KR101418715B1 - Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same - Google Patents
Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101418715B1 KR101418715B1 KR1020120147181A KR20120147181A KR101418715B1 KR 101418715 B1 KR101418715 B1 KR 101418715B1 KR 1020120147181 A KR1020120147181 A KR 1020120147181A KR 20120147181 A KR20120147181 A KR 20120147181A KR 101418715 B1 KR101418715 B1 KR 101418715B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- shaft
- grip
- rotation
- degree
- opening
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/37—Master-slave robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/28—Surgical forceps
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/28—Surgical forceps
- A61B17/29—Forceps for use in minimally invasive surgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
Abstract
수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조가 개시된다. 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착되는 수술용 로봇의 마스터부에 구비되며, 인스트루먼트가 그립(grip) 동작을 수행하도록 사용자로부터 그립 조작을 입력받기 위한 그립퍼(gripper) 구조로서, 사용자의 그립 조작에 상응하여 개폐되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와, 그립 요소의 개폐 동작에 상응하여 길이방향을 축으로 하여 회전하는 제1 샤프트(shaft)와, 제1 샤프트의 회전 정도를 감지하여 그립 요소의 개폐 정도를 인식하는 제1 센싱부를 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조는, 그립퍼를 간단하고 슬림하게 구성하면서도 그립퍼에 대한 사용자 조작을 구분하여 인식할 수 있다.A master gripper structure of a surgical robot is disclosed. A gripper structure provided in a master part of a surgical robot on which a surgical instrument is mounted and adapted to receive a grip operation from a user so that the instrument performs a grip operation, A first shaft which rotates about the longitudinal direction in correspondence with the opening and closing operation of the grip element, and a second shaft which detects the degree of rotation of the first shaft, The master gripper structure of the surgical robot including the first sensing unit for recognizing the degree of opening and closing can distinguish the user's operation on the gripper while making the gripper simple and slim.
Description
본 발명은 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조 및 이를 구비한 수술용 로봇의 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a master gripper structure of a surgical robot and a control method of the surgical robot having the master gripper structure.
의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.Medically, surgery refers to the repair of a skin, mucous membrane, or other tissue that is cut, torn or manipulated using a medical device. Particularly, due to problems such as hemorrhage, side effects, patient's pain, scarring, etc., the incision is made by cutting the skin of the surgical site and opening, treating, And is attracting attention as an alternative.
이러한 수술용 로봇은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터(master)부와, 조작부로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(slave)부로 구분될 수 있는데, 마스터부와 슬레이브부는 하나의 수술용 로봇의 각 부분으로서 구분되거나, 각각 별도의 장치로, 즉 조작부는 마스터 로봇으로, 구동부는 슬레이브 로봇으로 구분되어 수술실에 각각 배치될 수도 있다.The surgical robot may be divided into a master unit for generating and transmitting a signal required by a physician's operation and a slave unit for receiving signals from the operation unit and applying operations necessary for surgery to the patient. And the slave unit may be divided into respective parts of one surgical robot, or they may be separately provided as separate units, that is, the operation unit may be a master robot and the driving unit may be divided into slave robots, respectively.
수술용 로봇의 마스터부에는 의사의 조작을 위한 디바이스가 설치되는데, 로봇 수술의 경우 집도의는 수술에 필요한 인스트루먼트를 직접 조작하는 것이 아니라, 전술한 디바이스를 조작하여 로봇에 장착된 각종 인스트루먼트가 수술에 필요한 동작을 수행하도록 한다.In the master part of the surgical robot, a device for physician's operation is installed. In the case of robotic surgery, the master does not directly manipulate the instruments necessary for the surgery, but the various instruments installed in the robot by operating the above- To perform an operation.
수술용 로봇의 슬레이브부에는 수술용 인스트루먼트가 장착되며, 인스트루먼트의 말단에는 이펙터(effector)가 결합된다. 이펙터는 수술 동작의 종류에 따라 집게, 가위, 나이프, 바늘 등 다양한 형상 및 구조로 이루어지는데, 전술한 것처럼 마스터부에 설치되는 디바이스를 조작함에 따라, 인스트루먼트의 이펙터는 그 형상 및 구조에 따른 수술에 필요한 동작, 즉 그립(grip), 절단(cutting), 봉합(suturing) 등의 다양한 동작을 수행하게 된다.A surgical instrument is mounted on the slave portion of the surgical robot, and an effector is coupled to the distal end of the instrument. The effector is made up of various shapes and structures such as forceps, scissors, knives, and needles depending on the type of surgical operation. As described above, by manipulating the device installed in the master part, the effector of the instrument is operated according to its shape and structure And perform various operations such as gripping, cutting, suturing and the like.
이 중, 이펙터가 집게 구조로 이루어진 경우, 이펙터의 동작을 제어하기 위해 마스터 디바이스에는 그립퍼(gripper)가 설치될 수 있다. 즉, 수술용 로봇의 마스터부에 집게 형상의 그립퍼를 설치하고, 사용자가 그립퍼를 조작하는 것에 상응하여 이펙터 또한 집게 동작을 수행하도록 하였다.In the case where the effector has a tongue structure, a gripper may be installed in the master device to control the operation of the effector. That is, a grip-like gripper is provided on the master portion of the surgical robot, and the effector also performs the gripping operation corresponding to the user operating the gripper.
수술용 마스터 로봇에 있어서, 종래에는 조작자(의사)가 자신의 손목을 비틀면서 핸들을 회전시켜야 하는데, 이 경우 손목을 일정 정도 이상으로 비틀게 되면 (인체의 구조상) 더 이상 핸들을 회전시키지 못하게 되는 한계점이 존재하였으며, 이에 따라 수술 도구(인스트루먼트)의 동작(회전) 범위 또한 제한된다는 문제점이 있었다.In the master robot for surgery, an operator (physician) has to twist his or her wrist to rotate the handle. In this case, if the wrist is twisted to a certain degree or more (in the structure of the human body) There has been a problem that the operation (rotation) range of the surgical instrument (instrument) is also limited.
종래의 마스터 그립퍼의 구조는, 한 쌍의 그립 요소가 힌지축에 결합된 집게 형태로서, 힌지축에 설치되는 모터를 작동시킴에 따라 집게 요소가 벌어지거나 닫히도록 하는 구조, 또는 외부의 구동모터가 와이어에 의해 힌지축과 풀리(pulley) 결합되어 구동모터를 작동시킴에 따라 와이어를 통해 장력이 전달되어 집게 요소가 벌어지거나 닫히도록 하는 구조로 이루어졌다.The structure of a conventional master gripper is a structure in which a pair of grip elements are coupled to a hinge shaft and a structure is provided in which a grip element is opened or closed by operating a motor provided on a hinge axis, The hinge shaft is pulley-connected to the hinge shaft by the wire, and the driving motor is operated to transmit the tension through the wire so that the clamping element is opened or closed.
이 경우, 모터에는 인코더가 결합되어 있어서, 인코더를 통해 전송되는 모터의 회전 정도에 관한 정보로부터 그립퍼가 벌어진 정도(또는 닫힌 정도)를 파악하고, 이에 따라 그립퍼의 개폐정도에 상응하여 이펙터가 집게 동작을 수행하도록 제어하게 된다.In this case, the encoder is coupled to the motor, so that the degree of gripper opening (or degree of closure) is determined from the information about the degree of rotation of the motor transmitted through the encoder, and accordingly, .
그러나, 종래의 마스터 그립퍼 구조는, 힌지축(또는 외부)에 양방향으로의 회전을 제어할 수 있는 모터(예를 들면, 서보 모터)를 설치해야 하므로 그립퍼의 크기가 커지고 구조가 복잡하며, 풀리 와이어의 텐션(tension)을 적절하게 조절해야만 제대로 작동하게 되는 번거로움이 있었다. 즉, 와이어의 텐션이 너무 크면 모터가 원활하게 회전하기 힘들고, 텐션이 너무 작으면 백래쉬(backlash) 등의 문제가 발생할 수 있다는 한계가 있었다.However, the conventional master gripper structure requires a motor (for example, a servo motor) capable of controlling rotation in both directions on the hinge shaft (or the outside), so that the size of the gripper is increased and the structure is complicated. It was troublesome to operate properly when the tension of the belt was properly adjusted. That is, if the tension of the wire is too large, the motor can not rotate smoothly, and if the tension is too small, backlash or the like may occur.
또한, 종래의 마스터 그립퍼 구조에 사용되는 센서(홀센서)는 아날로그 타입이므로 AD컨버터가 필요하게 되고, 센서마다 캘리브레이션(calibration)을 해줘야 한다는 단점이 있다.Further, since the sensor (hall sensor) used in the conventional master gripper structure is of an analog type, an AD converter is required, and calibration is required for each sensor.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.
한편, 미국특허 US6,587,750에는 링크 구조를 이용하여 그립퍼의 조작을 샤프트의 축방향 이동으로 전환시키고 샤프트의 이동 정도를 홀센서로 센싱하여 그립퍼의 그립 정도를 감지하는 마스터 그립퍼 구조가 개시되어 있다.
US Pat. No. 6,587,750 discloses a master gripper structure in which the operation of the gripper is switched to the axial movement of the shaft using a link structure, and the degree of movement of the shaft is sensed by the hall sensor to sense the grip of the gripper.
본 발명은, 수술용 로봇의 핸드 그립퍼(gripper)에 대한 사용자 조작을 인식할 수 있는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조 및 이를 구비한 수술용 로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.
The present invention provides a master gripper structure of a surgical robot capable of recognizing a user's operation with respect to a hand gripper of a surgical robot and a control method of the surgical robot having the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착되는 수술용 로봇의 마스터부에 구비되며, 인스트루먼트가 그립(grip) 동작을 수행하도록 사용자로부터 그립 조작을 입력받기 위한 그립퍼(gripper) 구조로서, 사용자의 그립 조작에 상응하여 개폐되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와, 그립 요소의 개폐 동작에 상응하여 길이방향을 축으로 하여 회전하는 제1 샤프트(shaft)와, 제1 샤프트의 회전 정도를 감지하여 그립 요소의 개폐 정도를 인식하는 제1 센싱부를 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gripper structure provided in a master part of a surgical robot on which a surgical instrument is mounted, the gripper structure being configured to receive a grip operation from a user so that the instrument performs a grip operation A pair of grip elements which are opened and closed corresponding to a grip operation of the user, a first shaft which rotates about the longitudinal direction in correspondence with opening and closing operations of the grip elements, And a first sensing unit for sensing the degree of rotation and recognizing the degree of opening and closing of the gripping element.
한 쌍의 그립 요소는 소정의 힌지축을 중심으로 각각 회전되어, 개방시에는 서로 벌어지고 폐쇄시에는 서로 오므라지는 동작을 수행할 수 있다.The pair of grip elements can be rotated around a predetermined hinge axis to perform an operation of widening each other at the time of opening and closing each other at the time of closing.
제1 샤프트의 일단부는 힌지축 부위에서 그립 요소에 결합되고, 한 쌍의 그립 요소에는 힌지축에 결합되는 부위에 각각 제1 베벨 기어가 구비되며, 제1 샤프트의 일단부에는 제1 베벨 기어에 치합(齒合)하는 제2 베벨 기어가 구비될 수 있다.One end of the first shaft is coupled to the grip element at the hinge axis portion and the pair of grip elements is provided with a first bevel gear at a portion coupled to the hinge shaft, and one end of the first shaft is connected to the first bevel gear And a second bevel gear that meshes with each other may be provided.
제1 센싱부는, 제1 샤프트의 타단부에 구비되는 마그넷(magnet)과, 마그넷에 대향하여 위치하며, 마그넷의 회전에 상응하여 센싱 신호를 출력하는 절대치 인코더(absolute encoder) 등의 제1 인코더(encoder)를 포함할 수 있다.The first sensing unit may include a magnet disposed at the other end of the first shaft and a first encoder positioned opposite to the magnet and configured to output a sensing signal corresponding to the rotation of the magnet, encoder.
그립 요소의 길이방향을 축으로 하는 회전 동작에 상응하여 회전하는 제2 샤프트와, 제2 샤프트의 회전 정도를 감지하여 그립 요소의 회전 정도를 인식하는 제2 센싱부를 더 포함할 수 있다.And a second sensing unit sensing a degree of rotation of the second shaft and recognizing the degree of rotation of the gripping element.
제1 샤프트(또는 제2 샤프트)는 원통 형상으로 이루어지고, 제2 샤프트(또는 제1 샤프트)는 제1 샤프트(또는 제2 샤프트)와 동심으로 회전하도록 제1 샤프트(또는 제2 샤프트) 내에 수용될 수 있다.The first shaft (or the second shaft) is formed in a cylindrical shape, and the second shaft (or the first shaft) is disposed in the first shaft (or the second shaft) so as to rotate concentrically with the first shaft Lt; / RTI >
제2 센싱부는, 제2 샤프트의 회전에 연동하여 회전하는 구동축을 가지는 모터와, 모터에 결합되며, 구동축의 회전에 상응하여 센싱 신호를 출력하는 제2 인코더를 포함할 수 있다.The second sensing unit may include a motor having a driving shaft rotating in conjunction with rotation of the second shaft, and a second encoder coupled to the motor and outputting a sensing signal corresponding to rotation of the driving shaft.
제2 샤프트의 외주면에는 제3 베벨 기어가 구비되며, 구동축에는 제3 베벨 기어에 치합하는 제4 베벨 기어가 구비될 수 있다.A third bevel gear is provided on the outer circumferential surface of the second shaft, and a fourth bevel gear meshing with the third bevel gear is provided on the drive shaft.
제1 인코더로부터 출력되는 센싱 신호와 제2 인코더로부터 출력되는 센싱 신호의 차이로부터, 그립 요소의 개폐 정도를 산출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.And a controller for calculating the degree of opening and closing of the grip element from the difference between the sensing signal output from the first encoder and the sensing signal output from the second encoder.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 마스터(master)부에는 그립 조작을 입력받는 그립퍼가 설치되고, 슬레이브(slave)부에는 그립 동작을 수행하는 수술용 인스트루먼트가 장착되는 수술용 로봇을 제어하는 방법으로서, 그립퍼는, 사용자의 그립 조작에 상응하여 개폐되는 한 쌍의 그립 요소와, 그립 요소의 개폐 동작에 상응하여 길이방향을 축으로 하여 회전하는 제1 샤프트와, 그립 요소의 길이방향을 축으로 하는 회전 동작에 상응하여 회전하는 제2 샤프트와, 제1 샤프트의 회전 정도를 감지하여 그립 요소의 개폐 정도를 인식하는 제1 센싱부와, 제2 샤프트의 회전 정도를 감지하여 그립 요소의 회전 정도를 인식하는 제2 센싱부를 포함하며, (a) 제1 센싱부로부터 제1 샤프트의 회전 정도에 관한 정보를 수신하는 단계, (b) 제2 센싱부로부터 제2 샤프트의 회전 정도에 관한 정보를 수신하는 단계, 및 (c) 단계 (a)에서 수신된 정보와 단계 (b)에서 수신된 정보 간의 차이로부터 그립 요소의 개폐 정도를 산출하는 단계를 포함하는 수술용 로봇의 제어방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a surgical robot in which a gripper for receiving a grip operation is installed in a master unit and a surgical instrument for performing a grip operation is mounted on a slave unit Wherein the gripper includes a pair of grip elements that are opened and closed in accordance with the grip operation of the user, a first shaft that rotates about the longitudinal axis in accordance with the opening and closing operation of the grip element, A first sensing unit sensing a degree of rotation of the first shaft and recognizing a degree of opening and closing of the gripping element by sensing a degree of rotation of the first shaft, (A) receiving information on the degree of rotation of the first shaft from the first sensing unit, (b) receiving information on the degree of rotation of the second shaft from the second sensing unit, And (c) calculating a degree of opening and closing of the grip element from a difference between the information received in step (a) and the information received in step (b). A control method is provided.
단계 (c) 이후에, (d) 산출된 그립 요소의 개폐 정도에 상응하여 인스트루먼트가 그립 동작을 수행하도록 인스트루먼트를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.After step (c), (d) controlling the instrument so that the instrument performs the grip operation corresponding to the degree of opening and closing of the calculated grip element.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and the detailed description of the invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 그립퍼를 간단하고 슬림하게 구성하면서도 그립퍼에 대한 사용자 조작(그립 동작과 회전 동작)을 구분하여 인식할 수 있고, 디지털 방식으로 구현되는 절대치 인코더(absolute encoder)를 센서로 사용함으로써 AD컨버터를 생략할 수 있고 캘리브레이션이 불필요하다는 장점이 있다.
According to a preferred embodiment of the present invention, an absolute encoder, which can be distinguished from a gripper by user operation (gripping operation and rotating operation) while recognizing the gripper simply and slimly, It is possible to omit the AD converter and there is an advantage that the calibration is unnecessary.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 'A'에 대한 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 제어방법을 나타낸 순서도.1 is a sectional view showing a master gripper structure of a surgical robot according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view of 'A' of FIG. 1;
3 is a flowchart illustrating a control method of a surgical robot according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 'A'에 대한 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 그립 요소(10), 제1 샤프트(20), 베벨 기어(22, 24, 42, 44), 제1 센싱부(30), 마그넷(32), 제1 인코더(34), 제2 샤프트(40), 제2 센싱부(50), 모터(52), 구동축(54), 제2 인코더(56)가 도시되어 있다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a master gripper structure of a surgical robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of 'A' of FIG. 1 and 2, the
본 실시예는, 수술용 마스터 로봇의 그립퍼 구조에 있어서, 그립퍼의 움직임을 샤프트의 회전으로 전환시키고 샤프트의 말단에는 마그넷을, 그에 대향하여서는 절대치 인코더를 설치함으로써, 보다 간단한 구조로 그립퍼의 그립 상태를 더욱 정교하게 감지할 수 있도록 한 핸드 그립퍼 구조를 특징으로 한다.In this embodiment, in the gripper structure of the surgical master robot, the movement of the gripper is switched to the rotation of the shaft, the magnet is provided at the end of the shaft, and the absolute encoder is opposed thereto. And features a hand gripper structure for more precise detection.
또한, 본 실시예에 따른 그립퍼 구조는, 샤프트를 2중(제1 샤프트, 제2 샤프트)으로 구성하고 그립퍼 자체의 회전에 연동하여 회전하는 제2 샤프트에는 모터 및 인코더를 결합하여 그립퍼 자체의 회전을 감지함으로써, 절대치 인코더와 모터의 인코더로부터 각각 수신된 신호의 차이로부터 그립퍼의 그립 정도와 그립퍼 자체의 회전 정도를 구분하여 인식하도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the gripper structure according to the present embodiment has a structure in which the shaft is composed of a double shaft (first shaft and second shaft), and a motor and an encoder are coupled to a second shaft that rotates in conjunction with rotation of the gripper itself, So that the degree of grip of the gripper and the degree of rotation of the gripper itself are separately recognized from the difference between the signals received from the absolute value encoder and the encoder of the motor.
본 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조는, 수술용 로봇의 마스터(master)부에 구비되어 사용자로부터 그립 조작을 입력받기 위한 구조물이며, 수술용 로봇의 슬레이브(slave)부에는 인스트루먼트가 장착되어 그립퍼를 통해 입력받은 그립 조작에 상응하여 그립 동작을 수행한다. 이러한 인스트루먼트의 그립 동작에 의해 수술이 이루어지게 된다.The master gripper structure of the surgical robot according to the present embodiment is a structure provided in a master portion of a surgical robot to receive a grip operation from a user and an instrument is mounted on a slave portion of the surgical robot And performs the grip operation corresponding to the grip operation input through the gripper. The operation is performed by the grip operation of such an instrument.
본 실시예에 따른 그립퍼 구조는, 한 쌍의 그립 요소(grip element)(10), 제1 샤프트(shaft)(20), 및 제1 센싱부(30)로 이루어질 수 있다.The gripper structure according to the present embodiment may include a pair of
한 쌍의 그립 요소(10)는 사용자가 잡고 그립 조작을 함으로써 개폐되는 구성요소이다. 예를 들어, 사용자가 엄지와 검지를 사용하여 한 쌍의 그립 요소(10)를 잡는다고 하면, 하나의 그립 요소(10)는 엄지에, 나머지 하나의 그립 요소(10)는 검지에 접하게 된다.The pair of
한 쌍의 그립 요소(10)는 소정의 힌지축을 중심으로 각각 회전되도록 결합될 수 있는데, 전술한 것처럼, 사용자가 손가락으로 한 쌍의 그립 요소(10)를 잡은 상태에서 그립 조작, 즉 잡거나 놓는 조작을 하게 되면 그에 따라 그립 요소(10)는 개방되거나 폐쇄되게 된다.A pair of
여기에서 한 쌍의 그립 요소(10)가 개방된다는 것은 한 쌍의 그립 요소(10)가 힌지축을 중심으로 벌어지는 것을 의미하며, 한 쌍의 그립 요소(10)가 폐쇄된다는 것은 한 쌍의 그립 요소(10)가 힌지축을 중심으로 오므라지는 것을 의미한다. 즉, 한 쌍의 그립 요소(10)의 개폐 동작은 한 쌍의 그립 요소(10)가 벌어지거나 오므라지는 동작을 의미한다.Here, the opening of the pair of
제1 샤프트(20)는 그립 요소(10)의 개폐 동작에 상응하여 길이방향을 축으로 하여(도 1의 'x축' 참조) 회전하는 구성요소이다. 이처럼, 본 실시예는 그립 요소(10)의 개폐 동작을 샤프트의 회전 동작으로 전환시켜 사용자의 그립 조작에 대한 보다 정교한 센싱이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.The
그립 요소(10)의 개폐 동작을 제1 샤프트(20)의 회전 동작으로 전환시키기 위해, 도 1의 'A' 부분에 도시된 것처럼 샤프트의 일단부가 힌지축 부위에서 그립 요소(10)에 결합되되, 한 쌍의 그립 요소(10) 및 제1 샤프트(20)의 일단부에 각각 베벨 기어(22, 24)가 구비될 수 있다.In order to switch the opening / closing operation of the
도 2에 도시된 것처럼 한 쌍의 그립 요소(10)에 각각 구비된 베벨 기어(22)가 제1 샤프트(20)의 일단부에 구비된 베벨 기어(24)에 치합되도록 그립 요소(10)와 샤프트를 결합함으로써, 그립 요소(10)의 개폐 동작이 샤프트의 x축을 중심으로 한 회전 동작으로 전환될 수 있다.The
다만, 도 2에 도시된 기어 결합 구조는 그립 요소(10)의 개폐 동작을 샤프트의 회전 동작으로 전환시키기 위한 일례를 도시한 것으로, 도시된 구조 외에도 다양한 방식으로 그립 요소(10)와 제1 샤프트(20)를 결합시켜 그립 요소(10)의 개폐 동작을 샤프트의 회전 동작으로 전환시킬 수 있음은 물론이다.2 shows an example for switching the opening and closing operation of the
제1 센싱부(30)는 제1 샤프트(20)의 회전을 감지하는 구성요소로서, 전술한 것처럼 본 실시예에서는 그립 요소(10)의 개폐 동작이 제1 샤프트(20)의 회전 동작으로 전환되므로, 제1 샤프트(20)의 회전 정도를 감지한다는 것은 그립 요소(10)의 개폐 정도를 감지하는 것을 의미한다.The
이처럼, 제1 샤프트(20)의 회전을 감지하여 그립 요소(10)의 개폐 정도를 인식하기 위해, 본 실시예에 따른 제1 센싱부(30)는 마그넷(magnet)(32)과, 마그넷(32)에 마주보도록 위치하는 제1 인코더(34)를 포함할 수 있다.The
마그넷(32)은 도 1에 도시된 것처럼 제1 샤프트(20)의 타단부에 구비될 수 있다. 따라서, 그립 요소(10)가 개폐되어 제1 샤프트(20)가 회전하면 제1 샤프트(20)의 말단에 장착된 마그넷(32)이 회전하게 된다.The
즉, 본 실시예에 따른 그립퍼는 도 2에 도시된 것처럼 3개의 베벨 기어(22, 24)를 연속적으로 연결하여 회전축이 직교하도록 변경한 것을 특징으로 하며, 제1 샤프트(20)의 끝단에 마그넷(32)을 장착하고, 그 마주보는 반대면에 후술하는 것처럼 절대치 인코더를 부착함으로써, 그립 요소(10)의 개폐 동작(그립 동작)을 인식하도록 한 것이다.That is, the gripper according to the present embodiment is characterized in that three
예를 들어, 마그넷(32)이 절반은 N극을, 나머지 절반은 S극을 띄는 원판형으로 형성된다고 하면, 마그넷(32)이 180도 회전함에 따라 N극과 S극이 초기 위치와 반대되는 위치가 되며, 마그넷(32)이 360도 회전함에 따라 N극과 S극이 다시 초기 위치와 같은 위치가 된다.For example, if the
이러한 마그넷(32)에 대향하여 제1 인코더(34)를 배치함으로써, 마그넷(32)의 회전 정도를 감지할 수 있다. 전술한 것처럼, 제1 샤프트(20)의 회전에 따라 그 말단에 장착된 마그넷(32) 또한 회전하게 되며, 마그넷(32)의 회전에 따라 극성(N극, S극)의 위치가 변하게 되는데, 본 실시예에 따른 제1 인코더(34)는 이러한 마그넷(32)의 극성의 변화를 감지하여 마그넷(32)이 얼마만큼 회전하였는지를 감지하여 센싱 신호를 출력하게 된다.By disposing the
여기서, 제1 인코더(34)로서 절대치 인코더(absolute encoder)를 사용할 수 있다. 절대치 인코더는 마그넷(32)이 이전 위치로부터 회전한 각도를 상대적으로 감지하는 것이 아니라, 마그넷(32)이 초기 위치로부터 회전한 각도의 절대치를 감지하는 방식으로 작동되므로, 보다 정교한 센싱이 가능하게 된다.Here, as the
아울러, 본 실시예에 따른 절대치 인코더는 디지털 방식으로 구현 가능하므로 종래의 홀센서의 경우처럼 AD컨버터를 사용할 필요가 없으며, 절대치 엔코더를 사용하면 초기화가 불필요하다는 잇점이 있다.In addition, since the absolute value encoder according to the present embodiment can be implemented in a digital manner, there is no need to use an AD converter as in the case of a conventional hall sensor, and the use of an absolute value encoder is advantageous in that initialization is unnecessary.
또한, 종래의 홀센서 방식은 오차 문제와 비선형의 문제가 있었으나, 본 실시예에 따른 제1 센싱부(30)는 마그넷(32)이 회전한 정도를 절대치 인코더에서 각도값으로 바로 센싱하므로 센싱 데이터가 선형 변환이 되어 오차가 적다는 장점이 있다.In addition, the conventional Hall sensor system has a problem of error and non-linearity. However, since the
본 실시예에 따른 그립퍼 구조는, 제2 샤프트(40)와 제2 센싱부(50)를 더 포함할 수 있다.The gripper structure according to the present embodiment may further include a
제2 샤프트(40)는 그립 요소(10)가 x축을 중심으로 회전할 경우, 그 회전 동작에 상응하여 x축을 중심으로 회전하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 그립퍼 구조는 그립 요소(10)의 그립 조작을 샤프트의 회전으로 전환시켜 인식하는 방식으로서, 그립 요소(10) 자체를 (샤프트의 회전축과 동일한 축을 중심으로) 회전시킬 경우에도 샤프트가 회전하게 되므로, 샤프트의 회전이 그립 조작에 따른 것인지 회전 조작에 따른 것인지 구분할 필요가 있다.The
이에, 본 실시예에 따른 제1 샤프트(20) 외에 제2 샤프트(40)를 더 추가함으로써, 그립 요소(10)에 대한 그립 조작은 제1 샤프의 회전으로부터, 그립 요소(10)에 대한 회전 조작은 제2 샤프트(40)의 회전으로부터 감지하도록 할 수 있다.Thus, by further adding the
제1 샤프트(20)와 제2 샤프트(40)는 동심축을 가지도록 결합할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 것처럼 제2 샤프트(40)를 원통 형상으로 제작하고 그 내부에 제1 샤프트(20)가 수용되도록 하여, 그립 요소(10)에 대한 그립 조작에 의해서는 (베벨 기어에 의해) 제1 샤프트(20)가 회전하고, 그립 요소(10)에 대한 회전 조작에 의해서는 제2 샤프트(40)(및 제1 샤프트(20))가 회전하도록 할 수 있다.The
다만, 도 1에는 제1 샤프트(20)와 제2 샤프트(40)의 결합 구조의 일례를 도시한 것으로, 도시된 결합 구조 외에도, 제1 샤프트(20)를 원통 형상으로 제작하고 그 내부에 제2 샤프트(40)가 수용되도록 하는 등 다양한 방식으로 제1 샤프트(20)와 제2 샤프트(40)를 결합할 수 있음은 물론이다.1 shows an example of the coupling structure of the
제2 센싱부(50)는 제2 샤프트(40)의 회전을 감지하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 제2 센싱부(50)는 모터(52)와, 모터(52)에 결합되는 제2 인코더(56)를 포함할 수 있다.The
본 실시예에 따른 모터(52)는 제2 샤프트(40)의 회전에 연동하여 회전하는 구동축(54)을 가지며, 모터(52)에 결합된 제2 인코더(56)는 모터(52)의 구동축(54)이 회전함에 따라 그에 상응하는 센싱 신호를 출력한다. 즉, 본 실시예에 따른 제2 센싱부(50)는 제2 샤프트(40)의 회전에 모터(52)의 구동축(54)을 연동시키고, 모터(52)가 회전한 정도를 인코더로 센싱하는 구조로 이루어질 수 있다.The
전술한 '그립 요소(10)-제1 샤프트(20)'의 연동 관계와 마찬가지로, 본 실시예에 따른 제2 샤프트(40)와 구동축(54) 또한 서로 치합하는 베벨 기어(42, 44)를 사용하여 연동시킬 수 있다.The
즉, 도 2에 도시된 것처럼 제2 샤프트(40)의 외주면 베벨 기어(42)를 구비하고, 모터(52)의 구동축(54)에도 베벨 기어(44)를 장착하여, 제2 샤프트(40)가 회전함에 따라 외주면에 구비된 베벨 기어(42)가 회전하고, 그에 치합된 구동축(54)의 베벨 기어(44)가 회전함에 따라 구동축(54)이 회전하도록 할 수 있다.2, the
이처럼, 본 실시예에 따른 그립 요소(10)의 회전 운동은 회전 샤프트(제2 샤프트(40)) 상에 한 쌍의 서로 치합하는 베벨 기어(42, 44)를 장착함으로써, 모터(52)의 구동축(54)으로 전달될 수 있다. 이 모터(52)에 인코더를 체결함으로서, 결과적으로 그립 요소(10)의 회전 운동을 인식할 수 있다.As described above, the rotational motion of the
그립 요소(10)에 대한 그립 조작은 제1 샤프트(20)의 회전으로 전환되는 반면, 그립 요소(10) 자체에 대한 회전 조작은 제2 샤프트(40)뿐만 아니라 제1 샤프트(20)의 회전으로도 전환될 수 있다. 즉, 사용자가 그립 요소(10) 자체를 회전시키는 조작을 할 경우, 제1 샤프트(20)와 제2 샤프트(40)가 모두 회전할 수 있다.The gripping operation with respect to the
이 경우, 제1 샤프트(20)의 회전은 제1 센싱부(30)에 의해 감지되고, 제2 샤프트(40)의 회전은 제2 센싱부(50)에 의해 감지되므로, 제1 센싱부(30), 즉 제1 인코더(34)로부터 출력되는 센싱 신호와, 제2 센싱부(50), 즉 제2 인코더(56)로부터 출력되는 센싱 신호의 차이로부터, 그립 요소(10)의 개폐 정도를 산출할 수 있다.In this case, the rotation of the
그립 요소(10)에 대해 그립 조작만을 할 경우 제1 센싱부(30)가 그립 조작 정도를 감지하고, 그립 요소(10)에 대해 회전 조작만을 할 경우 제1 센싱부(30) 및 제2 센싱부(50)가 모두 회전 조작 정도를 감지하게 된다.The
그립 요소(10)에 대해 그립 조작과 회전 조작을 병행할 경우에는, 제1 센싱부(30)가 감지한 회전 각도는 그립 조작에 의한 것과 회전 조작에 의한 것이 모두 포함되어 있고, 제2 센싱부(50)가 감지한 회전 각도는 회전 조작에 의한 것만 센싱될 수 있다.When the grip operation and the rotation operation are performed in parallel with the
따라서, 제1 센싱부(30)에 의해 감지된 회전 각도에서 제2 센싱부(50)에 의해 감지된 회전 각도를 뺌으로써, 그립 요소(10)에 대한 그립 조작에 의한 각도만 구분하여 산출해 낼 수 있다.
Therefore, by subtracting the rotation angle detected by the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 제어방법을 나타낸 순서도이다. 이하, 전술한 마스터 그립퍼 구조를 사용하여 수술용 로봇의 인스트루먼트의 그립 동작을 제어하는 프로세스에 대하여 설명한다.3 is a flowchart illustrating a control method of a surgical robot according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the process of controlling the grip operation of the instrument of the surgical robot using the above-described master gripper structure will be described.
전술한 것처럼, 본 실시예에 따른 마스터 그립퍼 구조에는 제1 샤프트(20), 제1 센싱부(30), 제2 샤프트(40), 및 제2 센싱부(50)가 구비되어 있으며, 수술용 로봇에는 그립퍼로부터 신호를 수신하여 로봇의 동작을 제어하는 제어부가 구비되어 있다.As described above, the master gripper structure according to the present embodiment is provided with the
수술용 로봇의 제어부는, 먼저, 제1 센싱부(30)에서 제1 샤프트(20)의 회전 정도를 감지하고 그에 관한 정보 수신하며(S100), 제2 센싱부(50)에서 제2 샤프트(40)의 회전 정도를 감지하고 그에 관한 정보 수신한다(S200).The control unit of the surgical robot first senses the degree of rotation of the
제1 센싱부(30)로부터의 정보 수신과 제2 센싱부(50)로부터의 정보 수신은 시계열적인 선후 관계가 있는 것은 아니며, 어느 하나를 다른 하나보다 먼저 수행할 수 있으며, 동시에 수행할 수도 있다.The reception of information from the
다음으로, 제1 센싱부(30)로부터 수신된 정보와 제2 센싱부(50)로부터 수신된 정보의 차이로부터 마스터 그립퍼에 구비된 그립 요소(10)의 개폐 정도, 즉 한 쌍의 그립 요소(10)에 대하여 사용자가 얼마나 그립 조작을 하였는지를 산출한다(S300).Next, from the difference between the information received from the
전술한 것처럼, 사용자가 그립 요소(10)를 그립 조작할 뿐만 아니라, 회전 조작할 수도 있으므로, 제1 센싱부(30)와 제2 센싱부(50)로부터 각각 센싱 신호를 수신하여 그립 조작 정도만을 산출해 낼 수 있다.As described above, since the user can operate the
이와 같이 그립 요소(10)의 개폐 정도가 산출되면, 산출된 개폐 정도만큼 인스트루먼트가 그립 동작을 수행하도록 수술용 로봇의 작동을 제어한다(S400).
When the degree of opening / closing of the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
10 : 그립 요소 20 : 제1 샤프트
22, 24, 42, 44 : 베벨 기어 30 : 제1 센싱부
32 : 마그넷 34 : 제1 인코더
40 : 제2 샤프트 50 : 제2 센싱부
52 : 모터 54 : 구동축
56 : 제2 인코더10: grip element 20: first shaft
22, 24, 42, 44: bevel gear 30: first sensing portion
32: Magnet 34: 1st encoder
40: second shaft 50: second sensing unit
52: motor 54: drive shaft
56: second encoder
Claims (13)
사용자의 그립 조작에 상응하여 개폐되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와;
상기 그립 요소의 개폐 동작에 상응하여 길이방향을 축으로 하여 회전하는 제1 샤프트(shaft)와;
상기 제1 샤프트의 회전 정도를 감지하여 상기 그립 요소의 개폐 정도를 인식하는 제1 센싱부를 포함하되,
상기 한 쌍의 그립 요소는 소정의 힌지축을 중심으로 각각 회전되어, 개방시에는 서로 벌어지고 폐쇄시에는 서로 오므라지는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
A gripper structure provided on a master part of a surgical robot on which a surgical instrument is mounted and adapted to receive a grip operation from a user so that the instrument performs a grip operation,
A pair of grip elements opened and closed corresponding to a grip operation of the user;
A first shaft which rotates about the longitudinal direction in correspondence with the opening / closing operation of the grip element;
And a first sensing unit sensing the degree of rotation of the first shaft and recognizing the opening / closing degree of the grip element,
Wherein the pair of grip elements are rotated about a predetermined hinge axis so as to be widened at the time of opening and to be distanced from each other at the time of closing.
상기 제1 샤프트의 일단부는 상기 힌지축 부위에서 상기 그립 요소에 결합되고, 상기 한 쌍의 그립 요소에는 상기 힌지축에 결합되는 부위에 각각 제1 베벨 기어가 구비되며, 상기 제1 샤프트의 일단부에는 상기 제1 베벨 기어에 치합되는 제2 베벨 기어가 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
3. The method of claim 2,
One end of the first shaft is coupled to the grip element at a portion of the hinge axis and the pair of grip elements is provided with a first bevel gear at a portion coupled to the hinge shaft, Wherein the second bevel gear is engaged with the first bevel gear.
사용자의 그립 조작에 상응하여 개폐되는 한 쌍의 그립 요소(grip element)와;
상기 그립 요소의 개폐 동작에 상응하여 길이방향을 축으로 하여 회전하는 제1 샤프트(shaft)와;
상기 제1 샤프트의 회전 정도를 감지하여 상기 그립 요소의 개폐 정도를 인식하는 제1 센싱부를 포함하되,
상기 제1 센싱부는,
상기 제1 샤프트의 타단부에 구비되는 마그넷(magnet)과;
상기 마그넷에 대향하여 위치하며, 상기 마그넷의 회전에 상응하여 센싱 신호를 출력하는 제1 인코더(encoder)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
A gripper structure provided on a master part of a surgical robot on which a surgical instrument is mounted and adapted to receive a grip operation from a user so that the instrument performs a grip operation,
A pair of grip elements opened and closed corresponding to a grip operation of the user;
A first shaft which rotates about the longitudinal direction in correspondence with the opening / closing operation of the grip element;
And a first sensing unit sensing the degree of rotation of the first shaft and recognizing the opening / closing degree of the grip element,
The first sensing unit includes:
A magnet provided at the other end of the first shaft;
And a first encoder positioned opposite to the magnet and outputting a sensing signal corresponding to the rotation of the magnet.
상기 제1 인코더는 절대치 인코더(absolute encoder)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
5. The method of claim 4,
Characterized in that the first encoder comprises an absolute encoder.
상기 그립 요소의 상기 길이방향을 축으로 하는 회전 동작에 상응하여 회전하는 제2 샤프트와;
상기 제2 샤프트의 회전 정도를 감지하여 상기 그립 요소의 회전 정도를 인식하는 제2 센싱부를 더 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
5. The method of claim 4,
A second shaft that rotates in correspondence with a rotation operation about the longitudinal direction of the grip element;
And a second sensing unit sensing a degree of rotation of the second shaft and recognizing a degree of rotation of the grip element.
상기 제1 샤프트는 원통 형상으로 이루어지고, 상기 제2 샤프트는 상기 제1 샤프트와 동심으로 회전하도록 상기 제1 샤프트 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
The method according to claim 6,
Wherein the first shaft is in the shape of a cylinder and the second shaft is received in the first shaft so as to rotate concentrically with the first shaft.
상기 제2 샤프트는 원통 형상으로 이루어지고, 상기 제1 샤프트는 상기 제2 샤프트와 동심으로 회전하도록 상기 제2 샤프트 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
The method according to claim 6,
Wherein the second shaft is in the shape of a cylinder and the first shaft is received in the second shaft so as to rotate concentrically with the second shaft.
상기 제2 샤프트의 회전에 연동하여 회전하는 구동축을 가지는 모터와;
상기 모터에 결합되며, 상기 구동축의 회전에 상응하여 센싱 신호를 출력하는 제2 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
7. The apparatus of claim 6, wherein the second sensing unit comprises:
A motor having a drive shaft that rotates in conjunction with rotation of the second shaft;
And a second encoder coupled to the motor and outputting a sensing signal corresponding to rotation of the driving shaft.
상기 제2 샤프트의 외주면에는 제3 베벨 기어가 구비되며, 상기 구동축에는 상기 제3 베벨 기어에 치합되는 제4 베벨 기어가 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
10. The method of claim 9,
Wherein a third bevel gear is provided on an outer circumferential surface of the second shaft and a fourth bevel gear engaged with the third bevel gear is provided on the drive shaft.
상기 제1 인코더로부터 출력되는 센싱 신호와 상기 제2 인코더로부터 출력되는 센싱 신호의 차이로부터, 상기 그립 요소의 개폐 정도를 산출하는 제어부를 더 포함하는 수술용 로봇의 마스터 그립퍼 구조.
10. The method of claim 9,
And a controller for calculating an opening / closing degree of the grip element based on a difference between a sensing signal output from the first encoder and a sensing signal output from the second encoder.
상기 그립퍼는, 사용자의 그립 조작에 상응하여 개폐되는 한 쌍의 그립 요소와, 상기 그립 요소의 개폐 동작에 상응하여 길이방향을 축으로 하여 회전하는 제1 샤프트와, 상기 그립 요소의 상기 길이방향을 축으로 하는 회전 동작에 상응하여 회전하는 제2 샤프트와, 상기 제1 샤프트의 회전 정도를 감지하여 상기 그립 요소의 개폐 정도를 인식하는 제1 센싱부와, 상기 제2 샤프트의 회전 정도를 감지하여 상기 그립 요소의 회전 정도를 인식하는 제2 센싱부를 포함하며,
(a) 상기 제1 센싱부로부터 제1 샤프트의 회전 정도에 관한 정보를 수신하는 단계;
(b) 상기 제2 센싱부로부터 제2 샤프트의 회전 정도에 관한 정보를 수신하는 단계; 및
(c) 상기 단계 (a)에서 수신된 정보와 상기 단계 (b)에서 수신된 정보 간의 차이로부터 상기 그립 요소의 개폐 정도를 산출하는 단계를 포함하는 수술용 로봇의 제어방법.
A method for controlling a surgical robot in which a gripper for receiving a grip operation is provided in a master portion and a surgical instrument for performing a grip operation is mounted on a slave portion,
The gripper includes a pair of grip elements that are opened and closed corresponding to a user's grip operation, a first shaft that rotates about the longitudinal axis in accordance with the opening and closing operation of the grip element, A first sensing unit sensing a degree of rotation of the first shaft and recognizing a degree of opening and closing of the grip element, and a second sensing unit sensing a degree of rotation of the second shaft, And a second sensing unit for recognizing the degree of rotation of the grip element,
(a) receiving information on the degree of rotation of the first shaft from the first sensing unit;
(b) receiving information on the degree of rotation of the second shaft from the second sensing unit; And
(c) calculating an opening / closing degree of the grip element from a difference between the information received in the step (a) and the information received in the step (b).
상기 단계 (c) 이후에,
(d) 산출된 상기 그립 요소의 개폐 정도에 상응하여 상기 인스트루먼트가 그립 동작을 수행하도록 상기 인스트루먼트를 제어하는 단계를 더 포함하는 수술용 로봇의 제어방법.13. The method of claim 12,
After the step (c)
(d) controlling the instrument so that the instrument performs a grip operation corresponding to the degree of opening and closing of the calculated grip element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120147181A KR101418715B1 (en) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120147181A KR101418715B1 (en) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140078150A KR20140078150A (en) | 2014-06-25 |
| KR101418715B1 true KR101418715B1 (en) | 2014-07-14 |
Family
ID=51129826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120147181A KR101418715B1 (en) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101418715B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107414780A (en) * | 2017-08-07 | 2017-12-01 | 重庆金山医疗器械有限公司 | The hand-held mechanism of seven freedom main operation manipulator |
| KR102285586B1 (en) * | 2019-06-21 | 2021-08-04 | 한국과학기술원 | Gripper used in master device for surgery |
| CN112276974A (en) * | 2019-11-13 | 2021-01-29 | 成都博恩思医学机器人有限公司 | Snatch control assembly and remote control ware |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714839B2 (en) * | 1998-12-08 | 2004-03-30 | Intuitive Surgical, Inc. | Master having redundant degrees of freedom |
| US20090012534A1 (en) | 1997-09-19 | 2009-01-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Robotic apparatus |
| KR20090060909A (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-15 | 고려대학교 산학협력단 | Remote-controllable surgical robot |
| KR100997196B1 (en) | 2009-08-13 | 2010-11-30 | 주식회사 이턴 | Handling device of surgical robot |
-
2012
- 2012-12-17 KR KR1020120147181A patent/KR101418715B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090012534A1 (en) | 1997-09-19 | 2009-01-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Robotic apparatus |
| US6714839B2 (en) * | 1998-12-08 | 2004-03-30 | Intuitive Surgical, Inc. | Master having redundant degrees of freedom |
| KR20090060909A (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-15 | 고려대학교 산학협력단 | Remote-controllable surgical robot |
| KR100997196B1 (en) | 2009-08-13 | 2010-11-30 | 주식회사 이턴 | Handling device of surgical robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140078150A (en) | 2014-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10398519B2 (en) | Hybrid control surgical robotic system | |
| JP7317819B2 (en) | Surgical instrument with lockable end effector socket | |
| US20190209201A1 (en) | Surgeon feedback sensing and display methods | |
| US9649096B2 (en) | Motorized surgical instruments | |
| JP6430387B2 (en) | Flexible harmonic waveguide / blade for surgical instruments | |
| EP1937177B1 (en) | Device and method for controlling a remote appliance | |
| US20170135710A1 (en) | Medical treatment instrument | |
| JP6141569B2 (en) | Medical manipulator | |
| US20200038121A1 (en) | Surgical instrument, robotic arm and control system for a robotic arm | |
| WO2016125574A1 (en) | Manipulator | |
| WO2016114090A1 (en) | Operation input device and medical manipulator system | |
| WO2009091497A2 (en) | Minimally invasive surgical instrument | |
| WO2015012162A1 (en) | Medical system and control method for same | |
| KR100925102B1 (en) | Remote-controllable surgical robot | |
| JP2015024037A (en) | Medical device and medical system | |
| KR20180123049A (en) | Control unit for medical devices | |
| WO2016111134A1 (en) | Operation input device and medical manipulator system | |
| KR101418717B1 (en) | Master gripper of surgical robot | |
| KR101418715B1 (en) | Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same | |
| WO2015194262A1 (en) | Device for operating manipulator for surgical operation and system for manipulator for surgical operation | |
| KR20200030209A (en) | Multi degree-of-freedom laparoscopic apparatus using disposable surgical robot tool | |
| KR101763766B1 (en) | Surgical robot system and control method thereof | |
| KR101830389B1 (en) | Master gripper of surgical robot and control method of surgical robot having the same | |
| CN113573852A (en) | Surgical instrument and medical manipulator system | |
| WO2019159361A1 (en) | Medical care system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170704 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190704 Year of fee payment: 6 |