자가 핸들유닛(130)을 파지한 상태에서 제어유닛(140)에 의한 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)의 동작이 제어되며, 핸들유닛(130)을 원하는 방향으로 움직여 로봇암(120)을 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 핸들유닛을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 핸들유닛(130)은 시술자의 손에 파지되는 그립부(131) 및 상기 그립부(131)의 일면에서 소정 돌출된 스위치부(133)를 포함할 수 있다.
그립부(131)는 바(bar) 형태를 가지는 것으로 도시되었으나, 시술자의 손에 정확하게 파지될 수 있도록 다양한 형태로 구성될 수 있다.
스위치부(133)는 시술자에 의해 가압되어 일부가 그립부(131) 내측으로 삽입되도록 움직일 수 있다. 스위치부(133)는 시술자에 의한 가압 정도를 제어유닛(140)에 제공할 수 있다. 다시 말해, 제어유닛(140)은 스위치부(133)의 가압 정도를 감지할 수 있고, 이를 기초로 로봇암(120)의 움직임을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 핸들유닛(130)의 그립부(131)가 시술자에게 파지되고, 시술자에 의해 스위치부(133)가 눌러짐에 따라 제어유닛(140)에서 로봇암(120)이 제어될 수 있다. 이에, 시술자는 제어유닛(140)에 의해 로봇암(120)이 제어되는 동안 핸들유닛(130)을 소정 방향으로 움직여 로봇암(120)의 위치를 이동할 수 있다. 이때, 핸들유닛(130)의 스위치부(133)는 시술자에 의해 가압되고 있는 상태일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제어유닛(140)은 시술자의 핸들유닛(130) 조작에 따라 로봇암(120)의 동작, 예컨대 로봇암(120)의 제1링크연결부(125), 제2링크연결부(126) 및 제3링크연결부(127)의 회동 및 제동 동작을 제어할 수 있다.
도 4는 도 2의 제어유닛을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 제어유닛(140)은 압력센서(141), 비교부(142), 회동보상부(143), 회동제어부(144) 및 제동제어부(145)를 포함할 수 있다.
압력센서(141)는 시술자에 의한 핸들유닛(130)의 스위치부(133)에 가해지는 압력의 크기를 감지할 수 있다. 이를 위해, 압력센서(141)는 핸들유닛(130)에 배치될 수도 있다.
비교부(142)는 압력센서(141)에서 감지된 압력을 기준압력과 비교할 수 있다. 비교부(142)에는 하나 이상의 기준압력 값이 저장될 수 있고, 압력센서(141)에서 제공된 감지압력 값을 하나 이상의 기준압력 값과 비교하여 그 결과를 출력할 수 있다.
회동제어부(144)는 비교부(142)의 비교 결과에 기초하여 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)의 고정 상태, 즉 잠금 상태를 해제하고, 시술자의 핸들유닛(130) 이동에 따라 로봇암(120)의 제1링크부(121) 내지 제3링크부(123) 및 고정부(124)가 다축 방향으로 회동되도록 제어할 수 있다. 여기서, 회동제어부(144)는 비교부(142)의 비교 결과에 기초하여 하나 이상의 회동력을 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)에 제공하여 로봇암(120)의 다축 방향 회동 범위를 제어할 수 있다.
회동보상부(143)는 회동제어부(144)에 소정의 보상값을 제공할 수 있다. 회동제어부(144)는 회동보상부(143)에서 제공된 보상값에 기초하여 로봇암(120)에 인가되는 회동력의 크기를 조절함으로써, 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)의 잠금 상태가 해제되었을 때, 로봇암(120)의 제1링크부(121) 내지 제3링크부(123)가 중력에 의해 급격하게 처지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 회동제어부(144)는 보상값에 기초하여 비교부(142)의 비교 결과에 따라 로봇암(120)에 제공되는 회동력의 크기를 감소시킬 수 있다.
제동제어부(145)는 비교부(142)의 비교 결과에 기초하여 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)에 제동력을 제공하여 잠금 상태가 되도록 하며, 그에 따라 로봇암(120)의 제1링크부(121) 내지 제3링크부(123) 및 고정부(124)의 위치가 고정되도록 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 의료기기 거치장치(100)는 시술자에게서 가해지는 압력의 크기에 따라 로봇암(120)의 다수의 링크연결부(125~127)의 잠금 상태 및 풀림 상태를 제어할 수 있다. 또한, 의료기기 거치장치(100)는 로봇암(120)에 인가되는 회동력의 크기를 조절하여 로봇암(120)의 풀림 상태 제어 시 급격한 처짐을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 의료기기 거치장치(100)는 시술자에게 직관적이면서 편리성이 향상된 움직임 제어방법을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5의 움직임 제어방법을 구체적으로 나타내는 도면이다. 이하, 설명의 편의를 위하여 앞서 설명된 도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 본 실시예의 움직임 제어방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 의료기기 거치장치(100)의 제어유닛(140)은 시술자에 의해 핸들유닛(130)에 가해지는 압력을 감지할 수 있다(S10).
이어, 제어유닛(140)은 감지된 압력의 크기에 따라 로봇암(120)을 다축 방향으로 회동하는 단계(S20, S25) 및 감지된 압력의 크기에 따라 로봇암(120)의 위치를 고정하는 단계(S30, S35) 중 하나를 수행할 수 있다.
예컨대, 제어유닛(140)은 감지된 압력의 크기에 따라 로봇암(120)의 회동을 제어하고(S20), 그에 따라 로봇암(120)의 다수의 링크부, 즉 제1링크부(121) 내지 제3링크부(123)와 고정부(124)의 다축 방향 움직임을 제어할 수 있다(S25).
또한, 제어유닛(140)은 감지된 압력의 크기에 따라 로봇암(120)의 제동을 제어하고(S30), 그에 따라 로봇암(120)의 제1링크부(121) 내지 제3링크부(123)와 고정부(124)의 위치가 고정되도록 제어할 수 있다(S35).
이하, 도 6을 참조하여, 로봇암(120)의 움직임 제어방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 제어유닛(140)의 압력센서(141)에 의해 핸들유닛(130)의 스위치부(133)에 가해지는 압력이 감지될 수 있다. 압력센서(141)는 압력 크기에 따른 감지압력 값(SP)을 비교부(142)로 출력할 수 있다.
비교부(142)는 감지압력 값(SP)을 하나 이상의 기준압력 값, 예컨대 제1기준압력 값(Ref_P1) 내지 제4기준압력 값(Ref_P4)과 비교할 수 있다.
먼저, 비교부(142)는 감지압력 값(SP)을 제1기준압력 값(Ref_P1)과 비교할 수 있다(S110).
비교 결과, 감지압력 값(SP)이 제1기준압력 값(Ref_P1) 이하이면(Y), 제동제어부(145)는 제동력을 로봇암(120)에 인가할 수 있다(S115). 여기서, 제1기준압력 값(Ref_P1)은 0일 수 있고, 시술자에 의해 설정된 소정의 값일 수도 있다.
제동제어부(145)로부터 제동력이 인가된 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)는 제동력에 의해 잠금 상태가 되도록 제어될 수 있다. 따라서, 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)에 의해 연결되어 있는 로봇암(120)의 제2링크부(122), 제3링크부(123) 및 고정부(124)의 위치가 고정될 수 있다.
반면에, 비교 결과 감지압력 값(SP)이 제1기준압력 값(Ref_P1)보다 크면(N), 비교부(142)는 감지압력 값(SP)을 제1기준압력 값(Ref_P1) 및 제2기준압력 값(Ref_P2)과 비교할 수 있다(S120).
비교결과, 감지압력 값(SP)이 제1기준압력 값(Ref_P1)보다 크고 제2기준압력 값(Ref_P2) 이하이면(Y), 회동제어부(144)는 제1회동력을 로봇암(120)에 인가할 수 있다(S125). 이때, 회동제어부(144)는 회동보상부(143)에서 제공된 보상값에 따라 제1회동력의 크기를 조절할 수 있다.
이에 따라, 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)는 제1회동력만큼 풀림이 제어될 수 있다. 그리고, 시술자에 의한 핸들유닛(130)의 이동에 따라 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)에 의해 연결되어 있는 로봇암(120)의 제2링크부(122), 제3링크부(123) 및 고정부(124)는 제어유닛(140)에서 인가된 제1회동력에 기초하여 다축 방향으로 회동될 수 있다.
반면에, 감지압력 값(SP)이 제2기준압력 값(Ref_P2)을 초과하는 경우에(N), 비교부(142)는 감지압력 값(SP)을 제2기준압력 값(Ref_P2) 및 제3기준압력 값(Ref_P3)과 비교할 수 있다(S130).
비교결과, 감지압력 값(SP)이 제2기준압력 값(Ref_P2)보다 크고 제3기준압력 값(Ref_P3) 이하이면(Y), 회동제어부(144)는 제2회동력을 로봇암(120)에 인가할 수 있다(S135). 이때, 회동제어부(144)는 회동보상부(143)에서 제공된 보상값에 따라 제2회동력의 크기를 조절할 수 있다.
이에 따라, 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)는 제2회동력만큼 풀림이 제어될 수 있다. 여기서, 제2회동력은 제1회동력보다 상대적으로 큰 값이므로, 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)는 앞선 제1회동력에 의한 풀림 제어보다 더 많이 풀리도록 제어될 수 있다. 이어, 시술자에 의한 핸들유닛(130)의 이동에 따라 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)에 의해 연결되어 있는 로봇암(120)의 제2링크부(122), 제3링크부(123) 및 고정부(124)는 제어유닛(140)에서 인가된 제2회동력에 기초하여 다축 방향으로 회동될 수 있다.
반면에, 감지압력 값(SP)이 제3기준압력 값(Ref_P3)을 초과하는 경우에(N), 비교부(142)는 감지압력 값(SP)을 제3기준압력 값(Ref_P3) 및 제4기준압력 값(Ref_P4)과 비교할 수 있다(S140).
비교결과, 감지압력 값(SP)이 제3기준압력 값(Ref_P3)보다 크고 제4기준압력 값(Ref_P4) 이하이면(Y), 회동제어부(144)는 제3회동력을 로봇암(120)에 인가할 수 있다(S145). 이때, 회동제어부(144)는 회동보상부(143)에서 제공된 보상값에 따라 제3회동력의 크기를 조절할 수 있다.
이에 따라, 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)는 제3회동력만큼 풀림이 제어될 수 있다. 여기서, 제3회동력은 제2회동력보다 상대적으로 큰 값이므로, 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)는 앞선 제2회동력에 의한 풀림 제어보다 더 많이 풀리도록 제어될 수 있다. 이어, 시술자에 의한 핸들유닛(130)의 이동에 따라 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)에 의해 연결되어 있는 로봇암(120)의 제2링크부(122), 제3링크부(123) 및 고정부(124)는 제어유닛(140)에서 인가된 제3회동력에 기초하여 다축 방향으로 회동될 수 있다.
반면에, 감지압력 값(SP)이 제4기준압력 값(Ref_P4)을 초과하는 경우에(N), 제어유닛(140)은 압력센서(141)에 의한 핸들유닛(130)의 압력을 재 감지할 수 있다(S10).
한편, 제어유닛(140)이 로봇암(120)에 제동력을 인가하는 단계(S115), 제1회동력을 인가하는 단계(S125), 제2회동력을 인가하는 단계(S135) 및 제3회동력을 인가하는 단계(S145) 이후에, 제어유닛(140)은 압력센서(141)에 의한 핸들유닛(130)의 압력을 재 감지할 수 있다(S10).
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 로봇암(120)의 움직임 제어방법은, 시술자에 의해 가해지는 압력의 세기에 따라 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)의 잠금 및 풀림 정도를 제어함으로써, 시술자에 의한 의료기기 거치장치(100)의 직관적 움직임 제어가 가능하도록 하여 편리성을 향상시킬 수 있다. 또한, 시술자에 의해 가해지는 압력의 세기에 따라 로봇암(120)의 제1링크연결부(125) 내지 제3링크연결부(127)에 인가되는 회동력의 세기를 단계적으로 조절하여 풀림 정도를 제어함으로써, 풀림 상태 시 로봇암(120)의 급격한 처짐을 방지하여 환자에 대한 안정성을 높일 수 있다.
100: 의료기기 거치장치 110: 본체
120: 로봇암 121: 제1링크부
122: 제2링크부 123: 제3링크부
124: 고정부 125: 제1링크연결부
126: 제2링크연결부 127: 제3링크연결부
130: 핸들유닛 131: 그립부
133: 스위치부 140: 제어유닛
141: 압력센서 142: 비교부
143: 회동보상부 144: 회동제어부
145: 제동제어부 200: 의료기기

Claims (10)

  1. 다수의 링크부와 상기 다수의 링크부의 일단에 연결되어 의료기기가 거치되는 고정부를 포함하고, 상기 다수의 링크부 및 고정부 각각의 연결부분에 하나 이상의 링크연결부가 위치된 로봇암;
    상기 로봇암에 결합된 핸들유닛; 및
    외부로부터 상기 핸들유닛에 인가되는 압력에 따라 상기 링크연결부의 잠금 및 풀림을 제어하여 상기 로봇암의 위치 고정 및 다축 방향 회동을 제어하는 제어유닛을 포함하고,
    상기 제어유닛은 상기 핸들유닛에 인가되는 압력의 세기에 따라 상기 링크연결부의 풀림을 단계적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 핸들유닛에 인가되는 압력을 감지하는 압력센서;
    상기 압력센서의 감지 결과를 하나 이상의 기준 압력과 비교하는 비교부;
    상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 링크연결부에 제동력을 인가하여 상기 링크연결부를 잠금 상태로 제어하는 제동제어부; 및
    상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 링크연결부에 하나 이상의 회동력을 인가하여 상기 링크연결부를 풀림 상태로 단계적으로 제어하는 회동제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 회동제어부에 보상값을 출력하는 회동보상부를 더 포함하고,
    상기 회동제어부는 상기 보상값에 기초하여 상기 회동력을 감소시켜 상기 링크연결부에 인가하는 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핸들유닛은,
    시술자의 손에 파지되는 그립부; 및
    상기 그립부의 일면에서 돌출되는 스위치부를 포함하고,
    상기 제어유닛은 상기 스위치부의 가압 정도를 감지하여 상기 로봇암의 위치 고정 및 다축 방향 회동을 제어하는 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치.
  5. 일측에 의료기기가 거치된 로봇암, 상기 로봇암에 결합된 핸들유닛 및 상기 로봇암의 움직임을 제어하는 제어유닛이 구비된 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법에 있어서,
    상기 핸들유닛에 가해지는 압력을 감지하는 단계; 및
    감지압력의 크기에 따라 상기 제어유닛이 상기 로봇암의 위치를 고정하는 단계 및 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로봇암의 위치를 고정하는 단계는,
    상기 감지압력을 제1기준압력과 비교하는 단계; 및
    비교 결과 상기 감지압력이 상기 제1기준압력 이하의 값이면, 상기 제어유닛이 상기 로봇암에 제동력을 인가하여 상기 로봇암의 위치를 고정하는 단계를 포함하고,
    비교 결과 상기 감지압력이 상기 제1기준압력을 초과하는 값이면, 상기 제어유닛은 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계는,
    상기 감지압력을 복수의 기준압력과 비교하는 단계; 및
    비교 결과에 기초하여 상기 제어유닛이 서로 다른 크기를 갖는 제1회동력, 제2회동력 및 제3회동력 중 하나를 상기 로봇암에 인가하여 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 제2회동력은 상기 제1회동력보다 크고, 상기 제3회동력은 상기 제2회동력보다 큰 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계는,
    상기 감지압력을 제1기준압력 및 제2기준압력과 비교하는 단계;
    비교 결과, 상기 감지압력이 상기 제1기준압력 및 제2기준압력 사이의 값이면 상기 제어유닛이 상기 로봇암에 제1회동력을 인가하여 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하고, 상기 감지압력이 상기 제2기준압력을 초과하는 값이면 상기 감지압력을 상기 제2기준압력 및 제3기준압력과 비교하는 단계;
    비교 결과, 상기 감지압력이 상기 제2기준압력 및 제3기준압력 사이의 값이면 상기 제어유닛이 상기 로봇암에 제2회동력을 인가하여 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하고, 상기 감지압력이 상기 제3기준압력을 초과하는 값이면 상기 감지압력을 상기 제3기준압력 및 제4기준압력과 비교하는 단계; 및
    비교 결과, 상기 감지압력이 상기 제3기준압력 및 제4기준압력 사이의 값이면 상기 제어유닛이 상기 로봇암에 제3회동력을 인가하여 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 제2회동력은 상기 제1회동력보다 크고, 상기 제3회동력은 상기 제2회동력보다 큰 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    비교 결과, 상기 감지압력이 상기 제4기준압력을 초과하는 값이면, 상기 핸들유닛에 가해지는 압력을 감지하는 단계를 재 수행하는 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 로봇암의 위치를 고정하는 단계 및 상기 로봇암의 다축 방향 회동을 제어하는 단계 중 하나가 수행된 이후에,
    상기 핸들유닛에 가해지는 압력을 감지하는 단계를 재 수행하는 것을 특징으로 하는 의료기기 거치장치의 움직임 제어방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102204159B1 (ko) * 2020-08-19 2021-01-18 고무생 치료 보조 기구
KR102403114B1 (ko) * 2021-04-22 2022-05-30 고무생 치료 보조 기구
EP4070753A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-12 MinMaxMedical Handle for guiding a robotic arm of a computer-assisted surgery system and a surgical tool held by said robotic arm

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102204159B1 (ko) * 2020-08-19 2021-01-18 고무생 치료 보조 기구
WO2022039296A1 (ko) * 2020-08-19 2022-02-24 고무생 치료 보조 기구
JP2023503187A (ja) * 2020-08-19 2023-01-26 ムーサン ゴ 治療補助器具
CN116096282A (zh) * 2020-08-19 2023-05-09 高武生 治疗辅助设备
US11839518B2 (en) 2020-08-19 2023-12-12 Go Moo Saeng Treatment assistance equipment
CN116096282B (zh) * 2020-08-19 2024-05-14 高武生 治疗辅助设备
EP4070753A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-12 MinMaxMedical Handle for guiding a robotic arm of a computer-assisted surgery system and a surgical tool held by said robotic arm
WO2022214697A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-13 Minmaxmedical Computer-assisted surgery system
KR102403114B1 (ko) * 2021-04-22 2022-05-30 고무생 치료 보조 기구

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