KR20230071083A

KR20230071083A - 와이어 장력 보상 조절 장치

Info

Publication number: KR20230071083A
Application number: KR1020220151534A
Authority: KR
Inventors: 양운제; 이동호; 공덕유; 김덕상; 임찬순; 김준환
Original assignee: 주식회사 로엔서지컬
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-05-23

Abstract

일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치는, 구동 와이어 -상기 구동 와이어는 일단을 포함하는 제 1 구동 와이어와 타단을 포함하는 제 2 구동 와이어를 포함하고, 상기 제 1 구동 와이어 및 제 2 구동 와이어는 일체로 형성됨-; 상기 제 1 구동 와이어를 감거나 풀 수 있는 제 1 와이어 릴부; 상기 제 2 구동 와이어를 감거나 풀 수 있는 제 2 와이어 릴부; 상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부에 연결되고, 상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부를 회전시키는 샤프트; 및 상기 구동 와이어에 프리로드를 인가함으로써, 상기 구동 와이어의 늘어짐을 방지하고, 상기 구동 와이어의 장력을 유지시키는 프리로드 조절부를 포함할 수 있다.

Description

와이어 장력 보상 조절 장치{ADJUSTMENT DEVICE TO COMPENSATE FOR TENSION IN THE WIRE}

본 발명은 와이어 장력 보상 조절 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 탄성체를 통해 와이어에 프리로드(pre-load)를 인가함으로써, 와이어 장력을 보상할 수 있는 조절 장치에 관한 것이다.

종래의 와이어 장력 조절 장치(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 와이어를 구동하기 위해, 몸체 내측에 제 1 구동 고정 풀리부, 제 1, 2 장력조절 고정 풀리부(12a, 12b)를 포함한다. 제 1 구동 고정 풀리부(11)는 제어부(도면 미도시)에 의해 구동 되는 모터(도면 미도시)가 구동되면 이와 연동되어 일방향으로 회전한다. 이때, 수술도구(93)에 높은 하중이 발생하면 와이어(92)가 늘어날 수 있으며, 와이어(92)의 상태변환에 따라 와이어가 풀리 경로를 이탈하거나 또는 원하는 견인력이 발생하지 않을 수 있다. 이에 따라 결과적으로 수술도구(93)의 위치 제어 또는 방향 제어가 원활하지 않을 수 있다.

특허문헌 1: JP 2008-212451 특허문헌 2: JP 2002-200091 특허문헌 3: JP 2002-200092

일 실시 예의 목적은, 와이어의 변형을 보상하여 와이어의 장력을 유지하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

일 실시 예에서, 상기 프리로드 조절부는, 패시브(passive) 방식으로 작동할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 프리로드 조절부는, 상기 제 1 와이어 릴부 또는 제 2 와이어 릴부에 동력을 전달하는 방식으로, 상기 구동 와이어에 프리로드를 인가하는 프리로드 인가 파트; 상기 프리로드 인가 파트를 지지하는 프리로드 베이스; 및 상기 프리로드 베이스에 연결되고, 상기 프리로드 인가 파트를 커버하는 프리로드 커버를 포함할 수 있다.

상기 프리로드 인가 파트는, 상기 구동 와이어에 프리로드를 인가하는 탄성체; 및 상기 탄성체를 회전시키는 회전체를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 탄성체는, 스파이럴 스프링 또는 토션 스프링일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 회전체는, 라쳇 휠 또는 원웨이 풀리일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 프리로드 조절부는 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 프리로드 조절부 중 제 1 프리로드 조절부는 상기 제 1 와이어 릴부에 연결되고, 제 2 프리로드 조절부는 상기 제 2 와이어 릴부에 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 와이어 장력 보상 조절 장치는, 상기 샤프트에 동력을 인가하여, 상기 샤프트를 회전시키는 모터를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 모터는 복수 개로 구비되고, 상기 모터 중 제 1 모터는 상기 제 1 와이어 릴부를 구동하고, 제 2 모터는 상기 제 2 와이어 릴부를 구동할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 프리로드 조절부는, 상기 제 1 와이어 릴부 및 제 1 모터 사이에 배치되고, 상기 제 2 프리로드 조절부는, 상기 제 2 와이어 릴부 및 제 2 모터 사이에 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 와이어 릴부로 진입한 상기 제 1 구동 와이어는 제 1 방향으로 감기고, 상기 제 2 와이어 릴부로 진입한 상기 제 2 구동 와이어는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 감길 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부 중 어느 하나의 와이어 릴부에 상기 구동 와이어를 감도록 나사산 및 나사골이 형성될 경우, 다른 하나의 와이어 릴부에는 상기 구동 와이어를 풀도록 나사산 및 나사골이 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부는, 상기 구동 와이어를 감거나 풀 때, 서로 동일한 방향으로 회전할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 수술도구에 높은 하중이 발생하거나 장시간 사용으로 인하여 와이어에 상태 변화가 발생할 때 즉, 와이어가 늘어날 때 와이어의 늘어남을 탄성에 의한 프리로드를 인가하여 보정함으로써 수술도구의 위치제어 및 방향제어를 원활히 할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 대략적으로 도시한 도면으로서, 제 1, 2 와이어 릴부의 나사산이 모두 오른나사 방향으로 형성된 것을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 제 1 와이어 릴부의 나사산이 오른나사 방향으로 형성되고, 제 2 와이어 릴부의 나사산이 왼나사 방향으로 형성된 것을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 제 1, 2 와이어 릴부, 샤프트, 프리로드 조절부 및 모터를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 제 1, 2 와이어 릴부, 샤프트, 프리로드 조절부 및 모터를 나타낸 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따른 수술도구용 와이어 장력 조절 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 프리로드 인가 파트를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 프리로드 인가 파트를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시 예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.

일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(10)는 프리로드 인가 파트를 이용하여 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)에 긴 스트로크의 프리로드를 인가함으로써 와이어의 늘어남을 보상하는 장치이다. 이 하에서는 첨부된 도면을 참고하여 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(10)는 수술 도구(110), 풀리부(120), 구동 와이어(130) 및 튜브(140)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 도구(110)는 엔드 이펙터로서 튜브(140)의 내측에 마련된 루멘을 통해 삽입되며, 제어 모듈부(200)에 구비된 모터와 구동 와이어의 견인에 따라 동작한다. 이때 구동 와이어는 튜브를 견인하는 구동 와이어와 별개의 구성이다. 수술 도구(110)는 튜브 형태의 구조를 가질 수 있다. 수술 도구(110)와, 수술 도구(110)를 제어하는 구동 와이어는 각각 복수 개로 마련될 수 있다. 수술 도구(110)를 제어하는 구동 와이어 각각에 프리로드 조절부가 연결될 수 있다. 각각의 프리로드 조절부는 구동 와이어의 장력을 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 구동 와이어가 하중에 의해 늘어날 경우, 프리로드 조절부는 구동 와이어의 일단을 감음으로써 구동 와이어를 팽팽하게 유지시킬 수 있다. 프리로드 조절부는 구동 와이어의 개수에 대응하도록 마련될 수 있다.

일 실시 예에 따른 풀리부(120)는 수술 도구(110) 측에 배치되며, 도 1에 도시된 바와 같이 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)의 회전에 따라 구동 와이어(130)가 당김 및 풀림되도록 회전한다.

일 실시 예에 따른 구동 와이어(130)는 일 예로서 튜브(140)를 견인하여 튜브(140)의 위치 또는 방향을 변경한다. 구동 와이어(130)는 제어 모듈부(200)에 배치된 모터(300)의 구동에 따라 구동한다.

구동 와이어(130)는 설명의 편의를 위하여 제 1 구동 와이어(131)와 제 2 구동 와이어(132)로 나눌 수 있다. 다만, 제 1 구동 와이어(131) 및 제 2 구동 와이어(132)는 서로 연결된 하나의 구동 와이어이다. 다시 말하면, 제 1 구동 와이어(131) 및 제 2 구동 와이어(132)는 일체로 형성되어 있다. 제 1 구동 와이어(131)는 제 1 와이어 릴부(210)의 회전에 의해 감기거나 풀리며, 제 2 구동 와이어(132)는 제 2 와이어 릴부(220)의 회전에 의해 감기거나 풀린다.

도면에는 도시되어 있지 않으나, 필요에 따라 튜브(140)의 2자유도 움직임을 위해 관절부와 구동 와이어가 추가적으로 더 포함될 수 있다.

일 실시 예에 따른 튜브(140)는 리지드하거나 또는 가요성 튜브일 수 있다. 가요성 튜브일 경우에는 상술한 바와 같이 구동 와이어에 의해 1자유도 또는 2자유도 움직임이 가능하다.

한편, 리지드 튜브인 경우에는 수술 도구(110)를 견인하는 구동 와이어에 프리로드를 인가하는 것일 수 있고, 가요성 튜브인 경우에는 튜브(140)를 견인하는 구동 와이어(130)에 프리로드를 인가하는 것일 수 있다. 이하에서는 튜브(140)를 견인하는 구동 와이어(130)에 프리로드를 인가하는 예시를 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 제어 모듈부(200)는 튜브(140)를 견인하는 구동 와이어(130)의 구동 제어뿐만 아니라 수술 도구(110)를 구동하는 구동 와이어(도면 미도시)의 구동을 제어한다.

도 1 및 도 2에 도시된 제 1, 2 구동 와이어(131, 132)는 각각 어느 하나가 제 1 와이어 릴부(210)에 감기며, 다른 하나가 제 2 와이어 릴부(220)에 감긴다. 이때, 모터(300)의 제어에 따라 어느 하나의 구동 와이어가 풀림될 때에 다른 하나의 구동 와이어는 감긴다.

도 1에 도시된 제 1 와이어 릴부(210)는 오른나사 방향으로 나사산 및 나사골이 형성되어 있으며, 도 2에 도시된 제 1 와이어 릴부(210)는 오른나사 방향으로 나사산 및 나사골이 형성되어 있다.

한편, 도 1에 도시된 제 2 와이어 릴부(220)는 오른나사 방향으로 나사산 및 나사골이 형성되어 있으며, 도 2에 도시된 제 2 와이어 릴부(220)는 왼나사 방향으로 나사산 및 나사골이 형성되어 있다.

이와는 반대로 도면에는 도시되어 있지 않으나 제 1 와이어 릴부(210)가 왼나사 방향으로 나사산 및 나사골이 형성되고 제 2 와이어 릴부(220)가 왼나사 방향이나 오른나사 방향으로 나사산 및 나사골이 형성될 수도 있다.

제 1 와이어 릴부(210)와 제 2 와이어 릴부(220)는 샤프트(230)에 의해 강체가 서로 결합되어 있기 때문에 서로 동일한 방향으로 회전한다.

구동 와이어(130)는 제 1 와이어 릴부(210)와 제 2 와이어 릴부(220)에 형성된 나사산 또는 나사골의 형성방향을 따라 감기거나 풀림으로써 튜브(140)의 위치 또는 방향을 제어한다.

이하에서는 구동 와이어(130) 또는 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)에 탄성을 통한 프리로드를 인가하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)는 샤프트(230)에 의해 강체가 서로 결합된다. 샤프트(230)는 제 2 와이어 릴부(220)에서 수평방향으로 길이 연장되면서 제 1 와이어 릴부(210)의 내측을 관통하여 연장 결합한다.

제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)는 샤프트(230)에 의해 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 제 1 와이어 릴부(210)는 일 예로서 오른나사 방향으로 나사골 및 나사산(211, 212)이 형성되어 있다. 제 2 와이어 릴부(220)는 일 예로서 왼나사 방향으로 나사골 및 나사산(221, 222)이 형성되어 있다.

제 1, 2 와이어 릴부(210, 220) 및 프리로드 조절부는 모터(300)의 구동에 따라 회전이 가능하도록 고정 프레임(280)에 의해 지지된다.

한편, 제 1 구동 와이어(131)는 제 1 와이어 릴부(210)의 나사산 형성 방향을 따라 제 1 방향으로 감기면서 제 1 와이어 릴부(210)의 제 1 고정점에서 고정된다. 제 2 구동 와이어(132)는 제 2 와이어 릴부(220)의 나사산 형성방향을 따라 제 2 방향으로 감기면서 제 2 와이어 릴부(220)의 제 2 고정점에서 고정된다.

이때, 제 1 방향은 도 3을 기준으로 오른쪽 방향이고, 제 2 방향은 왼쪽 방향이다. 따라서, 제 1 방향과 제 2 방향은 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)의 중심을 기준으로 서로 멀어지는 방향이다.

일 실시 예에 따른 프리로드 조절부(240, 250, 260)는 구동 와이어(130)에 프리로드를 인가함으로써, 구동 와이어(130)의 늘어짐을 방지하고, 구동 와이어(130)의 장력을 유지시킬 수 있다. 프리로드 조절부(240, 250, 260)는 패시브(passive) 방식으로 작동할 수 있다. 일 실시 예에 따른 프리로드 조절부(240, 250, 260)은, 프리로드 커버(240), 프리로드 베이스(250) 및 프리로드 인가 파트(260)를 포함할 수 있다. 프리로드 커버(240) 및 프리로드 베이스(250)는 서로 연결될 수 있다. 프리로드 커버(240) 및 프리로드 베이스(250)는, 프리로드 인가 파트(260)를 수용하기 위한 공간을 구비할 수 있다. 프리로드 베이스(250)는 샤프트(230)를 수용할 수 있다. 샤프트(230)는 프리로드 베이스(250)를 관통할 수 있다. 프리로드 베이스(250)는 프리로드 인가 파트(260)를 지지할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프리로드 인가 파트(260)는, 구동 와이어(130)를 연결되고 구동 와이어(130)에 프리로드를 인가할 수 있다. 프리로드 인가 파트(260)는, 제 1 와이어 릴부 또는 제 2 와이어 릴부에 프리로드를 인가하는 탄성체와, 탄성체를 선택적으로 변형시키는 회전체를 포함할 수 있다. 탄성체는, 제 1 와이어 릴부 또는 제 2 와이어 릴부에 동력을 전달하는 방식으로, 제 1 와이어 릴부 또는 제 2 와이어 릴부에 프리로드를 인가할 수 있다. 예를 들어, 회전체는 라쳇 휠(ratchet wheel) 또는 원웨이 풀리(oneway pulley)일 수 있다. 회전체는 이에 제한되지 않으며, 유사한 기능을 수행 가능한 구성이라면 다른 어떠한 구성으로도 대체될 수 있음을 밝혀 둔다. 탄성체는 스파이럴 스프링(spiral spring) 또는 토션 스프링(torsional spring)일 수 있다. 탄성체는 이에 제한되지 않으며, 유사한 기능을 수행 가능한 구성이라면 다른 어떠한 구성으로도 대체될 수 있음을 밝혀 둔다. 예를 들어, 프리로드 인가 파트(260)는 라쳇 휠 및 스파이럴 스프링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리로드 인가 파트(260)는 라쳇 휠 및 토션 스프링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리로드 인가 파트(260)는 원웨이 풀리 및 스파이럴 스프링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리로드 인가 파트(260)는 원웨이 풀리 및 토션 스프링을 포함할 수 있다. 다른 예로, 프리로드 인가 파트(260)는 스파이럴 스프링 또는 토션 스프링만을 포함할 수도 있다. 도 3 및 도 4에서는 프리로드 인가 파트(260)가 스파이럴 스프링만을 포함하는 실시 예로 설명하기로 한다. 프리로드 인가 파트(260)에 대한 다양한 실시 예들의 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

일 실시 예에 따른 프리로드 인가 파트(260)는 스파이럴 스프링을 포함할 수 있다. 스파이럴 스프링은 샤프트(230)의 축을 중심으로 프리로드 베이스(250)에 안착될 수 있다. 프리로드 베이스(250)는 와이어 릴부(210)로부터 연장되어 형성될 수 있다. 프리로드 베이스(250)는, 프리로드 인가 파트(260)를 안정적으로 지지하기 위해, 와이어 릴부(210) 보다 큰 직경을 가질 수 있다.

일 실시 예에 따른 프리로드 커버(240)는, 프리로드 베이스(250)에 연결되고 프리로드 인가 파트(260)를 커버할 수 있다. 프리로드 커버(240)는 샤프트(230)를 지지할 수 있다. 프리로드 커버(240)는 프리로드 베이스(250)에 맞닿아 결합할 수 있다. 샤프트(230)는 고정 볼트(270)에 의해 프리로드 커버(240)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

이때, 구동 와이어(130) 또는 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)에 탄성에 의한 프리로드를 인가하기 위해 프리로드 인가 파트(260)의 근위 단부는 일 예로서 프리로드 베이스(250)에 제 1 고정점(261)으로 고정되고, 프리로드 인가 파트(260)의 원위 단부는 일 예로서 스프링 고정부(251)의 일측에 제 2 고정점(262)으로 고정된다.

한편, 스프링 고정부(251)는 프리로드 커버(240)의 내측에서 스프링 안착부를 향하도록 돌출된다.

프리로드 인가 파트(260)의 근위 단부와 원위 단부가 각각 제 1, 2 고정점(261, 262)에서 고정되었기 때문에 프리로드 인가 파트(260)가 프리로드 커버(240)의 회전방향에 따라(이때, 프리로드 베이스(250)는 회전하지 않음) 감기거나 풀릴 수 있어 탄성에 의한 프리로드를 인가할 수 있다.

프리로드 인가 파트(260)가 기 설정된 탄성력을 갖도록 프리로드 커버(240)를 회전한 경우에 일 실시 예에 따른 고정 볼트(270)는 샤프트(230)와 프리로드 커버(240)를 볼팅 결합한다. 볼팅 결합에 따라 프리로드 커버(240)가 회전하면 샤프트(230)가 회전하게 되고, 이와 연동되어 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)가 동일한 방향으로 회전한다.

즉, 본 발명에서는 볼팅 결합 후에 제 1, 2 프리로드 조절부 및 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)가 샤프트(230)에 의해 서로 동일한 방향으로 회전한다. 따라서 모터(300)가 회전하면 이와 연동되어 제 1, 2 프리로드 조절부, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220) 및 샤프트(230)가 모터의 구동방향과 동일한 방향으로 회전하며, 이에 따라 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)에 감긴 구동 와이어가 회전방향에 따라 감기면서 풀리거나, 이와 반대로 풀리면서 감길 수 있다.

일 실시 예에 따른 고정 프레임(280)은 샤프트(230)를 지지하기 위해 제어 모듈부(200)의 몸체에 고정 결합된다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 프리로드 베이스(250)가 원활히 회전을 하기 위해 제 1 베어링부(281)가 프리로드 베이스(250)의 둘레방향을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 제 1 베어링부(281)는 부시로 대체될 수 있음을 밝혀 둔다.

또한, 프리로드 커버(240)가 고정 프레임(280)에 대해 상대적으로 회전하기 위해, 제 2 베어링부(282)가 프리로드 커버(240)의 바닥면과 고정 프레임(280)의 일면 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 제 2 베어링부(282)는 부시로 대체될 수 있음을 밝혀 둔다.

일 실시 예에 따른 모터(300)는 프리로드 커버(240)와 커플링 되며, 모터(300)의 구동에 따라 프리로드 커버(240)가 회전한다.

한편, 모터(300)의 결합에 대한 다른 실시 예로서 도 4에 도시된 바와 같이 모터(300)는 제 2 와이어 릴부(220)에 배치될 수도 있다. 도 3과 동일한 원리로, 제 2 와이어 릴부(220)가 모터에 의해 회전하면, 제 1 와이어 릴부(210), 샤프트(230), 및 제 1, 2 프리로드 조절부(240, 250)가 동일한 방향으로 회전한다.

또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 프리로드 조절부를 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)의 양측에 모두 배치할 수 있다. 이때 모터(300)는 도 3 및 도 4와 같이 어느 한 측에 커플링 결합하면 된다.

상술한 튜브(140)를 구동하기 위해 4개의 구동 와이어가 필요한 경우에는 일 실시 예에 따른 제 1, 2 와이어 릴부 및 프리로드 조절부가 추가적으로 더 필요할 수 있다. 추가적인 배치 및 구성은 앞서 설명한 원리에 따르면, 본 발명의 기술적 사상의 창작의 범위내에서 참조될 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(20)는, 구동 와이어(131, 132)를 감거나 풀 수 있고, 구동 와이어(131, 132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220), 샤프트(230), 제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260), 제 1 고정 볼트(270), 고정 프레임(280), 모터(300), 제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460), 제 2 고정 볼트(470), 제 2 고정 프레임(480) 및 베어링부(281, 282, 481, 482)를 포함할 수 있다. 제 1 와이어 릴부(210)는 나사골 및 나사산(211, 212)을 포함한다. 제 2 와이어 릴부(220)는 나사골 및 나사산(221, 222)을 포함한다.

제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260)은 제 1 프리로드 커버(240), 제 1 프리로드 베이스(250) 및 제 1 프리로드 인가 파트(260)를 포함할 수 있다. 제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460)은 제 2 프리로드 커버(440), 제 2 프리로드 베이스(450) 및 제 2 프리로드 인가 파트(460)를 포함할 수 있다.

제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460), 제 2 고정 볼트(470) 및 제 2 고정 프레임(480) 각각은, 특별한 언급이 없는 이상, 제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260), 제 1 고정 볼트(270) 및 고정 프레임(280)에 대응하는 구성일 수 있다. 예를 들어, 제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460) 및 제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260)는 서로 동일할 수 있다.

일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치는 2개의 프리로드 조절부를 마련함으로써, 제 1 구동 와이어(131)의 장력을 보상하면서, 동시에 제 2 구동 와이어(132)의 장력을 보상할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는 제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260)를 통해 제 1 구동 와이어(131)의 장력을 조절할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는 제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460)를 통해 제 2 구동 와이어(132)의 장력을 조절할 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(30)는, 구동 와이어(131, 132)를 감거나 풀 수 있고, 구동 와이어(131, 132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220), 샤프트(230), 제 1 프리로드 조절부(260), 제 2 프리로드 조절부(460) 및 모터(300)를 포함할 수 있다. 제 1 와이어 릴부(210)는 나사골 및 나사산(211, 212)을 포함한다. 제 2 와이어 릴부(220)는 나사골 및 나사산(221, 222)을 포함한다. 본 명세서에서, 설명의 편의를 위해, 제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260)를 제 1 프리로드 조절부(260)로 지칭하거나, 제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460)를 제 2 프리로드 조절부(460)로 지칭할 수 있음을 밝혀 둔다.

제 1 프리로드 조절부(260) 및 제 2 프리로드 조절부(460)는 인접하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(230)의 길이 방향을 기준으로, 제 2 와이어 릴부(220), 제 1 와이어 릴부(210), 제 1 프리로드 조절부(260), 제 2 프리로드 조절부(460) 및 모터(300)가 순차적으로 배치될 수 있다.

제 2 프리로드 조절부(460)는, 제 1 프리로드 조절부(260) 및 제 1 와이어 릴부(210)에 간섭하지 않고, 제 2 와이어 릴부(220)를 회전시킴으로써, 제 2 구동 와이어(132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 예를 들어, 샤프트(230)의 주변에는 제 2 프리로드 조절부(460)로부터 제 2 와이어 릴부(220)까지 동력을 전달하기 위한 베어링 구조가 마련될 수 있다.

도 8은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(40)는, 구동 와이어(131, 132)를 감거나 풀 수 있고, 구동 와이어(131, 132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220), 샤프트(230), 제 1 프리로드 조절부(260), 제 2 프리로드 조절부(460) 및 모터(300)를 포함할 수 있다. 제 1 와이어 릴부(210)는 나사골 및 나사산(211, 212)을 포함한다. 제 2 와이어 릴부(220)는 나사골 및 나사산(221, 222)을 포함한다. 본 명세서에서, 설명의 편의를 위해, 제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260)를 제 1 프리로드 조절부(260)로 지칭하거나, 제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460)를 제 2 프리로드 조절부(460)로 지칭할 수 있음을 밝혀 둔다.

제 1 프리로드 조절부(260) 및 제 2 프리로드 조절부(460)는 인접하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(230)의 길이 방향을 기준으로, 모터(300), 제 2 와이어 릴부(220), 제 1 와이어 릴부(210), 제 1 프리로드 조절부(260) 및 제 2 프리로드 조절부(460)가 순차적으로 배치될 수 있다. 제 1 와이어 릴부(210) 및/또는 제 2 와이어 릴부(220)를 기준으로, 모터(330) 및 프리로드 조절부(260, 460)는 서로 반대편에 마련될 수 있다.

도 9는 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(50)는 수술 도구(110), 풀리부(120), 구동 와이어(130) 및 튜브(140)를 포함할 수 있다. 예로서 구동 와이어로 동작되는 오버튜브일 수 있다.

일 실시 예에 따른 수술 도구(110)는 엔드 이펙터로서 튜브(140)의 내측에 마련된 루멘을 통해 삽입되며, 제어 모듈부(200)에 구비된 모터와 구동 와이어의 견인에 따라 동작한다. 이때 구동 와이어는 튜브를 견인하는 구동 와이어와 별개의 구성이다.

일 실시 예에 따른 풀리부(120)는 수술 도구(110) 측에 배치되며, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220)의 회전에 따라 구동 와이어(130)가 당김 및 풀림되도록 회전한다.

한편, 리지드 튜브인 경우에는 수술 도구(110)를 견인하는 구동 와이어에 프리로드를 인가하는 것일 수 있고, 가요성 튜브인 경우에는 튜브(140)를 견인하는 구동 와이어(130)에 프리로드를 인가하는 것일 수 있다.

일 실시 예에 따른 샤프트는 복수 개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 샤프트는 2개로 구비될 수 있다. 2개의 샤프트는 서로 이격될 수 있다. 복수 개의 샤프트 중 제 1 샤프트는 제 1 와이어 릴부(210)에 연결될 수 있다. 복수 개의 샤프트 중 제 2 샤프트는 제 2 와이어 릴부(220)에 연결될 수 있다. 제 2 샤프트는, 제 1 샤프트로부터 이격되어 있다. 제 1 와이어 릴부(210) 및 제 2 와이어 릴부(220)는 서로 이격되어 있을 수 있다.

도 10은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(60)는, 구동 와이어(131, 132)를 감거나 풀 수 있고, 구동 와이어(131, 132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220), 샤프트(230), 제 1 프리로드 조절부(240, 250, 260), 제 1 고정 볼트(270), 고정 프레임(280), 제 1 모터(300), 제 2 프리로드 조절부(440, 450, 460), 제 2 고정 볼트(470), 제 2 고정 프레임(480), 제 2 모터(500) 및 베어링부(281, 282, 481, 482)를 포함할 수 있다. 제 1 와이어 릴부(210)는 나사골 및 나사산(211, 212)을 포함한다. 제 2 와이어 릴부(220)는 나사골 및 나사산(221, 222)을 포함한다.

제 1 모터(300)는 제 1 와이어 릴부(210)를 구동하고, 제 2 모터(500)는 제 2 와이어 릴부(220)를 구동할 수 있다. 제 1 프리로드 조절부(260)는 제 1 모터(300) 및 제 1 와이어 릴부(210) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 프리로드 조절부(460)는 제 2 모터(500) 및 제 2 와이어 릴부(220) 사이에 배치될 수 있다.

도 11은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 11을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(70)는, 구동 와이어(131, 132)를 감거나 풀 수 있고, 구동 와이어(131, 132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220), 샤프트(230), 제 1 프리로드 조절부(260), 제 2 프리로드 조절부(460), 제1 모터(300) 및 제 2 모터(500)를 포함할 수 있다.

제 1 와이어 릴부(210) 및 제 2 와이어 릴부(220)는 서로 물리적으로 분리되어 있을 수 있다.

제 1 프리로드 조절부(260)는 제 1 모터(300) 및 제 1 와이어 릴부(210) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 프리로드 조절부(460)는 제 2 모터(500) 및 제 2 와이어 릴부(220) 사이에 배치될 수 있다.

도 12는 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(70)는, 구동 와이어(131, 132)를 감거나 풀 수 있고, 구동 와이어(131, 132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220), 샤프트(230), 제 1 프리로드 조절부(260), 제 2 프리로드 조절부(460), 제1 모터(300) 및 제 2 모터(500)를 포함할 수 있다.

제 1 와이어 릴부(210) 및 제 2 와이어 릴부(220)는 서로 물리적으로 분리되어 있을 수 있다. 제 1 와이어 릴부(210)를 회전시키는 제 1 샤프트는, 제 2 와이어 릴부(220)를 회전시키는 제 2 샤프트로부터 이격되어 있을 수 있다.

제 1 구동 와이어(131)는 제 1 프리로드 조절부(260)에 먼저 감긴 후 제 1 와이어 릴부(210)에 감길 수 있다. 제 1 구동 와이어(131)는, 제 1 와이어 릴부(210)에 감기기 전에, 제 1 프리로드 조절부(260)로부터 프리로드를 인가 받을 수 있다. 제 1 프리로드 조절부(260)의 위치는 제한되지 않는다.

제 2 구동 와이어(132)는 제 2 프리로드 조절부(460)에 먼저 감긴 후 제 2 와이어 릴부(220)에 감길 수 있다. 제 2 구동 와이어(132)는, 제 2 와이어 릴부(220)에 감기기 전에, 제 2 프리로드 조절부(460)로부터 프리로드를 인가 받을 수 있다. 제 2 프리로드 조절부(460)의 위치는 제한되지 않는다.

도 13은 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 13을 참조하면, 일 실시 예에 따른 와이어 장력 보상 조절 장치(70)는, 구동 와이어(131, 132)를 감거나 풀 수 있고, 구동 와이어(131, 132)에 프리로드를 인가할 수 있다. 와이어 장력 보상 조절 장치는, 제 1, 2 와이어 릴부(210, 220), 샤프트(230), 제 1 프리로드 조절부(260), 제 2 프리로드 조절부(460), 제1 모터(300) 및 제 2 모터(500)를 포함할 수 있다.

제 1 프리로드 조절부(260)는 제 1 와이어 릴부(210)의 후방에 위치할 수 있다. 여기서, 후방이란 제 1 와이어 릴부(210)로부터 제 1 구동 와이어(131)가 뻗어나가는 방향의 반대 방향을 의미한다. 제 2 프리로드 조절부(460)는 제 2 와이어 릴부(220)의 후방에 위치할 수 있다. 제 1 프리로드 조절부(260)는 제 1 와이어 릴부(210)에 와이어를 통해 연결되거나, 다른 동력 전달 부재를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 동력 전달 부재는 밴드 또는 체인일 수 있다. 제 2 프리로드 조절부(460)는 제 2 와이어 릴부(220)에 와이어를 통해 연결되거나, 다른 동력 전달 부재를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 동력 전달 부재는 밴드 또는 체인일 수 있다.

도 14는 일 실시 예에 따른 프리로드 인가 파트를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도 14를 참조하면, 프리로드 인가 파트(260a)는 회전체 및 스파이럴 스프링(262a)을 포함할 수 있다. 여기서 회전체는, 라쳇 휠 또는 풀리일 수 있다. 본 실시 예에서는 회전체가 라쳇 휠인 것으로 설명하나, 회전체는 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 라쳇 휠(261a)이 와이어를 당기는 방향으로 회전할 때에는 라쳇 휠(261a)이 스프링(262a)에 걸려 일체로 함께 돌아가므로 스프링이 더이상 감기지 않고 스프링 힘도 더 증가하지 않는다. 라쳇 휠(261a)이 와이어를 푸는 방향으로 회전할 때에는, 더이상 라쳇 휠(261a)이 멈춤쇠에 걸리지 않는 방향으로 회전하기 문에 풀리와 모터가 헛돌게 된다. 구동 와이어의 장력이 스프링력 보다 적어지면 라쳇 휠(261a)이 스프링력에 의해 회전하는 방식으로, 구동 와이어의 장력이 유지된다.

도 15는 일 실시 예에 따른 프리로드 인가 파트를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도 15를 참조하면, 프리로드 인가 파트(260b)는 회전체 및 토션 스프링(262b)을 포함할 수 있다. 여기서 회전체는, 라쳇 휠 또는 풀리일 수 있다. 본 실시 예에서는 회전체가 라쳇 휠인 것으로 설명하나, 회전체는 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 당기는 방향이든 푸는 방향이든, 토션 스프링(262b)의 힘은 항상 당기는 쪽으로 일정하게 작용하고 있다. 다만, 당기는 방향일 때에는 라쳇 휠(261b)이 멈춤쇠에 걸려 일체로 회전하므로 토션 스프링(262b)가 더이상 감기지 않는다. 구동 와이어를 푸는 방향으로 회전할 때에는 더 이상 라쳇 휠(261b)이 멈춤쇠에 걸리지 않는 방향으로 회전하기 문에 라쳇 휠(261b)과 모터가 헛돌게 된다. 구동 와이어의 장력이 스프링력 보다 적어지면 라쳇 휠(261a)이 스프링력에 의해 회전하는 방식으로, 구동 와이어의 장력이 유지된다.

본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.

상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.

이상, 일 실시 예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

Claims

구동 와이어 -상기 구동 와이어는 일단을 포함하는 제 1 구동 와이어와 타단을 포함하는 제 2 구동 와이어를 포함하고, 상기 제 1 구동 와이어 및 제 2 구동 와이어는 일체로 형성됨-;
상기 제 1 구동 와이어를 감거나 풀 수 있는 제 1 와이어 릴부;
상기 제 2 구동 와이어를 감거나 풀 수 있는 제 2 와이어 릴부;
상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부에 연결되고, 상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부를 회전시키는 샤프트; 및
상기 구동 와이어에 프리로드를 인가함으로써, 상기 구동 와이어의 늘어짐을 방지하고, 상기 구동 와이어의 장력을 유지시키는 프리로드 조절부를 포함하는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프리로드 조절부는, 패시브(passive) 방식으로 작동하는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프리로드 조절부는,
상기 제 1 와이어 릴부 또는 제 2 와이어 릴부에 동력을 전달하는 방식으로, 상기 구동 와이어에 프리로드를 인가하는 프리로드 인가 파트;
상기 프리로드 인가 파트를 지지하는 프리로드 베이스; 및
상기 프리로드 베이스에 연결되고, 상기 프리로드 인가 파트를 커버하는 프리로드 커버를 포함하는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 프리로드 인가 파트는,
상기 구동 와이어에 프리로드를 인가하는 탄성체; 및
상기 탄성체를 회전시키는 회전체를 포함하는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 탄성체는, 스파이럴 스프링 또는 토션 스프링인, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 회전체는, 라쳇 휠 또는 원웨이 풀리인, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프리로드 조절부는 복수 개로 구비되고,
상기 복수 개의 프리로드 조절부 중 제 1 프리로드 조절부는 상기 제 1 와이어 릴부에 연결되고, 제 2 프리로드 조절부는 상기 제 2 와이어 릴부에 연결되는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 샤프트에 동력을 인가하여, 상기 샤프트를 회전시키는 모터를 더 포함하는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 모터는 복수 개로 구비되고,
상기 복수 개의 모터 중 제 1 모터는 상기 제 1 와이어 릴부를 구동하고, 제 2 모터는 상기 제 2 와이어 릴부를 구동하는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 프리로드 조절부는, 상기 제 1 와이어 릴부 및 제 1 모터 사이에 배치되고,
상기 제 2 프리로드 조절부는, 상기 제 2 와이어 릴부 및 제 2 모터 사이에 배치되는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 샤프트는 복수 개로 구비되고,
상기 복수 개의 샤프트 중 제 1 샤프트는 상기 제 1 와이어 릴부에 연결되고, 상기 복수 개의 샤프트 중 제 2 샤프트는 상기 제 2 와이어 릴부에 연결되고 상기 제 1 샤프트로부터 이격되어 있고,
상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부는 서로 이격되어 있는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 와이어 릴부로 진입한 상기 제 1 구동 와이어는 제 1 방향으로 감기고,
상기 제 2 와이어 릴부로 진입한 상기 제 2 구동 와이어는 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 감기는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부 중 어느 하나의 와이어 릴부에 상기 구동 와이어를 감도록 나사산 및 나사골이 형성될 경우, 다른 하나의 와이어 릴부에는 상기 구동 와이어를 풀도록 나사산 및 나사골이 형성되어 있는, 와이어 장력 보상 조절 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 와이어 릴부 및 제 2 와이어 릴부는, 상기 구동 와이어를 감거나 풀 때, 서로 동일한 방향으로 회전하는, 와이어 장력 보상 조절 장치.