KR101003132B1 - Coil system for controlling microrobot and electromagnetic based actuation system on 2 dimensional plane using the coil system - Google Patents

Coil system for controlling microrobot and electromagnetic based actuation system on 2 dimensional plane using the coil system Download PDF

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Abstract

본 발명에서 시스템의 공간 활용 능력이 향상되는 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템을 개시한다.Disclosed is a coil system structure for controlling a micro robot in which space utilization of the system is improved, and a two-dimensional planar electromagnetic driving system using the same.

본 발명에 따른 코일 시스템 구조는, 마이크로 로봇을 자화시키고 회전 방향을 결정하는 헬름홀쯔 코일 및 상기 마이크로 로봇의 자화력과 상호작용하여 마이크로 로봇의 추진력을 제공하는 맥스웰 코일을 포함하는 코일 시스템 구조에 있어서, 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 임의의 공간을 중심으로 대향되도록 배치되는 X축 코일 시스템; 및 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 상기 공간을 중심으로 대향되도록 배치되되 상기 X축 코일 시스템과 수직으로 설치되는 Y축 코일 시스템으로 이루어진다.The coil system structure according to the present invention is a coil system structure including a Helmholtz coil for magnetizing a micro robot and determining a rotation direction, and a Maxwell coil for interacting with a magnetization force of the micro robot to provide a propulsion force of the micro robot. An X-axis coil system in which a coil system in which any one Helmholtz coil and a Maxwell coil are installed to face each other is arranged to face each other; And a coil system in which any one Helmholtz coil and a Maxwell coil are installed to face each other with respect to the space, and is configured to be perpendicular to the X-axis coil system.

따라서, 본 발명은 소화기관 이동로봇, 혈관 이동로봇, 망막 이동로봇, 뇌피질 이동로봇 등으로 적용될 수 있어 의료 로봇의 기반 기술을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 코일 시스템을 고정화된 구조로 구현함으로써, 시스템 구동을 위한 소음을 제거하여 환자에 대한 진료의 안정성 및 편의성을 제공한다.Therefore, the present invention can be applied to a digestive organ mobile robot, a vascular mobile robot, a retinal mobile robot, a brain cortical mobile robot, etc., thereby securing the base technology of the medical robot. In addition, the present invention by implementing the coil system in a fixed structure, by removing the noise for driving the system to provide the stability and convenience of care for the patient.

마이크로, 로봇, 혈관, 코일, 헬름홀쯔, 맥스웰, 자화, 자성, 전자기장 Micro, Robot, Blood Vessel, Coil, Helmholtz, Maxwell, Magnetized, Magnetic, Electromagnetic Field

Description

마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템{COIL SYSTEM FOR CONTROLLING MICROROBOT AND ELECTROMAGNETIC BASED ACTUATION SYSTEM ON 2 DIMENSIONAL PLANE USING THE COIL SYSTEM}Coil System Structure for Micro Robot Control and Two-Dimensional Planar Electromagnetic Driving System Using Them {COIL SYSTEM FOR CONTROLLING MICROROBOT AND ELECTROMAGNETIC BASED ACTUATION SYSTEM ON 2 DIMENSIONAL PLANE USING THE COIL SYSTEM}

본 발명은 마이크로 로봇의 구동 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 로봇의 방향 및 위치 제어를 위한 코일 시스템의 회동 구조에서 고정된 구조로 구현함으로써, 코일 시스템의 안정적인 구동 제어를 수행하고, 시스템의 관심영역(Region of Interest)을 인체에 적용하기 용이한 형태로 확장할 수 있는 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drive control system of a micro robot, and more particularly, by implementing a fixed structure in the rotation structure of the coil system for controlling the direction and position of the micro robot, to perform a stable drive control of the coil system, The present invention relates to a coil system structure for controlling a micro robot that can extend a region of interest in a form that is easy to apply to a human body, and a two-dimensional planar electromagnetic driving system using the same.

일반적으로 전자기를 이용한 마이크로 로봇의 구동 시스템은, 기본적인 전자석 코일 시스템과 1개의 회전축을 이용하여 마이크로 로봇의 평면 구동이 가능한 구동장치를 가지고 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 전자기 구동 마이크로 로봇 구동모듈(10)은 Helmholtz Coil(13)과 Maxwell Coil(14)의 쌍으로 이루어져 있으며 코일 모듈을 하나의 회전축(11)을 이용하여 회전할 수 있도록 되어 있다.In general, the driving system of a micro robot using electromagnetic has a driving device capable of planar driving of the micro robot using a basic electromagnet coil system and one rotating shaft. That is, as shown in FIG. 1, the conventional electromagnetically driven microrobot driving module 10 is composed of a pair of a Helmholtz Coil 13 and a Maxwell Coil 14, and rotates the coil module using one rotation shaft 11. I can do it.

이는 회전축(11)의 평면상에서 코일 모듈 사이에 균일한 크기의 자속과 일정하게 크기가 증가하는 자속을 발생시키는 것으로, 이를 이용하여 마이크로 로봇의 회전과 이동을 가능하게 할 수 있다. 상술하면, 우선 Helmholtz Coil(13)을 이용하여 균일한 크기의 자속을 발생시켜 마이크로 로봇을 자화시킨 뒤, 회전축을 이용하여 이동을 원하는 방향으로 회전하면, 마이크로 로봇이 균일한 자속을 따라 회전하게 된다.This generates a magnetic flux of uniform size and a magnetic flux of a constant size between the coil modules on the plane of the rotating shaft 11, by which the rotation and movement of the micro robot can be enabled. In detail, first, by using the Helmholtz Coil (13) to generate a magnetic flux of a uniform size to magnetize the micro robot, and then to rotate the movement in the desired direction by using the rotation axis, the micro robot rotates along the uniform magnetic flux .

그리고, 원하는 이동방향으로 회전한 뒤 Helmholtz Coil(13)과 Maxwell Coil(14)을 동시에 이용하여 균일하게 증가하는 자속을 발생시키면 마이크로 로봇은 자속이 증가하거나 감소하는 방향으로 이동한다. 따라서, 회전축의 평면(X-Y평면) 상에서 마이크로 로봇이 원하는 평면 운동을 가능하게 할 수 있다.Then, after rotating in the desired direction of motion and generating a uniformly increasing magnetic flux using the Helmholtz Coil 13 and the Maxwell Coil 14 simultaneously, the micro robot moves in the direction of increasing or decreasing the magnetic flux. Therefore, the micro robot can enable desired plane motion on the plane (X-Y plane) of the rotation axis.

그러나, 종래의 평면 전자기 구동 마이크로 로봇 구동 모듈의 경우에는 평면 내에서만 구동이 가능하지만 코일 시스템을 회전시켜야 하는 단점을 갖고 있다. 따라서, 의료적인 적용에 있어서 코일 시스템의 회전으로 인해 작업할 수 있는 관심영역(ROI : Region of Interest)가 매우 적어지게 되어, 시스템의 활용성이 저하되는 문제점이 발생되고 있다.However, in the case of the conventional planar electromagnetic drive micro robot drive module, the driving is possible only in the plane, but has a disadvantage in that the coil system needs to be rotated. Therefore, in medical applications, a region of interest (ROI) that can be worked due to the rotation of the coil system becomes very small, resulting in a problem that the utility of the system is degraded.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일에 대하여 두 쌍의 고정된 코일 시스템을 구축하고 코일 시스템의 공급 전류를 제어함으로써, 마이크로 로봇의 변위 제어를 수행할 수 있는 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템을 제공함에 있다.The present invention was created to solve this problem, and an object of the present invention is to establish a pair of fixed coil systems for the Helmholtz coil and the Maxwell coil and to control the supply current of the coil system, thereby displacing the microrobot. The present invention provides a coil system structure for controlling a micro robot capable of performing control and a two-dimensional planar electromagnetic driving system using the same.

본 발명의 다른 목적은, 코일 시스템의 고정화된 구조를 토대로 시스템의 안정적 구동을 유도하고 코일 시스템의 관심영역을 최소화함으로써, 시스템의 운용 범위를 넓힐 수 있는 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention, by inducing a stable driving of the system based on the fixed structure of the coil system and by minimizing the region of interest of the coil system, the coil system structure for micro-robot control that can extend the operating range of the system and using the same It is to provide a two-dimensional planar electromagnetic drive system.

본 발명의 또 다른 목적은, 코일 시스템의 회동을 방지하여 시스템의 안전성과 무소음 시스템을 구현함에 따라, 코일 시스템을 의료기기로 적용할 경우 환자에 대한 위압감을 제거할 수 있는 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to prevent the rotation of the coil system to implement the safety and noiseless system of the system, when applying the coil system as a medical device coil for micro robot control that can remove the feeling of pressure on the patient A system structure and a two-dimensional planar electromagnetic drive system using the same are provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조는, 마이크로 로봇을 자화시키고 회전 방향을 결정하는 헬름홀쯔 코일 및 상기 마이크로 로봇의 자화력과 상호작용하여 마이크로 로봇의 추진력 을 제공하는 맥스웰 코일을 포함하는 코일 시스템 구조에 있어서, 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 임의의 공간을 중심으로 대향되도록 배치되는 X축 코일 시스템; 및 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 상기 공간을 중심으로 대향되도록 배치되되 상기 X축 코일 시스템과 수직으로 설치되는 Y축 코일 시스템으로 이루어진 것을 특징으로 한다.Coil system structure for microrobot control in accordance with an aspect of the present invention for achieving the above object, Helmholtz coil for magnetizing the microrobot and determine the direction of rotation and the driving force of the microrobot by interacting with the magnetization force of the microrobot A coil system structure including a Maxwell coil, comprising: an X-axis coil system in which one Helmholtz coil and a coil system in which Maxwell coils are coupled are installed to face each other about an arbitrary space; And a coil system in which any one of the Helmholtz coils and the Maxwell coils are coupled to each other is disposed so as to face the space, and the Y-axis coil system installed perpendicularly to the X-axis coil system.

본 발명의 다른 실시 예로, 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 임의의 공간을 중심으로 대향되도록 배치되는 X축 코일 시스템; 및 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 상기 공간을 중심으로 대향되도록 배치되되 상기 X축 코일 시스템과 소정 각도를 갖고 설치되는 Y축 코일 시스템을 포함하는 일 군(群)의 코일 시스템이 적어도 3등분 이상의 등각(等角)으로 반복 배치되는 것을 특징으로 한다.Another embodiment of the present invention, the X-axis coil system is arranged so that any one of the Helmholtz coil and Maxwell coil is installed so that the coil system is opposed to the center of any space; And a coil system in which any one Helmholtz coil and a Maxwell coil are installed to be opposed to each other with respect to the space, and a Y-axis coil system installed at a predetermined angle with the X-axis coil system. It is characterized in that the coil system is repeatedly arranged at an equiangular shape of at least three or more.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 2차원 평면 전자기 구동 시스템은, 마이크로 로봇의 활동 범위에 준하는 임의의 공간부를 확보하고, 해당 공간부를 중심으로 상호 대향되도록 설치되는 X축 코일 시스템; 상기 X축 코일 시스템과 수직 방향으로 설치되는 Y축 코일 시스템; 상기 마이크로 로봇의 위치를 파악하기 위한 위치인식 시스템; 상기 위치인식 시스템에서 검출된 마이크로 로봇의 움직임 정보와 기 입력된 상기 마이크로 로봇의 노선 정보를 기반으로 마이크로 로봇의 궤적을 제어하도록 상기 X축 코일 시스템 및 Y축 코일 시스템의 전류 제 어를 명령하는 제어부; 및 상기 제어부의 전류 제어 명령에 응답하여 각 코일 시스템으로 해당 전류량을 공급하는 전류 증폭부로 구성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the two-dimensional planar electromagnetic drive system according to an aspect of the present invention for achieving the above object, X-axis coil system is installed so as to secure any space portion corresponding to the active range of the micro robot, and to face each other centered around the space portion ; A Y-axis coil system installed in a direction perpendicular to the X-axis coil system; A position recognition system for identifying a position of the micro robot; Control unit for instructing the current control of the X-axis coil system and Y-axis coil system to control the trajectory of the micro-robot based on the movement information of the micro-robot detected by the position recognition system and the route information of the micro-robot previously input ; And a current amplifier for supplying a corresponding amount of current to each coil system in response to the current control command of the controller.

바람직한 실시 예에 따르면, 상기 위치인식 시스템은 상기 마이크로 로봇의 위치 판독을 위해, X-ray를 통한 영상인식 방법, 마이크로 로봇이 경유해야 할 경로를 도시한 지도와 더불어 내부 위치인식 장치를 이용한 상대적 위치정보 인식 방법, 현미경에 의한 위치 검출 방법, 카메라 시스템을 이용한 위치정보를 식별 방법 중 어느 하나의 방법이 사용되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the position recognition system is a relative position using the internal position recognition device in addition to the image recognition method through the X-ray, a map showing the route to pass through the micro robot for reading the position of the micro robot. Any one of an information recognition method, a position detection method using a microscope, and a method for identifying position information using a camera system is used.

바람직하게는, 상기 X축 코일 시스템은 상기 공간부를 중심으로 대향되도록 X축제1 헬름홀쯔 코일 및 X축제2 헬름홀쯔 코일이 설치되고, 상기 X축제1 헬름홀쯔 코일 및 X축제2 헬름홀쯔 코일의 각 외향으로 밀착 고정되는 X축제1 맥스웰 코일 및 X축제2 맥스웰 코일로 구성되며; 상기 Y축 코일 시스템은 상기 X축 코일 시스템과 수직으로 설치되며, 상기 공간부를 중심으로 대향되도록 Y축제1 헬름홀쯔 코일 및 Y축제2 헬름홀쯔 코일이 설치되고, 상기 Y축제1 헬름홀쯔 코일 및 Y축제2 헬름홀쯔 코일의 각 외향으로 밀착 고정되는 Y축제1 맥스웰 코일 및 Y축제2 맥스웰 코일로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the X-axis coil system is provided with an X-axis first Helmholtz coil and an X-axis second Helmholtz coil so as to face the center of the space portion, each of the X-axis first Helmholtz coil and X-axis second Helmholtz coil An X-axis first Maxwell coil and an X-axis second Maxwell coil that are tightly fixed outwardly; The Y-axis coil system is installed perpendicular to the X-axis coil system, and the Y-axis first Helmholtz coil and the Y-axis second Helmholtz coil are installed so as to face the space portion as the center, and the Y-axis first Helmholtz coil and Y Y-axis first Maxwell coil and Y-axis second Maxwell coil is tightly fixed to each outward direction of the Festival 2 Helmholtz coil.

본 발명에 따른 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템은, 헬름홀쯔 코일과 맥스웰 코일 한 쌍을 상호 수직방향으로 배치하고, 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일로 공급되는 전류량을 제어 하여 마이크로 로봇에 대한 변위 제어를 수행토록 함에 따라, 코일 시스템의 회동 공간을 필요로 하지 않아 시스템의 공간 활용 능력이 향상되는 효과가 있다.A coil system structure for controlling a micro robot according to the present invention and a two-dimensional planar electromagnetic drive system using the same include arranging a pair of Helmholtz coils and Maxwell coils in a vertical direction and varying the amount of current supplied to the Helmholtz coils and Maxwell coils. As the control to perform the displacement control for the micro robot, it does not require the rotation space of the coil system has the effect of improving the space utilization capacity of the system.

또한, 본 발명은 소화기관 이동로봇, 혈관 이동로봇, 망막 이동로봇, 뇌피질 이동로봇 등으로 적용될 수 있어 의료 로봇의 기반 기술을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 코일 시스템을 고정화된 구조로 구현함으로써, 시스템 구동을 위한 소음을 제거하여 환자에 대한 진료의 안정성 및 편의성을 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention can be applied to the gastrointestinal mobile robot, blood vessel mobile robot, retinal mobile robot, brain cortical mobile robot, etc. There is an effect that can secure the base technology of the medical robot. In addition, the present invention by implementing the coil system in a fixed structure, by removing the noise for driving the system has the effect of providing the stability and convenience of care for the patient.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 시스템 구성도이다. 도시된 바와 같이, 마이크로 로봇(229)의 활동 범위에 준하는 임의의 공간부를 확보하고, 해당 공간부를 중심으로 상호 대향되도록 설치되는 X축 코일 시스템(201)과, 상기 X축 코일 시스템(201)과 수직 방향으로 설치되는 Y축 코일 시스템(203)을 포함하여, 상기 마이크로 로봇(229)의 위치를 파악하기 위한 위치인식 시스템(221)과, 상기 위치인식 시스템(221)에서 검출된 마이크로 로봇(229)의 움직임 정보와 기 입력된 상기 마이크로 로봇(229)의 노선 정보를 기반으로 마이크로 로봇(229)의 궤적을 제어하도록 상기 X축 코일 시스템(201) 및 Y축 코일 시스템(203)의 전류 제어를 명령하는 제어부(225)와, 상기 제어부(225)의 전류 제어 명령에 응답하여 각 코일 시스템으로 해 당 전류량을 공급하는 전류 증폭부(227)로 구성된다.2 is a system configuration diagram according to the present invention. As shown in the drawing, an X-axis coil system 201 is installed so as to secure an arbitrary space part corresponding to the range of activity of the micro robot 229, and is disposed to face each other with respect to the space part, and the X-axis coil system 201 and A position recognition system 221 for detecting the position of the micro robot 229 including a Y-axis coil system 203 installed in a vertical direction, and the micro robot 229 detected by the position recognition system 221. Current control of the X-axis coil system 201 and the Y-axis coil system 203 to control the trajectory of the micro-robot 229 based on the movement information of the microrobot 229 and the previously input route information of the micro-robot 229. And a current amplifier 227 for supplying a corresponding amount of current to each coil system in response to the current control command of the controller 225.

전술된 위치인식 시스템(221)은 마이크로 로봇(229)이 인체로 인입될 경우, X-ray를 통한 영상인식 방법이 적용될 수 있으며, 필요에 따라 기존의 지도 예컨대, 마이크로 로봇(229)이 경유해야 할 인체 혈관을 도시한 지도와 더불어 내부 위치인식 장치를 이용한 상대적 위치정보 인식 방법이 사용될 수 있다. 또는 마이크로 로봇(229)이 노출되어 있을 경우, 현미경과 카메라 시스템 등을 이용한 위치정보를 식별할 수 있을 것이다.In the above-described position recognition system 221, when the micro robot 229 is introduced into the human body, an image recognition method through X-ray may be applied, and if necessary, a conventional map, for example, the micro robot 229 must pass through. In addition to a map showing a human blood vessel to be used, a method of recognizing relative location information using an internal location recognition device may be used. Alternatively, when the micro robot 229 is exposed, location information using a microscope and a camera system may be identified.

상기 마이크로 로봇(229)은 자화 가능한 강자성체(Ferro Magnet) 또는 이미 자화가 되어 있는 영구자석(Permanent Magnet)으로 구성되어 외부 전자기장에 의한 자력으로부터 자화되고, 이를 근거로 마이크로 로봇(229)의 구동력을 제공한다.The micro robot 229 is composed of a magnetizable ferro magnet or a permanent magnet that is already magnetized to be magnetized from a magnetic force caused by an external electromagnetic field, and provides a driving force of the micro robot 229 based on the magnetic force. do.

한편, 상기 X축 코일 시스템(201)은 공간부를 중심으로 대향되도록 X축제1 헬름홀쯔 코일(205) 및 X축제2 헬름홀쯔 코일(209)이 설치되고, 상기 X축제1 헬름홀쯔 코일(205) 및 X축제2 헬름홀쯔 코일(209)의 각 외향으로 밀착 고정되는 X축제1 맥스웰 코일(207) 및 X축제2 맥스웰 코일(211)로 구성된다. 상기 Y축 코일 시스템(203)은 상기 X축 코일 시스템(201)과 수직으로 설치되며, 상기 공간부를 중심으로 대향되도록 Y축제1 헬름홀쯔 코일(215) 및 Y축제2 헬름홀쯔 코일(219)이 설치되고, 상기 Y축제1 헬름홀쯔 코일(215) 및 Y축제2 헬름홀쯔 코일(219)의 각 외향으로 밀착 고정되는 Y축제1 맥스웰 코일(213) 및 Y축제2 맥스웰 코일(217)로 구성된다.Meanwhile, the X-axis coil system 201 is provided with an X-axis first Helmholtz coil 205 and an X-axis second Helmholtz coil 209 to face the space portion, and the X-axis first Helmholtz coil 205 is installed. And an X-axis first Maxwell coil 207 and an X-axis second Maxwell coil 211 which are tightly fixed to each outward direction of the X-axis second Helmholtz coil 209. The Y-axis coil system 203 is installed perpendicular to the X-axis coil system 201, and the Y-axis first Helmholtz coil 215 and the Y-axis second Helmholtz coil 219 are disposed to face the space part. And a Y-axis first Maxwell coil 213 and a Y-axis second Maxwell coil 217 which are installed and tightly fixed to the outward directions of the Y-axis first Helmholtz coil 215 and the Y-axis second Helmholtz coil 219. .

상기 X축제1 헬름홀쯔 코일(205) 및 X축제2 헬름홀쯔 코일(209)은 상기 마이크로 로봇(229)의 유동 방향을 X축으로 지정하고, 상기 Y축제1 헬름홀쯔 코일(215) 및 Y축제2 헬름홀쯔 코일(219)은 상기 마이크로 로봇(229)의 유동 방향을 Y축으로 지정한다. 이는 상호 대향되는 헬름홀쯔 코일 간 전자기장의 방향을 정의해 줌으로써, X축 및 Y축 방향의 전자기장을 토대로 마이크로 로봇(229)의 이동 방향을 XY 평면상으로 설정한다.The X-axis first Helmholtz coil 205 and the X-axis second Helmholtz coil 209 designate a flow direction of the micro robot 229 as the X-axis, and the Y-axis first Helmholtz coil 215 and the Y-axis The 2 Helmholtz coil 219 designates the flow direction of the micro robot 229 as the Y axis. This defines the direction of the electromagnetic fields between the Helmholtz coils opposed to each other, thereby setting the moving direction of the micro robot 229 on the XY plane based on the electromagnetic fields in the X-axis and Y-axis directions.

또한, X축제1 맥스웰 코일(207) 및 X축제2 맥스웰 코일(211)은 상기 공간부에서 유기되는 전자기장의 세기를 X축 상에서 유도하기 위한 것으로, 상기 Y축제1 맥스웰 코일(213) 및 Y축제2 맥스웰 코일(217)은 상기 공간부에서 유기되는 전자기장의 세기를 Y축 상에서 유도하기 위해 사용된다. 따라서, X축 및 Y축으로 구비되는 헬름홀쯔 코일에 의해 마이크로 로봇(229)의 이동 방향을 결정하고, X축 및 Y축으로 구비되는 맥스웰 코일에 의해 마이크로 로봇(229)의 이동 속도 또는 세기를 결정한다.In addition, the X-axis first Maxwell coil 207 and the X-axis second Maxwell coil 211 is for inducing the strength of the electromagnetic field induced in the space portion on the X-axis, the Y-axis first Maxwell coil 213 and Y-axis 2 Maxwell coil 217 is used to induce the strength of the electromagnetic field induced in the space portion on the Y axis. Accordingly, the moving direction of the micro robot 229 is determined by the Helmholtz coils provided in the X and Y axes, and the moving speed or the intensity of the micro robot 229 is determined by the Maxwell coils provided in the X and Y axes. Decide

상기 제어부(225)는 전술된 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일에 대한 각각의 전류 제어를 수행하여 각 코일로부터 유기되는 전자기장의 세기 및 방향을 설정한다. 이는 마이크로 로봇(229)이 기 설정된 타겟(Target) 위치로 유동시키기 위한 각 코일 시스템의 전류 값 제어로서, 위치인식 시스템(221)에서 검출된 마이크로 로봇(229)의 현재 위치 정보 및 설정된 타겟에 대응하는 마이크로 로봇(229)의 노선 정보를 토대로 각 코일 시스템에 대한 전자기장의 세기 및 방향이 설정되는 것이다.The controller 225 sets the strength and direction of the electromagnetic field induced from each coil by performing the respective current control on the aforementioned Helmholtz coil and Maxwell coil. This is the current value control of each coil system for the micro robot 229 to flow to a predetermined target position, and corresponds to the current position information and the set target of the micro robot 229 detected by the position recognition system 221. The strength and direction of the electromagnetic field for each coil system are set based on the route information of the micro robot 229.

한편, 본 발명에서는 X축 코일 시스템(201) 및 Y축 코일 시스템(203)이 상호 수직 구조를 갖는 사각형 형태로 구현하고 있으나, 적어도 두 쌍 이상의 X축 코일 시스템 및 적어도 두 쌍 이상의 Y축 코일 시스템으로 구성된 다각형 구조의 코일 시스템이 제공될 수 있을 것이다.Meanwhile, in the present invention, although the X-axis coil system 201 and the Y-axis coil system 203 are implemented in a rectangular shape having a mutually perpendicular structure, at least two pairs of X-axis coil systems and at least two pairs of Y-axis coil systems A coil system having a polygonal structure may be provided.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 코일 시스템을 나타낸 실험 장비이고, 도 4는 코일 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 그래프이다. 도시된 바와 같이, Y축 코일 시스템(203) 사이로 공간부(301)를 확보하고, 상기 Y축 코일 시스템(203) 사이로 설치되되 상기 공간부(301)를 중심으로 대향되도록 X축 코일 시스템(201)을 형성하였다. 사진에서 도시된 바와 같이, X축 코일 시스템(201)은 Y축 코일 시스템(203) 보다 소형화된 구조로 Y축 코일 시스템(203)의 안측 공간에 설치되고 있다.Figure 3 is a test equipment showing a coil system according to the present invention, Figure 4 is a graph for explaining the operating principle of the coil system. As shown, an X-axis coil system 201 is secured between the Y-axis coil system 203 and installed between the Y-axis coil system 203 and opposed to the space 301. ) Was formed. As shown in the photograph, the X-axis coil system 201 is installed in the inner space of the Y-axis coil system 203 in a smaller structure than the Y-axis coil system 203.

이는 본 발명의 실시 예로서 구현된 것으로, 도시된 바와 다르게 X축 코일 시스템(201) 및 Y축 코일 시스템(203)의 직경을 다르게 설정할 수 있을 것이다. 이는 코일 시스템으로 인가되는 전류량에 의해 전자기장을 제어하는 것으로, 코일 시스템으로 권취되는 코일의 턴 수와 공급 전류량에 따라 전자기장을 제어하기 때문에, 코일 시스템의 크기를 결정하는 것은 본 발명의 요지를 벗어날 것이다.This is implemented as an embodiment of the present invention, and as shown, different diameters of the X-axis coil system 201 and the Y-axis coil system 203 may be set. This is to control the electromagnetic field by the amount of current applied to the coil system, and since the electromagnetic field is controlled according to the number of turns and the supply current of the coil wound into the coil system, determining the size of the coil system will be beyond the gist of the present invention. .

상기 공간부(301)의 중심에는 마이크로 로봇(229)이 안착되며, 각 코일 시스템으로부터 유기되는 전자기장의 세기 및 방향에 따라 마이크로 로봇(229)의 방향 및 움직임이 제어된다. 필요에 따라 상기 공간부(301)는 환자에 대한 진료 공간이고, 상기 마이크로 로봇(229)은 환자의 신체 내부 혈관으로 투입된다. 혈관 내부는 혈류에 의한 부하가 발생되며, 마이크로 로봇(229)은 혈류 부하에 비례하는 전자기장의 세기를 제공받는다.The micro robot 229 is seated at the center of the space 301, and the direction and movement of the micro robot 229 are controlled according to the strength and direction of the electromagnetic field induced from each coil system. If necessary, the space 301 is a treatment space for a patient, and the micro robot 229 is injected into blood vessels inside the body of the patient. Inside the blood vessel, a load caused by blood flow is generated, and the micro robot 229 is provided with an intensity of an electromagnetic field proportional to the blood flow load.

이러한 전자기장은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 두 쌍의 헬름홀쯔 코일과 맥스웰 코일을 이용하여 영구자석을 원하는 방향과 위치로 이동시킨다. 이는 x축과 y축의 헬름홀쯔 코일에 의해 HHX와 HHY가 발생되고 이러한 비율에 의해 θ값 즉,

Figure 112008074175028-pat00001
방향으로 균일한 자기장인 HY가 발생되어 자석이 θ방향으로 정렬된다. 그리고 θ의 방향으로 자석이 이동하기 위해 아래의 식 (1)을 이용해야 한다.This electromagnetic field moves the permanent magnet to the desired direction and position using two pairs of Helmholtz coils and Maxwell coils, as shown in FIGS. 4A and 4B. This is because HHX and HHY are generated by the Helmholtz coils on the x-axis and y-axis.
Figure 112008074175028-pat00001
HY, a uniform magnetic field in the direction, is generated so that the magnets are aligned in the θ direction. And in order to move the magnet in the direction of θ, the following equation (1) should be used.

Figure 112008074175028-pat00002
....(1)
Figure 112008074175028-pat00002
....(One)

V는 영구자석의 체적을 나타내고, gx는 x축 방향의 Maxwell coil에 의해 생성되는 자속의 기울기를 나타내고, gy는 y축 방향의 Maxwell coil에 의해 생성되는 자속의 기울기를 나타낸다. M은 영구자석의 자화방향을 나타낸다. Mcosθ는 x축 방향의 성분을 나타내고, Msinθ는 y축 방향의 성분을 나타낸다.V denotes the volume of the permanent magnet, g x denotes the slope of the magnetic flux generated by the Maxwell coil in the x-axis direction, and g y denotes the slope of the magnetic flux generated by the Maxwell coil in the y-axis direction. M represents the magnetization direction of the permanent magnet. Mcosθ represents a component in the x-axis direction, and Msinθ represents a component in the y-axis direction.

여기서 이동하는 방향(힘의 방향)과 영구자석의 자화방향(θ)이 같도록 추진하는 것을 목표로 한다. 앞과 뒤가 구별되어 특정한 임무를 수행하는 물체에 있어서 이러한 진행방법이 옳을 것이다. 이를 위해서는 다음 식 (2)를 만족해야 한다.It aims at pushing here so that the moving direction (the direction of a force) and the magnetization direction (theta) of a permanent magnet may be the same. This approach would be correct for objects with distinct fronts and backs that perform specific tasks. To this end, the following equation (2) must be satisfied.

Figure 112008074175028-pat00003
.... (2)
Figure 112008074175028-pat00003
.... (2)

여기서, 상기 식 (2)를 통해 gx = gy 가 되어야 한다는 것을 알 수 있다. 이는 각 축의 Maxwell coil에 의해 발생되는 자속의 기울기 값이 서로 같아야 하는 것이다.Here, g x through the above formula (2) We can see that it should be = g y . This means that the inclination values of the magnetic fluxes generated by the Maxwell coils in each axis should be the same.

그러면, 영구자석을 추진하기 위해서는 도시된 도면 4a, 4b와 같이 Helmholtz coil을 이용해서 영구자석을 추진하고자 하는 방향으로 정렬시킨다. Helmholtz coil에 의해 생성되는 균일한 자기장의 세기는 벡터로 표현되기 때문에 두 코일의 조합으로 특정방향으로 영구자석을 정렬시킬 수 있다. 다음으로 Maxwell coil을 이용해 각 축방향으로 균일한 세기의 자기장을 형성시킨다. 그렇게 되면 앞의 식에 의해서 영구자석이 정렬된 방향으로 추진할 수 있다. 이 때 Maxwell coil에 의해 발생되는 자속의 기울기 값의 비를 달리하게 되면 속도를 조절할 수 있는 것이다.Then, in order to propel the permanent magnets, as shown in FIGS. 4a and 4b, the permanent magnets are aligned in the direction in which the permanent magnets are to be propelled using the Helmholtz coil. Since the intensity of the uniform magnetic field produced by the helholtz coil is expressed as a vector, the combination of the two coils allows the permanent magnets to be aligned in a specific direction. Next, use a Maxwell coil to form a magnetic field of uniform intensity in each axial direction. Then, the permanent magnet can be pushed in the aligned direction by the above equation. At this time, if the ratio of the gradient value of the magnetic flux generated by the Maxwell coil is changed, the speed can be adjusted.

도 5는 본 발명에 따른 코일 시스템이 의료용으로 적용될 경우를 실시 예로 나타낸 도면이다. 본 실시 예는 코일 시스템이 의료용으로 적용될 수 있음을 설명한 것임에 따라, 본 발명에 따른 기술적 사상이 의료용으로 한정되어서는 아니 될 것이다. 즉, 마이크로 로봇(229)이 인체의 혈관을 따라 특정 위치 예컨대, 암세포가 존재하는 위치로 이동되기 위한 방법론으로 제시될 수 있음을 설명하는 것이다. 도 6은 도 5에서 실시 예로 나타낸 마이크로 로봇의 제어를 설명하는 플로우챠트이다.5 is a view showing an embodiment in which the coil system according to the present invention is applied for medical purposes. As this embodiment has been described that the coil system can be applied for medical use, the technical idea according to the present invention should not be limited to medical use. In other words, the microrobot 229 may be presented as a methodology for moving to a specific location, for example, a location where cancer cells exist along the blood vessel of the human body. FIG. 6 is a flowchart for explaining the control of the micro robot shown in the embodiment of FIG.

도시된 바와 같이, S601 단계에서 피검사자의 혈관을 촬영한다. 혈관 촬영은 CT, MRI, X-ray 등으로 촬영될 수 있다. 촬영된 혈관 사진은 그래픽화된 정보로 저장되며, 혈관의 세분화된 위치 또는 특정 위치를 데이터화하여 전술된 타겟 위치까지의 경로 정보를 생성한다. 경로 정보는 현재의 마이크로 로봇(229)의 위치로부터 타겟 위치까지의 혈관 경로로서, 마이크로 로봇(229)이 혈관을 따라 타겟 위치까지 이동해야 할 경로이다.As shown, the blood vessel of the examinee is photographed in step S601. Angiography may be taken by CT, MRI, X-ray, or the like. The photographed blood vessel photograph is stored as graphical information, and the path information to the target position described above is generated by dataizing the segmented position or the specific position of the vessel. The path information is a blood vessel path from the current position of the micro robot 229 to the target position, and the path for the micro robot 229 to move along the blood vessel to the target position.

따라서, S603 단계로 진입하여 검사자는 상기 혈관 경로 정보를 토대로 마이크로 로봇(229)이 도착해야 할 타겟 위치를 설정한다. 그리고, S605 단계에서 상기 위치인식 시스템(221)을 이용하여 현재 피검자의 혈관으로 투입된 마이크로 로봇(229)을 지속적으로 촬영한다. 이는 마이크로 로봇(229)의 이동 궤적과 상기한 타겟 위치까지의 경로를 매칭시키기 위한 것이다. 상기 위치인식 시스템(221)은 X-ray를 통한 영상인식 방법이 적용되거나, 내부 위치인식 장치를 이용한 상대적 위치정보 인식 방법이 사용될 수 있다.Therefore, in step S603, the inspector sets a target position to which the micro robot 229 should arrive based on the vessel path information. In operation S605, the micro robot 229 continuously photographed using the position recognition system 221 is inserted into the blood vessel of the current subject. This is for matching the movement trajectory of the micro robot 229 and the path to the target position described above. The position recognition system 221 may use an image recognition method through X-ray, or may use a relative position information recognition method using an internal position recognition device.

S607 단계에서, 상기 제어부(225)는 위치인식 시스템(221)에 의해 검출된 마이크로 로봇(229)의 현재 위치 정보와, 상기 혈관 경로 정보, 타겟 정보를 토대로 마이크로 로봇(229)이 이동해야 할 경로를 산출한다. 필요에 따라, 혈관의 크기나 피검자의 상태에 대응하도록 마이크로 로봇(229)의 이동속도 또는 이동 포스의 크기를 설정할 수 있을 것이다.In step S607, the control unit 225 is a path to which the micro robot 229 should move based on the current position information of the micro robot 229 detected by the position recognition system 221, the blood vessel path information, and the target information. To calculate. If necessary, the moving speed of the micro robot 229 or the size of the moving force may be set to correspond to the size of the blood vessel or the state of the subject.

S609 단계로 진입하여, 상기 제어부(225)는 마이크로 로봇(229)의 경로에 따른 이동 방향을 토대로, 상기 X축 헬름홀쯔 코일(205, 209) 및 Y축 헬름홀쯔 코일(215, 219)로 공급해야 할 전류량을 산출한다. 헬름홀쯔 코일로 공급되는 전류는 마이크로 로봇(229)의 자화를 위한 것으로, 혈류 량이나 혈관의 압력에 따라 가변된다. 그리고, S611 단계에서 상기 제어부(225)는 X축 및 Y축으로 구비되는 맥스웰 코일(207, 211, 213, 217)을 기동 제어한다.In step S609, the controller 225 supplies the X-axis Helmholtz coils 205 and 209 and the Y-axis Helmholtz coils 215 and 219 based on the movement direction along the path of the micro robot 229. Calculate the amount of current to be done. The current supplied to the Helmholtz coil is for the magnetization of the microrobot 229 and varies according to the blood flow rate or the pressure of the blood vessel. In operation S611, the control unit 225 controls the start of the Maxwell coils 207, 211, 213, and 217 provided on the X-axis and the Y-axis.

상기 제어부(225)는 기 설정된 마이크로 로봇(229)의 이동 방향에 따른 이동 속도에 대응하여 각각의 맥스웰 코일을 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 이에 따라, 상기 전류 증폭부(227)는 제어부(225)의 제어신호에 응답하여 맥스웰 코일들로 해당 전류량을 공급한다. 전류량 설정은 도 4b 도시된 바와 같이, 마이크로 로봇(229)의 설정된 이동속도 또는 혈류 부하에 비례하여 각 맥스웰 코일로 전류를 공급한다.The controller 225 generates a control signal for driving each Maxwell coil in response to the movement speed of the preset micro robot 229. Accordingly, the current amplifier 227 supplies the current amount to the Maxwell coils in response to the control signal of the controller 225. As shown in FIG. 4B, the current amount is supplied to each Maxwell coil in proportion to the set moving speed or blood flow load of the micro robot 229.

S613 단계에서, 상기 제어부(225)는 마이크로 로봇(229)에 대한 움직임을 감지하고, 궤적에 대한 보정을 수행한다. 이는 혈류의 부하에 대응하기 위한 것으로, 본 과정에서 상기 위치인식 시스템(221)을 통해 마이크로 로봇(229)의 궤적을 인지한다. 따라서, S615 단계를 통해, 상기 제어부(225)는 각각의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일로 인가되는 전류량 정보를 토대로 마이크로 로봇(229)의 움직임이 정상적인지를 판단한다. 예컨대, 코일 시스템으로 인가된 전류량 정보를 기준으로 마이크로 로봇(229)의 유동 속도가 기준치 이하일 경우, 혈류에 의한 부하가 큰 것으로 판단한다. 따라서, 제어부(225)는 S617 단계를 통해 코일 시스템 즉, 각각의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일로 인가되는 전류량을 보정하여 마이크로 로봇(229)의 유동 속도를 보정한다.In step S613, the controller 225 detects a movement of the micro robot 229 and corrects the trajectory. This is to correspond to the load of the blood flow, and in this process it recognizes the trajectory of the micro robot 229 through the position recognition system 221. Therefore, in step S615, the controller 225 determines whether the movement of the micro robot 229 is normal based on the amount of current applied to each Helmholtz coil and Maxwell coil. For example, when the flow rate of the micro robot 229 is below the reference value based on the amount of current information applied to the coil system, it is determined that the load due to blood flow is large. Therefore, the controller 225 corrects the flow rate of the micro robot 229 by correcting the amount of current applied to the coil system, that is, each Helmholtz coil and the Maxwell coil, in step S617.

반면, S615 단계에서 판단한 결과 코일 시스템으로 인가되는 전류량 정보를 기준으로 마이크로 로봇(229)의 유동 속도가 정상범위일 경우, S607 단계로 피드백하여 기 설정된 마이크로 로봇의 경로에 따라 각각의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일로 인가되는 전류량을 조정한다.On the other hand, when the flow velocity of the microrobot 229 is in the normal range based on the amount of current applied to the coil system as a result determined in step S615, the respective Helmholtz coil and the feedback according to the path of the preset microrobot fed back to step S607 Adjust the amount of current applied to the Maxwell coil.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 로봇 제어를 위한 코일 시스템 구조 및 이를 이용한 2차원 평면 전자기 구동 시스템은, 코일 시스템의 고정화된 구조를 토대로 시스템의 안정적 구동을 유도하고 코일 시스템의 관심영역을 최소화함으로써 시스템의 운용 범위를 넓힐 수 있으며, 또한 코일 시스템의 회동을 방지하여 시스템의 안전성과 무소음 시스템을 구현함에 따라, 코일 시스템을 의료기기로 적용할 수 있는 기술적 근거를 마련하여 의료 분야의 기반 산업으로서 그 이용 가치를 충분히 높일 것으로 판단된다.As described above, the coil system structure for controlling the micro robot according to the present invention and the two-dimensional planar electromagnetic drive system using the same induce a stable driving of the system and minimize the region of interest of the coil system based on the fixed structure of the coil system. By extending the operating range of the system, and by preventing the rotation of the coil system to realize the safety and noiseless system of the system, by providing a technical basis for applying the coil system as a medical device, Its value is expected to increase sufficiently.

도 1은 종래 2차원 평면 전자기 구동 시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a conventional two-dimensional planar electromagnetic drive system.

도 2는 본 발명에 따른 2차원 평면 전자기 구동 시스템 개념을 설명하기 위한 구성도이다.Figure 2 is a block diagram for explaining the concept of a two-dimensional planar electromagnetic drive system according to the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예로 나타낸 2차원 평면 전자기 구동 시스템을 나타낸 사진이다.3 is a photograph showing a two-dimensional planar electromagnetic drive system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining the principle of the present invention.

도 5는 본 발명의 사용 예를 설명하기 위한 구성도이다.5 is a configuration diagram illustrating an example of use of the present invention.

도 6은 도 5의 동작 상태를 설명하는 플로우챠트이다.FIG. 6 is a flowchart for explaining an operating state of FIG. 5.

<주요 도면에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main drawings>

201 : X축 코일 시스템 203 : Y축 코일 시스템201: X axis coil system 203: Y axis coil system

205 : X축제1 헬름홀쯔 코일 207 : X축제1 맥스웰 코일205 X axis 1 Helmholtz coil 207 X axis 1 Maxwell coil

209 : X축제2 헬름홀쯔 코일 211 : X축제2 맥스웰 코일209 X axis 2 Helmholtz coil 211 X axis 2 Maxwell coil

213 : Y축제1 맥스웰 코일 215 : Y축제1 헬름홀쯔 코일213: Y-axis first Maxwell coil 215: Y-axis first Helmholtz coil

217 : Y축제2 맥스웰 코일 219 : Y축제2 헬름홀쯔 코일217: Y-axis second Maxwell coil 219: Y-axis second Helmholtz coil

221 : 위치인식 시스템 225 : 제어부221: position recognition system 225: control unit

227 : 전류 증폭부 229 : 마이크로 로봇227: current amplifier 229: micro robot

301 : 공간부301: space part

Claims (10)

마이크로 로봇을 자화시키고 회전 방향을 결정하는 헬름홀쯔 코일 및 상기 마이크로 로봇의 자화력과 상호작용하여 마이크로 로봇의 추진력을 제공하는 맥스웰 코일을 포함하는 코일 시스템 구조에 있어서,A coil system structure comprising a Helmholtz coil for magnetizing a micro robot and determining a rotation direction, and a Maxwell coil for interacting with the magnetizing force of the micro robot to provide a propulsion force of the micro robot. 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 임의의 공간을 중심으로 대향되도록 배치되는 X축 코일 시스템; 및An X-axis coil system in which any one of the Helmholtz coils and the Maxwell coils is installed so that the coil system is opposed to the center of an arbitrary space; And 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 상기 공간을 중심으로 대향되도록 배치되되 상기 X축 코일 시스템과 수직으로 설치되는 Y축 코일 시스템으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일 시스템 구조.The coil system structure of any one of the Helmholtz coil and Maxwell coil is installed so that the coil system is arranged to face the center and is installed perpendicular to the X-axis coil system. 마이크로 로봇을 자화시키고 회전 방향을 결정하는 헬름홀쯔 코일 및 상기 마이크로 로봇의 자화력과 상호작용하여 마이크로 로봇의 추진력을 제공하는 맥스웰 코일을 포함하는 코일 시스템 구조에 있어서,A coil system structure comprising a Helmholtz coil for magnetizing a micro robot and determining a rotation direction, and a Maxwell coil for interacting with the magnetizing force of the micro robot to provide a propulsion force of the micro robot. 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 임의의 공간을 중심으로 대향되도록 배치되는 X축 코일 시스템; 및 어느 하나의 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일이 결합 설치되는 코일 시스템이 상기 공간을 중심으로 대향되도록 배치되되 상기 X축 코일 시스템과 소정 각도를 갖고 설치되는 Y축 코일 시스템을 포함하는 일 군(群)의 코일 시스템이 적어도 3등분 이상의 등각(等角)으로 반복 배치되는 것을 특징으로 하는 코일 시스템 구조.An X-axis coil system in which any one of the Helmholtz coils and the Maxwell coils is installed so that the coil system is opposed to the center of an arbitrary space; And a coil system in which any one Helmholtz coil and a Maxwell coil are installed to be opposed to each other with respect to the space, and a Y-axis coil system installed at a predetermined angle with the X-axis coil system. The coil system structure characterized in that the coil system of the repetitive arrangement at least equal to at least three equal. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 헬름홀쯔 코일은 상기 공간을 중심으로 안측으로 배치되고, 상기 맥스웰 코일은 상기 헬름홀쯔 코일의 후방으로 배치되는 것을 특징으로 하는 코일 시스템 구조.And the Helmholtz coil is disposed inwardly with respect to the space, and the Maxwell coil is disposed rearward of the Helmholtz coil. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 헬름홀쯔 코일 및 맥스웰 코일은 원형 코일인 것을 특징으로 하는 코일 시스템 구조.And the Helmholtz coil and Maxwell coil are circular coils. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 맥스웰 코일은 코일의 권취 방향이 상이한 것을 특징으로 하는 코일 시스템 구조.The Maxwell coil is coil system structure, characterized in that the winding direction of the coil is different. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 헬름홀쯔은 코일의 권취 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 코일 시스템 구조.The Helmholtz coil system structure, characterized in that the winding direction of the coil is the same. 2차원 평면상에서 전자기장 변화에 응답하여 유동 제어되는 마이크로 로봇의 제어 시스템에 있어서,In a control system of a micro robot which is flow controlled in response to an electromagnetic field change on a two-dimensional plane, 마이크로 로봇의 활동 범위에 준하는 임의의 공간부를 확보하고, 해당 공간부를 중심으로 상호 대향되도록 설치되는 X축 코일 시스템;An X-axis coil system installed to secure an arbitrary space portion corresponding to the activity range of the micro robot and to face each other with respect to the space portion; 상기 X축 코일 시스템과 수직 방향으로 설치되는 Y축 코일 시스템;A Y-axis coil system installed in a direction perpendicular to the X-axis coil system; 상기 마이크로 로봇의 위치를 파악하기 위한 위치인식 시스템;A position recognition system for identifying a position of the micro robot; 상기 위치인식 시스템에서 검출된 마이크로 로봇의 움직임 정보와 기 입력된 상기 마이크로 로봇의 노선 정보를 기반으로 마이크로 로봇의 궤적을 제어하도록 상기 X축 코일 시스템 및 Y축 코일 시스템의 전류 제어를 명령하는 제어부; 및A controller for instructing current control of the X-axis coil system and the Y-axis coil system to control the trajectory of the micro-robot based on the movement information of the micro-robot detected by the position recognition system and the route information of the micro-robot previously input; And 상기 제어부의 전류 제어 명령에 응답하여 각 코일 시스템으로 해당 전류량을 공급하는 전류 증폭부로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차원 평면 전자기 구동 시스템.And a current amplifier for supplying a corresponding amount of current to each coil system in response to a current control command of the controller. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 위치인식 시스템은 상기 마이크로 로봇의 위치 판독을 위해, X-ray를 통한 영상인식 방법, 마이크로 로봇이 경유해야 할 경로를 도시한 지도와 더불어 내부 위치인식 장치를 이용한 상대적 위치정보 인식 방법, 현미경에 의한 위치 검출 방법, 카메라 시스템을 이용한 위치정보를 식별 방법 중 어느 하나의 방법이 사용되는 것을 특징으로 하는 2차원 평면 전자기 구동 시스템.The position recognition system is an image recognition method through an X-ray, a map showing a route to be passed by the micro robot, the relative position information recognition method using an internal position recognition device, a microscope for reading the position of the micro robot. 2. A two-dimensional planar electromagnetic drive system according to claim 1, wherein any one of a position detection method and a method for identifying position information using a camera system are used. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,9. The method according to claim 7 or 8, 상기 마이크로 로봇은 자화 가능한 강자성체(Ferro Magnet) 또는 이미 자화 가 되어 있는 영구자석(Permanent Magnet) 중 어느 하나의 소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 2차원 평면 전자기 구동 시스템.The micro-robot is a two-dimensional planar electromagnetic drive system, characterized in that using any one of the magnetizable ferromagnetic (Ferro Magnet) or a magnetized permanent magnet (Permanent Magnet). 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 X축 코일 시스템은 상기 공간부를 중심으로 대향되도록 X축제1 헬름홀쯔 코일 및 X축제2 헬름홀쯔 코일이 설치되고, 상기 X축제1 헬름홀쯔 코일 및 X축제2 헬름홀쯔 코일의 각 외향으로 밀착 고정되는 X축제1 맥스웰 코일 및 X축제2 맥스웰 코일로 구성되며;The X-axis coil system is provided with the X-axis first Helmholtz coil and X-axis second Helmholtz coil so as to face the center of the space portion, the X-axis first Helmholtz coil and X-axis second Helmholtz coil fixed in close contact with each other Consisting of an X-axis first Maxwell coil and an X-axis second Maxwell coil; 상기 Y축 코일 시스템은 상기 X축 코일 시스템과 수직으로 설치되며, 상기 공간부를 중심으로 대향되도록 Y축제1 헬름홀쯔 코일 및 Y축제2 헬름홀쯔 코일이 설치되고, 상기 Y축제1 헬름홀쯔 코일 및 Y축제2 헬름홀쯔 코일의 각 외향으로 밀착 고정되는 Y축제1 맥스웰 코일 및 Y축제2 맥스웰 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차원 평면 전자기 구동 시스템.The Y-axis coil system is installed perpendicular to the X-axis coil system, and the Y-axis first Helmholtz coil and the Y-axis second Helmholtz coil are installed so as to face the space portion as the center, and the Y-axis first Helmholtz coil and Y A two-dimensional planar electromagnetic drive system comprising a Y-axis first Maxwell coil and a Y-axis second Maxwell coil, which are tightly fixed to each outward direction of the Festive 2 Helmholtz coil.
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