KR20220105047A

KR20220105047A - 다중 헬릭스 연성 메커니즘

Info

Publication number: KR20220105047A
Application number: KR1020210007614A
Authority: KR
Inventors: 서종태; 류환택
Original assignee: 주식회사 페라자
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2022-07-26
Also published as: JP2024503132A; EP4282599A1; KR102463096B1; US20240300089A1; WO2022158841A1

Abstract

다수의 연성 튜브를 포함하되, 상기 다수의 연성 튜브 각각은, 길이 방향 일 단에 가해지는 조작력을 길이 방향 타 단에 연결되는 엔드 이펙터로 전달하기 위하여 적어도 2개 이상의 조향 와이어를 내부에 길이 방향으로 직선 배치하고, 상기 연성 튜브는 적어도 2개 이상 구비되며, 상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 연성 튜브 그룹을 이룰 수 있다.

Description

다중 헬릭스 연성 메커니즘{Multiple Helix Flexible Mechanism}

본 발명은 다중 헬릭스 연성 메커니즘에 관련된 것으로 보다 구체적으로는, 와이어의 슬랙(slack)을 방지하여, 말단에 장착된 엔드 이펙터의 동작을 원활하게 제어할 수 있도록 하되, 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬이며, 각 연성 튜브의 내부에는 조향 와이어가 길이 방향을 따라 직선 배치되는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘에 관련된 것이다.

연성 메커니즘은 굴곡이 있는 좁은 공간을 관찰 또는 치료하기 위한 의료용 용도 또는 로봇의 엔드 이펙터를 제어하기 위한 로봇용 용도로 활용될 수 있다.

종래의 연성 메커니즘을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 도 1및 도 2를 참조하기로 한다.

도 1을 참조하면, 종래의 연성 메커니즘(10)은 백본(11), 다수의 조향 와이어(W1, W2, W3; 12), 조향 조작 장치 역할을 하는 핸들러(14) 및 엔드 이펙터(15)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 백본(11)은 소정의 경로 내로 인입되어, 그 경로에 따라 휘어지게 된다. 상기 조향 와이어(12)는 상기 백본(11)의 길이 방향을 따라 배치되며, 상기 핸들러(14)에서 제공된 조작력을 상기 엔드 이펙터(15)로 전달한다.

이와 같이, 조향 와이어(12)를 통하여 조작력을 핸들러(14)에서 엔드 이펙터(15)로 전달하는 경우, 백본의 자세 즉, 백본이 통과하는 경로의 휨에 따라서, 의도치 않은 조작력이 발생할 수 있다.

보다 구체적인 설명을 위하여, 도 1을 참조하면, 상기 백본(11)이 직선 형태인 경우, 상기 백본(11)의 제1 단면(ES1)과 제2 단면(ES2) 사이의 거리는 L일 수 있다. 이 경우, 상기 백본(11)의 내부에 마련된 상기 조향 와이어들(W1, W2, W3)의 상기 제1 단면(ES1)과 상기 제2 단면(ES2) 사이 거리도 L과 동일할 수 있다. 이 경우, 백본(11)과 상기 조향 와이어들(W1, W2, W3)의 길이가 서로 동일하므로 상대적인 변위는 0 인 것으로 이해할 수 있다.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연성 메커니즘(10)에 휨이 발생한 경우, 상기 백본(11)과 조향 와이어(12) 간의 상대적인 변위가 발생할 수 잇다. 예를 들어, 도 2에 도시된 A 영역을 참조하면, 제1 조향 와이어(W1)는 상기 제1 단면(ES1)과 상기 제2 단면(ES2)을 지나서 돌출되게 된다. 다른 예를 들어, 도 2에 도시된 B 영역을 참조하면, 제3 조향 와이어(W3)는 상기 제1 단면(ES1)에서 상기 제2 단면(ES2) 사이에 이르지 못하게 된다.

이 경우, 조향 와이어(12)들이 엔드 이펙터(15)에 미치는 장력에 의도치 않은 변화가 발생하기 때문에, 비 의도된 조작이 발생하는 문제가 야기될 수 있으며, 이에 따라, 엔드 이펙터(5)의 동작 제어가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 조향 와이어(12)가 끊어지는 현상이 자주 발생되는 문제가 있었다.

한편, 응용되는 분야의 특성상 연성 메커니즘의 직경이 작아야 하는 경우, 많은 수의 조향 와이어를 하나의 연성 연성 메커니즘에 삽입하는 데에는 어려움이 있다. 이러한 경우에는 다수의 연성 메커니즘을 나선으로 감은 구조를 사용할 수 있다.

이때, 종래의 경우, 각각의 연성 구조물 안으로 삽입되는 조향 와이어들 또한 나선 통로를 통해 삽입되어 나선으로 감은 구조를 이루게 된다.

하지만, 이 경우에도 연성 메커니즘에 휨 발생 시, 조향 와이어들이 당겨지거나 느슨해져 비 의도된 조작이 발생하는 문제를 해결하는 데에는 한계가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 와이어의 슬랙(slack)을 방지하여, 말단에 장착된 엔드 이펙터의 동작을 원활하게 제어할 수 있는 다중 헬릭스 연성 메커니즘을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다중 헬릭스 연성 메커니즘을 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 다중 헬릭스 연성 메커니즘은, 길이 방향으로 연장하는 다수의 연성 튜브를 포함하되, 상기 다수의 연성 튜브 각각은 길이 방향 일 단에 가해지는 조작력을 길이 방향 타 단에 연결되는 엔드 이펙터로 전달하기 위하여 적어도 2개 이상의 조향 와이어를 내부에 길이 방향으로 직선 배치하고, 상기 연성 튜브는 적어도 2개 이상 구비되며, 상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 연성 튜브 그룹을 이룰 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 연성 튜브의 길이 방향으로 연장하는 연성축을 더 포함하며, 상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 상기 연성축의 외주면 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 감길 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 서로 교번되면서 동일한 주기로 꼬여 감길 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브가 꼬여 감기는 주기는 360도의 배수일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 연성 튜브는 내측에 길이 방향으로 마련되는 적어도 하나의 직선 터널을 포함하며, 어느 하나의 상기 조향 와이어는 어느 하나의 상기 직선 터널에 관통 삽입될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 하우징 튜브를 더 포함하되, 상기 하우징 튜브는 길이 방향으로 연장되며, 상기 연성 튜브 그룹은 상기 하우징 내부에 길이 방향으로 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 하우징 튜브의 내부에는 상기 연성 튜브 그룹의 나선형 경로를 제공하기 위한 나선형 레일이 마련될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 웜 및 상기 웜과 맞물려 회전하는 웜 휠로 이루어진 웜 기어; 상기 웜 휠의 내경 측에 구비되며, 상기 웜 휠의 내경을 관통하는 상기 연성 튜브 그룹의 길이 방향 일단 측 외주면에 체결되는 클램핑 부재; 상기 연성 튜브 그룹이 상기 웜 휠의 회전에 의해 360도의 배수로 꼬여 감긴 경우, 상기 웜 휠의 외경 일측에 대한 가압을 통해 상기 웜 휠의 회전을 구속하여 상기 연성 튜브 그룹의 꼬인 구조가 유지되게 하는 웜 휠 고정 핀; 및 상기 웜 휠 고정 핀을 지지하는 마운트부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 클램핑 부재는, 상기 웜 휠의 내경 측에 고정되는 제1 클램프; 상기 연성 튜브 그룹을 사이에 두고 상기 제1 클램프와 대칭으로 이루도록 배치되는 제2 클램프; 및 상기 제2 클램프에 연결되며, 상기 웜 휠에 체결되는 체결력을 통해 상기 제1 클램프 측으로 상기 제2 클램프를 가압하여 상기 제1 클램프 및 제2 클램프에 의해 감싸진 상기 연성 튜브 그룹을 고정하는 클램프 가압 핀을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 연성 튜브 그룹의 길이 방향 일단과 타단에는 상기 연성 튜브 그룹이 360도의 배수로 꼬여 감겨 있는지 여부를 가늠할 수 있게 하는 정렬 눈금이 동일선상으로 각각 표시되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 길이 방향으로 연장하는 다수의 연성 튜브를 포함하되, 상기 다수의 연성 튜브 각각은, 길이 방향 일 단에 가해지는 조작력을 길이 방향 타 단에 연결되는 엔드 이펙터로 전달하기 위하여 적어도 2개 이상의 조향 와이어를 내부에 길이 방향으로 직선 배치하고, 상기 연성 튜브는 적어도 2개 이상 구비되며, 상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 연성 튜브 그룹을 이룰 수 있다.

이에 따라, 와이어의 슬랙(slack)을 방지할 수 있는 다중 헬릭스 연성 메커니즘이 제공될 수 있으며, 그 결과, 말단에 장착된 엔드 이펙터에 대한 원활한 동작 제어가 가능할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 엔드 이펙터에 미치는 장력에 의도치 않은 변화가 발생되어, 엔드 이펙터에 대한 비 의도된 조작이 발생하는 문제를 방지 혹은 최소화할 수 있는 다중 헬릭스 연성 메커니즘이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내시경에 적용 시, 내시경 말단에 연결된 엔드 이펙터의 조향 동작을 보다 원활하게 할 수 있을 뿐 아니라 수명을 연장할 수 있는 다중 헬릭스 연성 메커니즘이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 단일 채널 복강경 수술에 쓰이는 수동형 도구에 적용 가능한 다중 헬릭스 연성 메커니즘이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 굴곡진 인체 내부로 삽입되는 다양한 인체 삽입형 진단 및 치료 기기에 널리 적용될 수 있는 다중 헬릭스 연성 메커니즘이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 굴곡진 파이프 라인 내부를 진단하는 산업용 내시경, 길고 굴곡이 일어나는 오락용 장치 및 재난 현상에서의 구조 작업을 위해 투입되는 길고 굴곡진 장치 등에 용이하게 적용될 수 있는 다중 헬릭스 연성 메커니즘이 제공될 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 연성 메커니즘을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘의 연성 튜브 그룹을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘의 연성 튜브를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 나타낸 단면도이다.
도 6은 말단에 엔드 이펙터가 연결된, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시 예와 비교 예에 대한 실험 결과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 변형 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3 의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘의 연성 튜브 그룹을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘의 연성 튜브를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 나타낸 단면도이고, 도 6은 말단에 엔드 이펙터가 연결된, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘(100)은 연성 튜브(110) 및 와이어(W)를 포함할 수 있다.

연성 튜브(110)는 소정의 경로를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 다중 헬릭스 연성 메커니즘(100)이 의료용 목적으로 사용되는 경우, 연성 튜브(110)는 인체 내의 예로, 예컨대, 대장, 식도 등을 따라 이동할 수 있다. 이때, 연성 튜브(110)는 인체 내의 굴곡에 따라 휘어질 수 있는 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다.

상기 연성 튜브(110)가 인체 내부 경로를 이동하기 때문에, 신체 친화적인 물질로 이루어질 수 있음은 물론이다. 다른 예를 들어, 연성 튜브(110)가 로봇용 목적으로 사용되는 경우에도 플렉서블한 소재로 이루어질 수 있다.

이러한 연성 튜브(110)는 길이 방향으로 연장하는 원통 형상으로 구비될 수 있다. 연성 튜브(110)에는 연성 튜브(110)의 길이 방향 일단 및 타단에 각각 연결되는 조향 조작 장치 및 엔드 이펙터(도 6의 180)를 연결하는 조향 와이어(W)가 배치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 이를 위해, 연성 튜브(110)는, 조향 와이어(W)의 개수에 대응되는 직선 터널(111)을 포함할 수 있다.

직선 터널(111)은 연성 튜브(110)의 내측에 길이 방향으로 마련될 수 있다. 직선 터널(111)은 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 길이 방향 양측 단부는 개방될 수 있다. 이에 따라, 연성 튜브(110)의 내측에 마련되는 어느 하나의 직선 터널(111)에는 어느 하나의 조향 와이어(W)가 관통 삽입될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 연성 튜브(110)는 적어도 2개 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 연성 튜브(110)는 2개, 3개, 4개,,,,,n개 중 선택된 개수로 구비될 수 있다. 이때, 연성 튜브(110)는 최대 12개까지 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연성 튜브(110)는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에서는 설명의 편의를 위해, 연성 튜브(110)가 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)를 포함하는 것을 상정하였으나, 이는 일례일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)는 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여, 다시 말해, DNA 구조를 모사하여, 하나의 연성 튜브 그룹(101)을 이룰 수 있다.

이때, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)는 서로 교번되면서 동일한 주기로 꼬여 감길 수 있다. 여기서, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)가 꼬여 감기는 주기는 360도의 배수일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 연성 튜브(110a)는 시계 방향으로 회전하면서 나선형으로 꼬일 수 있다. 또한, 제2 연성 튜브(110b)는 반 시계 방향으로 회전하면서 제1 연성 튜브(110a)의 외주면에 길이 방향으로 나선형으로 감길 수 있다. 그리고 제3 연성 튜브(110c)는 시계 방향으로 회전하면서 제1 연성 튜브(110a) 및 제2 연성 튜브(110b)의 외주면에 길이 방향으로 나선형으로 감길 수 있다.

이때, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)는 같은 주기 및 주기 내의 위상을 가질 수 있다. 즉, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 마디와 배는 동일할 수 있다.

여기서, 연성 튜브 그룹(101)의 DNA 모사 형상은 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)를 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬아 감은 후, 이를 자외선 경화 물질에 함침하고, 그 다음, 이를 꺼내서 자외선 조사함으로써, 유지될 수 있다. 하지만, 이는 일례일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 5를 참조하면, 조향 와이어(W)는 연성 튜브(110)의 길이 방향을 따라 일직선으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 조향 와이어(W)는 연성 튜브(110)의 길이 방향으로 형성되어 있는 직선 터널(111)에 관통 삽입될 수 있고, 이를 통해, 연성 튜브(110)의 길이 방향으로 직선 배치될 수 있다.

조향 와이어(W)는 길이 방향 일단에 연결된 조향 조작 장치에 가해진 조작력에 따라 장력이 조절됨으로써, 길이 방향 타단에 연결된 엔드 이펙터(도 6의 180)를 제어할 수 있는 구동력을 전달 할 수 있다.

이러한 조향 와이어(W)는 복수 개 구비될 수 있다. 예를 들어, 조향 와이어(W)가 n 개 구비되는 경우, n 개의 조향 와이어(W)는 엔드 이펙터(도 6의 180)의 n-1 개의 자유도를 제어할 수 있다. 여기서, 상기 n은 자연수이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 조향 와이어(W)는 제1 조향 와이어(W1), 제2 조향 와이어(W2) 및 제3 조향 와이어(W3)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 조향 와이어(W)는 엔드 이펙터(도 6의 180)의 2 자유도를 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에서는 설명의 편의를 위해, 조향 와이어(W)가 는 제1 조향 와이어(W1), 제2 조향 와이어(W2) 및 제3 조향 와이어(W3)를 포함하는 것을 상정하였으나, 이는 일례일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

제1 조향 와이어(W1), 제2 조향 와이어(W2) 및 제3 조향 와이어(W3)는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c) 각각의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 제1 조향 와이어(W1), 제2 조향 와이어(W2) 및 제3 조향 와이어(W3)는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c) 각각의 내측에 직선으로 배치될 수 있다.

즉, 제1 조향 와이어(W1), 제2 조향 와이어(W2) 및 제3 조향 와이어(W3)는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c) 각각의 내측에서 길이 방향으로 평행 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)는 DNA 구조를 모사하는 형상으로, 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 감기는 형태로 배치된다. 이에 따라, 제1 조향 와이어(W1), 제2 조향 와이어(W2) 및 제3 조향 와이어(W3)는 서로 평행을 유지한 채로 나선형으로 꼬일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘(100)은, 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 감기는 적어도 2개 이상의 연성 튜브(110)를 가짐과 아울러, 각각의 연성 튜브(110) 내에 직선 방향으로 배치되는 조향 와이어(W)를 가지기 때문에, 연성 튜브(110)에 휨이 발생한 경우에도, 도 2를 참조하여 설명한 조향 와이어가 백본(연성 튜브)의 일단으로부터 의도치 않게 돌출 또는 인입됨으로써, 엔드 이펙터가 의도치 않게 제어되는 현상을 최소화할 수 있다.

보다 구체적으로, 내측에 직선 방향으로 조향 와이어(W)가 배치되는, 적어도 2개 이상의 연성 튜브(110)가 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 감기는, 즉, DNA 구조와 동일 또는 유사한 모사 구조를 가지기 때문에, 연성 메커니즘(100)에 휨이 발생한 경우에도, 상기 조향 와이어들(W1, W2, W3)의 경로는 일정하게 유지될 수 있다.

상기 연성 튜브(110)가 휘어지면, 상기 연성 튜브(110)의 내측 영역은 초기 상태보다 길이가 짧아지고, 외측 영역은 초기 상태보다 길이가 길어진다. 이때, 상기 조향 와이어들(W1, W2, W3)은 각각의 연성 튜브(110)의 내측에서 직선 배치되기 때문에, 상기 연성 튜브(110)의 내측 영역과 외측 영역에서 발생하는 길이 변화에 모두 영향을 받는다.

이때, 적어도 2개 이상의 연성 튜브(110)가 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬인 구조를 이루기 때문에, 조향 와이어(W)의 느슨해진 영역과 타이트한 영역이 서로 상쇄되게 된다. 이에 따라, 조향 와이어들(W1, W2, W3)은, 연성 메커니즘(100)에 휨이 발생한 경우에도, 상기 연성 튜브(110)의 길이 방향 일단과 타단 사이에서의 길이는 동일하게 유지될 수 있다.

이러한 효과를 얻기 위해, 적어도 2개 이상의 연성 튜브(110)가 감기는 주기는 360도의 배수가 될 수 있으며, 각 연성 튜브(110)의 내측에 배치되는 조향 와이어(W)는 연성 튜브(110)의 길이 방향을 따라 직선 형태를 이룰 수 있다.

이때, 각 연성 튜브(110)는 서로 반대 방향의 나선 방향으로 배치될 수 있다. 이와 달리, 각 연성 튜브(110)들이 서로 같은 나선 방향으로 배치되는 경우, 연성 튜브(110)가 일직선 상태인 초기 상태에서는 문제가 없으나, 조향 와이어(W)에 장력이 인가된 경우, 연성 튜브(110)의 형상이 일직선을 유지하지 못하고 뒤틀리게 된다.

이는, 조향 와이어(W)를 당기는 경우, 연성 튜브(110)에 의해 나선형으로 배치된 조향 와이어(W)가 일직선으로 펴지려는 힘에 의하여, 연성 튜브(110) 형상의 변형을 초래하는 것으로 이해된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각 연성 튜브(110)들이 서로 반대 방향의 나선으로 배치되고, 각 연성 튜브(110)들의 내측에 조향 와이어(W)가 일직선으로 배치되기 때문에, 조향 와이어(W)의 장력이 증가하더라도 연성 튜브(110)의 형상 변형을 최소화할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 조향 와이어(W)의 슬랙을 방지할 수 있으며, 그 결과, 말단에 연결되는 엔드 이펙터(도 6의 180)의 동작을 원활하게 제어할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 엔드 이펙터(도 6의 180)에 미치는 장력에 의도치 않은 변화가 발생되어, 엔드 이펙터(도 6의 180)에 대한 비 의도된 조작이 발생하는 문제를 방지 혹은 최소화할 수 있다.

이에 따라, 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘(100)이 내시경에 적용 시, 이의 말단에 연결된 엔드 이펙터의 조향 동작을 보다 원활하게 할 수 있을 뿐 아니라 수명을 연장할 수 있으며, 단일 채널 복강경 수술에 쓰이는 수동형 도구에도 적용 가능할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘(100)은 전술한 바와 같은 효과를 가짐으로써, 굴곡진 인체 내부로 삽입되는 다양한 인체 삽입형 진단 및 치료 기기에 널리 적용될 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘(100)은 굴곡진 파이프 라인 내부를 진단하는 산업용 내시경, 길고 굴곡이 일어나는 오락용 장치 및 재난 현상에서의 구조 작업을 위해 투입되는 길고 굴곡진 장치 등에 용이하게 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘(100)이 로봇용 핸드에 적용된 모습을 보여준다.

도 6을 참조하면, 연성 튜브(110)는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)로 이루어질 수 있다.

제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)는 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 연성 튜브 그룹(101)을 이룬다.

이때, 연성 튜브 그룹(101)은 회전 자유도를 제공하는 짐벌(140)을 관통하여 엔드 이펙터(180)에 연결될 수 있다. 짐벌(140)은 도면 기준으로, 수평축 및 수직축 방향의 회전 2 자유도를 엔드 이펙터(180)에 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 내측에 조향 와이어가 직선 배치되어 있는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)가 서로 나선형으로 감긴 상태로 짐벌(140)을 관통함에 따라, 짐벌(140)이 회전하더라도, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c) 각각의 내측에 배치되어 있는 조향 와이어들의 장력 상태는 그대로 유지될 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘에 대하여, 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성 메커니즘(200)은 연성 튜브(110), 연성축(120) 및 조향 와이어(W; 도 5 참조)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예는 본 발명의 일 실시 예와 비교하여, 연성축을 더 구비하는 것에만 차이가 있을 뿐이므로, 나머지 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 연성축(120)은 연성 튜브(110)의 길이 방향으로 연장할 수 있다.

연성축(120)은 원통형으로 구비될 수 있다. 연성축(120)은 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 연성축(120)은 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110b)의 감김 경로를 제공할 수 있다.

즉, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110b)는 연성축(120)의 외주면 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 감길 수 있다.

이와 같이, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110b)가 연성축(120)을 중심으로 나선형으로 꼬여 감기게 되면, 나선형으로 꼬여 감긴 형태가 연성축(120)에 의해 지지되어, 보다 안정적으로 그 형상이 유지될 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘에 대하여, 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연성 메커니즘(300)은 연성 튜브(110), 하우징 튜브(130) 및 조향 와이어(W; 도 5 참조)를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 본 발명의 일 실시 예와 비교하여, 하우징 튜브를 더 구비하는 것에만 차이가 있을 뿐이므로, 나머지 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 하우징 튜브(130)는 연성 튜브(110)의 길이 방향으로 연장할 수 있다.

하우징 튜브(130)는 원통형으로 구비될 수 있다. 하우징 튜브(130)는 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하우징 튜브(130)는 연성 튜브(110)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.

이러한 하우징 튜브(130)는 내측에 연성 튜브(110), 보다 상세하게는 복수 개의 연성 튜브(110a, 110b, 110c)가 길이 방향으로 나선형으로 꼬여 이루는 연성 튜브 그룹(101)의 장착 공간을 제공할 수 있다.

이를 위해, 하우징 튜브(130)의 내부에는 연성 튜브 그룹(101)의 나선형 경로를 제공하기 위한 나선형 레일이 마련될 수 있다.

이와 같이, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110b)가 나선형으로 꼬여 이루는 연성 튜브 그룹(101)이 하우징 튜브(130) 내부에 배치되면, 연성 튜브 그룹(101)이 하우징 튜브(130)에 의해 지지되어, 보다 안정적으로 그 형상이 유지될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 헬릭스 연성 메커니즘의 특성에 대해서 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시 예1과 비교 예1에 대한 실험 결과를 설명하기 위한 도면들이다.

도 9를 참조하면, 실시 예1에서는 세 개의 연성 튜브(110; 연성 튜브1, 연성 튜브2, 연성 튜브3)가 길이 방향을 따라 나선형으로 360도 주기로 꼬인 구조를 이루고, 각 연성 튜브(110)의 내측에 4개의 조향 와이어(W, W1, W2, W3, W4)가 연성 튜브(110)의 길이 방향을 따라 일직선 배치된 손목 모듈을 제작하였다.

비교 예1에서는 세 개의 연성 튜브(110; 연성 튜브1, 연성 튜브2, 연성 튜브3)가 길이 방향을 따라 나선형으로 360도 주기로 꼬인 구조를 이루고, 각 연성 튜브(110)의 내측에 4개의 조향 와이어(W; W1, W2, W3, W4)가 연성 튜브(110)의 길이 방향을 따라 마찬가지로 나선형으로 360도 주기로 꼬인 구조로 배치된 손목 모듈을 제작하였다.

이때, 통로(lumen)(조향 와이어가 배치되는 연성 튜브의 내측 터널)의 길이를 구하기 위해, 이산 길이적분방식을 사용하였고, 이에 따른 시뮬레이션 결과를 도 10 및 도 11, 표 1 내지 표 6에 나타내었다.

비교 예1: 직선 길이(A)(㎜)	W1	W2	W3	W4
연성 튜브1	65.184	65.184	65.185	65.185
연성 튜브2	65.185	65.185	65.184	65.185
연성 튜브3	65.185	65.185	65.185	65.184

비교 예1: 휨 길이(B)(㎜)	W1	W2	W3	W4
연성 튜브1	65.845	65.218	64.579	65.108
연성 튜브2	64.927	64.687	65.559	65.829
연성 튜브3	64.974	65.838	65.601	64.812

비교 예1: 길이 변화(A-B)(㎜)	W1	W2	W3	W4
연성 튜브1	-0.660	-0.033	0.606	0.077
연성 튜브2	0.258	0.497	-0.374	-0.644
연성 튜브3	0.211	-0.653	-0.415	0.372

실시 예1: 직선 길이(C)(㎜)	W1	W2	W3	W4
연성 튜브1	67.375	67.375	58.887	58.215
연성 튜브2	57.335	64.682	68.931	62.606
연성 튜브3	64.683	57.335	61.575	68.572

실시 예1: 휨 길이(D)(㎜)	W1	W2	W3	W4
연성 튜브1	67.449	67.450	58.902	58.231
연성 튜브2	57.354	64.724	69.028	62.631
연성 튜브3	64.724	57.354	61.594	68.663

실시 예1: 길이 변화(C-D)(㎜)	W1	W2	W3	W4
연성 튜브1	-0.073	-0.074	-0.015	-0.016
연성 튜브2	-0.019	-0.042	-0.096	-0.025
연성 튜브3	-0.041	-0.018	-0.019	-0.090

도 10, 11 및 상기 표 1 내지 표 6에서 보여지는 바와 같이, 실시 예1과 비교 예1 각각의 손목 모듈에 대하여, 손목 모듈이 펴진 상태와 굽은 상태가 되었을 때 각각의 통로(lumen)의 길이 변화를 비교한 결과, 실시 예1의 경우, 손목 모듈이 직선일 때와 휘었을 때의 각 와이어의 길이 변화는 -0.096 내지 -0.015㎜인 것으로 측정되었다.

반면, 비교 예1의 경우에는 손목 모듈이 직선일 때와 휘어졌을 때의 각 와이어의 길이 변화는 -0.606 내지 0.606㎜인 것으로 측정되었다.

따라서, 연성 튜브들이 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬이되, 각 연성 튜브의 내측에는 일직선 형태의 조향 와이어가 배치되는 실시 예1은, 연성 튜브와 조향 와이어 모두가 나선형으로 꼬인 비교 예1에 비해, 손목 모듈이 휘더라도 각 조향 와이어들이 엔드 이펙터에 미치는 장력이 일정하게 유지될 수 있으며, 그 결과, 조향 와이어의 슬랙을 효과적으로 방지할 수 있는 것으로 확인되었다.

실시 예1과 같이, 복수 개의 연성 튜브가 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬이고, 각 연성 튜브 내측에 배치되는 조향 와이어가 일직선으로 배치되는 구조는 로봇 핸드 설계에 있어서, 각각의 손가락 구동을 위해 사용되는 조향 와이어의 길이가 손목의 회전으로 인하여 당겨지거나 느슨해지는 영향을 받지 않게 하기 위해 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 변형 실시 예에 따른 연성 메커니즘에 대하여, 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명하기로 한다.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 변형 실시 예에 따른 연성 메커니즘을 설명하기 위한 도면들이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 변형 실시 예에 따른 연성 메커니즘은 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)를 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬아 연성 튜브 그룹(101)을 만들고 이를 유지하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 변형 실시 예에 따른 연성 메커니즘은 웜 기어(140), 클램핑 부재(150), 웜 휠 고정 핀(160) 및 마운트부(170)를 포함할 수 있다.

웜 기어(140)는 웜(141) 및 상기 웜(141)과 맞물려 회전하도록 상기 웜(141)과 기어 결합하는 웜 휠(142)로 이루어질 수 있다. 본 발명의 변형 실시 예에 따르면, 이러한 웜 휠(142)의 내경 중심으로 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 길이 방향 일단이 관통될 수 있다.

클램핑 부재(150)는 웜 휠(142)의 내경 측에 구비될 수 있다. 클램핑 부재(150)는 웜 휠(142)의 내경 중심을 관통하는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 길이 방향 일단 측 외주면에 체결되어, 이들을 일체로 고정할 수 있다.

본 발명의 변형 실시 예에 따르면, 이러한 클램핑 부재(150)는 제1 클램프(151), 제2 클램프(152) 및 클램프 가압 핀(153)을 포함할 수 있다.

제1 클램프(151)는 웜 휠(142)의 내경 측에 고정될 수 있다. 제1 클램프(151)는 웜 휠(142)의 내경 측에 고정된 상태에서 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 하측(도면 기준)을 지지할 수 있다.

제2 클램프(152)는 적층되어 있는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)를 사이에 두고 제1 클램프(151)와 대칭을 이루도록 이들 연성 튜브(110a, 110b, 110c)의 상측(도면 기준)을 지지할 수 있다. 즉, 이들 연성 튜브(110a, 110b, 110c)는 이의 상, 하측에 배치되는 제1 클램프(151)와 제2 클램프(152)에 의해 압착 지지될 수 있다.

클램프 가압 핀(153)은 제2 클램프(152)를 가압할 수 있다. 이를 위해, 클램프 가압 핀(153)은 제2 클램프(152)에 연결될 수 있다. 클램프 가압 핀(153)은 웜 휠(142)의 반경 방향 외측에서 내측 방향으로 볼트 결합될 수 있다.

클램프 가압 핀(153)의 길이 방향 하단은 웜 휠(142)에 볼트 결합 시 하강하다가 제2 클램프(152)의 상측(도면 기준)에 접촉하게 된다. 이때, 클램프 가압 핀(153)의 볼트 결합이 계속될 경우, 클램프 가압 핀(153)의 길이 방향 하단은 제2 클램프(152)의 상단에 가해지는 클램프 가압 핀(153)의 가압력은 계속 증가되고, 이에 따라, 제1 클램프(151)와 제2 클램프(152)에 의해 외주면이 원주 방향으로 감싸진, 연성 튜브들(110a, 110b, 110c)은 이들에 의해 압착 고정될 수 있다.

이와 같이, 클램프 가압 핀(153)은 웜 휠(142)에 체결되는 체결력을 통해 제1 클램프(151) 측으로 제2 클램프(152)를 가압할 수 있고, 이를 통해, 연성 튜브들(110a, 110b, 110c)은 제1 클램프(151)와 제2 클램프(152) 사이에 압착 고정될 수 있다.

웜 휠 고정 핀(160)은 웜 휠(142)의 외경 일측에 대한 가압을 통해 웜 휠(142)의 회전을 구속할 수 있다. 연성 튜브들(110a, 110b, 110c)이 웜 휠(142)의 회전에 의하여 360도의 배수로 꼬여 감견 연성 튜브 그룹(101)을 이루는 경우, 웜 휠 고정 핀(160)은 웜 휠(142)의 더 이상의 회전을 구속하여 연성 튜브 그룹(101)의 꼬인 구조가 유지되도록 할 수 있다.

이러한 웜 휠 고정 핀(160)은 마운트부(170)에 장착되어, 마운트부(170)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 웜 휠 고정 핀(160)은 마운트부(170)에 볼트 결합되는 방식으로 결합됨으로써, 웜 휠(142)의 외주면을 가압할 수 있다. 즉, 웜 휠 고정 핀(160)은 클램프 가압 핀(153)과 동일한 메커니즘을 통하여 웜 휠(142)의 회전을 구속할 수 있다.

도 13을 참조하면, 초기 세팅 시, 웜 휠(142)의 중심 부분으로, 직선 형태로 상호 적층되어 있는 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 길이 방향 일단이 관통될 수 있다.

이들 연성 튜브(110a, 110b, 110c)의 길이 방향 일단은 클램핑 부재(150)에 의해 압착 지지되어 웜 휠(142)의 중심 부분에 관통된 형태로 위치될 수 있다. 이때, 이들 연성 튜브(110a, 110b, 110c)의 길이 방향 타단은 고정된 상태를 이룰 수 있다.

도 14를 참조하면, 이 상태에서, 웜 기어(140)를 동작시키면, 길이 방향 타단이 고정된 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 길이 방향 일단이 웜 기어(140)의 웜 휠(142)과 일체로 회전하게 되며, 이에 따라, 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬인 연성 튜브 그룹(101)이 만들어진다.

이때, 웜 기어(140)는 연성 튜브 그룹(101)의 꼬여 감기는 주기가 360도의 배수가 되도록, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 길이 방향 일단을 회전시킬 수 있으며, 완료 시 웜 휠 고정 핀(160)에 의해 더 이상의 회전이 구속될 수 있다.

여기서, 연성 튜브 그룹(101)의 길이 방향 일단과 타단, 보다 상세하게, 제1 연성 튜브(110a)의 길이 방향 일단과 타단에는 정렬 눈금(G)이 동일선상으로 각각 표시되어 있을 수 있다.

이에 따라, 웜 휠(142)의 회전을 통해, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 길이 방향 일단을 회전시켜, 이들을 나선형으로 꼬아 연성 튜브 그룹(101)을 이루는 경우, 연성 튜브 그룹(101)이 꼬여 감긴 주기가 360도의 배수를 이루는지 여부를 쉽게 가늠할 수 있다.

즉, 웜 휠(142)을 회전시키는 경우, 제1 연성 튜브(110a)의 길이 방향 일단과 타단에 각각 표시되어 있는 정렬 눈금(G)이 동일선상에 위치하는지 확인하여, 웜 휠(142)의 회전 정도를 적절하게 제어할 수 있다.

제1 연성 튜브(110a)의 길이 방향 일단과 타단에 각각 표시되어 있는 정렬 눈금(G)이 동일선상에 위치한다는 것은 연성 튜브 그룹(101)을 이루기 위해, 제1 연성 튜브(110a), 제2 연성 튜브(110b) 및 제3 연성 튜브(110c)의 꼬여 감긴 주기가 360도의 배수를 이룬다는 것을 의미한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100, 200, 300; 다중 헬릭스 연성 메커니즘
101; 연성 튜브 그룹
110; 연성 튜브
111; 직선 터널
120; 연성축
130; 하우징 튜브
140; 웜 기어
150; 클램핑 부재
160; 웜 휠 고정 핀
170; 마운트부
180; 엔드 이펙터
W; 조향 와이어
G; 정렬 눈금

Claims

길이 방향으로 연장하는 다수의 연성 튜브를 포함하되,
상기 다수의 연성 튜브 각각은 길이 방향 일 단에 가해지는 조작력을 길이 방향 타 단에 연결되는 엔드 이펙터로 전달하기 위하여 적어도 2개 이상의 조향 와이어를 내부에 길이 방향으로 직선 배치하고,
상기 연성 튜브는 적어도 2개 이상 구비되며,
상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 연성 튜브 그룹을 이루는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제1 항에 있어서,
상기 연성 튜브의 길이 방향으로 연장하는 연성축을 더 포함하며,
상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 상기 연성축의 외주면 길이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 감기는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브는 서로 교번되면서 동일한 주기로 꼬여 감기는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제3 항에 있어서,
상기 적어도 2개 이상의 연성 튜브가 꼬여 감기는 주기는 360도의 배수인, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제1 항에 있어서,
상기 연성 튜브는 내측에 길이 방향으로 마련되는 적어도 하나의 직선 터널을 포함하며,
어느 하나의 상기 조향 와이어는 어느 하나의 상기 직선 터널에 관통 삽입되는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제1 항에 있어서,
하우징 튜브를 더 포함하되,
상기 하우징 튜브는 길이 방향으로 연장되며,
상기 연성 튜브 그룹은 상기 하우징 내부에 길이 방향으로 배치되는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제6 항에 있어서,
상기 하우징 튜브의 내부에는 상기 연성 튜브 그룹의 나선형 경로를 제공하기 위한 나선형 레일이 마련되는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제1 항에 있어서,
웜 및 상기 웜과 맞물려 회전하는 웜 휠로 이루어진 웜 기어;
상기 웜 휠의 내경 측에 구비되며, 상기 웜 휠의 내경을 관통하는 상기 연성 튜브 그룹의 길이 방향 일단 측 외주면에 체결되는 클램핑 부재;
상기 연성 튜브 그룹이 상기 웜 휠의 회전에 의해 360도의 배수로 꼬여 감긴 경우, 상기 웜 휠의 외경 일측에 대한 가압을 통해 상기 웜 휠의 회전을 구속하여 상기 연성 튜브 그룹의 꼬인 구조가 유지되게 하는 웜 휠 고정 핀; 및
상기 웜 휠 고정 핀을 지지하는 마운트부를 포함하는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제8 항에 있어서,
상기 클램핑 부재는,
상기 웜 휠의 내경 측에 고정되는 제1 클램프;
상기 연성 튜브 그룹을 사이에 두고 상기 제1 클램프와 대칭으로 이루도록 배치되는 제2 클램프; 및
상기 제2 클램프에 연결되며, 상기 웜 휠에 체결되는 체결력을 통해 상기 제1 클램프 측으로 상기 제2 클램프를 가압하여 상기 제1 클램프 및 제2 클램프에 의해 감싸진 상기 연성 튜브 그룹을 고정하는 클램프 가압 핀을 포함하는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.
제8 항에 있어서,
상기 연성 튜브 그룹의 길이 방향 일단과 타단에는 상기 연성 튜브 그룹이 360도의 배수로 꼬여 감겨 있는지 여부를 가늠할 수 있게 하는 정렬 눈금이 동일선상으로 각각 표시되어 있는, 다중 헬릭스 연성 메커니즘.