KR20210134447A - 전자석을 이용한 다관절 굴곡 기구 및 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

전자석을 이용한 다관절 굴곡 기구 및 제어 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 세그먼트는, 복수의 전자석이 배치되는 본체, 상기 본체의 양단부에 돌출되어 형성되며, 연접한 세그먼트와 접촉하는 접촉부, 및 상기 본체 및 접촉부의 중앙에 연결축 방향으로 형성된 관통공을 포함하고, 상기 연접한 세그먼트는, 상기 세그먼트 및 상기 연접한 세그먼트에 포함된 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류를 조절함에 따라 굴곡되는 것이다.

Description

전자석을 이용한 다관절 굴곡 기구 및 제어 시스템{MULTI-JOINT BENDING APPARATUS USING ELECTROMAGNET, AND CONTROL SYSTEM}

본 발명은 전자석을 이용한 다관절 굴곡 기구 및 제어 시스템에 관한 것이다.

통상, 굴곡기구는 뱀과 같은 다중관절을 가지며 강성기구와 달리 다중관절을 이용하여 다양한 곡률로 굽혀질 수 있는 기구를 말한다.

대표적으로, 다관절을 형성하는 복수의 세그먼트가 복수의 연결 와이어에 의해 일직선의 형태를 이루며 직렬로 연결되는 다관절 굴곡 기구가 널리 알려져 있다.

이러한 종래의 다관절 굴곡 기구는, 액추에이터와 연결된 연결 와이어를 조작하여 복수의 세그먼트의 이동을 조향하며, 복수의 세그먼트들 사이를 다양한 형태로 굴곡지게 변형시켜 길고 좁은 공간을 비집고 들어감에 따라 기존의 강성기구로는 해결할 수 없는 다양한 작업을 수행할 수 있다.

그러나, 종래의 연결 와이어를 통해 다관절 굴곡 기구를 조향하는 방식은, 개별적인 세그먼트 각각에 대한 세밀한 제어가 불가능하고, 복수의 변곡점을 갖는 복잡한 굴곡 움직임을 구현하기 어려운 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2014-0121933호, 2014.10.17 공개특허공보 제10-2019-0074693호, 2019.06.28

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 개별 세그먼트에 포함된 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류를 조절하여, 개별적인 세그먼트 각각에 대한 세밀한 제어가 가능한 다관절 굴곡 기구 및 제어 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 높은 자유도의 굴곡 움직임이 가능한 다관절 굴곡 기구 및 제어 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 복수의 세그먼트 간 굴곡된 상태를 안정적으로 유지 가능한 다관절 굴곡 기구 및 제어 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 세그먼트가 직렬로 연결되어 다관절을 형성하는 다관절 굴곡 기구에 있어서, 상기 세그먼트는, 복수의 전자석이 배치되는 본체, 상기 본체의 양단부에 돌출되어 형성되며, 연접한 세그먼트와 접촉하는 접촉부, 및 상기 본체 및 접촉부의 중앙에 연결축 방향으로 형성된 관통공을 포함하고, 상기 연접한 세그먼트는, 상기 세그먼트 및 상기 연접한 세그먼트에 포함된 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류를 조절함에 따라 굴곡되는 것이다.

또한, 상기 접촉부는, 상기 본체의 일단면과 평행하도록 형성되는 외측면 및 상기 본체의 일단면에 대하여 일정한 경사각으로 형성되는 경사면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 세그먼트와 상기 연접한 세그먼트가 굴곡되지 않은 경우, 상기 연접한 세그먼트는 상기 세그먼트의 접촉부의 외측면에 접촉하고, 상기 연접한 세그먼트가 굴곡된 경우, 상기 연접한 세그먼트는 상기 세그먼트의 접촉부의 경사면에 접촉하는 것일 수 있다.

또한, 상기 세그먼트는, 상기 연결축 방향으로 형성되며, 상기 관통공에서 일정 간격으로 이격되는 복수의 수용부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 전자석은, 상기 관통공에서 제1 방향 내지 제n 방향 각각으로 일정 간격 이격되어 배치되고, 상기 접촉부의 경사면은, 상기 제1 방향 내지 제n 방향 각각에 대하여 평면 형상의 제1 경사면 내지 제n 경사면을 포함하도록 형성되고, 상기 제1 방향 내지 제n 방향은, 상기 연접한 세그먼트를 굴곡하고자 하는 복수의 방향인 것일 수 있다.

또한, 상기 연접한 세그먼트가 제1 방향 내지 제n 방향 중 어느 하나의 방향인 제m 방향으로 굴곡된 경우, 상기 세그먼트의 제m 경사면과 상기 연접한 세그먼트의 제m 경사면이 접촉되는 것일 수 있다.

또한, 상기 접촉부는, 원뿔대 형상으로 형성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 관통공의 양단부는, 상기 접촉부의 외측면의 일부 영역에 대하여 형성되는 것일 수 있다.

또한, 직렬로 연결된 상기 복수의 세그먼트의 외측을 감싸도록 형성되며, 신축 가능한 보호부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 관통공 내부에 삽입되어 상기 복수의 세그먼트를 연결하며, 신축 가능한 튜브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 관통공 내부에 삽입되어 상기 복수의 세그먼트를 연결하며, 상기 복수의 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키는 와이어를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 다관절 굴곡 기구의 제어 시스템은, 다관절 굴곡 기구, 상기 다관절 굴곡 기구 내의 복수의 세그먼트에 배치된 복수의 전자석 각각의 전선과 연결되어, 상기 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류를 조절하는 전류 조절 장치, 사용자로부터 상기 다관절 굴곡 기구에 대한 조작신호를 입력받는 입력 장치, 및 상기 입력 장치 및 상기 전류 조절 장치와 통신하며, 상기 입력 장치로부터 수신한 조작신호를 전류제어신호로 변환하여 상기 전류 조절 장치로 전송하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 조작신호는, 전후진 속도, 굴곡 방향, 굴곡 각도 및 굴곡 세그먼트 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 조작신호는, 전후진 속도, 굴곡 방향, 굴곡 각도 및 제1 굴곡 세그먼트 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 굴곡 세그먼트 정보는, 상기 굴곡에 최초로 관여하는 복수의 굴곡 세그먼트에 대한 식별정보를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 조작신호를 기초로 상기 복수의 굴곡 세그먼트가 상기 다관절 굴곡 기구의 이동에 따라 순차적으로 변경되도록 제2 굴곡 세그먼트 정보를 산출하는 것일 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 다관절 굴곡 기구에 포함된 복수의 세그먼트의 개별적인 굴곡 제어가 가능하며, 이에 따라 다관절 굴곡 기구 전체에 대하여 높은 자유도의 굴곡 움직임이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 세그먼트 간 직선 상태의 유지뿐만 아니라, 굴곡된 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 간편하게 다관절 굴곡 기구의 움직임을 조작할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 굴곡 영역을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트의 정면도, 측면도 및 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전자석 및 경사면을 포함하는 세그먼트의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 및 연접한 세그먼트의 굴곡을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세그먼트를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호부 또는 튜브를 더 포함하는 다관절 굴곡 기구의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템의 개략적인 관계도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치 및 조작신호를 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 굴곡 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 경로추종 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 형상구현 제어를 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

명세서에서 사용되는 "부" 또는 "모듈"이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 "모듈"은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 "모듈"은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 "모듈"은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 "모듈"은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 "모듈"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 "모듈"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 "모듈"들로 더 분리될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서는 편의상 다관절 굴곡 기구(10)를 인간의 신체 내부에 삽입하여 사용하는 것으로 작성하였지만, 본 발명은 의료용으로 한정되지 않고, 산업용 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 의료용으로 사용되는 경우, 인간 또는 동물에게 사용될 수 있으며 그 대상은 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)는 인간의 신체 내부에 삽입될 수 있으며, 다관절 굴곡 기구(10)의 전부 또는 일부 영역은, 굴곡의 제어가 가능한 굴곡 영역으로 구성될 수 있다.

굴곡 영역은, 사용자가 굴곡되는 위치, 굴곡 길이, 굴곡 방향, 굴곡 각도, 굴곡 속도 등 굴곡 특성을 제어할 수 있는 영역일 수 있다.

본 발명의 특징은, 전자석이 내장된 복수의 세그먼트로 구성되어 굴곡의 제어가 가능한 굴곡 영역에 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)의 일부 영역은, 굴곡되지 않는 영역 또는 굴곡 영역의 제어에 따라 수동적으로 굴곡되는 영역을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 굴곡 영역을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡 영역은, 복수의 전자석(124)을 구비하는 복수의 세그먼트(100)가 연결축(1)을 따라 직렬로 연결되어 다관절을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)는, 직렬로 연결된 각각의 세그먼트(100) 내의 복수의 전자석(124) 각각에 인가되는 전류를 조절함에 따라, 굴곡 영역의 굴곡을 제어할 수 있다.

구체적으로, 굴곡에 관여하는 세그먼트의 개수 및 위치, 각각의 세그먼트에 내장된 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류의 극성 방향, 세기 등을 조절함으로써, 도 2(b)와 같은 1차 굴곡뿐만 아니라 도 2(c)와 같은 2차 굴곡을 형성하거나, 도 13(a)와 같이 다양한 형상을 이루도록 제어할 수 있으며, 이에 대하여는 상세히 후술한다.

이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 굴곡 영역을 구성하는 복수의 세그먼트(100) 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트의 정면도, 측면도 및 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트(100)는, 본체(120), 접촉부(140) 및 관통공(160)을 포함한다.

일 실시예에서, 본체(120)는 연결축(1)을 중심축으로 하는 다각기둥 형상일 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 본체(120)는 원기둥 등 다양한 입체 구조를 가질 수 있다.

본체(120)의 내부에는 복수의 전자석(124)이 배치된다.

일 실시예에서, 전자석(124)은 솔레노이드(Solenoid)일 수 있으며, 솔레노이드의 길이나 단위 길이 당 감은 횟수는 필요에 따라 다양하게 결정될 수 있다.

복수의 전자석(124)은 본체(120)의 내부에 배치되나, 실시예에 따라 본체(120)의 내부 및 접촉부(140)의 일부 영역에 걸쳐 배치될 수도 있다.

일 실시예에서, 복수의 전자석(124)은 후술하는 수용부(122)를 통해 본체(120)의 내부에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 본체(120)의 폭(width)과 높이(height)의 비율과, 내부에 배치되는 전자석의 개수 및 배치 위치는, 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡을 제어하고자 하는 정도에 따라 자유롭게 결정될 수 있으며, 이에 대하여는 후술한다.

본체(120)의 양단부에는 연결축(1) 방향으로 접촉부(140)가 일정 폭으로 돌출되어 형성된다.

일 실시예에서, 본체(120) 및 접촉부(140)는 절연체인 비철금속 또는 합성수지로 제작될 수 있다.

또한, 본체(120)와 접촉부(140)는 일체로 형성될 수 있으며, 이와 달리 결합 가능하도록 분리되어 형성될 수도 있다.

일 실시예에서, 접촉부(140)는, 본체(120)의 일단면과 평행하도록 형성되는 외측면(142) 및 상기 본체의 일단면에 대하여 일정한 경사각으로 형성되는 경사면(144)을 포함할 수 있다. 경사면(144)의 개수나 경사각은 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡을 제어하고자 하는 정도에 따라 자유롭게 결정될 수 있으며, 이에 대하여는 후술한다.

접촉부(140)에는 연접한 세그먼트의 접촉부가 접촉될 수 있다.

보다 상세하게는, 세그먼트와 연접한 세그먼트가 굴곡되지 않은 경우에는 세그먼트 및 연접한 세그먼트 각각의 접촉부의 외측면(142)이 상호 면접촉할 수 있고, 세그먼트와 연접한 세그먼트가 굴곡된 경우에는 세그먼트 및 연접한 세그먼트 각각의 접촉부의 경사면(144)이 상호 면접촉할 수 있다. 이에 대하여는 도 5를 참조하여 상세히 후술한다.

본체(120) 및 접촉부(140) 내부에는 관통공(160)이 연결축(1)을 따라 관통 형성된다.

일 실시예에서, 관통공(160)은 연결축(1)을 중심축으로 하는 원통 또는 다각통 형태일 수 있다. 관통공(160)에는 내시경, 수술도구, 와이어 등이 삽입될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트(100)는, 복수의 수용부(122)를 더 포함할 수 있다. 복수의 수용부(122)에는 복수의 전자석(124)이 각각 고정되도록 배치될 수 있으며, 실시예에 따라 와이어, 전선 등이 삽입될 수도 있다.

구체적인 예로, 복수의 수용부(122)는 연결축(1)을 따라 본체(120) 및 접촉부(140)의 일부 영역을 관통하도록 형성될 수 있으며, 관통공(160)에서 일정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전자석 및 경사면을 포함하는 세그먼트의 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트 및 연접한 세그먼트의 굴곡을 설명하기 위한 예시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉부(140)의 경사면(144)은, 복수의 평면 형상의 경사면(144)을 포함하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 접촉부의 경사면(144)은, 상호 연접한 세그먼트를 굴곡하고자 하는 복수의 방향인 제1 방향 내지 제n 방향 각각에 대하여 평면 형상의 제1 경사면 내지 제n 경사면을 포함하도록 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 복수의 전자석(124)은, 관통공(160) 또는 연결축(1)에서 제1 방향 내지 제n 방향 각각으로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.

구체적인 예로, 제1 수용부(122a) 내지 제n 수용부(122n)가 관통공(160)에서 제1 방향 내지 제n 방향 각각으로 일정 간격 이격되어 형성되며, 각각의 수용부에 제1 전자석(124a) 내지 제n 전자석(124n) 각각이 고정되도록 배치될 수 있다.

제1 방향 내지 제n 방향은, 특정한 세그먼트(100)를 기준으로 상기 특정한 세그먼트의 일단면에 연접하는 하나의 연접한 세그먼트(1000)를 굴곡하고자 하는 방향(즉, 상호 연접한 두 세그먼트로 구현 가능한 굴곡 방향)일 수 있으며, 보다 상세하게는 연결축(1)에 수직한 방향 중 어느 하나의 방향일 수 있다. n이 클수록 상호 연접한 두 세그먼트의 굴곡 자유도가 높아 적은 수의 세그먼트(100)의 조합으로 다양한 각도의 굴곡을 구현할 수 있으나, 많은 수의 전자석 및 경사면이 요구될 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 경사면의 개수와 전자석의 개수는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 6(a)와 같이 경사면의 개수가 8개인 경우, 8개의 전자석뿐만 아니라, 4개의 전자석으로도 전자석의 배치 및 각각의 전자석에 공급되는 전류의 조절을 통해 상호 연접한 두 세그먼트의 8개의 방향에 대한 굴곡을 구현할 수 있다.

도 4 및 도 5의 예시에서는, 상호 연접한 세그먼트가 4개의 방향(n=4)으로 굴곡 가능하도록 접촉부(140)의 경사면(144)이 제1 방향(a)에 대응되는 평면인 제1 경사면(144a), 제2 방향(b)에 대응되는 평면인 제2 경사면(144b), 제3 방향(c)에 대응되는 평면인 제3 경사면(144c), 제4 방향(d)에 대응되는 평면인 제4 경사면(144d)으로 구성되고, 각각의 경사면에 대응되는 본체의 내부에 제1 전자석(124a), 제2 전자석(124b), 제3 전자석(124c) 및 제4 전자석(124d)이 배치된 경우이다. 다만, 이는 예시일 뿐이므로, 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)의 세그먼트(100)는, 상호 연접한 두 세그먼트(100, 1000)로 구현하고자 하는 굴곡 방향의 개수에 따라 전자석(124) 및 경사면(144)의 개수를 다양하게 구성할 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해 도 4 및 도 5의 예를 들어, 세그먼트(100)와 상기 세그먼트에 연접한 세그먼트(1000) 간의 제3 방향(c) 굴곡을 설명한다.

일 실시예에서, 도 5(a)와 같이 세그먼트(100)와 상기 세그먼트에 연접한 세그먼트(1000)가 굴곡되지 않은 상태인 경우, 세그먼트(100)의 접촉부의 외측면과 연접한 세그먼트(1000)의 접촉부의 외측면이 상호 면접촉할 수 있다.

또한, 굴곡되지 않은 상태에서 세그먼트(100) 및 연접한 세그먼트(1000)의 제1 전자석(124a, 1124a) 간 작용하는 힘과, 제3 전자석(124c, 1124c) 간 작용하는 힘은 동일할 수 있다.

예를 들면, 도 5(a)와 같이 제1 전자석(124a, 1124a)에 상호 동일한 극성 방향의 전류를 공급하여 두 전자석 간 인력을 발생시킨 경우, 제3 전자석(124c, 1124c)에도 서로 동일한 극성 방향의 전류를 공급하여 두 전자석 간 인력을 발생시킬 수 있다. 물론, 제1 전자석(124a, 1124a)에 인가되는 전류의 극성 방향과 제3 전자석(124c, 1124c)에 인가되는 전류의 극성 방향이 서로 상이할 수는 있다.

다른 예를 들면, 제1 전자석(124a, 1124a) 간 및 제3 전자석(124c, 1124c) 간 모두 척력을 발생시키거나, 전류 공급을 중단하여 자력(전자력)을 발생시키지 않을 수도 있다.

일 실시예에서 세그먼트(100)와 상기 세그먼트에 연접한 세그먼트(1000)가 제1 방향 내지 제n 방향 중 어느 하나의 방향인 제m 방향으로 굴곡된 상태인 경우, 세그먼트(100)의 접촉부의 제m 경사면과 연접한 세그먼트(1000)의 접촉부의 제m 경사면이 상호 면접촉할 수 있다.

구체적인 예로, 도 5(b)와 같이 연접한 세그먼트(1000)를 세그먼트(100) 기준 제3 방향(c)으로 굴곡시킨 경우, 세그먼트의 제3 경사면과 연접한 세그먼트의 제3 경사면가 상호 면접촉할 수 있다.

또한, 도 5(b)와 같이 연접한 세그먼트(1000)를 세그먼트(100) 기준 제3 방향(c)으로 굴곡하려는 경우, 세그먼트(100) 및 연접한 세그먼트(1000)의 제1 전자석(124a, 1124a) 간 작용하는 힘과, 제3 전자석(124c, 1124c) 간 작용하는 힘은 서로 상이할 수 있다

예를 들면, 도 5(b)와 같이 제1 전자석(124a, 1124a)에 서로 다른 극성 방향의 전류를 공급하여 두 전자석 간 척력을 발생시키고, 제3 전자석(124c, 1124c)에는 서로 동일한 극성 방향의 전류를 공급하여 두 전자석 간 인력을 발생시킬 수 있다.

다른 예를 들면, 제1 전자석(124a, 1124a)에만 서로 다른 극성 방향의 전류를 공급하여 두 전자석 간 척력을 발생시키고, 제3 전자석(124c, 1124c)에는 전류 공급을 중단하여 자력을 발생시키지 않을 수도 있다.

또 다른 예를 들면, 제3 전자석(124c, 1124c)에만 상호 동일한 극성 방향의 전류를 공급하여 두 전자석 간 인력을 발생시키고, 제1 전자석(124c, 1124c)에는 전류 공급을 중단하여 자력을 발생시키지 않을 수도 있다.

한편, 도 5(b)와 같이 굴곡된 상태에서 도 5(a)와 같은 비굴곡 상태로 되돌아가려는 경우, 제1 전자석(124a, 1124a) 간 및 제3 전자석(124c, 1124c) 간 작용하는 힘이 동일하도록(인력 또는 척력) 조절할 수 있다. 또한, 만약 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)가 후술하는 강성 증대 와이어(도면 미도시)를 더 포함하는 경우라면, 제1 전자석(124a, 1124a) 및 제3 전자석(124c, 1124c)에 대한 전류 공급을 중단하여 자력을 발생시키지 않음으로써, 복원력에 의해 비굴곡 상태로 돌아갈 수 있다.

상술한 제3 방향(c)의 굴곡에 대한 예시에서, 제2 전자석(124b, 1124b) 및 제4 전자석(124d, 1124d)에는 전류 공급을 중단하여 자력을 발생시키지 않거나, 전류의 세기나 전류의 극성 방향을 조절하여 제3 방향(c)의 굴곡에 영향을 미치지 않도록 인가되는 전류를 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상호 연접한 두 세그먼트가 굴곡되지 않은 경우에는 두 세그먼트의 접촉부의 외측면이 상호 면접촉하고, 특정 방향으로 굴곡되는 경우에는 접촉부의 특정 방향 경사면이 상호 면접촉함에 따라, 굴곡 각도의 제어가 용이하고, 굴곡 시 안정성이 향상되는 효과가 있다.

구체적으로, 세그먼트에 접촉부가 존재하지 않고 세그먼트 간 탄성부재로 연결되는 경우, 전자석에 인가되는 전류의 조절(세기, 방향 조절)에 따른 굴곡 각도를 정밀하게 제어하기 어렵고, 굴곡 형상의 유지가 불안정한 문제점이 있다.

반면, 본 발명에 따르면 굴곡된 세그먼트가 접촉부의 경사면에 면접촉함에 따라 굴곡 형상이 안정적으로 유지될 수 있으며, 연접한 세그먼트가 일정한 방향 및 일정한 각도로 굴곡되도록 제어하기 용이한 효과가 있다.

뿐만 아니라, 접촉부의 경사각 및 굴곡에 관여하는 세그먼트의 개수를 조절함에 따라 굴곡 각도를 다양하게 구현 가능하다. 예를 들어, 접촉부의 경사각을 15°로 제작한 경우, 90°의 굴곡을 형성하려면 도 2(b)와 같이 상호 연접한 4개의 세그먼트를 특정 방향으로 굴곡시킴으로써 90°의 굴곡을 형성할 수 있다. 즉, 접촉부의 경사각에 따라 특정 각도를 형성하기 위해 굴곡에 관여하는 세그먼트의 개수를 조절하여, 굴곡을 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 본체(120)의 폭(width)과 높이(height)의 비율이나, 내부에 배치되는 전자석의 개수 및 배치 위치, 경사면의 개수 및 방향을 조절함에 따라 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡 방향, 곡률 반경 등을 정밀하게 제어할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세그먼트를 설명하기 위한 예시도이다.

도 6(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉부는, 일정한 경사각을 이루는 복수의 평면 형상의 경사면(144)을 포함하거나, 이와 달리 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 경사면의 개수가 많아질수록 연접한 두 세그먼트 간 굴곡 자유도(굴곡 가능한 방향의 개수)가 높아질 수 있으나, 요구되는 전자석의 개수가 많아지거나 각각의 전자석에 인가되는 전류 제어의 세밀함이 높게 요구될 수 있다.

도 6(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관통공(160)의 일단면은, 접촉부의 외측면(142)의 일부 영역에 형성될 수 있다.

구체적으로, 상술한 바와 같이 연접한 상호 세그먼트가 굴곡되지 않은 상태인 경우, 연접한 두 세그먼트의 접촉부의 외측면(142)이 상호 면접촉하게 되므로, 접촉부의 외측면(142) 중 관통공(160)이 형성되지 않은 영역이 넓을수록 세그먼트가 굴곡되지 않은 상태의 안정성이 향상될 수 있다.

또한, 상술한 도 3 내지 도 5의 예시에서는 복수의 전자석(124)이 길이 방향이 연결축(1)과 평행하도록 본체(120)의 내부에 배치되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전자석(124)은, 도 7(a)와 같이 길이 방향이 연결축(1)과 직교하도록 본체(120)의 내부에 배치될 수 있다.

이 경우, 세그먼트(100) 내의 전자석(예를 들면, 124a)과, 상기 세그먼트에 연접한 세그먼트(1000) 내의 전자석(예를 들면, 1124a)에 공급하는 전류의 극성 방향이 상이한 경우 도 7(b)와 같이 인력을 발생시킬 수 있고, 전류의 극성 방향이 동일한 경우 도 7(c)와 같이 척력을 발생시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호부 또는 튜브를 더 포함하는 다관절 굴곡 기구의 구성도이다.

도 8(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)는, 직렬 연결된 복수의 세그먼트(100)의 외부를 둘러싸는 보호부(200)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 보호부(200)는 다관절 굴곡 기구(10)의 외부로 전류가 방출되는 것을 방지하기 위하여, 절연체인 비철금속 또는 합성수지로 제작될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 보호부(200)는 복수의 세그먼트(100) 간 굴곡에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 신축성 재질 또는 형상(예컨대, 벨로우즈)으로 구성될 수 있다.

다른 실시예에서, 다관절 굴곡 기구(10)의 강성을 증대시키려는 경우, 보호부(200)는 강성 재질로 형성될 수도 있다.

도 8(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)는, 직렬 연결된 복수의 세그먼트(100)의 관통공 내부에 삽입되는 튜브(300)를 더 포함할 수 있다.

튜브(300)는 관통공을 통해 다관절 굴곡 기구(10)의 내부로 삽입되는 내시경, 수술 도구 등이 원활하게 삽입될 수 있도록 보조할 수 있다.

일 실시예에서, 튜브(300)는 복수의 세그먼트(100) 간 굴곡에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 신축성 재질 또는 형상으로 구성될 수 있다.

다른 실시예에서, 튜브(300)는 강성 재질 또는 가변 강성 재질로 형성될 수도 있다.

도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)는, 적어도 하나의 와이어를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 와이어는 복수의 세그먼트(100)의 관통공(160) 또는 수용부(122)에 삽입되어, 복수의 세그먼트(100)를 연결하거나 다관절 굴곡 기구(10)의 강성을 향상시킬 수 있다. 또한, 적어도 하나의 와이어는 복수의 세그먼트(100)의 이동 또는 굴곡을 보조할 수도 있다.

이상으로 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(10)를 설명하였다. 이하, 도 9 내지 도 13를 참조하여, 상술한 다관절 굴곡 기구(10)의 제어 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템의 개략적인 관계도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 제어 시스템은, 다관절 굴곡 기구(10), 전류 조절 장치(20), 제어부(30), 입력 장치(40)를 포함한다. 다관절 굴곡 기구(10)에 대하여는 상술하였으므로, 자세한 설명은 생략한다.

전류 조절 장치(20)는 다관절 굴곡 기구(10)에 포함된 복수의 전자석(124)에 공급되는 전류를 조절한다.

일 실시예에서, 전류 조절 장치(20)는, 복수의 세그먼트(100)에 배치된 복수의 전자석(124) 각각에 독립적으로 전류를 공급하고, 공급되는 전류의 세기, 극성 방향 등을 조절할 수 있다. 구체적으로, 이를 위하여 각각의 전자석을 구성하는 전선이 관통공(160) 또는 수용부(122)를 통해 전류 조절 장치(20)와 연결될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 전류 조절 장치(20)는 제어부(30)의 제어에 따라 복수의 전자석(124) 각각에 인가되는 전류를 조절할 수 있다.

입력 장치(40)는, 사용자로부터 다관절 굴곡 기구(10)의 조작에 관한 조작신호를 입력받기 위한 장치로, 예컨대, 조이스틱, 키보드, 마우스, 터치패드, 터치스크린, 기타 햅틱 마스터 장치 등이 될 수 있다.

일 실시예에서, 입력 장치(40)가 사용자로부터 입력받는 조작신호는, 다관절 굴곡 기구(10)의 직선운동(전후진 이동) 방향 및 속도, 굴곡 방향, 각도, 변위, 속도, 굴곡 세그먼트 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 굴곡 세그먼트 정보는, 굴곡에 관여하는 하나 이상의 세그먼트에 대한 식별정보일 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치 및 조작신호를 설명하기 위한 예시도이다.

도 10(a)을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치(40)는, 두 축의 방향조작과 한 방향의 선형조작이 가능한 조이스틱형 입력 장치일 수 있으나, 이는 예시일 뿐이므로 이에 한정되지 않는다.

도 10(b)를 참조하면, 구체적인 예로, 조이스틱형 입력 장치(40)는 다관절 굴곡 기구(10)의 전후진 이동 방향인 Y축(즉, 연결축(1)) 방향의 직선운동에 관한 조작신호, Z축을 중심으로 하는 회전(즉, 좌우 굴곡)에 관한 조작신호, X축을 중심으로 하는 회전(즉, 상하 굴곡)에 관한 조작신호 각각 또는 이들의 조합을 입력받을 수 있다. 또한, 굴곡 세그먼트 정보 등 추가적인 조작신호를 입력받기 위한 별도의 입력 장치(예컨대, 키보드, 마우스, 터치패드 등)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 입력 장치(40)는 사용자로부터 입력받은 조작신호를 제어부(30)에 전송할 수 있다.

제어부(30)는 다관절 굴곡 기구(10) 및 전류 조절 장치(20)를 제어한다.

보다 상세하게는, 제어부(30)는 입력 장치(40)로부터 수신한 조작신호 중 직선운동에 관한 조작신호를 기초로 다관절 굴곡 기구(10)의 직선운동을 제어하고, 굴곡에 관한 조작신호를 전류제어신호로 변환하여 전류 조절 장치(20)의 복수의 전자석(124)에 대한 전류 공급을 조절함으로써, 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡운동을 제어할 수 있다.

구체적인 예로, 제어부(30)는 조이스틱형 조작장치(40)로부터 수신한 하나의 선형조작 파라미터 및 두 방향조작 파라미터를 기초로, 역기구학(inverse kinematics) 계산을 통해 다관절 굴곡 기구(10)의 직선운동 방향, 속도, 복수의 세그먼트(100) 각각에 포함된 복수의 전자석(124) 각각에 인가되는 전류의 극성 방향, 세기 등을 제어하여 다관절 굴곡 기구(10)의 동작을 제어할 수 있다.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 다관절 굴곡 기구의 제어를 설명하기 위한 예시도이다. 이하, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 제어부(30)가 다관절 굴곡 기구(10)의 동작을 제어하는 구체적인 예시에 대하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 굴곡 제어를 설명하기 위한 예시도이다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에서, 제어부(30)는 다관절 굴곡 기구(10)를 구성하는 복수의 세그먼트(100) 중, 굴곡에 관여하지 않는 세그먼트(102) 및 굴곡에 관여하는 굴곡 세그먼트(101)를 결정하여 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡을 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(30)는 상술한 세그먼트의 접촉부 경사면의 경사각을 기초로 특정한 굴곡 각도를 형성하기 위해 요구되는 굴곡 세그먼트(101)의 개수를 결정할 수 있다.

구체적인 예로, 도 10(a)와 같이, 굴곡되지 않고 직선 형태를 유지하려는 경우, 모든 세그먼트에 대하여 굴곡되지 않도록 전류의 공급을 제어할 수 있다.

다른 구체적인 예로, 제어부(30)가 입력 장치(40)로부터 굴곡 위치나 각도 등 굴곡에 관한 조작신호를 수신한 경우, 굴곡에 관여할 하나 이상의 세그먼트(101)를 결정하고, 굴곡 각도를 기초로 역기구학 계산을 통해 굴곡 세그먼트(101)에 포함된 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 이를 통해 도 10(b)와 같이 1개의 굴곡섹션을 갖는 것은 물론, 도 10(c)와 같이 2개 이상의 굴곡 섹션을 갖도록 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡을 제어할 수 있으며, 이 경우 각각의 굴곡 섹션에 관여하는 세그먼트(101)를 개별적으로 결정 및 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 굴곡에 관여할 하나 이상의 세그먼트(101)의 결정은, 입력 장치(40)를 통해 사용자로부터 입력받거나, 제어부(30)가 조작신호를 기초로 역기구학 계산을 통해 산출할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 경로추종 제어를 설명하기 위한 예시도이다.

도 12를 참조하면, 일 실시예에서, 제어부(30)는 다관절 굴곡 기구(10)의 경로추종(path following)을 제어할 수 있다.

구체적으로, 도 12(a)와 같이 특정 경로를 따라 다관절 굴곡 기구(10)를 이동시켜야 하는 경우, 제어부(30)는 도 12(b)와 같이 경로 중심선(32)을 생성하고, 다관절 굴곡 기구(10)의 이동 속도 및 경로 중심선(32)을 기초로 도 12(a)와 같이 굴곡 세그먼트(101)를 결정할 수 있다.

예를 들어, 도 12(a)의 복수의 세그먼트 중 가장 우측의 세그먼트부터 순차적으로 1번이라 할 때, 좌측 상단 도면과 같이 최초 1번 내지 6번의 세그먼트가 모두 굴곡에 관여하지 않다가(102), 우측 상단 도면에서 다관절 굴곡 기구(10)의 전진운동에 따라 굴곡섹션에 도달 시 1번 및 2번 세그먼트가 굴곡 세그먼트(101)가 될 수 있다. 이어서, 좌측 하단 도면에서 1번 내지 4번 세그먼트가 굴곡 세그먼트(101)가 되고, 우측 하단 도면에서 2번 내지 5번 세그먼트가 굴곡 세그먼트(101)가 되며 1번 세그먼트는 굴곡에 관여하지 않도록(102) 변경될 수 있다.

즉, 제어부(30)는 입력 장치(40)로부터 수신하는 다관절 굴곡 기구(10)의 직선운동 속도 및 경로 중심선(32)을 기초로 굴곡에 관여하는 세그먼트(101)가 순차적으로 변경되도록 굴곡 세그먼트 정보를 산출할 수 있다.

일 실시예에서, 경로 중심선(32)은, 엑스선영상(X-ray imaging), 컴퓨터단층촬영(Computerized Tomography; CT) 등과 같은 의료영상을 기초로 생성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 다관절 굴곡 기구(10)의 굴곡 관련하여, 전후진 속도 및 굴곡 위치(즉, 최초로 굴곡에 관여하는 복수의 굴곡 세그먼트)를 사용자로부터 입력 장치(40)를 통해 입력받고, 제어부(30)가 이를 기초로 굴곡 세그먼트(101)가 순차적으로 변경되도록 굴곡 세그먼트 정보를 산출할 수도 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 형상구현 제어를 설명하기 위한 예시도이다.

도 13을 참조하면, 일 실시예에서, 제어부(30)는 다관절 굴곡 기구(10)가 일정한 형상을 구현하도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(30)는 사용자로부터 입력 장치(40)를 통해 구현하고자 하는 특정한 형상을 입력받아 이를 기초로 형상 중심선(34)을 생성하고, 형상 중심선(34)을 기초로 역기구학 계산을 통해 복수의 세그먼트(100) 각각에 포함된 복수의 전자석(124) 각각에 인가되는 전류의 극성 방향, 세기 등을 제어하여 다관절 굴곡 기구(10)가 특정한 형상을 구현하도록 제어할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제어부(30)는, 상술한 직선유지, 굴곡, 경로추종, 형상구현 제어 중 둘 이상을 결합하여 다관절 굴곡 기구(10)의 동작을 제어할 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 다관절 굴곡 기구
20 : 전류 조절 장치
30: 제어부
40: 입력 장치
100: 세그먼트
120: 본체
122: 수용부
124: 전자석
140: 접촉부
142: 접촉부 외측면
144: 접촉부 경사면
160: 관통공
1000: 연접한 세그먼트

Claims (14)

1. 복수의 세그먼트가 직렬로 연결되어 다관절을 형성하는 다관절 굴곡 기구에 있어서,
   상기 세그먼트는,
   복수의 전자석이 배치되는 본체;
   상기 본체의 양단부에 돌출되어 형성되며, 연접한 세그먼트와 접촉하는 접촉부; 및
   상기 본체 및 접촉부의 중앙에 연결축 방향으로 형성된 관통공을 포함하고,
   상기 연접한 세그먼트는,
   상기 세그먼트 및 상기 연접한 세그먼트에 포함된 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류를 조절함에 따라 굴곡되는 것을 특징으로 하는, 다관절 굴곡 기구.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 접촉부는,
   상기 본체의 일단면과 평행하도록 형성되는 외측면 및 상기 본체의 일단면에 대하여 일정한 경사각으로 형성되는 경사면을 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 세그먼트와 상기 연접한 세그먼트가 굴곡되지 않은 경우, 상기 연접한 세그먼트는 상기 세그먼트의 접촉부의 외측면에 접촉하고,
   상기 연접한 세그먼트가 굴곡된 경우, 상기 연접한 세그먼트는 상기 세그먼트의 접촉부의 경사면에 접촉하는 것을 특징으로 하는, 다관절 굴곡 기구.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 세그먼트는,
   상기 연결축 방향으로 형성되며, 상기 관통공에서 일정 간격으로 이격되는 복수의 수용부를 더 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 복수의 전자석은,
   상기 관통공에서 제1 방향 내지 제n 방향 각각으로 일정 간격 이격되어 배치되고,
   상기 접촉부의 경사면은,
   상기 제1 방향 내지 제n 방향 각각에 대하여 평면 형상의 제1 경사면 내지 제n 경사면을 포함하도록 형성되고,
   상기 제1 방향 내지 제n 방향은,
   상기 연접한 세그먼트를 굴곡하고자 하는 복수의 방향인, 다관절 굴곡 기구.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 연접한 세그먼트가 제1 방향 내지 제n 방향 중 어느 하나의 방향인 제m 방향으로 굴곡된 경우, 상기 세그먼트의 제m 경사면과 상기 연접한 세그먼트의 제m 경사면이 접촉되는 것을 특징으로 하는, 다관절 굴곡 기구.
7. 제4 항에 있어서,
   상기 접촉부는,
   원뿔대 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 다관절 굴곡 기구.
8. 제2 항에 있어서,
   상기 관통공의 양단부는,
   상기 접촉부의 외측면의 일부 영역에 대하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 다관절 굴곡 기구.
9. 제1 항에 있어서,
   직렬로 연결된 상기 복수의 세그먼트의 외측을 감싸도록 형성되며, 신축 가능한 보호부를 더 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 관통공 내부에 삽입되어 상기 복수의 세그먼트를 연결하며, 신축 가능한 튜브를 더 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 관통공 내부에 삽입되어 상기 복수의 세그먼트를 연결하며, 상기 복수의 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키는 와이어를 더 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항의 다관절 굴곡 기구;
    상기 다관절 굴곡 기구 내의 복수의 세그먼트에 배치된 복수의 전자석 각각의 전선과 연결되어, 상기 복수의 전자석 각각에 인가되는 전류를 조절하는 전류 조절 장치;
    사용자로부터 상기 다관절 굴곡 기구에 대한 조작신호를 입력받는 입력 장치; 및
    상기 입력 장치 및 상기 전류 조절 장치와 통신하며, 상기 입력 장치로부터 수신한 조작신호를 전류제어신호로 변환하여 상기 전류 조절 장치로 전송하는 제어부를 포함하는, 제어 시스템.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 조작신호는,
    전후진 속도, 굴곡 방향, 굴곡 각도 및 굴곡 세그먼트 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 제어 시스템.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 조작신호는,
    전후진 속도, 굴곡 방향, 굴곡 각도 및 제1 굴곡 세그먼트 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 굴곡 세그먼트 정보는,
    상기 굴곡에 최초로 관여하는 복수의 굴곡 세그먼트에 대한 식별정보를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 조작신호를 기초로 상기 복수의 굴곡 세그먼트가 상기 다관절 굴곡 기구의 이동에 따라 순차적으로 변경되도록 제2 굴곡 세그먼트 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템.

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