KR20220142784A

KR20220142784A - 내시경 수술 로봇

Info

Publication number: KR20220142784A
Application number: KR1020210049246A
Authority: KR
Inventors: 공덕유; 양운제; 김창균
Original assignee: 주식회사 로엔서지컬
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-10-24
Also published as: US20220331035A1; EP4074278A1; KR102499052B1; CN115211967A

Abstract

일 실시 예에 따른 수술 로봇은, 벤딩 가능한 관절부와, 상기 관절부에 연결되고 상기 관절부의 벤딩 동작을 수행하는 벤딩 텐던을 구비하는 수술 도구; 상기 수술 도구에 연결되고, 상기 벤딩 텐던을 내부에 수용하는 튜브; 상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고 상기 튜브 내부를 통과하는 상기 벤딩 텐던이 수용되는 베이스 하우징; 상기 벤딩 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브의 회전 축에 평행한 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 벤딩 구동부; 및 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고, 상기 튜브의 회전시, 상기 벤딩 구동부 중 상기 벤딩 텐던을 파지하는 일 부분에 연결되어 상기 튜브 및 상기 벤딩 텐던을 함께 회전시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.

Description

내시경 수술 로봇{ENDOSCOPIC SURGERY ROBOT}

이하의 설명은 내시경 수술 로봇에 관한 것이다.

내시경 수술 로봇에 사용되는 수술 도구 중에는, 예를 들어, 얇고 긴 파이프의 말단부에 설치되는 핀셋, 집게, 가위 등 다양한 기능을 가진 수술용 겸자(forceps)가 존재한다.

수술 도구들은 많은 분야의 시술 및 수술 과정에서 사용되고 있다. 보다 자유로운 움직임을 만들기 위하여 말단부에 관절이 포함된 형태의 수술 도구가 다수 개발되고 있는데, 이러한 관절은 대부분 다수개의 가닥으로 구성된 와이어 케이블을 당기거나 밀어서 구동되고 있다.

이처럼 수술 도구의 관절 운동 및 조작에 있어서 복수개의 작동 와이어가 외부에 연결된 상태로 존재하게 되는데, 이 경우 수술 도구가 자체적으로 회전 동작을 수행할 경우, 복수개의 작동 와이어는 서로 꼬이게 되어 마찰이 발생하고, 더불어 원치 않는 와이어의 길이 변화로 인한 장력 변화에 의해 동작성이 감소하며, 작동 와이어가 변형되거나 손상될 수 있다는 문제점이 발생하는 문제점이 존재하였다.

수술 도구의 조작 및 관절 구동을 수행하는 데 있어서, 수술 도구가 회전하더라도 복수개의 구동 텐던(예: 와이어)들의 꼬임을 방지하고, 각각의 구동에 따른 영향을 최소화 시킬수 있는 메커니즘의 개발이 필요한 실정이다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시 예의 목적은, 연속 회전이 가능하면서도, 내부 구동 텐던의 꼬임이 방지될 수 있는 내시경 수술 로봇을 제공하는 것이다.

상기 베이스 하우징은, 상기 길이 방향을 따라서 연장되고, 상기 베이스 하우징을 고정적으로 지지하는 제 1 가이드 샤프트를 포함하고, 상기 벤딩 구동부는, 상기 제 1 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 1 구동 블록; 및 상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 1 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 1 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동시키는 벤딩 구동 샤프트를 포함하고, 상기 제 1 구동 블록은, 상기 벤딩 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 1 블록 구멍; 및 상기 제 1 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 벤딩 텐던을 파지한 상태로, 상기 회전 구동부에 의해 회전 가능한 제 1 파지 블록을 포함할 수 있다.

상기 회전 구동부는, 상기 베이스 하우징에 대해 상기 튜브를 회전 가능하게 파지하는 회전 암; 및 상기 회전 암으로부터 상기 길이 방향을 따라서 연장하여 상기 제 1 파지 블록을 관통하는 고정 샤프트를 포함할 수 있다.

상기 제 1 구동 블록에 대한 상기 제 1 파지 블록의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일할 수 있다.

상기 벤딩 텐던은, 상기 관절부의 굽힘 방향 별로 대응하여 연장되는 한 쌍의 텐던의 구성을 갖고, 상기 제 1 구동 블록은, 상기 제 1 가이드 샤프트를 따라서 서로 이격되어 배치되고, 상기 한 쌍의 벤딩 텐던의 각각을 파지하는 상태로 슬라이딩 구동하는 한 쌍의 구성을 갖고, 상기 한 쌍의 제 1 구동 블록 각각에 상기 벤딩 구동 샤프트가 스크류 결합되는 나사산의 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.

상기 고정 샤프트는 상기 한 쌍의 제 1 구동 블록 각각의 제 1 파지 블록을 동시에 관통하고, 상기 한 쌍의 제 1 구동 블록 각각의 제 1 파지 블록의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일할 수 있다.

상기 수술 도구는, 상기 수술 도구 팁의 조작을 수행하는 조작부; 및 상기 조작부의 동작을 수행하고, 상기 조작부로부터 연결되어 상기 튜브의 내부를 통해 상기 베이스 하우징으로 연장되는 조작 텐던을 더 포함하고, 상기 수술 로봇은, 상기 베이스 하우징에 수용되는 상기 조작 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 조작 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 베이스 하우징은, 상기 길이 방향을 따라서 연장되고, 상기 베이스 하우징을 고정적으로 지지하는 제 2 가이드 샤프트를 더 포함하고, 상기 조작 구동부는, 상기 제 2 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 2 구동 블록; 및 상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 2 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 2 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 조작 구동 샤프트를 포함하고, 상기 제 2 구동 블록은, 상기 조작 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 2 블록 구멍; 및 상기 조작 텐던을 파지한 상태로, 상기 제 2 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 상기 고정 샤프트에 연결되는 제 2 파지 블록을 포함할 수 있다.

상기 고정 샤프트는 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록을 동시에 관통하고, 상기 제 1 파지 블록 및 상기 제 2 파지 블록 각각의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일할 수 있다.

상기 제 1 가이드 샤프트 및 제 2 가이드 샤프트는 상기 회전 암의 회전 축을 기준으로 동일한 반경을 가지며 방사상으로 이격되어 위치하고, 상기 회전 암의 회전 축을 따라서 바라볼 때, 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록은 서로 오버랩되는 원형의 형상을 가질 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇은 서로 다른 방향으로 벤딩 가능한 제 1 관절부 및 제 2 관절부와, 상기 제 1 관절부의 벤딩 동작을 수행하는 제 1 벤딩 텐던과, 상기 제 2 관절부의 벤딩 동작을 수행하는 제 2 벤딩 텐던을 구비하는 수술 도구; 상기 수술 도구에 연결되고, 상기 제 1 벤딩 텐던 및 상기 제 2 벤딩 텐던을 내부에 수용하는 튜브; 상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고 상기 튜브 내부를 통과하는 복수개의 텐던이 수용되는 베이스 하우징; 상기 제 1 벤딩 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브의 회전 축에 평행한 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 1 벤딩 구동부; 상기 제 2 벤딩 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 2 벤딩 구동부; 및 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고, 상기 튜브의 회전 시, (i) 상기 제 1 벤딩 구동부 중 상기 제 1 벤딩 텐던을 파지하는 일 부분 및 (ii) 상기 제 2 벤딩 구동부 중 상기 제 2 벤딩 텐던을 파지하는 일 부분에 연결되어, 상기 튜브를, 상기 제 1 벤딩 텐던 및 상기 제 2 벤딩 텐던과 함께 회전시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.

상기 베이스 하우징은, 상기 길이 방향을 따라서 연장되고, 상기 튜브의 회전 축을 중심으로 동일한 반경으로 방사상으로 이격되어 상기 베이스 하우징을 고정적으로 지지하는 제1 가이드 샤프트 및 제 2 가이드 샤프트를 포함하고, 상기 제 1 벤딩 구동부는, 상기 제 1 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 1 구동 블록; 및 상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 1 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 1 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 1 벤딩 구동 샤프트를 포함하고, 상기 제 2 벤딩 구동부는, 상기 제 2 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 2 구동 블록; 및 상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 2 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 2 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 2 벤딩 구동 샤프트를 포함하고, 상기 제 1 구동 블록은, 상기 제 1 벤딩 텐던 및 상기 제 2 벤딩 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 1 블록 구멍; 및 상기 제 1 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 제 1 벤딩 텐던을 파지한 상태로, 상기 회전 구동부에 의해 회전 가능한 제 1 파지 블록을 포함하고, 상기 제 2 구동 블록은, 상기 제 2 벤딩 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 2 블록 구멍; 및 상기 제 2 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 제 2 벤딩 텐던을 파지한 상태로, 상기 회전 구동부에 의해 회전 가능한 제 2 파지 블록을 포함할 수 있다.

상기 회전 구동부는, 상기 베이스 하우징에 대해 상기 튜브를 회전 가능하게 파지하는 회전 암; 및 상기 회전 암으로부터 상기 길이 방향을 따라서 연장하여 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록을 관통하는 고정 샤프트를 포함하고, 상기 제 1 파지 블록 및 상기 제 2 파지 블록 각각의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일할 수 있다.

상기 회전 암의 회전 축을 따라서 바라볼 때, 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록은 서로 오버랩되는 원형의 형상을 가질 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇에 의하면, 수술 도구의 회전, 관절 운동(벤딩) 및 단부 조작을 동시에 수행하더라도 각각의 구동에 영향을 받지 않는 독립적인 작동을 보장할 수 있으므로, 수술 도구를 보다 정교하고 안정적으로 구동하는 것이 가능할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇에 의하면, 수술 도구를 회전 구동하더라도 수술 도구의 제어를 위한 복수개의 텐던들 역시 정렬 상태를 유지하는 상태로 함께 회전하게 되므로, 수술 도구의 회전에 따른 텐던의 꼬임 문제를 방지할 수 있다. 이는 수술 도구의 회전 방향에 관계 없이 수술 도구의 성능이 일정하여 작동성이 일치한다는 것을 의미한다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇에 의하면, 회전 구동부를 통해 수술 도구를 회전 시키는 경우, 베어링을 매개하여 상대적으로 회전하는 복수개의 파지 블록만을 회전시키는 구조를 가지고 있기 때문에, 파지 블록들과 베어링 사이에서 작용하는 마찰력만을 이겨낼수 있는 비교적 작은 회전 출력만이 추가된다. 따라서, 기존 수술 도구가 필요한 회전 구동력 외적으로 추가해야하는 회전력은 무시 가능하다.

도 1은 일 실시 예에 따른 수술 로봇의 정면 사시도이다
도 2는 일 실시 예에 따른 수술 로봇의 후면 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 수술 도구의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 베이스 하우징의 내부를 도시하는 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 제 1 벤딩 구동부의 분해 사시도이다.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.1

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 수술 로봇의 정면 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 수술 로봇의 후면 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 수술 도구의 사시도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 베이스 하우징의 내부를 도시하는 사시도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 제 1 벤딩 구동부의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 수술 로봇(1)은, 연속적으로 축 방향 회전(예: rotation)이 가능한 수술 도구(13)의 동작을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇(1)은 수술 도구(13)와, 수술 도구(13)에 연결되어 연장되는 튜브(12)와, 튜브(12) 및 수술 도구(13)의 동작을 구동하는 구동부(11)를 포함할 수 있다.

수술 도구(13)는 단부에 설치되는 수술용 팁에서 파지, 파쇄 또는 절단 동작을 수행하는 조작부(131)와, 적어도 하나 이상의 방향으로 벤딩 가능한 벤딩부(132)와, 벤딩부(132)의 벤딩 동작을 수행하는 벤딩 텐던(133, 134)과, 조작부(131)의 동작을 수행하는 조작 텐던(135)을 포함할 수 있다.

조작부(131)는, 수술 도구(13)에 단부에 설치되어 수술 부위에 대한 조작을 수행하는 도구일 수 있다. 조작부(131)는 조작 텐던(135)에 인가되는 장력에 의해 작동할 수 있다.

예를 들어, 조작부(131)는 핀셋, 집게, 가위 등 다양한 기능을 가진 수술용 겸자(forceps)를 포함할 수 있다. 한편, 이는 하나의 예시에 불과하며, 반대되는 기재가 없는 이상, 수술용 겸자 외에 다른 형태의 수술 도구가 사용될 수도 있다는 점을 밝혀 둔다.

조작 텐던(135)은, 조작부(131)로부터 후방으로 연장되며, 후방으로 튜브(12)의 내부를 통과하여 베이스 하우징(111)으로 안내될 수 있다.

예를 들어, 조작 텐던(135)은 조작 구동부(115)에 의해 파지되어 텐던의 길이 방향을 따라 병진 구동됨에 따라 조작부(131)가 구동될 수 있다.

벤딩부(132)는, 예를 들어, 서로 다른 방향으로 벤딩 가능한 제 1 관절부(1321) 및 제 2 관절부(1322)를 포함할 수 있다. 또한, 벤딩 텐던(133, 134)는, 제 1 관절부(1321)의 벤딩 동작을 수행하는 제 1 벤딩 텐던(133)와, 제 2 관절부(1322)의 벤딩 동작을 수행하는 제 2 벤딩 텐던(134)을 포함할 수 있다. 이하, 2 자유도 벤딩 운동이 가능한 경우를 예시로 하지만, 반대되는 기재가 없는 이상, 본 발명의 권리 범위는 1 자유도 벤딩 운동만 가능한 경우도 포함한다는 점을 밝혀 둔다.

제 1 관절부(1321)는, 조작부(131)를 포함한 수술 도구(13)의 일 회전축을 기준으로 일 방향(예: 도 3의 yaw 방향)으로 벤딩될 수 있는 조인트일 수 있다.

예를 들어, 제 1 관절부(1321)는 후방으로 연결되는 제 1 벤딩 텐던(133)에 인가되는 장력에 의해 일 회전축을 기준으로 벤딩될 수 있다.

제 1 벤딩 텐던(133)은, 제 1 관절부(1321)로부터 후방으로 연장되며, 후방으로 튜브(12)의 내부를 통과하여 베이스 하우징(111)으로 안내될 수 있다.

예를 들어, 제 1 관절부(1321)는 튜브(12)와 평행한 중립 상태를 기준으로 회전축을 기준으로 양방향으로 굽힘 운동을 수행할 수 있다. 이상의 구조에 따라서, 제 1 벤딩 텐던(133)은 제 1 관절부(1321)의 굽힘 방향 별로 대응하여 후방으로 연장되는 한 쌍의 텐던의 구성을 가질 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 벤딩 텐던(133)은 튜브(12)를 통해 베이스 하우징(111)으로 안내되어 한 쌍의 제 1 파지 블록(11314)을 통해 각각 파지되는 일측(1331)과 타측(1332)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 벤딩 텐던(133)은 제 1 관절부(1321)를 경유한 이후 튜브(12)를 통해 2 갈래로 나뉘어져 연장하는 일체의 텐던의 구성일 수 있거나, 이와 다르게 제 1 관절부(1321)의 굽힘 방향 별 가장자리 양 부분에서 각각 개별적으로 연장되는 2 개의 텐던의 구성일 수 있음을 밝혀둔다.

제 2 관절부(1322)는, 제 1 관절부(1321)와 다른 방향으로 벤딩될 수 있는 조인트일 수 있다. 예를 들어, 제 2 관절부(1322)는, 후방으로 연결되는 제 2 벤딩 텐던(134)에 인가되는 장력에 의해 일 회전축을 기준으로 일 방향(예: 도 3의 pitch 방향)으로 벤딩될 수 있다.

제 2 벤딩 텐던(134)은, 제 2 관절부(1322)로부터 후방으로 연장되며, 후방으로 튜브(12)의 내부를 통과하여 베이스 하우징(111)으로 안내될 수 있다.

예를 들어, 제 2 관절부(1322)는 튜브(12)와 평행한 중립 상태를 기준으로 회전축을 기준으로 양방향으로 굽힙 운동을 수행할 수 있다. 이상의 구조에 따라서, 제 2 벤딩 텐던(134)은 제 2 관절부(1322)의 굽힘 방향 별로 대응하여 후방으로 연장되는 한 쌍의 텐던의 구성을 가질 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 벤딩 텐던(134)은 튜브(12)를 통해 베이스 하우징(111)으로 안내되어 한 쌍의 제 2 파지 블록(11414)을 통해 각각 파지되는 일측(1341)과 타측(1342)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 벤딩 텐던(134)은 제 2 관절부(1322)를 경유한 이후 튜브(12)를 통해 2 갈래로 나뉘어져 연장하는 일체의 텐던의 구성일 수 있거나, 이와 다르게 제 2 관절부(1322)의 굽힘 방향 별 가장자리 양 부분에서 각각 개별적으로 연장되는 2 개의 텐던의 구성일 수 있음을 밝혀둔다.

예를 들어, 제 1 관절부(1321)와 제 2 관절부(1322)의 회전축은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 관절부(1321) 및 제 2 관절부(1322) 각각의 회전축은 서로 직교할 수 있다.

예를 들어, 도 3과 같이 수술 도구(13)가 튜브(12)로부터 연장되는 방향을 기준으로 , 제 1 관절부(1321)는 수술 도구(13)를 요우(yaw) 회전 구동할 수 있고, 제 2 관절부(1322)는 수술 도구(13)를 피치(pitch) 회전 구동할 수 있다.

튜브(12)는 수술 도구(13)로부터 후방으로 연장하며, 복수개의 텐던을 수용하는 내부 통로를 포함하는 관형 부재일 수 있다.

튜브(12)는 베이스 하우징(111)에 회전 가능하게 설치될 수 있고, 회전 구동부(116)에 의해 길이 방향에 평행한 축을 기준으로 회전 구동될 경우, 수술 도구(13) 역시 함께 회전될 수 있다.

본원에서 "길이 방향"은 튜브(12)를 회전 가능하게 파지하는 회전 암(1161)이 회전하는 회전 축과 평행한 방향을 지칭한다.

구동부(11)는 튜브(12)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 수행하는 동시에, 튜브(12)를 회전 구동할 수 있고, 튜브(12)의 내부를 통과하는 복수개의 텐던(133, 134, 135)을 길이 방향을 따라 병진시켜 수술 도구(13)의 벤딩 또는 조작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 구동부(11)는, 베이스 하우징(111), 제 1 벤딩 구동부(113), 제 2 벤딩 구동부(114), 조작 구동부(115) 및 회전 구동부(116)를 포함할 수 있다.

베이스 하우징(111)은, 튜브(12)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.

베이스 하우징(111)은 회전 구동부(116)를 구동 가능하게 지지할 수 있다.

예를 들어, 베이스 하우징(111)은 회전 구동부(116)가 튜브(12)를 파지하여 튜브(12)를 길이 방향에 평행한 축을 기준으로 회전 구동할 수 있도록 회전 축이 특정한 위치에서 회전 가능하도록 고정하는 하우징 역할을 할수 있다.

베이스 하우징(111)은 조작 구동부(115), 제 1 벤딩 구동부(113) 및 제 2 벤딩 구동부(114)를 구동 가능하게 지지할 수 있다.

예를 들어, 베이스 하우징(111)은, 각각의 구동부(113, 114, 115)가 복수개의 텐던(133, 134, 135)를 파지하여 길이 방향을 따라서 병진 구동할 수 있도록 구동 방향을 안내할 수 있다.

예를 들어, 베이스 하우징(111)은 수술 도구(13)에 연결되어 후방으로 연장하는 튜브(12)가 연결되는 전방부(1111a)와, 그로부터 후방으로 마주보도록 이격되는 후방부(1111b)와, 전방부(1111a)와 후방부(1111b) 사이에서 길이 방향을 따라서 연장하여 전방부(1111a) 및 후방부(1111b)를 지지하는 복수개의 가이드 샤프트(1112)를 포함할 수 있다.

복수개의 가이드 샤프트(1112)는 베이스 하우징(111)의 구조를 지지하는 역할을 하는 동시에, 제 1 벤딩 구동부(113), 제 2 벤딩 구동부(114) 및 조작 구동부(115)의 병진 구동 방향을 가이드하는 역할을 수행할 수 있다.

예를 들어, 복수개의 가이드 샤프트(1112)는 튜브(12)의 회전축을 따라서 바라볼 때, 튜브(12)의 회전 축을 기준으로 방사상으로 이격되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 가이드 샤프트(1112a, 1112b, 11112c)는 튜브(12)의 회전 축을 기준으로 동일한 반경을 갖는 상태로 방사상으로 이격되어 설치될 수 있다.

예를 들어, 복수개의 가이드 샤프트(1112)는, 제 1 벤딩 구동부(113)와 연결되어 병진 구동 방향을 가이드하는 제 1 가이드 샤프트(1112a)와, 제 2 벤딩 구동부(114)와 연결되어 병진 구동 방향을 가이드하는 제 2 가이드 샤프트(1112b)와, 조작 구동부(115)와 연결되어 병진 구동 방향을 가이드하는 제 3 가이드 샤프트(1112c)를 포함할 수 있다.

제 1 벤딩 구동부(113)는, 튜브(12)의 내부를 통과하여 베이스 하우징(111)으로 안내되는 제 1 벤딩 텐던(133)을 길이 방향으로 병진 구동하여 제 1 관절부(1321)의 벤딩 동작을 구동할 수 있다.

예를 들어, 제 1 벤딩 구동부(113)는, 제 1 가이드 샤프트(1112a)를 따라서 슬라이딩 구동하는 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131)과, 길이 방향을 따라서 연장되고 제 1 구동 블록(1131)에 스크류 결합되어 제 1 구동 블록(1131)을 길이 방향을 따라서 병진 구동시킬 수 있는 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)를 포함할 수 있다.

한 쌍의 제 1 구동 블록(1131)은 제 1 가이드 샤프트(1112a)를 감싸도록 설치되어 제 1 가이드 샤프트(1112a)를 따라서, 즉 길이 방향을 따라서 서로 이격되어 설치될 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 각각은, 제 1 가이드 샤프트(1112a)가 통과하는 가이드 구멍(11311)과, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)가 통과하고 내부에 나사산이 형성되어 있는 나사산 구멍(11312)과, 복수개의 텐던이 통과하는 경로에 관통 형성되는 블록 구멍(11313)과, 블록 구멍(11313)에 설치되는 제 1 파지 블록(11314)과, 제 1 파지 블록(11314)과 블록 구멍(11313) 사이에 설치되는 베어링(11315)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131)은 가이드 구멍(11311)을 통과하는 제 1 가이드 샤프트(1112a)를 통해 구동 방향이 가이드될 수 있고, 나사산 구멍(11312)과 스크류 결합하는 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)의 회전 구동에 의해 제 1 가이드 샤프트(1112a)를 따라서 길이 방향으로 병진 구동될 수 있다.

제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)는 베이스 하우징(111)에 대해 튜브(12)의 회전 축과 평행한 회전 축을 갖고 회전 구동될 수 있다.

예를 들어, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)는 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 각각의 나사산 구멍(11312)을 통과하는 부분에서 각각의 나사산 구멍(11312)의 나사산에 나사 결합되는 스크류 부재(11321)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스크류 부재(11321)는, 2 개로 나뉘어 형성될 수 있고 이하 이를 기준으로 설명하지만, 반드시 이와 같이 제한되는 것은 아니라는 점을 밝혀 둔다.

예를 들어, 스크류 부재(11321)는, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)의 둘레에 끼워지는 중공과, 나사산이 형성된 외주면을 구비할 수 있다. 예를 들어, 스크류 부재(11321)는 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)에 탈착 가능하게 설치되는 구성을 가질 수 있다.

한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 각각에 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)가 스크류 결합되는 나사산의 방향은 서로 반대 방향이 되도록 설치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)를 회전시키는 동작만으로, 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 사이의 간격을 증가시키거나 감소시킴으로써, 벤딩 각도 또는 벤딩 방향을 변경할 수 있다.

예를 들어, 2 개의 스크류 부재(11321)에 형성된 나사산의 방향을 동일하되, 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 각각의 나사산 구멍(11312)에 형성된 나사산의 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.

이상의 구조에 의하면, 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 각각의 나사산 구멍(11312)에서 스크류 부재(11321)와 맞물리는 나사산의 방향이 서로 반대 방향이므로, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)를 회전 구동할 경우 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131)은 길이 방향을 따라서 서로 반대 방향으로 이동할 수 있으며, 다시 말하면 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)의 구동에 따라 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 사이의 간격이 조절될 수 있다.

다른 예로, 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 각각의 나사산 구멍(11312)에 형성된 나사산의 방향은 동일하되, 2 개의 스크류 부재(11321)에 형성된 나사산의 방향이 서로 반대 방향으로 형성될 수 있다는 점을 밝혀둔다.

또 다른 예로, 스크류 부재(11321)가 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)에 설치되는 개별적인 구성이 아닌, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)의 외주면에 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131) 각각의 나사산 구멍(11312)에 스크류 결합되는 나사산이 형성되는 일체형 구조를 갖는 것 역시 가능함은 물론이다.

제 1 파지 블록(11314)은 제 1 구동 블록(1131)의 블록 구멍(11313)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 제 1 파지 블록(11314)은 제 1 벤딩 텐던(133)을 파지하는 동시에 다른 텐던들이 통과하는 경로를 제공할 수 있다.

예를 들어, 제 1 파지 블록(11314)과 블록 구멍(11313) 사이에 베어링(11315)이 개재되어 설치될 수 있다.

예를 들어, 제 1 파지 블록(11314)은 제 1 벤딩 텐던(133)의 일측(1331) 또는 타측(1332)을 고정적으로 파지하는 고정부(113141)와, 복수개의 텐던(133, 134, 135)들이 통과하도록 관통 형성된 텐던 통로(113142)와, 회전 구동부(116)의 고정 샤프트(1163)에 고정적으로 체결되는 샤프트 체결부(113143)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 한 쌍의 제 1 구동 블록(1131a, 1131b)의 제 1 파지 블록(11314) 각각은 두 갈래로 나뉘어 연장하는 제 1 벤딩 텐던(133)의 일측(1331)과 타측(1332)을 각각의 고정부(113141)를 통해 고정적으로 파지할 수 있다.

이상의 구조에 의하면, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)의 회전에 따라서 제 1 벤딩 텐던(133)의 양측(1331, 1332)을 파지하는 한 쌍의 제 1 파지 블록(11314) 사이의 길이 방향의 간격이 감소 또는 증가할 수 있어서, 결과적으로 제 1 벤딩 텐던(133)이 연결되는 제 1 관절부(1321)의 벤딩 방향 또는 벤딩 정도가 조절될 수 있다.

복수개의 텐던 통로(113142)는 제 1 벤딩 텐던(133) 뿐만 아니라 제 2 벤딩 텐던(134) 또는 조작 텐던(135)이 모두 길이 방향을 따라서 나란히 통과할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.

예를 들어, 복수개의 텐던 통로(113142)는 복수개의 텐던의 가닥들이 개별적으로 통과하도록 복수개의 구멍으로 형성될 수 있고, 이를 통해 복수개의 텐던들의 정렬을 용이하게 하는것과 동시에 텐던간의 간섭 또는 꼬임을 방지할 수 있다.

예를 들어, 회전축을 기준으로 복수개의 텐던 통로(113142)는 텐던의 종류에 따라 형성되는 위치가 상이할 수 있다.

예를 들어, 복수개의 텐던 통로(113142) 중 조작 텐던(135)이 통과하는 통로의 중심축은 튜브(12)의 회전축과 일치할 수 있고, 제 1 벤딩 텐던(133) 또는 제 2 벤딩 텐던(134)이 통과하는 통로는 튜브(12)의 회전축으로부터 방사상으로 이격된 위치에 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 제 1 벤딩 구동부(113)는 2 갈래의 제 1 벤딩 텐던(133)의 양측(1131, 1132)을 각각 파지하는 한 쌍의 구동 블록(1131a, 1131b)을 포함하는 구성을 가질 수 있지만, 이와 달리 제 1 관절부(1321)가 단일 가닥의 텐던을 통해서만 구동되는 경우, 즉 제 1 벤딩 텐던(133)이 하나의 텐던 가닥으로 베이스 하우징(111)으로 연장되는 구성의 경우, 제 1 벤딩 구동부(113)의 제 1 구동 블록(1131)은 한 쌍의 구성이 아닌 제 1 가이드 샤프트(1112a)를 따라 병진 구동하는 단일의 구성을 가질수도 있다는 점을 밝혀둔다.

제 2 벤딩 구동부(114)는, 튜브(12)의 내부를 통과하여 베이스 하우징(111)으로 제 2 벤딩 텐던(134)을 길이 방향으로 병진 구동하여 제 2 관절부(1322)의 벤딩 동작을 구동할 수 있다.

예를 들어, 제 1 벤딩 구동부(113)와 제 2 벤딩 구동부(114)는 길이 방향을 따라서 서로 이격된 위치에 설치될 수 있다.

도 2 및 도 3과 같이, 제 1 벤딩 구동부(113)가 제 2 벤딩 구동부(114)의 전방으로 이격되어 설치되는 구성을 가질 수 있지만, 이는 하나의 예시일 뿐 제 1 벤딩 구동부(113) 및 제 2 벤딩 구동부(114)가 설치되는 위치가 이와 다르게 구성되어도 무방하다는 점을 밝혀둔다.

예를 들어, 제 2 벤딩 구동부(114)는, 제 2 가이드 샤프트(1112b)를 따라서 슬라이딩 구동하는 한 쌍의 제 2 구동 블록(1141)과, 길이 방향을 따라서 연장되고 제 2 구동 블록(1141)에 스크류 결합되어 제 2 구동 블록(1141)을 길이 방향을 따라서 병진 구동시키는 제 2 벤딩 구동 샤프트(1142)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제 2 벤딩 구동부(114)는 제 1 벤딩 구동부(113)와 동일한 구성을 갖되, 파지하는 텐던이 제 1 벤딩 텐던(133)이 아닌 제 2 벤딩 텐던(134)으로 달라진 구성으로 이해하여도 무방하므로, 제 2 벤딩 구동부(114)의 구체적인 구성 및 특징은 전술한 제 1 벤딩 구동부(113)의 구성에 대한 설명과 도 3 및 도 4를 참조하여 동일하게 적용될 수 있다는 점을 밝혀둔다.

예를 들어, 한 쌍의 제 2 구동 블록(1141) 각각은, 제 1 구동 블록(1131)과 마찬가지로, 가이드 구멍, 나사산 구멍, 블록 구멍, 제 2 파지 블록(11414) 및 베어링(11415)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 파지 블록(11414)은, 제 1 파지 블록(11314)과 마찬가지로, 고정부, 텐던 통로 및 샤프트 체결부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 벤딩 구동 샤프트(1142)는, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)와 마찬가지로, 제 2 구동 블록(1141) 각각의 나사산 구멍을 통과하는 부분에서 각각의 나사산 구멍의 나사산에 나사 결합되는 스크류 부재(11421)를 포함할 수 있다.

조작 구동부(115)는, 튜브(12)의 내부를 통과하여 베이스 하우징(111)으로 안내되는 조작 텐던(135)을 길이 방향으로 병진 구동하여 수술 도구(13) 단부의 조작을 수행할 있다.

예를 들어, 조작 구동부(115)는 길이 방향을 따라서 제 1 벤딩 구동부(113) 및 제 2 벤딩 구동부(114)와 이격된 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 조작 구동부(115)는 길이 방향을 기준으로 전방으로부터 순차적으로 제 1 벤딩 구동부(113) 및 제 2 벤딩 구동부(114)의 후방에 이격된 위치에 설치될 수 있다.

다만, 제 1 벤딩 구동부(113), 제 2 벤딩 구동부(114) 및 조작 구동부(115)가 베이스 하우징(111)에 설치되는 순서는 이에 한정되지 않으며, 각각의 구동부(113, 114, 115)의 구동 변위에 따른 구동 공간이 서로 중첩되지 않는 한에서 임의의 위치를 가지더라도 무방하다는 점을 밝혀둔다.

예를 들어, 조작 구동부(115)는 제 3 가이드 샤프트(1112c)를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 3 구동 블록(1151)과, 길이 방향을 따라서 연장되고 제 3 구동 블록에 스크류 결합되어 제 3 구동 블록(1151)을 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 조작 구동 샤프트(1152)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제 1 벤딩 구동부(113)가 2갈래로 나뉘어져 연장하는 제 1 벤딩 텐던(133)의 양측을 길이 방향에 따른 상대적인 간격을 조절하는 구성임에 반해, 조작 구동부(115)는 단일 가닥의 조작 텐던(135)을 길이 방향을 따라서 이동시키는 구성일 수 있다.

예를 들어, 조작 구동부(115)는 전술한 제 1 벤딩 구동부(113)와 동일한 구성을 갖되, 제 3 구동 블록(1151)이 한 쌍의 구성이 아닌 단일의 구성을 갖게되는 것과 함께 파지하는 텐던이 조작 텐던(135)으로 달라진 구성으로 이해할 수 있다. 예를 들어, 제 3 가이드 샤프트(1112c)는 제 1 가이드 샤프트(1112a)에 대응하고, 제3 구동 블록(1151)은 제 1 구동 블록(1131)에 대응하고, 조작 구동 샤프트(1152)는 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)에 대응하는 것으로 이해할 수 있다. 조작 구동부(115)의 구체적인 구성 및 특징은 전술한 제 1 벤딩 구동부(113)의 구성에 대한 설명과 도 3 및 도 4를 참조하여 동일하게 적용될 수 있다는 점을 밝혀둔다.

예를 들어, 제 3 구동 블록(1151)은, 제 1 구동 블록(1131)과 마찬가지로, 가이드 구멍, 나사산 구멍, 블록 구멍, 제 3 파지 블록(11514) 및 베어링(11515)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 3 파지 블록(11514)은, 제 1 파지 블록(11314)과 마찬가지로, 고정부, 텐던 통로 및 샤프트 체결부를 포함할 수 있다. 한편, 제 3 파지 블록(11514)이, 나머지 파지 블록(11314, 11414) 보다 후방에 위치할 경우, 텐던 통로는 구비하지 않을 수 있다. 예를 들어, 조작 구동 샤프트(1152)는, 제 1 벤딩 구동 샤프트(1132)와 마찬가지로, 제 3 구동 블록(1151)의 나사산 구멍을 통과하는 부분에서 나사산 구멍의 나사산에 나사 결합되는 스크류 부재(11521)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제 1 벤딩 구동부(113)의 한 쌍의 제 1 파지 블록(11314)과, 제 2 벤딩 구동부(114)의 한 쌍의 제 2 파지 블록(11414)과, 조작 구동부(115)의 제 3 파지 블록(11514) 각각의 회전 축은 회전 암(1161)의 회전 축과 동일할 수 있다.

예를 들어, 회전 암(1161)의 회전 축을 따라서 바라볼 때, 제 1 파지 블록(11314)과, 제 2 파지 블록(11414)과, 제 3 파지 블록(11514)은 모두 서로 오버랩되는 원형의 형상을 가질 수 있다.

회전 구동부(116)는, 튜브(12)의 길이 방향에 평행한 회전 축을 중심으로 튜브(12)를 파지하는 상태로 베이스 하우징(111)에 대해 상대적으로 회전 구동할 수 있다.

예를 들어, 회전 구동부(116)는 후방으로 연장되는 튜브(12)의 일측(예: 단부)를 파지하는 상태로 베이스 하우징(111)에 대해 상대적으로 회전 가능하게 설치되는 회전 암(1161)과, 회전 암(1161)으로부터 길이 방향으로 연장하여 복수개의 구동부(113, 114, 115) 각각의 파지 블록(11314, 11414, 11514)에 결합되는 고정 샤프트(1163)와, 회전 암(1161)에 결합되어 회전 암(1161)을 회전 구동하는 회전 구동 샤프트(1164)를 포함할 수 있다.

회전 암(1161)은, 수술 도구(13)로부터 연장되는 튜브(12)의 일측(예: 단부)를 전방으로부터 고정적으로 지지할 수 있다. 예를 들어, 회전 암(1161)은 베이스 하우징(111)의 전방부(1111a)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

고정 샤프트(1163)는, 회전 암(1161)의 후방으로 길이 방향을 따라서 연장하여 제 1 벤딩 구동부(113)의 한 쌍의 제 1 파지 블록(11314)과, 제 2 벤딩 구동부(114)의 한 쌍의 제 2 파지 블록(11414)과, 조작 구동부(115)의 제 3 파지 블록(11514)에 결합될 수 있다.

예를 들어, 도 4와 같이 고정 샤프트(1163)는 길이 방향을 따라서 한 쌍의 제 1 파지 블록(11314), 한 쌍의 제 2 파지 블록(11414)과 제 3 파지 블록(11514)을 통과하는 복수개의 샤프트의 구성을 가질 수 있다.

이 경우, 복수개의 고정 샤프트(1163)는 회전 암(1161)의 회전 축을 기준으로 방사상으로 동일한 간격으로 이격되는 적어도 2 개 이상의 샤프트의 구성을 포함할 수 있다.

예를 들어, 고정 샤프트(1163)는 따라서 한 쌍의 제 1 파지 블록(11314), 한 쌍의 제 2 파지 블록(11414)과 제 3 파지 블록(11514) 각각에 형성된 샤프트 체결부(113143)를 통과할 수 있다.

이상의 구조에 의하면, 복수개의 구동부(113, 114, 115) 각각의 파지 블록(11314, 11414, 11514)들은 회전 암(1161)의 회전 축을 기준으로, 고정 샤프트(1163)에 의해 모두 동일한 회전 위상을 갖도록 정렬된 상태를 유지할 수 있는 동시에, 회전 구동에 따라 복수개의 구동부(113, 114, 115) 각각의 파지 블록(11314, 11414, 11514)들의 회전 운동이 동기화될 수 있기 때문에, 복수개의 구동부(113, 114, 115)를 통과하는 복수개의 텐던들(133, 134, 135)의 정렬 상태 역시 유지될 수 있다.

예를 들어, 도 2 및 도 4와 같이 베이스 하우징(111)이 전방부(1111a)와 후방부(1111b)로 분리되어 있는 경우, 회전 암(1161)은 전방부(1111a)에서 튜브(12)를 파지하는 상태로 상대적으로 회전하는 구성을 갖는 것에 대응하여, 후방부(1111b)에서도 고정 샤프트(1163)를 통해 체결되어 상대적으로 회전 가능하게 구성되는 부재(11611)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 회전 구동 샤프트(1164)는 베이스 하우징(111)에 길이 방향을 따라서 연장되어 회전 암(1161)에 회전 구동력을 전달할 수 있다.

예를 들어, 회전 구동 샤프트(1164)는 기어, 풀리, 벨트 등의 동력 전달 요소를 통해 회전 암(1161)을 회전시킬 수 있다.

예를 들어, 회전 구동 샤프트(1164)는 회전 암(1161)에 직접 결합되는 대신 고정 샤프트(1163)를 회전시킴으로서 회전 암(1161)을 회전시키는 구성을 가질 수도 있다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇(1)에 의하면, 수술 도구(13)의 회전, 관절 운동(벤딩) 및 단부 조작을 동시에 수행하더라도 각각의 구동에 영향을 받지 않는 독립적인 작동을 보장할 수 있으므로, 수술 도구를 보다 정교하고 안정적으로 구동하는 것이 가능할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇(1)에 의하면, 수술 도구(13)를 회전 구동하더라도 수술 도구(13)의 제어를 위한 복수개의 텐던들(133, 134, 135) 역시 정렬 상태를 유지하는 상태로 함께 회전하게 되므로, 수술 도구(13)의 회전에 따른 텐던의 꼬임 문제를 방지할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 로봇(1)에 의하면, 회전 구동부(116)를 통해 수술 도구(13)를 회전 시키는 경우, 베어링(11315)을 매개하여 상대적으로 회전하는 복수개의 파지 블록(11314, 11414, 11514)만을 회전시키는 구조를 가지고 있기 때문에, 파지 블록들(11314, 11414, 11514)과 베어링(11315) 사이에서 작용하는 마찰력만을 이겨낼수 있는 비교적 작은 회전 출력으로도 수술 도구(13)의 회전 구동이 가능하다는 효과가 존재한다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 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 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims

벤딩 가능한 관절부와, 상기 관절부에 연결되고 상기 관절부의 벤딩 동작을 수행하는 벤딩 텐던을 구비하는 수술 도구;
상기 수술 도구에 연결되고, 상기 벤딩 텐던을 내부에 수용하는 튜브;
상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고 상기 튜브 내부를 통과하는 상기 벤딩 텐던이 수용되는 베이스 하우징;
상기 벤딩 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브의 회전 축에 평행한 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 벤딩 구동부; 및
상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고, 상기 튜브의 회전시, 상기 벤딩 구동부 중 상기 벤딩 텐던을 파지하는 일 부분에 연결되어 상기 튜브 및 상기 벤딩 텐던을 함께 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 수술 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스 하우징은,
상기 길이 방향을 따라서 연장되고, 상기 베이스 하우징을 고정적으로 지지하는 제 1 가이드 샤프트를 포함하고,
상기 벤딩 구동부는,
상기 제 1 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 1 구동 블록; 및
상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 1 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 1 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동시키는 벤딩 구동 샤프트를 포함하고,
상기 제 1 구동 블록은,
상기 벤딩 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 1 블록 구멍; 및
상기 제 1 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 벤딩 텐던을 파지한 상태로, 상기 회전 구동부에 의해 회전 가능한 제 1 파지 블록을 포함하는 수술 로봇.
제 2 항에 있어서,
상기 회전 구동부는,
상기 베이스 하우징에 대해 상기 튜브를 회전 가능하게 파지하는 회전 암; 및
상기 회전 암으로부터 상기 길이 방향을 따라서 연장하여 상기 제 1 파지 블록을 관통하는 고정 샤프트를 포함하는 수술 로봇.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 구동 블록에 대한 상기 제 1 파지 블록의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일한 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
제 3 항에 있어서,
상기 벤딩 텐던은, 상기 관절부의 굽힘 방향 별로 대응하여 연장되는 한 쌍의 텐던의 구성을 갖고,
상기 제 1 구동 블록은, 상기 제 1 가이드 샤프트를 따라서 서로 이격되어 배치되고, 상기 한 쌍의 벤딩 텐던의 각각을 파지하는 상태로 슬라이딩 구동하는 한 쌍의 구성을 갖고,
상기 한 쌍의 제 1 구동 블록 각각에 상기 벤딩 구동 샤프트가 스크류 결합되는 나사산의 방향은 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
제 5 항에 있어서,
상기 고정 샤프트는 상기 한 쌍의 제 1 구동 블록 각각의 제 1 파지 블록을 동시에 관통하고,
상기 한 쌍의 제 1 구동 블록 각각의 제 1 파지 블록의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일한 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
제 3 항에 있어서,
상기 수술 도구는,
상기 수술 도구 팁의 조작을 수행하는 조작부; 및
상기 조작부의 동작을 수행하고, 상기 조작부로부터 연결되어 상기 튜브의 내부를 통해 상기 베이스 하우징으로 연장되는 조작 텐던을 더 포함하고,
상기 수술 로봇은,
상기 베이스 하우징에 수용되는 상기 조작 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 조작 구동부를 더 포함하는 수술 로봇.
제 7 항에 있어서,
상기 베이스 하우징은,
상기 길이 방향을 따라서 연장되고, 상기 베이스 하우징을 고정적으로 지지하는 제 2 가이드 샤프트를 더 포함하고,
상기 조작 구동부는,
상기 제 2 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 2 구동 블록; 및
상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 2 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 2 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 조작 구동 샤프트를 포함하고,
상기 제 2 구동 블록은,
상기 조작 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 2 블록 구멍; 및
상기 조작 텐던을 파지한 상태로, 상기 제 2 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 상기 고정 샤프트에 연결되는 제 2 파지 블록을 포함하는 수술 로봇.
제 8 항에 있어서,
상기 고정 샤프트는 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록을 동시에 관통하고,
상기 제 1 파지 블록 및 상기 제 2 파지 블록 각각의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일한 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 가이드 샤프트 및 제 2 가이드 샤프트는 상기 회전 암의 회전 축을 기준으로 동일한 반경을 가지며 방사상으로 이격되어 위치하고,
상기 회전 암의 회전 축을 따라서 바라볼 때, 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록은 서로 오버랩되는 원형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
서로 다른 방향으로 벤딩 가능한 제 1 관절부 및 제 2 관절부와, 상기 제 1 관절부의 벤딩 동작을 수행하는 제 1 벤딩 텐던과, 상기 제 2 관절부의 벤딩 동작을 수행하는 제 2 벤딩 텐던을 구비하는 수술 도구;
상기 수술 도구에 연결되고, 상기 제 1 벤딩 텐던 및 상기 제 2 벤딩 텐던을 내부에 수용하는 튜브;
상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고 상기 튜브 내부를 통과하는 복수개의 텐던이 수용되는 베이스 하우징;
상기 제 1 벤딩 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브의 회전 축에 평행한 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 1 벤딩 구동부;
상기 제 2 벤딩 텐던을 파지하고, 상기 베이스 하우징에 대해서 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 2 벤딩 구동부; 및
상기 베이스 하우징에 대해서 상기 튜브를 회전 가능하게 지지하고, 상기 튜브의 회전 시, (i) 상기 제 1 벤딩 구동부 중 상기 제 1 벤딩 텐던을 파지하는 일 부분 및 (ii) 상기 제 2 벤딩 구동부 중 상기 제 2 벤딩 텐던을 파지하는 일 부분에 연결되어, 상기 튜브를, 상기 제 1 벤딩 텐던 및 상기 제 2 벤딩 텐던과 함께 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 수술 로봇.
제 11 항에 있어서,
상기 베이스 하우징은,
상기 길이 방향을 따라서 연장되고, 상기 튜브의 회전 축을 중심으로 동일한 반경으로 방사상으로 이격되어 상기 베이스 하우징을 고정적으로 지지하는 제1 가이드 샤프트 및 제 2 가이드 샤프트를 포함하고,
상기 제 1 벤딩 구동부는,
상기 제 1 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 1 구동 블록; 및
상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 1 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 1 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 1 벤딩 구동 샤프트를 포함하고,
상기 제 2 벤딩 구동부는,
상기 제 2 가이드 샤프트를 따라서 슬라이딩 구동하는 제 2 구동 블록; 및
상기 길이 방향을 따라서 연장되고 상기 제 2 구동 블록에 스크류 결합되어 상기 제 2 구동 블록을 상기 길이 방향을 따라서 병진 구동하는 제 2 벤딩 구동 샤프트를 포함하고,
상기 제 1 구동 블록은,
상기 제 1 벤딩 텐던 및 상기 제 2 벤딩 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 1 블록 구멍; 및
상기 제 1 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 제 1 벤딩 텐던을 파지한 상태로, 상기 회전 구동부에 의해 회전 가능한 제 1 파지 블록을 포함하고,
상기 제 2 구동 블록은,
상기 제 2 벤딩 텐던이 통과하는 위치에 형성되는 제 2 블록 구멍; 및
상기 제 2 블록 구멍에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 제 2 벤딩 텐던을 파지한 상태로, 상기 회전 구동부에 의해 회전 가능한 제 2 파지 블록을 포함하는 수술 로봇.
제 12 항에 있어서,
상기 회전 구동부는,
상기 베이스 하우징에 대해 상기 튜브를 회전 가능하게 파지하는 회전 암; 및
상기 회전 암으로부터 상기 길이 방향을 따라서 연장하여 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록을 관통하는 고정 샤프트를 포함하고,
상기 제 1 파지 블록 및 상기 제 2 파지 블록 각각의 회전 축은, 상기 회전 암의 회전 축과 동일한 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
제 13 항에 있어서,
상기 회전 암의 회전 축을 따라서 바라볼 때, 상기 제 1 파지 블록 및 제 2 파지 블록은 서로 오버랩되는 원형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수술 로봇.