KR20230104334A - 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 길이를 가지는 관 형태로 형성된 강체의 상측에 강체 링과 탄성체 링이 연속되게 적층되어 형성되되, 상기 강체, 상기 강체 링 및 상기 탄성체 링이 서로 이격공간을 형성하고, 길이방향을 따라 다수의 삽입 홀이 형성된 튜브 및 탄성 소재로 상기 삽입 홀과 대응되는 형태로 형성되되, 상기 삽입 홀에 삽입되어 상단이 상기 튜브의 상단에 고정되는 다수의 탄성 와이어를 포함하는 탄성체 적층 구조로 형성된 의료용 엔드 이펙터를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 외력에 의해 형태가 쉽게 변하고 외력이 제거되면 초기형태로 복귀하는 탄성체와 외력을 가해도 형태가 변하지 않는 강체가 연속되게 적층되어 삽입되는 탄성 와이어에 의해 결합되는 팁의 방향을 조향하는 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 관한 것이다.
수술로봇이란, 의사를 보조하여 수술을 수행하는 의료용 로봇으로써, 로봇을 이용한 수술 방법은 환자의 회복 속도가 빠르고, 제거 부위를 최적화하여 정확하게 수술할 수 있어서 많은 각광을 받고 있다.
최소 침습 수술(MIS : Minimum Invasive Surgery)은 신체의 손상을 최소화하고 수술의 정확성과 안전성을 높여 생존율과 수술 후의 삶의 질을 높일 수 있는 신개념의 수술이다.
현재 수술로봇은 전립선이나 위장, 심장부위와 같은 소프트 티슈(soft tissue)를 수술하는 복강경 수술로봇, 무릅 관절과 같은 하드 티슈(hard tissue)를 수술하는 인공관절 수술로봇 및 혈관에 카테터 등을 삽입하여 수술하는 혈관 수술 로봇 등이 개발되어 있는 상황이다.
이러한 수술로봇의 경우에는 겸자(forceps), 드릴 등을 엔드 이펙터(end effector)에 장착하고 수술 부위에 삽입하여 수술을 실시한다.
상술한 바와 같은 기존의 엔드 이펙터를 이용한 골 낭종 또는 골 종양 수술치료는 피부절개, 근육 및 중요 신경/혈관을 우회하여 뼈 표면 노출, 뼈 창문(bone window) 형성 및 일시 제거, 내부 소파(小破) 및 격자 제거 후 자가 및 타인의 뼈 이식, 뼈 창문 원상복귀, 이식된 뼈가 가형성(remodelling) 될 때까지 깁스 또는 보조기 등을 이용한 외부 고정, 재활치료의 과정으로 진행되고 있다.
이러한 수술 치료법을 위해 이용되는 엔드 이펙터로, 한국공개특허 제10-2008-0012206호 '기계식 링키지 커플링 엔드 이펙터를 가지며 트리거 운동을하는 공압동력식 수술용 절단고정기구'가 공개되어 있다.
그러나, 상기와 같은 엔드 에펙터를 이용한 수술 치료법은, 진단 및 치료를 위한 큰 피부절개 및 뼈 치료 부위의 개방성 수술로 인해 감염 발생이 증가하고, 무릎, 어깨, 손목, 발목 등 성장기 청소년의 노출 부위에 남게 되는 긴 수술 절개 흉터는 관절운동 시 통증 발생과 정신적 스트레스를 야기한다는 문제점을 가지고 있었다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 엔드 이펙터의 팁의 방향을 방사형으로 다양하게 조향할 수 있으며, 구조를 단순화하여 대량 생산이 가능하게 함으로써, 생산비용을 절감하고 생산량을 증가시켜 사용 후 바로 폐기하여 1회용으로 사용할 수 있는 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터를 제공하는데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터는 길이를 가지는 관 형태로 형성된 강체의 상측에 강체 링과 탄성체 링이 연속되게 적층되어 형성되되, 상기 강체, 상기 강체 링 및 상기 탄성체 링이 서로 이격공간을 형성하고, 길이방향을 따라 다수의 삽입 홀이 형성된 튜브 및 탄성 소재로 상기 삽입 홀과 대응되는 형태로 형성되되, 상기 삽입 홀에 삽입되어 상단이 상기 튜브의 상단에 고정되는 다수의 탄성 와이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 엔드 이펙터는 상기 탄성 와이어가 당겨지는 힘에 의해 인장 변형되어 상기 탄성체 링의 형태 및 이격공간이 변형됨으로써 상기 튜브가 굴곡될 수 있다.
또한, 상기 엔드 이펙터는 상기 삽입 홀 상단에 삽입되어 상기 탄성 와이어를 고정하는 탄성 와이어 고정체를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 탄성 와이어 고정체는 원판의 형태로 형성되되, 양 측면에 안착돌기가 형성된 헤드 및 수직방향으로 길이를 가지는 판의 형태로 상기 헤드의 하면에 형성되되, 내면에 상기 탄성 와이어를 가압하는 고정돌기가 형성된 다수의 다리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄성 와이어 고정체는 상기 탄성 와이어가 하부에 상기 다리와 이격되어 위치하고, 상기 삽입 홀에 삽입될 경우, 상기 다리가 변형되어 상기 탄성 와이어를 가압할 수 있다.
또한, 상기 탄성 와이어는 수직방향으로 길이를 가지는 원통의 형태로 하면에 형성되되, 외주면을 따라 나사산이 형성된 결합돌기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 엔드 이펙터는 상기 결합돌기에 결합되어 상기 탄성 와이어의 걸이를 형성하는 고리걸이를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고리걸이는 내부에 상기 결합돌기와 대응되는 결합 홀이 형성된 원통 형태의 결합부 및 고리의 형태로 절곡되어 상기 결합부 하단에 형성된 고리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 엔드 이펙터는 상기 강체와 같은 직경을 가지며 주름이 형성된 관의 형태로 상기 이격공간에 형성되어 상기 이격공간 사이에 이물질이 침투하는 것을 방지하는 다수의 주름관을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터는 결합되는 팁의 방향을 방사형으로 다양하게 조향할 수 있다.
또한, 구조를 단순화하여 대량 생산 함으로써, 생산비용을 절감하고 생산량을 증가시켜 1회용으로 사용할 수 있다.
또한, 탄성 와이어에 가해지는 외력에 의해 탄성 와이어가 튜브로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성 와이어에 밀거나 당기는 외력을 안정적으로 가할 수 있다.
또한, 엔드 이펙터의 이격공간 사이로 이물질이 투입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터를 도시한 사시도이고, (b)는 (a)의 굽혀진 형태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 (a)를 상방에서 하방으로 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 (a)의 튜브 및 탄성 와이어를 분해한 분해도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 탄성 와이어 고정체가 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 탄성 와이어 고정체를 도시한 사시도이다.
도 6의 (a) 내지 (d)는 도 4의 탄성 와이어 고정체가 결합되는 과정을 도시한 예시도이다.
도 7은 도 4의 탄성 와이어 고정체가 나사로 결합되는 것을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 5에 나사 홀이 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 고리걸이가 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 고리걸이를 분해한 일부분해도이다.
도 11은 도 9의 고리걸이를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 주름관이 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 13의 (a) 내지 (c)는 도 12의 굽혀지는 동작을 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1의 (a)를 상방에서 하방으로 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 (a)의 튜브 및 탄성 와이어를 분해한 분해도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 탄성 와이어 고정체가 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 탄성 와이어 고정체를 도시한 사시도이다.
도 6의 (a) 내지 (d)는 도 4의 탄성 와이어 고정체가 결합되는 과정을 도시한 예시도이다.
도 7은 도 4의 탄성 와이어 고정체가 나사로 결합되는 것을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 5에 나사 홀이 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 고리걸이가 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 고리걸이를 분해한 일부분해도이다.
도 11은 도 9의 고리걸이를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 주름관이 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 13의 (a) 내지 (c)는 도 12의 굽혀지는 동작을 나타낸 예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용 한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수 의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것이 존재함을 지정하려 는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도 1 내지 도 13을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터를 도시한 사시도이고, (b)는 (a)의 굽혀진 형태를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 (a)를 상방에서 하방으로 바라본 평면도이며, 도 3은 도 1의 (a)의 튜브 및 탄성 와이어를 분해한 분해도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터(1)(이하, '엔드 이펙터'라 약칭함)는 겸자(forceps), 드릴, 카메라 등의 팁(미도시)이 결합된 상태에서 체내에 삽입되어 각종 시술을 수행할 수 있는 수술 기구이다.
다만, 엔드 이펙터(1)는 수술 기구에 한정되는 것은 아니며, 좁은 관로 내에 삽입될 수 있도록 가늘고 긴 튜브가 필요한 각종 작업에 이용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 엔드 이펙터(1)는 체내에 삽입될 수 있도록 길게 연장되는 튜브(100) 및 튜브(100)에 삽입되어 튜브(100)를 굴곡시키는 탄성 와이어(200)를 포함할 수 있다.
먼저, 튜브(100)는 길이를 가지는 관 형태로 형성된 강체(110)의 상측에 강체 링(120)과 탄성체 링(130)이 연속되게 적층되어 형성되며, 길이방향을 따라 다수의 삽입 홀(140)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 튜브(100)는 강체(110)의 상단에 탄성체 링(130)이 위치하고, 탄성체 링(130) 상단에 강체 링(120)이 위치하며, 다시 그 상단에 탄성체 링(130)이 위치하는 형태로 강체(110) 상단에 탄성체 링(130)과 강체 링(120)이 번갈아가며 적층될 수 있다.
여기서, 강체(110) 및 강체 링(120)은 니켈과 티타늄을 섞어 만든 합금인 니티놀 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 외력이 가해지더라도 형태가 쉽게 변하지 않는 재질로 형성될 수 있다.
또한, 탄성체 링(130)은 고무, 스펀지 등 외력에 의해 형태가 변형되고, 외력이 제거되면 초기형태로 복귀하는 재질로 형성될 수 있다.
또한, 강체(110), 강체 링(120) 및 탄성체 링(130)은 서로 이격공간(100S)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 강체(110), 강체 링(120) 및 탄성체 링(130)은 삽입 홀(140)에 탄성 와이어(200)가 통과하여 서로 이격되는 상태로 연결되어 형성될 수 있다.
이러한, 강체 링(120) 및 탄성체 링(130)은 튜브(100) 전체를 기준으로 중단으로부터 상측으로 연속되게 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 사용자의 요구에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있다.
이에, 튜브(100)는 탄성체(130)의 형태 변형과 이격공간(100S)이 축소 또는 확장되면서 굴곡될 수 있다.
삽입 홀(140)은 튜브(100)의 길이 방향을 따라 튜브(100)의 상단부터 하단까지 관통하여 형성될 수 있다.
또한, 삽입 홀(140)은 튜브(100)의 중공인 중앙 홀(150)과 연통되어 형성될 수 있다.
여기서, 중앙 홀(150)의 상단에는 사용자의 요구에 따라 겸자(forceps), 드릴, 카메라 등의 팁이 결합될 수 있다.
또한, 튜브(100)는 전체 직경이 감소되어 무릎, 어깨, 손목, 발목 등 수술 부위에 남게 되는 긴 수술 절개 흉터를 최소화할 수 있다.
다음으로, 탄성 와이어(200)는 탄성 소재로 삽입 홀(140)과 대응되는 형태로 형성되되, 삽입 홀(140)에 삽입되어 상단이 튜브의 상단에 고정될 수 있다.
구체적으로, 탄성 와이어(200)는 삽입 홀(140) 하나 당 한 개의 탄성 와이어(200)가 삽입되는 것이 바람직하나, 사용자의 요구에 따라 삽입 홀(140) 하나에 다수 개의 탄성 와이어(200)가 삽입될 수도 있다.
여기서, 탄성소재는 스테인리스 스틸 재질인 것이 바람직하나, 높은 탄성계수를 가진 다양한 종류의 탄성소재로 형성될 수 있다.
또한, 탄성 와이어(200)는 삽입 홀(140)에 용접 고정될 수 있으나, 고정되는 방법은 이에 한정하지 않고 다양한 방법으로 고정될 수 있다.
또한, 탄성 와이어(200)는 튜브(100)의 길이보다 길게 형성되어 삽입 홀(140)의 하단으로 노출될 수 있다.
이에, 사용자가 노출된 탄성 와이어(200)에 상방으로 밀어내거나 당기는 외력을 가하면, 고정된 탄성 와이어(200)의 상단에 힘 점이 생겨, 탄성 와이어(200)가 굴곡되고 이로 인해 튜브(100)가 굴곡될 수 있다.
구체적으로, 엔드 이펙터(1)의 동작을 정리하자면, 사용자가 튜브(100)의 일면에 삽입된 탄성 와이어(200)에 당기는 외력을 가하면, 당기는 외력에 의해 일면의 탄성체 링(130)이 수축 변형되고, 이격공간(100S)이 축소될 수 있다.
이때, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 타면의 탄성 와이어(200)에 밀어내는 외력을 가하면, 밀어내는 외력에 의해 타면의 이격공간(100S)이 확장되면서 튜브(100)가 굴곡될 수 있다.
여기서, 일면과 타면 사이에 형성되는 탄성 와이어(200)는 일면에 인접할수록 밀어내는 외력이 가해지고 타면에 인접할수록 당겨지는 외력이 가해질 수 있다.
또한, 엔드 이펙터(1)는 탄성 와이어(200)에 가해진 외력을 제거하면 탄성 와이어(200)가 초기형태 및 초기위치로 복귀하면서 탄성체 링 및 이격공간(100S)도 초기형태로 복귀됨으로써, 초기형태로 복귀될 수 있다.
이에, 엔드 이펙터(1)는 체내에 삽입된 상태에서 사용자가 밀어내거나 당기는 외력의 방향에 따라 결합되는 팁의 방향을 방사형으로 다양하게 조향할 수 있다.
또한, 엔드 이펙터(1)는 구조가 단순하여 대량 생산이 가능하여, 엔드 이펙터(1)의 생산비용이 절감되고 생산량을 증가시킬 수 있다.
이에, 사용자는 엔드 이펙터(1)를 사용 후 바로 폐기하여 1회용으로 사용함으로써, 엔드 이펙터(1) 의 재사용으로 인한 감염 발생을 예방할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 탄성 와이어 고정체가 형성된 것을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 탄성 와이어 고정체를 도시한 사시도이며, 도 6의 (a) 내지 (d)는 도 4의 탄성 와이어 고정체가 결합되는 과정을 도시한 예시도이고, 도 7은 도 4의 탄성 와이어 고정체가 나사로 결합되는 것을 도시한 사시도이며, 도 8은 도 5에 나사 홀이 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 엔드 이펙터(1)는 탄성 와이어 고정체(300)를 더 포함할 수 있다.
탄성 와이어 고정체(300)는 삽입 홀(140) 상단에 삽입되어 탄성 와이어(200)를 고정할 수 있다.
구체적으로, 도 5를 참조하면, 탄성 와이어 고정체(300)는 헤드(310) 및 다리(320)를 포함할 수 있다.
헤드(310)는 원판의 형태로 형성되되, 양 측면에 안착돌기(311)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 헤드(310)는 탄성 와이어(200) 상면에 안착되기 위해 삽입 홀(140)의 크기보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 안착돌기(311)는 헤드(310)의 외주면 하측으로부터 양 측면으로 연장되어 형성될 수 있다.
이에, 안착돌기(311)는 삽입 홀(140) 내부로 빠지지 않고 튜브(100) 상면에 안착되어 접착, 용접, 압접 등의 방법에 의해 고정될 수 있다.
다리(320)는 수직방향으로 길이를 가지는 판의 형태로 헤드(310)의 하면에 다수 개로 형성되되, 내면에 탄성 와이어(200)를 가압하는 고정돌기(321)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 각각의 다리(320)는 헤드(310)의 하면 외주면을 따라 일정간격을 가지며 탄성 와이어(200)가 수용되는 탄성 와이어 수용공간(320S)이 마련될 수 있다.
더욱 구체적으로, 탄성 와이어 수용 공간(320S)는 삽입 홀(140)의 크기와 같거나 큰 형태로 형성될 수 있다.
또한, 다리(320)는 스테인리스 스틸 재질인 것이 바람직하나, 높은 탄성계수를 가진 다양한 종류의 탄성소재로 형성될 수 있다.
이에, 다리(320)는 탄성 와이어(200)를 수용한 상태에서 삽입 홀(140)로 삽입 될 때, 형태가 탄성 와이어 수용공간(320S)으로 휘어져 변형되어 고정돌기(321)가 탄성 와이어(200)를 더욱 강하게 가압할 수 있다.
도 6의 (a) 내지 (d)를 참조하여 탄성 와이어 고정체(300)의 결합과정을 정리하자면, (a)는 탄성 와이어(200)의 상측 일부가 삽입 홀(140)로부터 통과되어 튜브(100)의 상측으로 노출된 상태이다.
도 6의 (b)는 노출된 탄성 와이어(200)가 탄성 와이어 고정체(300)의 탄성 와이어 수용공간(320S)에 삽입된 상태이다.
구체적으로, 탄성 와이어(200)의 상면에 헤드(310)의 하면이 안착되고, 다수의 다리(320)가 탄성 와이어(200)의 외주면을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
이때, 사용자는 탄성 와이어 고정체(200)의 다리(320)에 탄성 와이어 수용공간(320S) 방향으로 외력을 가해 형태를 변형시켜 다리(320)가 탄성 와이어(200)를 파지하도록 할 수 있다.
도 6의(c)는 탄성 와이어 고정체(300)가 삽입 홀(140)에 삽입되는 상태이다.
구체적으로, 탄성 와이어 고정체(300)의 다리(320)가 삽입 홀(140)로부터 다리(320)가 탄성 와이어 수용공간(320S) 방향으로 외력을 받아 고정돌기(321)가 탄성 와이어(200)를 더욱 강하게 가압할 수 있다.
이때, 고정돌기(321)는 탄성 와이어(200)를 파고들어갈 수도 있다.
도 6의 (d)는 탄성 와이어 고정체(300)가 삽입 홀(140)에 완전히 삽입되어 결합된 상태이다.
구체적으로, 탄성 와이어 고정체(300)의 다리(320)가 탄성 와이어 고정체(300)를 파지한 상태로 삽입 홀(140)에 완전히 삽입되고, 안착돌기(311)가 튜브(100)의 상면에 결합될 수 있다.
이에, 탄성 와이어 고정체(300)는 당기거나 미는 외력에 의해 탄성 와이어(200)가 튜브(100)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이로 인해, 탄성 와이어 고정체(300)는 탄성 와이어(200)의 이탈로 인해 발생할 수 있는 의료 사고를 방지할 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 탄성 와이어 고정체(300)는 고정나사(330)에 의해 튜브(100)의 상면에 결합될 수 있다.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 탄성 와이어 고정체(300)의 안착돌기(311)에 나사 홀(311H)이 형성될 수 있다.
이때, 안착돌기(311)가 안착되는 튜브(100)의 상면에 나사 홀(311H)과 대응되는 형태로 연통되어 형성되는 고정 홀(미도시)이 형성될 수 있다.
이에, 탄성 와이어 고정체(300)는 고정나사(330)를 통해 튜브(100)에 안정적으로 결합될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 고리걸이가 형성된 것을 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 고리걸이를 분해한 일부분해도이며, 도 11은 도 9의 고리걸이를 도시한 사시도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 엔드 이펙터(1)는 고리걸이(400)를 더 포함할 수 있다.
이때, 탄성 와이어(200)는 수직방향으로 길이를 가지는 원통의 형태로 하면에 형성되되, 외주면을 따라 나사산이 형성된 결합돌기(210)를 포함할 수 있다.
여기서, 결합돌기(210)는 탄성 와이어(200)의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 다양한 직경으로 형성될 수 있다.
고리걸이(400)는 결합돌기(210)에 결합되어 탄성 와이어(200)의 걸이를 형성할 수 있다.
구체적으로, 도 11을 참조하면, 고리걸이(400)는 결합부(410) 및 고리부(420)를 포함할 수 있다.
결합부(410)는 내부에 결합돌기(210)와 대응되는 결합 홀(411)이 형성된 원통 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로, 결합 홀(411)은 결합돌기(210)가 삽입되어 결합될 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
이에, 고리걸이(400)는 탄성 와이어(200)로부터 탈착하여 사용할 수 있다.
고리부(420)는 고리의 형태로 절곡되어 결합부(410) 하단에 형성될 수 있다.
여기서, 고리부(420)는 사용자의 요구에 따라 후크, U자, O자 등 다양한 형태의 고리모양으로 형성될 수 있다.
이에, 사용자는 고리걸이(400)의 고리부(420)에 외부장치를 연결하여 외력이 가하거나 고리부(420)를 통해 사람의 힘을 가함으로써, 외력을 안정적으로 가할 수 있다.
또한, 외력이 가해질 탄성 와이어(200)에만 선택적으로 고리걸이(400)를 결합하여 사용할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터에 주름관이 형성된 것을 도시한 사시도이고, 도 13의 (a) 내지 (c)는 도 12의 굽혀지는 동작을 나타낸 예시도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 엔드 이펙터(1)는 주름관(500)을 더 포함할 수 있다.
주름관(500)은 강체(110)와 같은 직경을 가지며 주름이 형성된 관의 형태로 이격공간(100S)에 형성되어 이격공간(100S)에 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 주름관(500)은 강체(110)와 강체 링(120) 또는 탄성체 링(130) 사이, 강체 링(120)과 탄성체 링(130) 사이사이에 형성되어 각각의 구성들을 연결시킬 수 있다.
이에, 주름관(500)은 튜브(100)가 굽혀지는 방향에 따라 압축되거나 펼쳐질 수 있다.
또한, 주름관(500)은 연질의 재질로 형성되는데, 바람직하게는 실리콘, EVA, TPU 등의 인체에 무해한 탄성재질 또는 열가소성 재질로 제작할 수 있다.
이러한 주름관(500)은 압축되거나 펼쳐질 때 발생하는 탄력으로 인해, 튜브(100)가 굴곡되거나 초기형태로 복귀될 때 탄력적으로 변형될 수 있다.
이에, 사용자가 엔드 이펙터(1)를 보다 편리하게 사용할 수 있다.
또한, 주름관(500)은 튜브(100)의 이격공간(100S)를 감싸 엔드 이펙터(1) 내부가 외부로 노출되는 것을 방지함으로써, 이물질을 막아 이물질로 인한 의료 사고를 방지할 수 있다.
또한, 주름관(500)은 탄성 와이어(200)가 탄성력이 떨어지더라도, 자체적인 탄성을 가지고 있어, 튜브(100)가 초기형태로 복귀되도록 할 수 있다.
도 13의 (a) 내지 (c)를 참조하여 주름관(500)의 동작을 정리하자면, (a)는 엔드 이펙터(1)의 초기상태이다.
이때, 주름관(500)은 압축된 상태로 엔드 이펙터(1)의 길이가 최대한 축소된 상태로 유지할 수 있다.
도 13의 (b)는 튜브(100)의 일면에 삽입된 탄성 와이어(200)에 당기는 외력을 가하고, 타면으로 갈수록 점점 각각의 탄성 와이어(200)에 밀어내는 외력을 가하는 상태이다.
여기서, 일면의 탄성체 링(130)이 당기는 외력에 의해 수축 변형될 때, 수축 변형되는 힘에 의해 주름관(500)이 더욱 압축될 수 있다.
또한, 타면의 탄성 와이어(200)의 밀어내는 외력에 의해 타면의 주름관(500)이 펼쳐지면서 튜브(100)가 굴곡될 수 있다.
또한, 일면과 타면 사이에 형성되는 주름관(500)은 일면에 인접할수록 압축되고, 타면에 인접할수록 펼쳐질 수 있다.
도 13의 (c)는 (b)의 상태에서 탄성 와이어(200)의 당기거나 밀어내는 외력이 더 강해진 상태로, (b)의 상태보다 일면의 주름관(500)이 더욱 압축되고, 타면의 주름관(500)이 더욱 펼쳐진 것을 확인할 수 있다.
이때, 탄성 와이어(200)에 외력을 제거하면 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 복귀할 수 있다.
여기서, 주름관(500)은 탄성으로 인해 일면과 타면이 초기상태로 복귀될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및/또는 시스템을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 장치, 그 장치에 포함된 구성 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
또한, 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터
100 : 튜브
100S : 이격공간
110 : 강체
120 : 강체 링
130 : 탄성체 링
140 : 삽입 홀
150 : 중앙 홀
200 : 탄성 와이어
210 : 결합돌기
300 : 탄성 와이어 고정체
310 : 헤드
311 : 안착돌기
311H : 나사 홀
320 : 다리
320S : 탄성 와이어 수용공간
321 : 고정돌기
330 : 고정나사
400 : 고리걸이
410 : 결합부
411 : 결합 홀
420 : 고리부
500 : 주름관
100 : 튜브
100S : 이격공간
110 : 강체
120 : 강체 링
130 : 탄성체 링
140 : 삽입 홀
150 : 중앙 홀
200 : 탄성 와이어
210 : 결합돌기
300 : 탄성 와이어 고정체
310 : 헤드
311 : 안착돌기
311H : 나사 홀
320 : 다리
320S : 탄성 와이어 수용공간
321 : 고정돌기
330 : 고정나사
400 : 고리걸이
410 : 결합부
411 : 결합 홀
420 : 고리부
500 : 주름관
Claims (6)
- 길이를 가지는 관 형태로 형성된 강체의 상측에 강체 링과 탄성체 링이 연속되게 적층되어 형성되되, 상기 강체, 상기 강체 링 및 상기 탄성체 링이 서로 이격공간을 형성하고, 길이방향을 따라 다수의 삽입 홀이 형성된 튜브 및
탄성 소재로 상기 삽입 홀과 대응되는 형태로 형성되되, 상기 삽입 홀에 삽입되어 상단이 상기 튜브의 상단에 고정되는 다수의 탄성 와이어를 포함하는 탄성체 적층 구조로 형성된 의료용 엔드 이펙터.
- 제 1항에 있어서,
상기 엔드 이펙터는,
상기 탄성 와이어가 당겨지는 힘에 의해 인장 변형되어 상기 탄성체 링의 형태 및 이격공간이 변형됨으로써 상기 튜브가 굴곡되는 것을 특징으로 하는 탄성체 적층 구조로 형성된 의료용 엔드 이펙터.
- 제 1항에 있어서,
상기 엔드 이펙터는,
상기 삽입 홀 상단에 삽입되어 상기 탄성 와이어를 고정하는 탄성 와이어 고정체를 더 포함하고,
상기 탄성 와이어 고정체는,
원판의 형태로 형성되되, 양 측면에 안착돌기가 형성된 헤드 및
수직방향으로 길이를 가지는 판의 형태로 상기 헤드의 하면에 형성되되, 내면에 상기 탄성 와이어를 가압하는 고정돌기가 형성된 다수의 다리를 포함하는 탄성체 적층 구조로 형성된 의료용 엔드 이펙터.
- 제 3항에 있어서,
상기 탄성 와이어 고정체는,
상기 탄성 와이어가 하부에 상기 다리와 이격되어 위치하고, 상기 삽입 홀에 삽입될 경우, 상기 다리가 변형되어 상기 탄성 와이어를 가압하는 것을 특징으로 하는 탄성체 적층 구조로 형성된 의료용 엔드 이펙터.
- 제 1항에 있어서,
상기 탄성 와이어는,
수직방향으로 길이를 가지는 원통의 형태로 하면에 형성되되, 외주면을 따라 나사산이 형성된 결합돌기를 포함하고,
상기 엔드 이펙터는,
상기 결합돌기에 결합되어 상기 탄성 와이어의 걸이를 형성하는 고리걸이를 더 포함하고,
상기 고리걸이는,
내부에 상기 결합돌기와 대응되는 결합 홀이 형성된 원통 형태의 결합부 및
고리의 형태로 절곡되어 상기 결합부 하단에 형성된 고리부를 포함하는 탄성체 적층 구조로 형성된 의료용 엔드 이펙터.
- 제 1항에 있어서,
상기 엔드 이펙터는,
상기 강체와 같은 직경을 가지며 주름이 형성된 관의 형태로 상기 이격공간에 형성되어 상기 이격공간 사이에 이물질이 침투하는 것을 방지하는 다수의 주름관을 더 포함하는 탄성체 적층 구조로 형성된 의료용 엔드 이펙터.
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ID=87155821
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210192582A KR20230104334A (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 탄성체 적층 구조의 의료용 엔드 이펙터 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230104334A (ko) |
-
2021
- 2021-12-30 KR KR1020210192582A patent/KR20230104334A/ko not_active Application Discontinuation
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