KR101101274B1 - Small-sized manipulator for single port surgery - Google Patents

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KR101101274B1
KR101101274B1 KR1020110065633A KR20110065633A KR101101274B1 KR 101101274 B1 KR101101274 B1 KR 101101274B1 KR 1020110065633 A KR1020110065633 A KR 1020110065633A KR 20110065633 A KR20110065633 A KR 20110065633A KR 101101274 B1 KR101101274 B1 KR 101101274B1
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end effector
grip
suction
injection
main body
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박석호
박종오
승성민
최홍석
김우영
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전남대학교산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A small-sized manipulator for a single port surgery is provided to help a user to easily disinfect or replace an end effecter by installing the end effecter to be detachable from a manipulator. CONSTITUTION: A detachable guide(111) is arranged in a main body and helps the separation of components. A grip end effecter(121) is detachably combined inside the main body and has a clamp. A suction / injection end effecter(123) inputs a medical solution and absorbs an infection agent. A stereo endoscope(125) is detachably arranged in the main body. A grip driver module(131) drives one of rotation of the grip end effecter in x, y, z direction and the operation of the clamp. The suction / injection driver module(133) runs one of the rotation of the suction / injection end effecter in x, y, z direction.

Description

소형 매니퓰레이터 {small-sized manipulator for Single Port Surgery} Small-sized manipulator for Single Port Surgery}

본 발명은 소형 매니퓰레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 경로의 최소침습 수술에 사용되는 원격 수술로봇 시스템에 적용되도록 구비되는 소형 매니퓰레이터에 관한 것이다. The present invention relates to a small manipulator, and more particularly, to a small manipulator provided to be applied to a remote surgical robot system used for a single path minimally invasive surgery.

단일 경로의 최소침습 수술은 수술시 절개되는 부위가 최소화되도록 하나의 단일 경로(통로)만을 통해서 진행되는 수술이다. Single-path minimally invasive surgery is surgery that proceeds through only one single path (path) to minimize the incision site during surgery.

최근 들어 원격 수술로봇 시스템을 이용한 단일 경로의 최소침습 수술은 환부 이외의 손상이 적고 통증 및 출혈이 적어 수술 후 빠른 회복이 가능하기 때문에 많은 관심이 모아지고 있는 추세이다. Recently, single-path minimally invasive surgery using a remote surgical robot system has attracted a lot of attention because it is possible to recover quickly after surgery due to less damage and less pain and bleeding.

이러한 단일 경로 수술에 사용되는 원격 수술로봇 시스템에는 매니퓰레이터(manipulator)가 구비되어 사람의 팔이나 손목과 같은 기능을 수행하게 된다. The remote surgical robot system used for such a single path surgery is provided with a manipulator to perform a function such as a human arm or a wrist.

종래기술에 따른 최소침습 수술에 사용되는 수술용 로봇이 한국공개특허공보 제2011-0012822호(2011.02.09. 공개)에 개시되어 있다. Surgical robots used for minimally invasive surgery according to the prior art are disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2011-0012822 (published on Feb. 9, 2011).

종래기술에 따른 매니퓰레이터는 다완 다관절의 형태로 구동되는 엔드 이펙터(end-effector)를 포함하여 구성되고, 엔드 이펙터는 사람의 팔이나 손목의 움직임처럼 다완 다관절의 형태로 구동될 수 있도록 복수의 와이어(wire)들에 의해 구동력이 전달되도록 구비된다. Manipulator according to the prior art is configured to include an end effector (end-effector) is driven in the form of a wide articulated joint, the end effector is a plurality of joints such as a human arm or wrist movement can be driven in the form of a plurality of joints The driving force is provided by the wires.

그러나, 이러한 종래의 매니퓰레이터는 다완 다관절 구동시 와이어들이 서로 간섭될 수 있기 때문에 최소침습 수술에 적용시 다완 다관절 구동에 제약이 따르게 될 수 있다는 문제점이 있다. However, such a conventional manipulator has a problem that since the wires may interfere with each other during the driving of the multiple articulation, the limitation of the multiple articulation driving may be applied to the minimally invasive surgery.

또한, 구동력의 전달 구조가 복잡하기 때문에 크기를 소형화하기에도 제약이 따를 수 있다는 문제점이 있다. In addition, since the transmission structure of the driving force is complicated, there is a problem in that it may be restricted even in downsizing.

아울러, 매니퓰레이터의 본체로부터 엔드 이펙터를 분리해 내는 것이 용이하지 못하기 때문에 엔드 이펙터의 소독이나 교체가 어려워질 수 있다는 문제점이 있다.In addition, since it is not easy to separate the end effector from the body of the manipulator, there is a problem that disinfection or replacement of the end effector may be difficult.

나아가, 엔드 이펙터의 다완 다관절 구동의 자유도가 한 번 정해진 상태에서는 다른 형태의 자유도를 추가하거나 줄이는 것이 제한되기 때문에 다양한 분야의 수술에 적용하기가 어려워질 수 있다는 문제점이 있다. Furthermore, there is a problem in that it is difficult to apply to surgery in various fields because the degree of freedom of driving the multiple effector of the end effector is limited once adding or reducing other types of freedom.

따라서, 본 발명의 목적은 엔드 이펙터의 소독이나 교체가 용이해질 수 있는 소형 매니퓰레이터를 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide a small manipulator which can be easily disinfected or replaced with an end effector.

또한, 엔드 이펙터의 자유도가 자유롭게 추가되거나 선택될 수 있도록 자유도의 갯수 조절이 가능하게 구비됨으로써 다양한 분야의 수술에 용이하게 적용될 수 있는 소형 매니퓰레이터를 제공하는 것이다. In addition, the number of degrees of freedom can be adjusted so that the degree of freedom of the end effector can be added or selected freely to provide a small manipulator that can be easily applied to surgery in various fields.

아울러, 엔드 이펙터의 다완 다관절 구동시 와이어들이 서로 간섭되는 것이 방지됨으로써 엔드 이펙터가 제약 없이 다완 다관절 구동될 수 있는 소형 매니퓰레이터를 제공하는 것이다. In addition, since the wires are prevented from interfering with each other during the driving of the multiple articulation of the end effector, it is to provide a small manipulator in which the end effector can be driven without any restriction.

나아가, 구동력의 전달 구조가 간단해짐으로써 크기가 소형화될 수 있는 소형 매니퓰레이터를 제공하는 것이다. Furthermore, it is to provide a small manipulator which can be downsized by simplifying the transmission structure of the driving force.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 최소침습 수술에 적용되도록 구비된 소형 매니퓰레이터(manipulator)에 있어서, 부품들이 착탈가능하게 설치되도록 내부에 착탈 가이드가 구비된 본체; 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 구비되어 상기 본체의 외부로 노출된 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(end-effector unit); 및, 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 구비되고, 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛에 연결 구비되어 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛을 구동시키되, 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛의 다완 다관절 구동의 자유도가 선택될 수 있도록 모듈 형태로 구비된 구동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터에 의하여 달성된다. The object is, according to the present invention, a small manipulator (manipulator) provided to be applied to the minimally invasive surgery, the body is provided with a detachable guide therein to be detachably installed parts; A multiple articulated end effector unit detachably provided inside the main body and exposed to the outside of the main body; And a detachably provided inside the main body, connected to the wide articulated end effector unit to drive the wide articulated end effector unit, and the freedom of driving the wide articulated end joint of the wide articulated end effector unit. It is achieved by a small manipulator comprising a; drive unit provided in a modular form to be selected.

여기서, 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛은, 일측이 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 결합되고 타측이 상기 본체의 외부로 노출되며 타측 단부에 집게부가 구비된 그립 엔드 이펙터(grip end-effector)와, 상기 그립 엔드 이펙터에 평행하게 구비되어 일측이 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 결합되고 상기 본체의 외부로 노출된 타측 단부를 통해 약물을 투입하거나 감염체를 빨아들일 수 있도록 구비된 흡입/주입 엔드 이펙터와, 상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터에 평행하게 구비되어 일측이 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 구비된 스테레오 내시경을 포함하는 것이 바람직하다. Here, the multiple articulated end effector unit, a grip end effector (removably coupled to the inside of the main body, the other side is exposed to the outside of the main body, the grip end-effector is provided at the other end, Inhalation / injection end effector which is provided in parallel with the grip end effector to be detachably coupled to the inside of the main body and to inject the drug or suck the infectious agent through the other end exposed to the outside of the main body And a stereo endoscope provided in parallel with the grip end effector and the suction / injection end effector and detachably provided at one side of the main body.

상기 구동유닛은, 상기 그립 엔드 이펙터에 연결 구비되어 상기 그립 엔드 이펙터의 x축 회전, y축 회전, z축 회전 및 집게 구동 중 어느 하나를 각각 구동시키는 복수의 그립 구동 모터로 이루어진 그립 구동 모듈과, 상기 흡입/주입 엔드 이펙터에 연결 구비되어 상기 흡입/주입 엔드 이펙터의 x축 회전, y축 회전 및 z축 회전 중 어느 하나를 각각 구동시키는 복수의 흡입/주입 구동 모터로 이루어진 흡입/주입 구동 모듈을 포함하는 것이 바람직하다. The driving unit is connected to the grip end effector, the grip drive module consisting of a plurality of grip driving motor for driving any one of the x-axis rotation, y-axis rotation, z-axis rotation and tongs drive of the grip end effector, respectively; And a suction / injection driving module comprising a plurality of suction / injection driving motors connected to the suction / injection end effector to drive any one of x-axis rotation, y-axis rotation, and z-axis rotation of the suction / injection end effector. It is preferable to include.

상기 소형 매니퓰레이터는 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛 및 상기 구동유닛 사이에 구비된 전동유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the small manipulator further includes a transmission unit provided between the wide articulated end effector unit and the driving unit.

상기 전동유닛은, 상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터에 길이방향을 따라 각각 구비된 와이어 전동부와, 상기 그립 구동 모터 및 상기 흡입/주입 구동 모터에 각각 대응되되 착탈가능하게 구비된 기어 전동부를 포함하는 것이 바람직하다. The transmission unit may include a wire transmission unit provided along the longitudinal direction in the grip end effector and the suction / injection end effector, and the grip driving motor and the suction / injection driving motor, respectively. It is preferable to include a transmission part.

상기 와이어 전동부는, 상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터 각각의 길이방향을 따라 상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터 각각의 중심부에 구비된 강선과, 상기 강선의 주위에 상기 강선에 평행하게 구비된 복수의 소선들을 포함하는 것이 바람직하다. The wire transmission part includes a steel wire provided at the center of each of the grip end effector and the suction / injection end effector along a length direction of each of the grip end effector and the suction / injection end effector, and the steel wire around the steel wire. It is preferable to include a plurality of element wires provided in parallel.

그리고, 상기 집게부는 일측의 직선 왕복 운동에 의해 타측이 그립 또는 그립 해제되도록 복수의 링크부가 구비된 것이 바람직하다. In addition, the tongs may be provided with a plurality of link portions such that the other side is gripped or released by the linear reciprocating motion of one side.

본 발명에 따르면, 엔드 이펙터가 소형 매니퓰레이터의 본체로부터 용이하게 분리되도록 소형 매니퓰레이터의 본체에 착탈가능하게 결합됨으로써 엔드 이펙터의 소독이나 교체가 용이해질 수 있다. According to the present invention, the end effector is detachably coupled to the body of the small manipulator so that the end effector is easily separated from the body of the small manipulator, so that the end effector can be easily disinfected or replaced.

또한, 엔드 이펙터의 자유도가 자유롭게 추가되거나 선택될 수 있도록 자유도의 갯수 조절이 가능하게 소형 매니퓰레이터가 구비됨으로써 다양한 분야의 수술에 용이하게 소형 매니퓰레이터가 적용될 수 있다. In addition, since a small manipulator is provided to adjust the number of degrees of freedom so that the degree of freedom of the end effector can be freely added or selected, the small manipulator can be easily applied to surgery in various fields.

아울러, 엔드 이펙터의 다완 다관절 구동시 와이어들이 서로 간섭되는 것이 방지됨으로써 소형 매니퓰레이터의 엔드 이펙터가 제약 없이 다완 다관절 구동될 수 있다. In addition, since the wires are prevented from interfering with each other when driving the multiple effectors of the end effector, the end effector of the small manipulator can be driven without restriction.

나아가, 구동력의 전달 구조가 간단해짐으로써 매니퓰레이터의 크기가 소형화될 수 있다. Furthermore, the manipulator can be downsized by simplifying the transmission structure of the driving force.

도 1은 본 발명에 따른 소형 매니퓰레이터의 사시도,
도 2는 도 1의 “A”영역의 부분 확대 사시도,
도 3은 도 1의 소형 매니퓰레이터의 분해 사시도,
도 4는 도 3의 본체와 구동유닛의 확대 사시도,
도 5는 도 3의 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 소형 매니퓰레이터의 구동유닛과 전동유닛의 연동 구조를 나타낸 사시도,
도 7은 도 5의 그립 엔드 이펙터를 다완 다관절 구동시키기 위한 전동유닛을 나타낸 부분 확대 사시도,
도 8은 도 5의 그립 엔드 이펙터 및 흡입/주입 엔드 이펙터가 복수의 자유도를 갖고 다완 다관절 구동되는 것을 나타낸 부분 확대 사시도이다. 1 is a perspective view of a small manipulator according to the present invention,
FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of region “A” of FIG. 1;
3 is an exploded perspective view of the small manipulator of FIG.
4 is an enlarged perspective view of the main unit and the driving unit of FIG.
5 is a perspective view of the multiple articulated end effector unit of FIG. 3, FIG.
6 is a perspective view showing an interlocking structure of a drive unit and an electric unit of a small manipulator according to the present invention;
FIG. 7 is a partially enlarged perspective view illustrating an electric unit for driving the grip end effector of FIG.
FIG. 8 is a partially enlarged perspective view illustrating that the grip end effector and the suction / injection end effector of FIG. 5 have multiple degrees of freedom with multiple degrees of freedom.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.

본 발명에 따른 소형 매니퓰레이터(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 경로의 최소침습 수술에 사용되는 원격 수술로봇 시스템(미도시)에 적용되도록 구비되는 것으로서, 박스 형태로 구비된 본체(110)와, 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(end-effector unit)(120)과, 구동유닛(130)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the small manipulator 100 according to the present invention is provided to be applied to a remote surgical robot system (not shown) used for a single path minimally invasive surgery. 110, a wide articulated end-effector unit 120, and a drive unit 130.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 트로카(trocar) 형태의 소형 매니퓰레이터(100)의 본체(110)에는 부품들이 착탈가능하게 설치되도록 내부에 착탈 가이드(111)가 구비되고, 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)은 본체(110)의 내부에 착탈가능하게 구비되어 본체(110)의 외부로 노출된다. As shown in Figures 1 to 3, the main body 110 of the trocar-shaped small manipulator 100 according to the present invention is provided with a detachable guide 111 therein to be detachably installed parts The wide articulated end effector unit 120 is detachably provided inside the main body 110 and exposed to the outside of the main body 110.

본 발명의 일실시예로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 착탈 가이드(111)에는 장착되는 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120) 및 구동유닛(130)과 맞물림 결합될 수 있도록 가이드 홈(113)이 함몰 형성된 것이 바람직하다. 가이드 홈(113)의 형상은 맞물리는 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120) 또는 구동유닛(130)의 하부에 돌출 형성된 걸림부(140)의 형상에 대응되게 대략 사다리꼴의 형상으로 마련되어 걸림부(140)가 가이드 홈(113)에 대해 수평방향으로 이동된 후에 수직방향으로 용이하게 착탈되도록 구비된 것이 바람직하다. As an embodiment of the present invention, as shown in Figures 3 and 4, the detachable guide 111 is guide grooves to be engaged with the coupled articulated end effector unit 120 and the drive unit 130 is mounted. It is preferable that 113 is formed recessed. The shape of the guide groove 113 is provided in a substantially trapezoidal shape so as to correspond to the shape of the engaging portion 140 protruding from the lower end of the multiple articulated end effector unit 120 or the driving unit 130 to be engaged. ) Is preferably provided to be easily detached in the vertical direction after moving in the horizontal direction with respect to the guide groove (113).

이에 따라, 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)과 구동유닛(130)이 본체(110)에 결합될 때에 용이하게 결합될 수 있도록 착탈 가이드(111)에 의해 안내되어 결합될 수 있고, 또한 착탈 가이드(111)의 가이드 홈(113)에 의해 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)과 구동유닛(130)이 본체(110)로부터 용이하게 탈거되어 분리될 수 있다. Accordingly, the wide articulated end effector unit 120 and the drive unit 130 may be guided and coupled by the detachable guide 111 to be easily coupled when the main unit 110 is coupled to the main body 110, and also the detachable guide. By the guide groove 113 of the 111, the multiple articulated end effector unit 120 and the driving unit 130 may be easily removed from the main body 110 and separated.

좀더 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 전방에는 봉 형상으로 마련된 엔드 이펙터 케이스(117)가 구비되어 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)의 후술할 그립 엔드 이펙터(121), 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 및 스테레오 내시경(125)이 길이방향을 따라 각각 삽입 설치되고, 본체(110)의 상부에는 본체(110)의 내부에 부품들이 설치된 후 내설된 부품들이 보호될 수 있도록 본체(110)의 상부에 장착되어 본체(110)의 상부를 덮는 상부 커버(119)가 구비된다. More specifically, as shown in Figure 3, the front end of the main body 110 is provided with an end effector case 117 provided in the shape of a rod grip end effector 121 to be described later of the multiple articulated end effector unit 120 The suction / injection end effector 123 and the stereo endoscope 125 are inserted and installed along the longitudinal direction, respectively, and the internal parts of the main body 110 may be protected after the parts are installed inside the main body 110. The upper cover 119 is mounted on the upper portion of the main body 110 so as to cover the upper portion of the main body 110.

본 발명의 일실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터 케이스(117)도 본체(110)로부터 용이하게 분리되어 그립 엔드 이펙터(121), 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 및 스테레오 내시경(125)의 소독이 용이해질 수 있도록 본체(110)의 전방에 착탈가능하게 결합된 것이 바람직하다. As an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, the end effector case 117 is also easily separated from the main body 110, the grip end effector 121, suction / injection end effector 123 and stereo endoscope Removably coupled to the front of the main body 110 to facilitate the disinfection of the 125 is preferable.

다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일측이 본체(110)의 내부에 착탈가능하게 결합되고 타측이 본체(110)의 외부로 노출되며 타측 단부에 집게부(121a)가 구비된 그립 엔드 이펙터(grip end-effector)(121)와, 그립 엔드 이펙터(121)에 평행하게 구비되어 일측이 본체(110)의 내부에 착탈가능하게 결합되고 본체(110)의 외부로 노출된 타측 단부를 통해 약물을 투입하거나 감염체를 빨아들일 수 있도록 흡입/주입구(123a)가 구비된 흡입/주입 엔드 이펙터(123)와, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)에 평행하게 구비되어 일측이 본체(110)의 내부에 착탈가능하게 구비된 스테레오 내시경(125)을 포함한다. The wide articulated end effector unit 120, as shown in Figures 1 to 3, one side is detachably coupled to the inside of the main body 110, the other side is exposed to the outside of the main body 110 and to the other end A grip end effector 121 having a tong part 121a and a grip end effector 121 are provided to be parallel to the grip end effector 121, and one side of the grip end effector 121 is detachably coupled to the inside of the main body 110. A suction / injection end effector 123 provided with a suction / injection hole 123a so as to inject a drug or suck an infectious agent through the other end exposed to the outside, and the grip end effector 121 and suction / injection. It includes a stereo endoscope 125 provided in parallel to the end effector 123 detachably provided in one side of the main body 110.

본 발명의 일실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 착탈 가이드(111)는 본체(110)의 내부에서 상호 배향되게 배치되도록 한 쌍으로 구비되되, 각각은 상부에 길이방향을 따라 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)가 각각 착탈가능하게 삽입 장착될 수 있도록 엔드 이펙터 결합공(115)이 형성된다. 즉, 각각의 착탈 가이드(111)는 측단면상으로 대략 ‘L’자의 형상을 이루도록 길이방향으로 마련되고, 상술한 가이드 홈(113)은 하부의 수평부분의 판면에 형성된다. 한편, 스테레오 내시경(125)은 본체(110)의 내부에서 한 쌍의 착탈 가이드(111)의 사이에 끼움 결합된다. As an embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, the detachable guide 111 is provided in a pair to be arranged to be oriented mutually in the interior of the body 110, each of the grip end along the longitudinal direction at the top An end effector coupling hole 115 is formed so that the effector 121 and the suction / injection end effector 123 may be detachably inserted and mounted. That is, each detachable guide 111 is provided in the longitudinal direction to form a substantially 'L' shape on the side cross-section, the above-described guide groove 113 is formed on the plate surface of the lower horizontal portion. On the other hand, the stereo endoscope 125 is fitted between the pair of detachable guides 111 inside the main body 110.

이에 따라, 그립 엔드 이펙터(121), 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 및 스테레오 내시경(125)이 교체형으로 구비되어 착탈 가이드(111)에 의해 본체(110)의 내부에서 각각 착탈가능하게 결합됨으로써 그립 엔드 이펙터(121), 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 및 스테레오 내시경(125)의 소독이나 교체가 용이해질 수 있다. Accordingly, the grip end effector 121, the suction / injection end effector 123, and the stereo endoscope 125 are provided as a replaceable type, and are detachably coupled to the inside of the main body 110 by the detachable guide 111. Disinfection or replacement of the grip end effector 121, the suction / injection end effector 123, and the stereo endoscope 125 may be facilitated.

집게부(121a)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 일측의 직선 왕복 운동에 의해 타측이 그립 또는 그립 해제되도록 복수의 링크부(121b)가 구비된다. As illustrated in FIG. 8, the tong part 121a is provided with a plurality of link parts 121b such that the other side is gripped or released by the linear reciprocating motion of one side.

이에 따라, 후술할 강선(153)이 x축상에서 전후로 왕복됨에 따라 집게부(121a)가 벌어지거나 오므라지도록 복수의 링크부(121b)들이 회동되며 연동된다. Accordingly, as the steel wire 153 to be described later is reciprocated back and forth on the x-axis, the plurality of link portions 121b are rotated and interlocked so that the tong portions 121a open or contract.

구동유닛(130)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 내부에 구비된 착탈 가이드(111)의 가이드 홈(113)에 맞물리도록 형성된 걸림부(140)에 의해 본체(110)의 내부에 착탈가능하게 결합되고, 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)에 연결 구비되어 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)을 구동시키되, 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)의 다완 다관절 구동의 자유도가 선택될 수 있도록 모듈 형태로 구비된다. 3 and 4, the drive unit 130 is the main body by the engaging portion 140 formed to engage the guide groove 113 of the detachable guide 111 provided in the interior of the main body 110. Removably coupled to the inside of the 110, and is provided with a connection to the wide articulated end effector unit 120 to drive the wide articulated end effector unit 120, the complete of the wide articulated end effector unit 120 It is provided in a modular form so that the degree of freedom of joint drive can be selected.

이에 따라, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 자유도가 자유롭게 추가되거나 선택될 수 있도록 자유도의 갯수 조절이 가능하게 소형 매니퓰레이터(100)가 구비됨으로써 다양한 분야의 수술에 용이하게 소형 매니퓰레이터(100)가 적용될 수 있다. Accordingly, the small manipulator 100 is provided to adjust the number of degrees of freedom so that the degrees of freedom of the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 can be freely added or selected. The small manipulator 100 may be applied.

좀더 구체적으로, 구동유닛(130)은, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 그립 엔드 이펙터(121)에 연결 구비되어 그립 엔드 이펙터(121)의 x축 회전(길이방향의 회전), y축 회전(손목 상하 꺾임 회전), z축 회전(손목 좌우 꺾임 회전) 및 집게 구동(후술할 강선(153)의 x축 전후 왕복에 따른) 중 어느 하나를 각각 구동시키는 복수의 그립 구동 모터(131a,131b,131c,131d)로 이루어진 그립 구동 모듈(131)과, 흡입/주입 엔드 이펙터(123)에 연결 구비되어 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 x축 회전, y축 회전 및 z축 회전 중 어느 하나를 각각 구동시키는 복수의 흡입/주입 구동 모터(133a,133b,133c)로 이루어진 흡입/주입 구동 모듈(133)을 포함한다. More specifically, the drive unit 130, as shown in Figure 3 and 8, is provided with a connection to the grip end effector 121, the x-axis rotation (rotation in the longitudinal direction) of the grip end effector 121, y A plurality of grip drive motors 131a for driving one of axial rotation (wrist up and down rotation), z-axis rotation (wrist rotation left and right), and forceps drive (according to the x-axis forward and backward reciprocation of the steel wire 153 to be described later). And a grip drive module 131 consisting of 131b, 131c, and 131d and connected to the suction / injection end effector 123 to rotate the x-axis, the y-axis, and the z-axis of the suction / injection end effector 123. And a suction / injection driving module 133 including a plurality of suction / injection driving motors 133a, 133b, and 133c for driving either one.

예컨대, 복수의 그립 구동 모터(131a,131b,131c,131d)는, 도 3, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 그립 엔드 이펙터(121)의 x축 회전을 구동하는 제1 그립 구동 모터(131a)와, 그립 엔드 이펙터(121)의 y축 회전을 구동하는 제2 그립 구동 모터(131b)와, 그립 엔드 이펙터(121)의 z축 회전을 구동하는 제3 그립 구동 모터(131c)와, 그립 엔드 이펙터(121)가 집게 구동되도록 강선(153)의 x축상에서의 전후 왕복을 구동하는 제4 그립 구동 모터(131d)이고, 복수의 흡입/주입 구동 모터(133a,133b,133c)는, 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 x축 회전을 구동하는 제1 흡입/주입 구동 모터(133a)와, 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 y축 회전을 구동하는 제2 흡입/주입 구동 모터(133b)와, 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 z축 회전을 구동하는 제3 흡입/주입 구동 모터(133c)인 것이 바람직하다. For example, the plurality of grip driving motors 131a, 131b, 131c, and 131d may include a first grip driving motor that drives the x-axis rotation of the grip end effector 121, as illustrated in FIGS. 3, 4, and 8. 131a, a second grip drive motor 131b for driving the y-axis rotation of the grip end effector 121, a third grip drive motor 131c for driving the z-axis rotation of the grip end effector 121, and , The fourth grip driving motor 131d for driving the front and rear reciprocation on the x-axis of the steel wire 153 so that the grip end effector 121 is driven to the forceps, and the plurality of suction / injection driving motors 133a, 133b, and 133c are provided. , The first suction / injection drive motor 133a for driving the x-axis rotation of the suction / injection end effector 123, and the second suction / injection drive motor for driving the y-axis rotation of the suction / injection end effector 123. 133b and the third suction / injection drive motor 133c for driving the z-axis rotation of the suction / injection end effector 123.

이에 따라, 복수의 그립 구동 모터(131a,131b,131c,131d) 중 어느 하나를 생략하거나 또 다른 그립 구동 모터를 추가하여 그립 엔드 이펙터(121)의 자유도가 자유롭게 추가되거나 선택될 수 있도록 자유도의 갯수 조절이 가능해질 수 있고. 복수의 흡입/주입 구동 모터(133a,133b,133c) 중 어느 하나를 생략하거나 또 다른 흡입/주입 구동 모터를 추가하여 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 자유도가 자유롭게 추가되거나 선택될 수 있도록 자유도의 갯수 조절이 가능해질 수 있다. Accordingly, the number of degrees of freedom so that the freedom of the grip end effector 121 can be freely added or selected by omitting any one of the plurality of grip driving motors 131a, 131b, 131c, and 131d or adding another grip driving motor. Can be adjusted. The degree of freedom of the suction / injection end effector 123 can be freely added or selected by omitting any one of the plurality of suction / injection drive motors 133a, 133b, and 133c or adding another suction / injection drive motor. The number can be adjusted.

한편, 본 발명의 일실시예로서, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 소형 매니퓰레이터(100)는 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120) 및 구동유닛(130) 사이에 구비된 전동유닛(150)을 더 포함하는 것이 바람직하다. On the other hand, as an embodiment of the present invention, as shown in Figure 5 to 7, the small manipulator 100 is a transmission unit 150 provided between the wide articulated end effector unit 120 and the drive unit 130 It is preferable to further include).

전동유닛(150)은, 도 3, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)에 길이방향을 따라 각각 구비된 와이어 전동부(151)와, 그립 구동 모터(131a,131b,131c,131d) 및 흡입/주입 구동 모터(133a,133b,133c)에 각각 대응되되 착탈가능하게 구비된 기어 전동부(155)를 포함한다. 3, 6 and 8, the transmission unit 150, the wire transmission unit 151 provided along the longitudinal direction in the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123, respectively And a gear transmission unit 155 corresponding to the grip driving motors 131a, 131b, 131c, and 131d and the suction / injection driving motors 133a, 133b and 133c, respectively.

이에 따라, 기어 전동부(155)가 그립 구동 모터(131a,131b,131c,131d) 및 흡입/주입 구동 모터(133a,133b,133c)에 각각 대응되되 착탈가능하게 구비됨으로써 그립 구동 모터(131a,131b,131c,131d) 또는 흡입/주입 구동 모터(133a,133b,133c)의 갯수 조절이 없이도 그립 엔드 이펙터(121) 또는 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 자유도가 자유롭게 추가되거나 선택될 수 있도록 자유도의 갯수 조절이 가능해질 수 있다. Accordingly, the gear transmission unit 155 corresponds to the grip driving motors 131a, 131b, 131c, and 131d and the suction / injection driving motors 133a, 133b, and 133c, respectively, and is detachably provided. Degree of freedom so that the degree of freedom of the grip end effector 121 or the suction / injection end effector 123 can be added or selected freely without adjusting the number of 131b, 131c, 131d or the suction / injection drive motors 133a, 133b, 133c. The number of can be adjusted.

와이어 전동부(151)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 각각의 길이방향을 따라 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 각각의 중심부에 구비된 강선(rigid wire)(153)과, 상기 강선(153)의 주위에 강선(153)에 평행하게 구비된 복수의 소선(154)들을 포함한다. 소선(154)은 플렉시블(flexible)한 재질을 포함하여 마련되고, 강선(153)과 집게부(121a)가 서로 결합되는 영역에 근접한 강선(153)의 일부는 스프링(151a)의 내측에 삽입 설치되어 강선(153)의 둘레에 구비된 소선(154)들과는 스프링(151a)에 의해 격리되도록 구비된다. As illustrated in FIG. 8, the wire transmission unit 151 may have a grip end effector 121 and a suction / injection end effector (eg, a grip end effector 121 and a suction / injection end effector 123) along a length direction of each of the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123. 123 includes a rigid wire 153 provided at each center and a plurality of element wires 154 disposed in parallel with the steel wire 153 around the steel wire 153. The element wire 154 is provided to include a flexible material, and a part of the steel wire 153 close to an area where the steel wire 153 and the tongs 121a are coupled to each other is inserted and installed inside the spring 151a. To be isolated from the element wires 154 provided around the steel wire 153 by a spring 151a.

이에 따라, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 각각의 중심부에 구비된 하나의 강선(153)의 주위에 강선(153)에 평행하게 복수의 소선(154)들이 구비됨으로써 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 다완 다관절 구동시 와이어들이 서로 간섭되는 것이 방지되어 소형 매니퓰레이터(100)의 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)가 제약 없이 다완 다관절 구동될 수 있다. Accordingly, a plurality of element wires 154 are provided around the one steel wire 153 provided at the center of each of the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 in parallel with the steel wire 153. Since the wires are prevented from interfering with each other when the end effector 121 and the suction / injection end effector 123 are driven in multiple articulations, the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 of the small manipulator 100 are prevented. The multiple joints can be driven without restriction.

또한, 강선(153)이 삽입 설치된 스프링(151a)에 의해 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 본체(110)로부터 노출된 단부가 복수의 자유도로 회전되더라도 스프링(151a)의 탄성 복원력에 의해 x축상의 축 중심상으로 다시 원위치되도록 복원될 수 있다. In addition, even when the end exposed from the grip end effector 121 and the main body 110 of the suction / injection end effector 123 by the spring 151a having the steel wire 153 inserted therein is rotated in a plurality of degrees of freedom, the spring 151a. It can be restored to its original position back on the axis center on the x-axis by the elastic restoring force of the.

기어 전동부(155)는, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 그립 구동 모터(131a,131b,131c,131d) 및 흡입/주입 구동 모터(133a,133b,133c)의 각 모터 축에 결합된 복수의 기어들과 이들 기어들에 맞물려 연동되는 기어들을 포함하고, 강선(153) 및 소선(154) 중 적어도 어느 하나와 기어들 사이에 구비되어 모터의 구동력을 강선(153) 및 소선(154) 중 적어도 어느 하나로 전달하는 복수의 전동 디스크(159)를 포함한다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 전동 디스크와 연결된 각 소선(154)의 타측 선단부는 그립용 고정고리(121c)와 고정이 이루어진다. 기어들 중에는 워엄 기어(worm gear)(157a)(157b)가 포함될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 본 발명의 일실시예로서, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 x축 회전을 구동하는 제1 그립 구동 모터(131a) 및 제1 흡입/주입 구동 모터(133a)에는 워엄 기어(157a)(157b)가 마련될 수 있다.The gear transmission 155 is coupled to each motor shaft of the grip drive motors 131a, 131b, 131c and 131d and the suction / injection drive motors 133a, 133b and 133c as shown in FIGS. 4 and 6. And a plurality of gears engaged with the gears and interlocked with each other, and are provided between at least one of the steel wires 153 and the element wires 154 and the gears to drive the driving force of the motor. It includes a plurality of transmission disk 159 to transmit to at least one of. In addition, as shown in FIG. 8, the other end portion of each element wire 154 connected to the electric disk is fixed to the grip ring 121c for the grip. Of course, the gears may include a worm gear (157a) (157b). For example, as an embodiment of the present invention, the first grip drive motor 131a and the first suction / injection drive motor 133a for driving the x-axis rotation of the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 may be used. The worm gears 157a and 157b may be provided.

좀더 구체적으로, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 그립 엔드 이펙터(121)의 x축 회전은 제1 그립 구동 모터(131a)가 구동되면 이에 맞물린 워엄 기어(157a)(157b)와 같은 기어가 맞물려 회전되어 이루어집니다. 그립 엔드 이펙터(121)의 본체(110)로부터 노출된 단부가 손목 상하 꺾임 회전되는 그립 엔드 이펙터(121)의 y축 회전은 제2 그립 구동 모터(131b)가 구동되면 이에 맞물린 제1,2평기어(158a)(158b)가 회전되며, 이 제1,2평기어(158a)(158b)에 연결된 제1,2랙기어(158c)(158d)에 맞물린 한 쌍의 제1,2전동 디스크(159a)(159b)를 상호 이격(하향 꺾임) 또는 접근(상향 꺾임)시킴에 따라서 각 제1,2전동 디스크(159a)(159b)에 연결된 각 소선(154)이 서로 반대로 이동하면서 그립용 고정고리(121c)가 y축에 대해 회전하여 이루어집니다.
그립 엔드 이펙터(121)의 본체(110)로부터 노출된 단부가 손목 좌우 꺾임 회전되는 그립 엔드 이펙터(121)의 z축 회전은 y축 회전 운동과 마찬가지로 제3 그립 구동 모터(131c)가 구동되면 이에 맞물린 평기어가 회전되며, 이 평기어에 연결된 랙기어에 맞물린 한 쌍의 전동 디스크(159)를 상호 이격(좌향 꺾임) 또는 접근(우향 꺾임)시켜 이루어집니다. 또한, 그립 엔드 이펙터(121)의 집게부(121a)의 집게 구동은 제4 그립 구동 모터(131d)가 구동되면 이와 연동하여 랙기어에 맞물린 전동 디스크(159)를 전진 또는 후진시켜 전동 디스크(159)가 결합된 강선(153)을 x축상에서 전진(집게 벌어짐, 그립) 또는 후진(집게 오므라짐, 그립 해제)시킴으로써 이루어진다. 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 x축, y축 및 z축의 회전도 그립 엔드 이펙터(121)의 경우와 동일한 방식으로 이루어진다. More specifically, as shown in FIGS. 7 to 8, the x-axis rotation of the grip end effector 121 is a gear such as worm gears 157a and 157b engaged with the first grip driving motor 131a when the first grip driving motor 131a is driven. Is interlocked and rotated. The y-axis rotation of the grip end effector 121 in which the end exposed from the main body 110 of the grip end effector 121 rotates up and down the wrist is engaged when the second grip driving motor 131b is driven. The gears 158a and 158b are rotated and a pair of first and second electric disks engaged with the first and second rack gears 158c and 158d connected to the first and second spur gears 158a and 158b. As the 159a and 159b are spaced apart (downwardly bent) or approached (upwardly bent), the elementary wires 154 connected to each of the first and second motorized disks 159a and 159b move oppositely to each other, and thus the fixing ring for the grip (121c) is made by rotating about the y axis.
The z-axis rotation of the grip end effector 121 in which the end exposed from the main body 110 of the grip end effector 121 is rotated by the wrist, when the third grip driving motor 131c is driven, similarly to the y-axis rotation movement. The interlocked spur gears are rotated and are made by mutually spaced apart (turned left) or approached (turned right) by a pair of electric disks (159) engaged in a rack gear connected to the spur gears. In addition, when the fourth grip driving motor 131d is driven, the tong driving of the tong part 121a of the grip end effector 121 moves the electric disk 159 meshed with the rack gear forward or backward to interlock with the electric disk 159. ) Is made by advancing (clamping, grip) or reversing (clamping, grip disengaging) on the x-axis coupled wire (153). Rotation of the x-axis, y-axis, and z-axis of the suction / injection end effector 123 is also performed in the same manner as the grip end effector 121.

이에 따라, 구동력의 전달 구조가 강선(153)과 소선(154)을 포함하는 와이어 전동부(151)와 기어와 전동 디스크(159)를 포함하는 기어 전동부(155)로 이루어져 콤팩트(compact)해짐으로써 매니퓰레이터의 크기가 소형화될 수 있다. Accordingly, the transmission structure of the driving force is made compact by a wire transmission part 151 including the steel wire 153 and the element wire 154 and a gear transmission part 155 including the gear and the transmission disk 159. As a result, the size of the manipulator can be miniaturized.

한편, 본 발명의 일실시예로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 소형 매니퓰레이터(100)는, 그립 엔드 이펙터(121) 및 그립 구동 모듈(131)을 함께 x축을 따라 전후 왕복 구동시키도록 본체(110)의 내부에서 그립 엔드 이펙터(121) 및 그립 구동 모듈(131)에 연결 구비된 그립 전후 구동부(160)와, 그립 엔드 이펙터(121) 및 그립 구동 모듈(131)과 그립 전후 구동부(160) 사이에 구비된 그립 전후 전동부(170)와, 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 및 흡입/주입 구동 모듈(133)을 함께 x축을 따라 전후 왕복 구동시키도록 본체(110)의 내부에서 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 및 흡입/주입 구동 모듈(133)에 연결 구비된 흡입/주입 전후 구동부(180)와, 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 및 흡입/주입 구동 모듈(133)과 흡입/주입 전후 구동부(180) 사이에 구비된 흡입/주입 전후 전동부(190)를 더 포함하는 것이 바람직하다. Meanwhile, as an embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, the small manipulator 100 drives the grip end effector 121 and the grip driving module 131 back and forth along the x axis. The grip end effector 121 and the grip driving module 131 connected to the grip end effector 121 and the grip driving module 131, and the grip end effector 121, the grip driving module 131, and the grip front and rear driving unit within the main body 110. The inside and outside of the main body 110 to drive the front and rear transmission unit 170 and the suction / injection end effector 123 and the suction / injection driving module 133 provided between the 160 and the reciprocating back and forth along the x-axis together. The suction / injection end effector 123 and the suction / injection end effector 123 and the suction / injection drive module 133 and the suction / injection drive module 133 which are connected to the suction / injection end effector 123 and the suction / injection drive module 133 Suction / injection before and after the driving unit 180 between the injection / injection further comprises a 190 It is desirable.

이에 따라, 그립 전후 구동부(160) 및 그립 전후 전동부(170)에 의해 그립 엔드 이펙터(121)가 전체적으로 전후 왕복되도록 할 수 있고, 흡입/주입 전후 구동부(180) 및 흡입/주입 전후 전동부(190)에 의해 흡입/주입 엔드 이펙터(123)가 전체적으로 전후 왕복되도록 할 수 있다. Accordingly, the grip end effector 121 may be reciprocated back and forth by the grip front and rear driving unit 160 and the grip front and rear transmission unit 170, and the suction and injection front and rear driving unit 180 and the suction and injection front and rear transmission unit ( 190 allows the suction / injection end effector 123 to be reciprocated back and forth as a whole.

또한, 본 발명에 따른 소형 매니퓰레이터(100)의 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120)에는 착탈이 가능한 4자유도 이하의 다른 형태의 수술용 엔드 이펙터(예컨대, 수술용 가위나 레이져 건 등을 포함하는)들도 사용될 수 있음은 물론이고, 이러한 다른 형태의 수술용 엔드 이펙터들도 상기한 전후 구동부(160,180)와 전후 전동부(170,190)에 의해 5자유도의 형태로 다완 다관절 구동될 수 있음은 물론이다. In addition, the multiple articulated end effector unit 120 of the small manipulator 100 according to the present invention includes a removable end effector (eg, a surgical scissors or a laser gun) having a detachable four degree of freedom or less. Of course, these other types of surgical end effectors can also be driven in the form of five degrees of freedom by the front and rear drive unit 160 and 180 and the front and rear transmission unit 170 and 190. to be.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 소형 매니퓰레이터(100)의 본체(110)에 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(120) 및 구동유닛(130)이 착탈가능하게 설치되는 과정을 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. By such a configuration, a process in which the multiple articulated end effector unit 120 and the drive unit 130 are detachably installed in the main body 110 of the small manipulator 100 according to the present invention is described with reference to FIGS. 1 to 8. The description is as follows.

우선, 본체(110)의 내부에 한 쌍의 착탈 가이드(111)를 설치하고, 설치된 한 쌍의 착탈 가이드(111)의 사이에 스테레오 내시경(125)을 끼움 결합시킨다.First, a pair of detachable guides 111 are installed inside the main body 110, and the stereo endoscope 125 is fitted between the pair of detachable guides 111 installed.

다음에, 각각의 착탈 가이드(111)에 형성된 엔드 이펙터 결합공(115)에 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)가 각각 삽입되도록 결합시킨 후, 그립 엔드 이펙터(121)의 집게부(121a) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 흡입/주입구(123a)가 각각 본체(110)의 외부로 노출되도록 본체(110)의 내부로부터 엔드 이펙터 케이스(117)에 삽입 설치한다. Next, the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 are respectively inserted into the end effector coupling holes 115 formed in the detachable guides 111, respectively, and then the grip end effector 121 of the grip end effector 121 is inserted. The suction / inlet 123a of the forceps 121a and the suction / injection end effector 123 are inserted into the end effector case 117 from the inside of the main body 110 so as to be exposed to the outside of the main body 110, respectively.

이때, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123) 각각의 중심부에는 길이방향을 따라 와이어 전동부(151)의 강선(153)을 설치하고, 강선(153)의 주위에는 복수의 소선(154)들을 설치하며, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)가 본체(110)의 내부에 결합된 각각의 일측 단부에는 소선(154)들이 판면을 가로질러 결합되는 복수의 전동 디스크(159)들을 결합시킨다. In this case, the steel wires 153 of the wire transmission unit 151 are provided at the centers of the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 along the longitudinal direction, and a plurality of element wires are provided around the steel wire 153. And a plurality of wires 154 are coupled across the plate at each one end of which the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 are coupled to the inside of the main body 110. Combine the electric disks (159).

그리고, 그립 구동 모듈(131)과 흡입/주입 구동 모듈(133)의 걸림부(140)를 착탈 가이드(111)의 가이드 홈(113)에 맞물려 구동유닛(130)을 본체(110)의 내부에 착탈가능하게 결합한다. In addition, the grip driving module 131 and the engaging portion 140 of the suction / injection driving module 133 are engaged with the guide groove 113 of the detachable guide 111 to drive the drive unit 130 to the inside of the main body 110. Removably attach.

이때, 구동유닛(130)의 구동력이 전동 디스크(159)로 전달될 수 있도록 구동유닛(130)과 전동 디스크(159)의 사이에는 기어들을 설치한다. In this case, gears are installed between the driving unit 130 and the driving disk 159 so that the driving force of the driving unit 130 may be transmitted to the driving disk 159.

이에, 본 발명에 따르면, 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)가 소형 매니퓰레이터(100)의 본체(110)로부터 용이하게 분리되도록 소형 매니퓰레이터(100)의 본체(110)에 착탈가능하게 결합됨으로써 그립 엔드 이펙터(121) 및 흡입/주입 엔드 이펙터(123)의 소독이나 교체가 용이해질 수 있다. Accordingly, according to the present invention, the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 are attached to or detached from the main body 110 of the small manipulator 100 so as to be easily separated from the main body 110 of the small manipulator 100. By being coupled as possible, disinfection or replacement of the grip end effector 121 and the suction / injection end effector 123 may be facilitated.

110 : 본체 111 : 착탈 가이드
120 : 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛 121 : 그립 엔드 이펙터
121a : 집게부 121b : 링크부
123 : 흡입/주입 엔드 이펙터 125 : 스테레오 내시경
130 : 구동유닛 131 : 그립 구동 모듈
133 : 흡입/주입 구동 모듈 150 : 전동유닛
151 : 와이어 전동부 153 : 강선
154 : 소선 155 : 기어 전동부 110: body 111: removal guide
120: multiple articulated end effector unit 121: grip end effector
121a: clip part 121b: link part
123: suction / injection end effector 125: stereo endoscope
130: drive unit 131: grip drive module
133: suction / injection drive module 150: electric unit
151: wire transmission unit 153: steel wire
154: wire 155: gear transmission

Claims (7)

최소침습 수술에 적용되도록 구비된 소형 매니퓰레이터(manipulator)에 있어서,
부품들이 착탈가능하게 설치되도록 내부에 착탈 가이드가 구비된 본체;
상기 본체의 내부에 착탈가능하게 구비되어 상기 본체의 외부로 노출된 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛(end-effector unit); 및
상기 본체의 내부에 착탈가능하게 구비되고, 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛에 연결 구비되어 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛을 구동시키되, 상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛의 다완 다관절 구동의 자유도가 선택될 수 있도록 모듈 형태로 구비된 구동유닛;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터. In the small manipulator provided to be applied to the minimally invasive surgery,
A main body provided with a detachable guide therein so that parts are detachably installed;
A multiple articulated end effector unit detachably provided inside the main body and exposed to the outside of the main body; And
It is detachably provided inside the main body, and is connected to the wide articulated end effector unit to drive the wide articulated end effector unit, wherein the degree of freedom of the wide articulated drive of the wide articulated end effector unit is selected. A drive unit provided in a modular form so as to be possible;
Small manipulator comprising a. 제1항에 있어서,
상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛은,
일측이 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 결합되고 타측이 상기 본체의 외부로 노출되며 타측 단부에 집게부가 구비된 그립 엔드 이펙터(grip end-effector)와,
상기 그립 엔드 이펙터에 평행하게 구비되어 일측이 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 결합되고 상기 본체의 외부로 노출된 타측 단부를 통해 약물을 투입하거나 감염체를 빨아들일 수 있도록 구비된 흡입/주입 엔드 이펙터와,
상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터에 평행하게 구비되어 일측이 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 구비된 스테레오 내시경을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터. The method of claim 1,
The wide articulated end effector unit,
A grip end-effector having one side detachably coupled to the inside of the main body, the other side exposed to the outside of the main body, and having a tong part at the other end;
Inhalation / injection end effector which is provided in parallel with the grip end effector to be detachably coupled to the inside of the main body and to inject the drug or suck the infectious agent through the other end exposed to the outside of the main body Wow,
And a stereo endoscope provided in parallel with the grip end effector and the suction / injection end effector and detachably provided at one side of the main body. 제2항에 있어서,
상기 구동유닛은,
상기 그립 엔드 이펙터에 연결 구비되어 상기 그립 엔드 이펙터의 x축 회전, y축 회전, z축 회전 및 집게 구동 중 어느 하나를 각각 구동시키는 복수의 그립 구동 모터로 이루어진 그립 구동 모듈과,
상기 흡입/주입 엔드 이펙터에 연결 구비되어 상기 흡입/주입 엔드 이펙터의 x축 회전, y축 회전 및 z축 회전 중 어느 하나를 각각 구동시키는 복수의 흡입/주입 구동 모터로 이루어진 흡입/주입 구동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터. The method of claim 2,
The driving unit includes:
A grip driving module connected to the grip end effector, the grip driving module including a plurality of grip driving motors respectively driving any one of an x-axis rotation, a y-axis rotation, a z-axis rotation, and a forceps drive of the grip end effector;
A suction / injection drive module comprising a plurality of suction / injection drive motors connected to the suction / injection end effector to drive any one of an x-axis rotation, a y-axis rotation, and a z-axis rotation of the suction / injection end effector, respectively. Small manipulator comprising a. 제3항에 있어서,
상기 다완 다관절 엔드 이펙터 유닛 및 상기 구동유닛 사이에 구비된 전동유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터. The method of claim 3,
The manipulator further comprises a transmission unit provided between the arm joint end effector unit and the drive unit. 제4항에 있어서,
상기 전동유닛은, 상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터에 길이방향을 따라 각각 구비된 와이어 전동부와, 상기 그립 구동 모터 및 상기 흡입/주입 구동 모터에 각각 대응되되 착탈가능하게 구비된 기어 전동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터. The method of claim 4, wherein
The transmission unit may include a wire transmission unit provided along the longitudinal direction in the grip end effector and the suction / injection end effector, and the grip driving motor and the suction / injection driving motor, respectively. Small manipulator comprising an electric drive. 제5항에 있어서,
상기 와이어 전동부는, 상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터 각각의 길이방향을 따라 상기 그립 엔드 이펙터 및 상기 흡입/주입 엔드 이펙터 각각의 중심부에 구비된 강선과, 상기 강선의 주위에 상기 강선에 평행하게 구비된 복수의 소선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터. The method of claim 5,
The wire transmission part includes a steel wire provided at the center of each of the grip end effector and the suction / injection end effector along a length direction of each of the grip end effector and the suction / injection end effector, and the steel wire around the steel wire. Small manipulator comprising a plurality of element wires provided in parallel. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집게부는 일측의 직선 왕복 운동에 의해 타측이 그립 또는 그립 해제되도록 복수의 링크부가 구비된 것을 특징으로 하는 소형 매니퓰레이터. The method according to any one of claims 2 to 6,
The tweezers are small manipulators, characterized in that a plurality of link portions are provided such that the other side is gripped or released by the linear reciprocating motion of one side.
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