KR20230174489A - 수술로봇용 수술도구 고정장치 - Google Patents

수술로봇용 수술도구 고정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수술로봇용 수술도구 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 드릴과 같이 샤프트를 갖는 수술도구의 샤프트 지지용 슬리브를 안정적으로 고정, 지지함으로써 관련 부품의 변형을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있고, 수술도구의 분리 및 조립동작을 어려움 없이 편리하고 안정적으로 수행할 수 있는 수술로봇용 수술도구 고정장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치는 수술로봇용 수술도구 고정장치에 있어서, 샤프트를 갖는 수술도구를 지지하는 슬리브; 상기 슬리브가 결속되는 척몸체, 상기 수술도구를 고정하도록 상기 척몸체에 내장되어 상기 샤프트를 선택적으로 고정하는 척, 상기 척의 물림동작 및 물림해제동작을 위한 조작력을 인가하는 조작력인가부를 구비한 척장치부; 상기 척장치부가 설치되고 로봇 암의 말단부에 장착되는 홀더부;를 포함하고, 상기 홀더부에 연장, 형성되고 상기 슬리브가 요동되지 않게 안착, 지지되는 슬리브지지부; 및 상기 조작력인가부에 접속되어 조작력을 인가하는 조작핸들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수술로봇용 수술도구 고정장치{SURGICAL TOOL FIXING DEVICE FOR ORTHOPEDIC SURGICAL ROBOT}
본 발명은 수술로봇용 수술도구 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 드릴과 같이 샤프트를 갖는 수술도구의 샤프트 지지용 슬리브를 안정적으로 고정, 지지함으로써 관련 부품의 변형을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있고, 수술도구의 분리 및 조립동작을 어려움 없이 편리하고 안정적으로 수행할 수 있는 수술로봇용 수술도구 고정장치에 관한 것이다.
일반적으로 관절질환의 수술적 치료는 관절 내시경 수술, 연골 세포 이식술 등이 있고, 중증의 질환일 경우 인공관절 수술을 받게 되는데, 인공관절 수술은 의료인의 수작업에 의한 수작업 인공관절 수술과, 로봇을 이용한 인공관절 수술이 대표적으로 이용되고 있다.
로봇을 이용한 인공관절 수술은 컴퓨터에 입력된 정보에 따라 로봇의 위치 가변형 팔의 말단부에 장착된 절삭장치의 커터를 회전시켜 무릎뼈를 깎아내고 인공무릎관절(임플란트)를 장착하는 시술법으로 드릴과 같은 절삭도구(이하 '드릴'이라 칭함)를 포함하는 절삭장치를 이용하고 있다.
첨부도면 도1a는 종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치를 설명하기 위한 조립된 상태를 나타낸 사시도, 도1b는 종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치를 설명하기 위한 분리사시도이다.
도1a 및 도1b를 참조하면, 종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치(A)는 절삭작용을 수행하는 드릴(100)을 지지하는 슬리브(200), 드릴을 잡아주는 척장치부(300), 척장치부가 설치되고 로봇의 위치가변형 팔(미도시)의 말단부에 장착되는 홀더부(400), 드릴을 척장치부(300)에 고정하거나 해제하는 조작력을 인가하는 조작너트(500), 드릴에 회전력을 제공하도록 홀더부(400)의 후방에 접속되는 모터접속부재(600)에 장착되는 모터(미도시)를 구비한다.
전술한 구성요소를 보다 구체적으로 설명하면 드릴은 절삭날이 형성된 헤드(110)와, 헤드(110)에 연장하여 형성되며 환봉 형상의 샤프트(120)로 구성되어 있다. 이 드릴(100)은 샤프트(120)의 후단측이 모터와 연결되어 회전되면서 절삭작용을 수행하고, 샤프트(120)의 외주면은 슬리브(200)에 의해 회전 가능하도록 지지되어 샤프트(120)가 회전할 때에 떨림이나 휨이 발생하지 않도록 되어 있으며, 슬리브(200)의 외측으로는 헤드(110)가 돌출되어 이 헤드(110)의 회전에 의해 뼈의 절삭작용을 수행하도록 되어 있다.
슬리브(200)는 직경이 작은 파이프부(210)와, 척장치부(300)에 체결되도록 파이프부의 일측 단부에 형성되는 체결캡(220)를 구비한 것으로, 이 슬리브의 내부에는 드릴의 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링(230), 스페이서(240) 등이 삽입된다.
척장치부(300)는 척몸체(310)의 앞쪽에 구비된 척(320, 통상 콜렛(collet)으로 호칭되기도 하는 것으로 드릴 등의 샤프트를 고정하는 부분이고 통상 3~4개의 턱이 방사형으로 이동됨)이 모아지거나 벌어지면서 드릴의 샤프트를 가압하여 물림동작(클램핑동작)을 수행하거나 물림해제동작(언클램핑)을 수행하는 구성으로서, 주지된 척고정장치 중에서 정형외과, 치과 등에 적용되는 의료용 척고정장치를 적용할 수 있다. 그리고, 척몸체(310)에는 조작너트(500)가 체결되는 조절나사부와 같은 조작력인가부(미도시)가 형성되어 조작너트(500)의 일방향 회전시에 척이 모아지면서 샤프트를 가압, 고정하고, 조작너트의 역방향 회전시에 척이 벌어지면서 샤프트의 고정상태가 해제된다.
전술한 종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치는 드릴(100)을 지지하면서 절삭작용을 수행하도록 하는 작용을 수행하지만 이하와 같은 문제점이 초래되는 한계점이 있다.
종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치(A)는 절삭과정에서 드릴(100)을 좌측 및 우측으로 이동시키는 과정에서 좌측 및 우측으로 작용하는 큰 부하가 슬리브(200)로 전달되는데, 슬리브(200)가 장 길이의 외팔보 구조이고 별도의 지지수단 없이 이격거리(d)를 갖는 방식으로 척몸체(310)의 앞쪽에 나사 결합된 상태이므로 좌측 또는 우측으로 큰 부하를 받게 되면 미세한 좌우 변형이 유발된다. 이러한 슬리브(200)의 변형에 따라 드릴(100)의 샤프트(120) 및 관련 부품(베어링)의 변형을 초래하여 내구성을 저하시키게 되고, 샤프트(120)가 고정되는 척장치부(300)의 변형 또한 초래하여 내구성을 저하시키는 한계점이 있다. 이로 인해, 잦은 부품 교환에 따른 유지보수비의 상승과, 안정적인 수술이 불가능하고 안전사고의 우려가 높을 뿐만 아니라 수술의 휴지시간이 증가하는 단점이 있다.
그리고, 종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치는 드릴(100)의 세척이나 교체를 위한 분리하고자 할 경우 조작너트(500)를 회전시켜 척장치부(300)로부터 샤프트(120)의 고정상태를 해제하거나 조임력을 인가하여야 하는데, 사용자가 여성 간호사와 같이 악력이 약할 경우 조작이 매우 힘들고, 잠금상태를 견고하게 조작할 수 없어서 오조작이나 안전사고를 유발할 수 있는 단점이 있다.
한국등록특허 제10-2359592호 "절삭툴의 용이한 체결을 위한 홀더" 일본등록특허 제6385275호 "하우징으로부터 연장되는 절단 악세사리 및 하우징에 대한 절단 악세사리의 위치를 확립하는 액추에이터를 구비하는 수술 기구"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 샤프트를 갖는 수술도구의 샤프트 지지용 슬리브를 안정적으로 고정, 지지함으로써 관련 부품의 변형을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 수술로봇용 수술도구 고정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 수술도구의 분리 및 조립동작을 작은 힘으로 편리하고 안정적으로 수행할 수 있도록 한 수술로봇용 수술도구 고정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치는 수술로봇용 수술도구 고정장치에 있어서, 샤프트를 갖는 수술도구를 지지하는 슬리브; 상기 슬리브가 결속되는 척몸체, 상기 수술도구를 고정하도록 상기 척몸체에 내장되어 상기 샤프트를 선택적으로 고정하는 척, 상기 척의 물림동작 및 물림해제동작을 위한 조작력을 인가하는 조작력인가부를 구비한 척장치부; 상기 척장치부가 설치되고 로봇 암의 말단부에 장착되는 홀더부;를 포함하고, 상기 홀더부에 연장, 형성되고 상기 슬리브가 요동되지 않게 안착, 지지되는 슬리브지지부; 및 상기 조작력인가부에 접속되어 조작력을 인가하는 조작핸들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬리브는 상기 샤프트가 수용되는 파이프부와, 상기 파이프부의 내측 단부에 형성되고 상기 척몸체에 결속되는 체결캡을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 슬리브지지부는, 상기 홀더부에 연장되는 지지돌부와, 상기 체결캡이 밀착 지지되도록 상기 지지돌부의 단부에 형성되는 슬리브안착부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 지지돌부는 내부에 상기 조작력인가부가 위치하는 조작공간부가 마련되도록 전방으로 돌출되고, 상기 슬리브안착부는 상기 척몸체가 삽입되는 척홀과, 상기 체결캡의 말단 면이 밀착되도록 대응하는 형상의 밀착면이 형성된 링으로 구성될 수 있다.
상기 조작핸들은 상기 조작력인가부에 맞물림 되도록 상기 조작공간부에 배치되는 맞물림부와, 상기 맞물림부에 연장되는 핸들부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 핸들부는, 상기 조작공간부의 내부에 배치 조립될 수 있도록, 상기 조작력인가부의 일측 외면에 맞물림 되는 제1 맞물림부와 상기 제1 맞물림부 양단에 연장되고 체결공이 형성된 제1 핸들부가 구비된 제1 핸들부; 상기 조작력인가부의 타측 외면에 맞물림 되는 제2 맞물림부와 상기 제2 맞물림부 양단에 연장되고 체결공이 형성된 제2 핸들부가 구비된 제2 핸들부; 및 상기 제1 핸들부와 상기 제2 핸들부의 체결공에 체결되는 체결부재를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치는 상기 척장치부의 후방에 접속되고 모터가 결속되는 모터접속부재를 구비하고, 상기 홀더부는 홀더로드와, 상기 홀더로드의 일단에 마련되고 상기 모터접속부재에 결속되는 결속홀과 상기 슬리브지지부가 형성된 홀더헤드, 상기 홀더로드의 타단에 형성되는 연결판, 및 상기 로봇 암의 말단부와의 결속을 위해 상기 연결판에 결속되는 암접속부재를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치에 의하면, 수술시에큰 부하를 작용하면서 드릴을 좌우로 움직이게 되더라도 슬리브의 체결캡 부분이 슬리브지지부에 의해 요동 없이 고정됨에 따라 변형이 차단되면서 드릴의 사프트 및 슬리브에 내장된 베어링 등의 변형이나, 샤프트가 고정되는 척장치부의 변형을 방지할 수 있고 내구성을 향상시킬 수 있으므로 유지보수비를 절감할 수 있고, 수술을 안정적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 안전사고의 위험성을 낮출 수 있고 수술의 휴지시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치에 의하면 수술도구를 분리 및 조립하고자 할 경우 사용자가 조작핸들을 작은 힘으로 정역 회전시키면서 수술도구의 클램핑 및 언클램핑 동작을 간편하게 수행할 수 있고, 비교적 악력 약한 사용자도 손쉽게 조작하여 편리하게 사용할 수 할 수 있다.
도1a는 종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치를 설명하기 위한 조립된 상태를 나타낸 사시도,
도1b는 종래 정형외과 수술로봇용 수술도구 고정장치를 설명하기 위한 분리사시도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치를 나타낸 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치를 나타낸 분리사시도,
도4a 내지 도4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치를 설명하기 위한 부분 확대도로서, 도4a는 주요 구성요소의 분리된 부분을, 도4b는 홀더부 및 슬리브지지부 부분을, 도4c는 조작핸들 부분을, 도4d는 모터접속부재를 나타낸 것이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도5에 의거하여 상세히 설명하되, 도2 내지 도5에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.
한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 수술로봇용 수술도구 고정장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치를 나타낸 사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치를 나타낸 분리사시도, 도4a 내지 도4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치를 설명하기 위한 부분 확대도로서, 도4a는 주요 구성요소의 분리된 부분을, 도4b는 홀더부 및 슬리브지지부 부분을, 도4c는 조작핸들 부분을, 도4d는 모터접속부재를 나타낸 것이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도2 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치(4')는 샤프트를 갖는 수술도구의 샤프트 지지용 슬리브를 안정적으로 고정, 지지하고, 수술도구(1)의 분리 및 조립동작을 간편하게 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로, 슬리브(2), 척장치부(3), 홀더부(4), 슬리브지지부(5) 및 조작핸들(6) 등이 구비되어 있다.
수술도구(1)는 수술에 이용되는 도구로서 샤프트(11)를 갖는 구조라면 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 인공무릎관절(임플란트) 시술시 무릎뼈를 절삭하는 절삭도구로 사용되는 드릴의 고정을 위한 장치로 적용된 예를 기준으로 설명한다. 여기서 수술도구(1)로 적용되는 드릴은 척장치부(3)에 고정되고, 이 척장치부(3)에 구비된 모터연결부(미도시)가 모터(미도시)와 연결되어 회전되면서 절삭작용을 수행하고, 샤프트(11)의 외주면이 슬리브(2)에 의해 회전 가능하게 지지됨에 따라 샤프트(11)가 회전할 때에 떨림이나 휨이 발생하지 않도록 되어 있으며, 슬리브(2)의 외측으로는 헤드(12)가 돌출되어 이 헤드(12)의 회전에 의해 뼈의 절삭작용을 수행하도록 되어 있다.
슬리브(2)는 직경이 작은 파이프부(21)와, 척장치부(3)에 체결되도록 파이프부(21)의 일측 단부에 형성되어 후술되는 척몸체(31)에 체결되는 체결캡(22)을 구비한 것으로, 이 슬리브(2)의 내부에는 드릴의 샤프트(11)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(13), 스페이서(14) 등이 삽입되어 있다.
한편, 척장치부(3)는 척몸체(31)의 앞쪽에 구비된 척(32)이 모아지거나 벌어지면서 드릴의 샤프트(11)를 가압하여 물림동작(클램핑)을 수행하거나 물림해제동작(언클램핑)을 수행하는 구성으로서, 주지된 척장치 중에서 정형외과, 치과 등에 적용되는 의료용 척조절장치를 적용할 수 있으므로 세부 구성에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
예컨대, 척장치부(3)는 도4a에 도시된 바와 같이 슬리브(2)가 결속되는 척몸체(31), 수술도구(1)를 고정하도록 척몸체(31)에 내장되어 샤프트(11)를 선택적으로 고정하는 척(32), 척(32)의 물림동작 및 물림해제동작의 조작력을 인가하는 조작력인가부(33)를 구비한다.
그리고 척몸체(31)에는 대략 중공부를 갖는 환봉형상 몸체의 내부에 조작력인가부(33)의 정역 회전시 내부 스프링 힘에 의해 척(32)이 출몰되는 척이동부재(34) 등이 내장되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면 조작력인가부(33)의 정방향 회전시에 척(32)이 뒤쪽으로 이동하면서 샤프트를 가압, 고정하도록 서로 모아지고, 조작력인가부(33)의 역방향 회전시에 척이 앞쪽으로 이동하여 서로 벌어지면서 샤프트의 고정상태가 해제되도록 하는 작용을 수행한다.
조작력인가부(33)는 척몸체(31)에 형성되는 세레이션(serration) 기어로 구성된 것으로서 결속되는 조작핸들(6)로부터 인가되는 회전력에 의해 정역 회전된다.
도3 및 도4b를 참조하면, 홀더부(4)는 로봇 암(미도시)의 말단부에 장착되는 구성요소로서, 대략 막대 형상을 갖는 홀더로드(41), 홀더로드(41)의 일단인 하방에 형성된 홀더헤드(42), 홀더로드(41)의 타단인 상부에 형성되는 연결판(43), 및 로봇 암 말단부와의 결속을 위해 연결판(43)에 결속되는 암접속부재(44)를 구비한다.
홀더헤드(42)는 후술되는 모터접속부재(7)가 삽입되는 결속홀(422)을 갖는 링몸체(421)로 형성된 것으로서, 링몸체(421)에 결속홀(422)과 연통되게 스크류홀(423)이 천공되어 있고, 전술한 슬리브지지부(5)가 전방으로 돌출되게 구성되어 있다.
예컨대 암접속부재(44)는 도3에 도시된 바와 같이 대향되는 로봇 암(미도시)에 장착된 로봇측 클램프부재(미도시)에 결속되는 클램프부재로 구성된 것으로, 클램프부재는 복수의 체결공이 형성된 원판형의 클램프몸체(441)와, 로봇측 클램프부재의 클램링축에 삽입되거나 결합되는 걸림홀(443)이 형성된 클램프돌부(442)를 구비한다.
한편, 슬리브지지부(5)는 홀더부(4)에 연장, 형성되어 슬리브(2)를 요동되지 않게 안착, 지지하는 구성요소로서, 홀더부(4)에 연장되는 지지돌부(51)와, 슬리브(2)의 체결캡(22)이 밀착 지지되도록 지지돌부(51)의 단부에 형성되는 슬리브안착부(52)를 포함한다.
지지돌부(51)는 내부에 조작력인가부(33)가 위치하는 조작공간부(53)가 마련되도록 홀더헤드(42)로부터 전방으로 돌출, 형성된 것으로서 척장치부(3)의 물림동작을 위한 조작핸들(6)의 정방향 회전과, 척장치부(3)의 물림해제동작을 위한 조작핸들(6)의 역방향 회전에 장애가 초래되지 않도록 대략 180°각도(180°각도에서 지지돌부의 두께를 제외한 각도)로 2개가 형성되어 있다.
슬리브안착부(52)는 지지돌부(51)의 돌출단부에 형성되는 것으로 척몸체(31)가 삽입되는 척홀(54)이 형성된 링으로 구성되어 있다. 여기서, 링은 체결캡(22)의 말단 면이 밀착되도록 대응하는 형상의 밀착면을 갖는 구조로 되어 있다.
조작핸들(6)은 조작력인가부(33)에 접속되어 조작력을 인가하기 위해 조작공간부(53)에 배치되는 구성요소로서, 조작력인가부(33)에 맞물림 되는 맞물림부와 맞물림부에 돌출되는 핸들부를 구비한다.
보다 구체적으로 설명하면, 조작핸들(6)은 도4a 및 도4c에 도시된 바와 같이 슬리브지지부(5)의 내부에 마련된 조작공간부(53)에 배치되어 조립 가능하도록 구성되는 것이 중요하다.
이를 위해 조작핸들(6)은 제1 핸들부(61), 제2 핸들부(62) 및 제1 핸들부와 제2 핸들부를 결속하는 체결부재(63)를 구비한 분리 가능한 구조로 구성되어 있다.
제1 핸들부(61)는 조작력인가부(33)의 일측 외면에 맞물림 되는 구성으로 대략 반구 형상을 갖는 몸체의 내면에 조작력인가부(33,세레이션 기어)와 치합하는 세레이션 기어가 형성된 제1 맞물림부(611)와, 이 제1 맞물림부(611)의 양단에 연장되고 체결공이 형성된 제1 핸들부(612)가 구비되어 있다.
제2 핸들부(62)는 조작력인가부(33)의 타측 외면에 맞물림 되는 구성으로 대략 반구 형상을 갖는 몸체의 내면에 조작력인가부(33,세레이션 기어)와 치합하는 세레이션 기어가 형성된 제2 맞물림부(621)와, 이 제2 맞물림부(621)의 양단에 연장되고 체결공이 형성된 제2 핸들부(622)가 구비되어 있다.
체결부재(63)는 제1 핸들부(61)와 제2 핸들부(62)의 체결공에 체결되는 부재로서, 통상의 스크류로 구성되어 있다.
한편 상기한 척장치부(3)는 후방에 접속되고 모터(미도시)가 결속되는 모터접속부재(7)가 구성되어 있다.
모터접속부재(7)는 도4a 및 도4d에 도시된 바와 같이 내부에 드릴의 샤프트(11)가 배치되는 중공홀이 형성된 환봉형몸체(71)의 외주면에 나사부(72) 및 결속홈(73)이 형성되어 있고, 나사부(72)에는 홀더헤드(72)의 스크류홀(423)을 통해 삽입되는 스크류(65)의 단부가 수용되는 스크류홈(74)이 요입되어 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치의 작용을 간략하게 설명한다.
전술한 수술도구 고정장치(4')의 모터접속부재(7)에 모터(M)를 조립하고, 암접속부재(44) 부분을 정형외과 수술로봇의 로봇 암(미도시)에 구비된 클램핑부재(미도시)에 조립하고, 컴퓨터에 입력된 정보에 따라 작동되는 수술로봇의 로봇 암이 수술 부위로 수술도구 고정장치(A')를 정위치한다.
이러한 상태에서 컴퓨터에 입력된 정보에 따라 모터가 작동되면 수술도구(1)로서 척장치부(3)에 고정된 드릴이 회전되고 무릎뼈의 설정 시술 부위를 절삭하게 되고 이러한 절삭과정이 수행되면 정해진 순서에 따라 인공무릎관절(임플란트)를 장착하는 방식으로 시술을 수행한다.
그리고, 모터의 회전에 따라 수술도구(1)가 회전되는 과정에서 샤프트(11)가 슬리브(2)의 파이프부(21)에 의해 지지되어 안정적으로 회전된다. 이때, 슬리브(2)의 체결캡(22)은 척몸체(31)의 앞쪽에 결속됨과 동시에 체결캡(22) 단부의 면이 슬리브안착부(52)에 면접촉 방식으로 요동이 불가능한 밀착구조로 조립되는 것이므로 종래 슬리브와 홀더헤드 사이에 형성되던 이격거리(d, 도1a 참조)가 생성되지 않아 절삭과정에서 수술도구를 좌측 또는 우측으로 힘을 주면서 이동하게 되더라도 미세한 좌우 변형이 유발되지 않게 된다.
이와 같이 슬리브(2)의 체결캡(22) 부분이 슬리브지지부(5)에 의해 요동 없이 고정되어 변형이 차단되면 드릴의 사프트(11) 및 슬리브(2)에 내장된 베어링 등의 변형을 방지할 수 있고 내구성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 샤프트가 고정되는 척장치부(3)의 변형 또한 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 유지보수비를 절감할 수 있고, 수술을 안정적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 안전사고의 위험성을 낮출 수 있고 수술의 휴지시간을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치는 수술도구인 드릴의 세척 시 또는 교체 시 분리 및 조립하고자 할 경우 사용자가 조작핸들(6)에 돌출되어 있는 제1 및 제2 핸들부(612,622)가 거치한 상태에서 정방향으로 180°회전시키고, 역방향으로 180°회전시키는 방식으로 척장치부(3)에 의한 수술도구(1) 샤프트의 물림동작과 물림해제동작을 간편하게 수행할 수 있고, 악력이 약한 여자 간호사 등도 어려움 없이 편리하게 조작할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 수술로봇용 수술도구 고정장치의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:수술도구 11:샤프트
12:헤드 2:슬리브
21:파이프부 22:체결캡
3:척장치부 31:척몸체
32:척 33:조작력인가부
4:홀더부 41:홀더로드
42:홀더헤드 43:연결판
44:암접속부재 5:슬리브지지부
51:지지돌부 52:슬리브안착부
6:조작핸들 61:제1 핸들부
611:제1 맞물림부 612:제1 핸들부
62:제2 핸들부 621:제1 맞물림부
622:제1 핸들부 7:모터접속부재

Claims (5)

  1. 수술로봇용 수술도구 고정장치에 있어서,
    샤프트를 갖는 수술도구를 지지하는 슬리브;
    상기 슬리브가 결속되는 척몸체, 상기 수술도구를 고정하도록 상기 척몸체에 내장되어 상기 샤프트를 선택적으로 고정하는 척, 상기 척의 물림동작 및 물림해제동작을 위한 조작력을 인가하는 조작력인가부를 구비한 척장치부;
    상기 척장치부가 설치되고 로봇 암의 말단부에 장착되는 홀더부;를 포함하고,
    상기 홀더부에 연장, 형성되고 상기 슬리브가 요동되지 않게 안착, 지지되는 슬리브지지부; 및
    상기 조작력인가부에 접속되어 조작력을 인가하는 조작핸들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술로봇용 수술도구 고정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 샤프트가 수용되는 파이프부와, 상기 파이프부의 내측 단부에 형성되고 상기 척몸체에 결속되는 체결캡을 포함하고,
    상기 슬리브지지부는, 상기 홀더부에 연장되는 지지돌부와, 상기 체결캡이 밀착 지지되도록 상기 지지돌부의 단부에 형성되는 슬리브안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술로봇용 수술도구 고정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지돌부는 내부에 상기 조작력인가부가 위치하는 조작공간부가 마련되도록 전방으로 돌출되고,
    상기 슬리브안착부는 상기 척몸체가 삽입되는 척홀과, 상기 체결캡의 말단 면이 밀착되도록 대응하는 형상의 밀착면이 형성된 링으로 구성되며,
    상기 조작핸들은 상기 조작력인가부에 맞물림 되도록 상기 조작공간부에 배치되는 맞물림부와, 상기 맞물림부에 연장되는 핸들부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술로봇용 수술도구 고정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 핸들부는, 상기 조작공간부의 내부에 배치 조립될 수 있도록, 상기 조작력인가부의 일측 외면에 맞물림 되는 제1 맞물림부와 상기 제1 맞물림부 양단에 연장되고 체결공이 형성된 제1 핸들부가 구비된 제1 핸들부; 상기 조작력인가부의 타측 외면에 맞물림 되는 제2 맞물림부와 상기 제2 맞물림부 양단에 연장되고 체결공이 형성된 제2 핸들부가 구비된 제2 핸들부; 및 상기 제1 핸들부와 상기 제2 핸들부의 체결공에 체결되는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술로봇용 수술도구 고정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 척장치부의 후방에 접속되고 모터가 결속되는 모터접속부재를 구비하고,
    상기 홀더부는 홀더로드와, 상기 홀더로드의 일단에 마련되고 상기 모터접속부재에 결속되는 결속홀과 상기 슬리브지지부가 형성된 홀더헤드, 상기 홀더로드의 타단에 형성되는 연결판, 및 상기 로봇 암의 말단부와의 결속을 위해 상기 연결판에 결속되는 암접속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술로봇용 수술도구 고정장치.
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