KR20130132233A - Arm unit and robot having the same - Google Patents

Abstract

An arm unit with improved structure to conveniently vary the rigidity and a robot with the same are disclosed. The robot includes an arm unit and a driving unit to drive the arm unit. The arm unit includes a plurality of links which are in rolling-contact with at least two regions; and a plurality of wires penetrating and connecting the links.

Description

Translated fromKorean

암 유닛 및 이를 포함하는 로봇{ARM UNIT AND ROBOT HAVING THE SAME}ARM UNIT AND ROBOT HAVING THE SAME}

암 유닛 및 이를 포함하는 로봇에 관한 것이다.It relates to an arm unit and a robot including the same.

최소침습수술이란 환부의 크기를 최소화하는 수술을 통칭하는 것으로 대표적인 예로서 복강경 수술이 있다. 최소침습수술은 기존의 개복수술과 달리 배를 완전히 열고 수술을 하는 것이 아니라, 몇 개의 작은 절개공을 내고 배에 가스를 채워 수술 공간을 만든 후, 절개공을 통해 복강경(Laparoscope)과 수술용 작동기(Manipulator)를 넣어 영상을 보면서 수술용 작동기로 수술을 하는 방법이다.Minimally invasive surgery is a general operation that minimizes the size of the affected area, and a typical example is laparoscopy. Minimally invasive surgery, unlike the previous surgery, does not open the abdomen and open the abdomen. Instead, it makes several small incisions and fills the gas to create a surgical space. Then, the laparoscope and the actuator are made through the incision. Put a (Manipulator) to watch the image to operate with a surgical actuator.

복강경 수술은 개복수술과 달리 수술 후 통증이 적고, 입원 기간이 짧으며, 정상 상태로의 복귀가 빠르고, 절개 범위가 적어 미용효과가 우수하다는 장점을 가진다. 그러나 조정하기 힘든 수술용 작동기와 절개공을 통하여서만 수술용 작동기를 움직여야 하는 단점이 있다.Laparoscopic surgery, unlike open surgery, has the advantages of less pain after surgery, shorter hospital stays, faster return to normal conditions, and a smaller incision range. However, there is a disadvantage that the surgical actuator must be moved only through the surgical actuator and the incision which are difficult to adjust.

이러한 복강경 수술의 단점을 보완하기 위해 절개공을 하나만 내는 Single Port 수술 내지 절개공을 하나도 형성하지 않고 입, 항문 등과 같은 자연 개구부를 통해 수술용 작동기를 삽입하여 수술을 수행하는 자연 개구부 수술(Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery ; NOTES)이 최근 활발히 연구되고 있다.In order to make up for the shortcomings of laparoscopic surgery, natural orifice surgery is performed by inserting a surgical actuator through a natural opening such as mouth and anus without forming single incision or single incision. Translumenal Endoscopic Surgery (Notes) has been actively studied recently.

이러한 Single Port 수술 또는 자연 개구부 수술을 원활히 수행하기 위해서는 수술용 작동기의 암이 굴곡이 있는 환자의 내부 또는 장기를 따라 지나갈 수 있도록 유연성을 가져야 함과 동시에 수술부위에서는 가해지는 하중을 견딜 수 있도록 강성을 가져야 한다.In order to perform such a single port operation or a natural opening operation smoothly, the arm of the surgical actuator needs to be flexible to pass along the internal or organ of the curved patient, and at the same time, it is rigid to withstand the load applied to the surgical site. Should have

상황에 따라 간편하게 강성을 변경할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 암 유닛 및 이를 포함하는 로봇을 개시한다.Disclosed is an arm unit having an improved structure so that the rigidity can be easily changed according to a situation, and a robot including the same.

기술적 사상의 일 측면에 따른 로봇은 암(arm) 유닛;과, 상기 암 유닛을 구동하기 위한 구동유닛;을 포함하고, 상기 암 유닛은, 적어도 둘 이상의 영역으로 서로 구름 접촉(rolling contact)하는 복수의 링크;와, 상기 복수의 링크를 관통 연결하는 복수의 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the inventive concept, a robot includes an arm unit and a driving unit for driving the arm unit, wherein the arm unit includes a plurality of rolling contacts with at least two regions. A link; and a plurality of wires connecting through the plurality of links.

상기 복수의 링크는 일렬로(serial) 배치되고, 상기 복수의 링크 중 적어도 두 개의 링크는 서로 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉할 수 있다.The plurality of links may be arranged in a line, and at least two of the plurality of links may be in cloud contact with another link adjacent to each other.

상기 복수의 링크 중 적어도 하나의 링크는, 그 중심부가 중공된 형상의 몸체와, 상기 적어도 하나의 링크와 이웃하는 다른 링크를 향하는 제1방향으로 상기 몸체가 굴곡되어 형성되는 복수의 제1구름 접촉부를 포함할 수 있다.At least one of the plurality of links includes a body having a hollow shape at a central portion thereof, and a plurality of first cloud contact portions formed by bending the body in a first direction toward another link adjacent to the at least one link. It may include.

상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 상기 몸체가 굴곡되어 형성되는 복수의 제2구름 접촉부를 포함할 수 있다.The body may include a plurality of second cloud contact parts formed by bending the body in a second direction opposite to the first direction.

상기 복수의 제1구름 접촉부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 180°회전된 위치에 배치되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.The plurality of first cloud contact portions may be provided as a pair disposed at positions rotated by 180 ° with respect to a center line penetrating the center of the body in a direction in which the body extends.

상기 복수의 제2구름 접촉부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 180°회전된 위치에 배치되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.The plurality of second cloud contact portions may be provided as a pair disposed at positions rotated by 180 ° with respect to a center line penetrating the center of the body in a direction in which the body extends.

상기 제1구름 접촉부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 상기 제2구름 접촉부와 90°회전된 위치에 배치될 수 있다.The first cloud contact portion may be disposed at a position rotated 90 ° with the second cloud contact portion with respect to a center line passing through the center of the body in a direction in which the body extends.

상기 제1구름 접촉부는 상기 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하는 구름 접촉면을 포함할 수 있다.The first cloud contact portion may include a cloud contact surface in cloud contact with another neighboring link.

상기 구름 접촉면의 적어도 일 부분은 일정한 곡률을 가지는 원의 일부일 수 있다.At least a portion of the rolling contact surface may be part of a circle having a constant curvature.

상기 복수의 링크는, 제1링크와, 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 링크의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 상기 제1링크와 90°회전된 위치에서 상기 제1링크의 상부 또는 하부와 구름 접촉하는 제2링크를 포함할 수 있다.The plurality of links may include a first link and an upper or lower portion of the first link at a position rotated by 90 ° with the first link with respect to a center line passing through the center of the link in a direction in which the body extends. It may include a second link in cloud contact.

상기 제1링크와 상기 제2링크 사이에 위치하여 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하는 미끄럼방지부재를 더 포함 할 수 있다.The non-slip member may be further disposed between the first link and the second link to prevent slippage between the first link and the second link.

상기 미끄럼방지부재의 일면은 상기 제1링크의 일부분과 접하고, 타면은 상기 제2링크의 일부분과 접할 수 있다.One surface of the non-slip member may contact a portion of the first link, and the other surface may contact a portion of the second link.

상기 제2링크와 대향하는 상기 제1링크의 제1면과 상기 제1면과 구름 접촉하는 상기 제2링크의 제2면에는 각각 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하기 위해 서로 맞물리는 제1치형부 및 제2치형부가 마련될 수 있다.The first surface of the first link facing the second link and the second surface of the second link in contact with the first surface prevent slip between the first link and the second link, respectively. The first tooth portion and the second tooth portion may be provided to engage each other.

상기 제1치형부는 그 중심부가 중공된 형상으로 마련되는 상기 제1링크의 원주방향을 따라 상기 제1면에 형성되고, 상기 제2치형부는 그 중심부가 중공된 형상으로 마련되는 상기 제2링크의 원주방향을 따라 상기 제2면에 형성될 수 있다.The first tooth portion is formed on the first surface along the circumferential direction of the first link having a central portion thereof in a hollow shape, and the second tooth portion of the second link portion has a hollow portion in its central portion. It may be formed on the second surface along the circumferential direction.

상기 제1구름 접촉부의 높이는 서로 다를 수 있다.Heights of the first cloud contact portions may be different from each other.

상기 복수의 링크는, 그 상면과 하면이 이웃하는 다른 링크와 모두 구름 접촉하는 제1링크와, 그 상면과 하면 중 어느 하나의 면은 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하고, 다른 하나의 면은 이웃하는 다른 링크와 서로 상대 회전할 수 없도록 면 접촉하는 제2링크와, 그 상면과 하면이 이웃하는 다른 링크와 서로 상대 회전할 수 없도록 모두 면 접촉하는 제3링크를 포함할 수 있다.The plurality of links may include a first link in which the upper surface and the lower surface of the plurality of clouds contact the neighboring links, and one of the upper surface and the lower surface is in cloud contact with another neighboring link, and the other surface is neighboring. The second link may be in surface contact so as not to rotate relative to each other, and the third link may be in surface contact so that the upper and lower surfaces thereof may not rotate relative to each other.

상기 제2링크는 상기 제1링크와 상기 제3링크 사이에 배치될 수 있다.The second link may be disposed between the first link and the third link.

상기 제3링크는 적어도 둘 이상이 서로 이웃하도록 배치되어 상기 암 유닛이 구동되는 과정에서 강체(rigid body)를 형성할 수 있다.The third link may be arranged such that at least two of the third links are adjacent to each other to form a rigid body in the process of driving the arm unit.

상기 복수의 와이어는, 상기 제1구름 접촉부를 상기 복수의 링크가 배치되는 방향으로 관통하는 한 쌍의 제1와이어와, 상기 제2구름 접촉부를 상기 복수의 링크가 배치되는 방향으로 관통하는 한 쌍의 제2와이어를 포함할 수 있다.The plurality of wires may include a pair of first wires penetrating the first cloud contact portion in a direction in which the plurality of links are arranged, and a pair penetrating the second cloud contact portions in a direction in which the plurality of links are arranged. It may include a second wire of.

상기 암 유닛이 구동되는 과정에서 상기 한 쌍의 제1와이어 중 어느 하나가 늘어나는 길이는 다른 하나가 줄어드는 길이와 다를(non-symmetric) 수 있다.In the process of driving the arm unit, the length in which one of the pair of first wires is extended may be different from the length in which the other is reduced (non-symmetric).

상기 제1와이어 및 상기 제2와이어에 가해지는 장력(tension)과 상기 암 유닛의 강성(stiffness)은 서로 비례할 수 있다.The tension applied to the first wire and the second wire and the stiffness of the arm unit may be proportional to each other.

상기 구동유닛은, 상기 제1와이어 및 상기 제2와이어의 경로를 변경하는 적어도 하나의 풀리와, 상기 제1와이어 및 상기 제2와이어에 가해지는 장력을 조절할 수 있도록 상기 제1와이어 및 상기 제2와이어와 연결되는 구동 플레이트를 포함할 수 있다.The drive unit may include at least one pulley for changing a path of the first wire and the second wire, and the first wire and the second wire to adjust the tension applied to the first wire and the second wire. It may include a drive plate connected with the wire.

또한, 기술적 사상의 다른 측면에 따른 로봇은 복수의 링크를 포함하는 암 유닛과, 상기 암 유닛을 구동하기 위한 구동유닛을 포함하는 로봇에 있어서, 상기 링크는, 그 중심부가 중공된 형상의 몸체;와, 상기 몸체 상부면 및 하부면 중 적어도 하나의 일부 구간이 상기 몸체의 길이 방향으로 돌출 형성되어 상기 링크와 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하는 적어도 하나의 볼록부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the robot according to another aspect of the technical idea is a robot including a arm unit including a plurality of links, and a drive unit for driving the arm unit, the link, the center of the hollow hollow shape; And at least one convex portion protruding in the longitudinal direction of the body from at least one of the upper and lower surfaces of the body to make a cloud contact with another link adjacent to the link.

상기 링크는 상기 볼록부와 연결되는 적어도 하나의 오목부를 포함하고, 상기 오목부는 상기 링크 및 상기 링크와 이웃하는 다른 링크가 상기 볼록부를 통해 상대 회동할 수 있도록 회동 공간을 형성할 수 있다.The link may include at least one concave connected to the convex portion, and the concave portion may form a rotation space such that the link and another link neighboring the link may rotate relative to the convex portion.

상기 볼록부는 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 포함하는 가상의 제1분할면을 기준으로 서로 대향하는 위치에 배치되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.The convex portions may be provided as a pair disposed at positions facing each other with respect to the virtual first divided surface including a center line penetrating through the center of the body.

상기 오목부는 상기 제1분할면과 직교하는 가상의 제2분할면을 기준으로 서로 대향하는 위치에 배치되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.The recesses may be provided as a pair disposed at positions facing each other with respect to the virtual second divided surface orthogonal to the first divided surface.

상기 볼록부는 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하는 구름 접촉면을 포함하고, 상기 구름 접촉면의 적어도 일 부분은 일정한 곡률을 가지는 원의 일부일 수 있다.The convex portion includes a cloud contact surface in cloud contact with another neighboring link, and at least a portion of the cloud contact surface may be part of a circle having a constant curvature.

상기 복수의 링크는 제1링크와, 상기 제1링크와 동일한 형상을 가지며, 상기 제1링크의 상부면 및 하부면과 이웃하는 제2링크 및 제3링크를 포함하고, 상기 제1링크는, 그 중심부가 중공된 형상의 몸체와, 상기 몸체 상부면의 일부 구간이 상기 몸체의 길이 방향으로 돌출 형성되어 상기 제2링크 와 구름 접촉하는 한 쌍의 제1볼록부와, 상기 몸체 하부면의 일부 구간이 상기 제1볼록부가 돌출되는 방향과 반대되는 방향으로 돌출 형성되어 상기 제3링크와 구름 접촉하는 한 쌍의 제2볼록부를 포함하고, 상기 제2볼록부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 상기 제1볼록부와 90°회전된 위치에 배치될 수 있다.The plurality of links may have a first link and the same shape as the first link, and include a second link and a third link adjacent to an upper surface and a lower surface of the first link, wherein the first link includes: A body having a hollow central shape, a portion of the upper surface of the body protruding in the longitudinal direction of the body, and a pair of first convex portions in contact with the second link, and a portion of the lower surface of the body; The section protrudes in a direction opposite to the direction in which the first convex portion protrudes, and includes a pair of second convex portions in cloud contact with the third link, wherein the second convex portion extends along the direction in which the body extends. The first convex portion may be rotated by 90 ° with respect to the center line passing through the center of the body.

상기 제2링크는, 그 중심부가 중공된 형상의 몸체와, 상기 몸체 상부면의 일부 구간이 상기 몸체의 길이 방향으로 돌출 형성되어 상기 제2링크 의 상부면과 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하는 한 쌍의 제3볼록부와, 상기 몸체 하부면의 일부 구간이 상기 제1볼록부가 돌출되는 방향과 반대되는 방향으로 돌출 형성되어 상기 제1링크와 구름 접촉하는 한 쌍의 제4볼록부를 포함하고, 상기 한 쌍의 제4볼록부는 상기 한 쌍의 제1볼록부와 각각 구름 접촉할 수 있다.The second link, as long as the central portion of the hollow body, and a portion of the upper surface of the body protruding in the longitudinal direction of the body in contact with the other link adjacent to the upper surface of the second link in the cloud A third convex portion of the pair, and a portion of the lower surface of the body includes a pair of fourth convex portions protruding in a direction opposite to the direction in which the first convex portion protrudes, and in contact with the first link; The pair of fourth convex portions may be in cloud contact with the pair of first convex portions, respectively.

상기 제1링크와 상기 제2링크 사이에 위치하여 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하는 미끄럼방지부재를 더 포함하고, 상기 미끄럼방지부재의 일면은 상기 제1볼록부와 접하고, 타면은 상기 제4볼록부와 접할 수 있다.And a non-slip member positioned between the first link and the second link to prevent slippage between the first link and the second link, wherein one surface of the non-slip member is the first convex portion. And the other surface may contact the fourth convex portion.

상기 제1볼록부와 상기 제4볼록부는, 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하기 위해, 상기 제1볼록부의 적어도 일부와 상기 제4볼록부의 적어도 일부가 서로 맞물릴 수 있도록 치형부를 포함할 수 있다.The first convex portion and the fourth convex portion may be engaged with at least a portion of the first convex portion and at least a portion of the fourth convex portion to prevent slipping between the first link and the second link. It may include teeth.

상기 한 쌍의 볼록부가 돌출되는 길이는 서로 다를 수 있다.Protruding length of the pair of convex portions may be different from each other.

복수의 링크들을 연결하는 와이어의 장력(Tension)을 조절하여 복수의 링크들로 구성되는 암 유닛의 강성을 조절할 수 있다.The rigidity of the arm unit composed of a plurality of links may be adjusted by adjusting a tension of a wire connecting the plurality of links.

도 1은 일 실시예에 따른 암 유닛 및 구동유닛을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 암 유닛을 구성하는 링크들을 도시한 도면.
도 3은 도 2를 다른 각도에서 바라본 보습을 도시한 도면.
도 4는 도 2의 측면도.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 암 유닛의 틸트(Tilt) 모션과 팬(Pan) 모션을 도시한 도면.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 7a, 도 7b는 와이어에 가해지는 장력과 암 유닛의 강성 간의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 8a, 도 8b, 도 8c는 일 실시예에 따른 암 유닛을 구성하는 링크들 사이에 미끄럼방지부재가 삽입되는 모습을 도시한 도면.
도 9a, 도 9b, 도 9c는 다른 일 실시예에 따른 암 유닛을 도시한 도면.
도 10a, 도 10b, 도 10c는 또 다른 일 실시예에 따른 암 유닛을 도시한 도면.
도 11a, 도 11b, 도 11c는 또 다른 일 실시예에 따른 암 유닛을 도시한 도면.1 is a view showing an arm unit and a drive unit according to an embodiment.
FIG. 2 is a view showing links forming the arm unit of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a view illustrating moisturizing viewed from another angle of FIG. 2. FIG.
Figure 4 is a side view of Figure 2;
5A and 5B illustrate a tilt motion and a pan motion of an arm unit according to one embodiment.
6A, 6B, 6C, 7A, and 7B are views for explaining the relationship between the tension applied to the wire and the rigidity of the arm unit.
8A, 8B, and 8C are views illustrating a non-slip member inserted between links constituting an arm unit according to an exemplary embodiment.
9A, 9B and 9C illustrate arm units according to another embodiment.
10A, 10B and 10C show arm units according to yet another embodiment.
11A, 11B, and 11C illustrate arm units according to yet another embodiment.

이하에서는 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 암 유닛 및 구동유닛을 도시한 도면이다.1 is a view showing an arm unit and a drive unit according to an embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 로봇(1)은 암 유닛(10)과, 암 유닛(10)을 구동하기 위한 구동유닛(50)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, therobot 1 includes anarm unit 10 and a drivingunit 50 for driving thearm unit 10.

암 유닛(10)은 일렬(Serial)로 배치되고 서로 구름 접촉(rolling contact)하는 링크들(110)과, 링크들(110)을 관통하여 연결하는 와이어들(181a, 181b, 182a, 182b)을 포함한다.Thearm unit 10 haslinks 110 arranged in a row and rolling contacts with each other, andwires 181a, 181b, 182a, and 182b connecting through thelinks 110. Include.

와이어들(181a, 181b, 182a, 182b)은 암 유닛(10)의 틸트 모션을 구현하기 위해 대향하여 배치되는 한 쌍의 제1와이어(181a, 181b)와, 암 유닛(10)의 팬 모션을 구현하기 위해 대향하여 배치되는 한 쌍의 제2와이어(182a, 182b)를 포함한다.Thewires 181a, 181b, 182a, and 182b are provided with a pair offirst wires 181a and 181b disposed opposite to each other to implement the tilt motion of thearm unit 10 and the fan motion of thearm unit 10. It includes a pair ofsecond wires 182a, 182b disposed opposite to implement.

구동유닛(50)은 와이어들(181a, 181b, 182a, 182b)의 경로를 변경하는 적어도 하나의 풀리(52)와, 와이어들(181a, 181b, 182a, 182b)에 가해지는 장력을 조절할 수 있도록 와이어들(181a, 181b, 182a, 182b)과 연결되는 구동 플레이트(54)와, 구동 플레이트(54)를 구동하기 위한 구동모터(미도시)를 포함한다.The drivingunit 50 may adjust the tension applied to the at least onepulley 52 and thewires 181a, 181b, 182a, and 182b that change the path of thewires 181a, 181b, 182a, and 182b. A drivingplate 54 connected to thewires 181a, 181b, 182a, and 182b and a driving motor (not shown) for driving the drivingplate 54 are included.

구동 플레이트(54)는 와이어들(181a, 181b, 182a, 182b)이 감길 수 있도록 원호 형상으로 마련될 수 있고, 암 유닛(10)의 틸트 모션과 관계되는 제1와이어(181a, 181b)와 연결되어 제1와이어(181a, 181b)의 장력을 조절하는 제1구동 플레이트(54a)와, 암 유닛(10)의 팬 모션과 관계되는 제2와이어(182a, 182b)와 연결되어 제2와이어(182a, 182b)의 장력을 조절하는 제2구동 플레이트(54b)를 포함한다.The drivingplate 54 may be provided in an arc shape so that thewires 181a, 181b, 182a, and 182b may be wound and connected to thefirst wires 181a and 181b related to the tilt motion of thearm unit 10. And thefirst drive plate 54a for adjusting the tension of thefirst wires 181a and 181b, and thesecond wires 182a and 182b associated with the fan motion of thearm unit 10 to connect thesecond wires 182a. And asecond drive plate 54b for adjusting the tension of 182b.

제1구동 플레이트(54a)와 제2구동 플레이트(54b)는 각각 개별적으로 구동되어 회전하면서 암 유닛(10)의 틸트 모션과 팬 모션을 구현하기 위한 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)의 장력을 조절할 수 있다.Thefirst drive plate 54a and thesecond drive plate 54b are driven and rotated separately, respectively, so that thefirst wires 181a and 181b and the second wires to implement the tilt motion and the pan motion of thearm unit 10 are rotated. The tension of 182a and 182b can be adjusted.

도 2는 도 1의 암 유닛을 구성하는 링크들을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2를 다른 각도에서 바라본 보습을 도시한 도면이며, 도 4는 도 2의 측면도이고, 도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 암 유닛의 틸트(Tilt) 모션과 팬(Pan) 모션을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating links constituting the arm unit of FIG. 1, FIG. 3 is a view illustrating moisturizing viewed from different angles of FIG. 2, FIG. 4 is a side view of FIG. 2, and FIGS. 5A and 5B are FIG. 1 is a diagram illustrating a tilt motion and a pan motion of an arm unit, according to an exemplary embodiment.

도 2 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 링크(110)는 그 중심부가 중공된 형상의 몸체(112)와, 링크(110)의 상부에 이웃하여 배치되는 다른 링크(110)를 향하는 제1방향으로 몸체(112)가 굴곡되어 형성되는 한 쌍의 제1구름 접촉부(114a, 114b)와, 제1방향과 반대되는 방향으로 몸체(112)가 굴곡되어 형성되는 한 쌍의 제2구름 접촉부(116a, 116b)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 5B, thelink 110 has a first direction toward abody 112 having a hollow central shape and anotherlink 110 disposed adjacent to an upper portion of thelink 110. A pair of firstcloud contact portions 114a and 114b formed by bending thebody 112, and a pair of secondcloud contact portions 116a formed by bending thebody 112 in a direction opposite to the first direction. 116b).

제1구름 접촉부(114a, 114b)는 그 상부에 이웃하는 다른 링크(110)와 접촉할 수 있도록 몸체(112) 상부면의 일부 구간이 몸체(112)의 길이 방향으로 돌출 형성되고, 제2구름 접촉부(116a, 116b)는 그 하부에 이웃하는 다른 링크(110)와 접촉할 수 있도록 몸체(112) 하부면의 일부 구간이 제1구름 접촉부(114a, 114b)가 돌출되는 방향과 반대되는 방향으로 돌출 형성되므로, 제1구름 접촉부(114a, 114b) 및 제2구름 접촉부(116a, 116b)를 각각 제1볼록부(114a, 114b) 및 제2볼록부(116a, 116b)로 볼 수 있다.Some sections of the upper surface of thebody 112 protrude in the longitudinal direction of thebody 112 so that the firstcloud contact portions 114a and 114b may contactother links 110 adjacent to the upper portion thereof, and the second cloud Thecontact portions 116a and 116b may be in a direction opposite to the direction in which the firstcloud contact portions 114a and 114b protrude from a portion of the lower surface of thebody 112 so as to be in contact with anotherlink 110 adjacent to the lower portion thereof. Since the protrusions are formed, the firstcloud contact portions 114a and 114b and the secondcloud contact portions 116a and 116b may be viewed as thefirst protrusions 114a and 114b and thesecond protrusions 116a and 116b, respectively.

한 쌍의 제1구름 접촉부(114a, 114b) 및 한 쌍의 제2구름 접촉부(116a, 116b)는 몸체(112)가 연장되는 방향을 따라 몸체(112)의 중심을 관통하는 중심선(Lc)을 기준으로 180°회전된 위치에 서로 배치되고, 한 쌍의 제1구름 접촉부(114a, 114b)는 중심선(Lc)을 기준으로 몸체(112)의 원주 방향을 따라 제2구름 접촉부(116a, 116b)와 각각 90°회전된 위치에 배치된다.The pair offirst cloud contacts 114a and 114b and the pair ofsecond cloud contacts 116a and 116b each have a center line Lc passing through the center of thebody 112 along the direction in which thebody 112 extends. The pair offirst cloud contacts 114a and 114b are disposed at positions rotated by 180 ° with respect to each other, and the pair offirst cloud contacts 114a and 114b are along the circumferential direction of thebody 112 with respect to the center line Lc. And are rotated 90 ° each.

제1구름 접촉부(114a, 114b)가 형성되는 몸체(112) 상부면에는 제1구름 접촉부(114a, 114b)와 연결되는 제1오목부(115a, 115b)가 형성되고, 제2구름 접촉부(116a, 116b)가 형성되는 몸체(112) 하부면에는 제2구름 접촉부(116a, 116b)와 연결되는 제2오목부(117a, 117b)가 형성된다. 제1오목부(115a, 115b)는 중심선(Lc)을 기준으로 몸체(112)의 원주 방향을 따라 제1구름 접촉부(114a, 114b)와 각각 90°회전된 위치에 배치되고, 제2오목부(117a, 117b)는 중심선(Lc)을 기준으로 몸체(112)의 원주 방향을 따라 제2구름 접촉부(116a, 116b)와 각각 90°회전된 위치에 배치된다. 제1구름 접촉부(114a, 114b)는 중심선(Lc)을 포함하는 가상의 제1분할면(F1)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 제1오목부(115a, 115b)는 중심선(Lc)을 포함하며 제1분할면(F1)과 직교하는 가상의 제2분할면(F2)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치된다.Firstconcave portions 115a and 115b connected to the firstcloud contact portions 114a and 114b are formed on the upper surface of thebody 112 where the firstcloud contact portions 114a and 114b are formed, and the secondcloud contact portion 116a is provided. 2nd recessedparts 117a and 117b connected to the 2ndcloud contact parts 116a and 116b are formed in the lower surface of thebody 112 in which 116b is formed. Thefirst recesses 115a and 115b are disposed at positions rotated by 90 ° with the firstcloud contact portions 114a and 114b in the circumferential direction of thebody 112 with respect to the center line Lc, respectively. 117a and 117b are disposed at positions rotated by 90 ° with the secondcloud contact portions 116a and 116b along the circumferential direction of thebody 112 with respect to the center line Lc. The firstcloud contact portions 114a and 114b are disposed at positions symmetrical with respect to the imaginary first divided surface F1 including the center line Lc, and thefirst recesses 115a and 115b are the centerline Lc. ) Is disposed at positions symmetrical with respect to the virtual second divided surface F2 orthogonal to the first divided surface F1.

한 쌍의 제1구름 접촉부(114a, 114b) 및 한 쌍의 제2구름 접촉부(116a, 116b)에는 틸트 모현 및 팬 모션을 구현하기 위한 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)가 관통하는 제1관통홀(121a, 121b) 및 제2관통홀(122a, 122b)이 마련된다.The pair offirst cloud contacts 114a and 114b and the pair ofsecond cloud contacts 116a and 116b include thefirst wires 181a and 181b and thesecond wires 182a and 182 for implementing tilt and pan motion. First throughholes 121a and 121b and second throughholes 122a and 122b through which 182b passes.

각각의 개별 링크(110)는 서로 이웃하는 다른 개별 링크(110)들과 중심선(Lc)을 기준으로 90°회전된 상태로 순차적으로 결합되어 암 유닛(10)을 구성한다. 따라서 도 1에 보여지는 바와 같이, 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b) 각각은 링크(110)의 제1관통홀(121a, 121b) 및 이웃하는 링크(110)의 제2관통홀(122a, 122b)을 관통한다.Eachindividual link 110 is sequentially coupled with the otherindividual links 110 adjacent to each other in a state rotated by 90 ° with respect to the center line Lc to constitute thearm unit 10. Therefore, as shown in FIG. 1, each of thefirst wires 181a and 181b and thesecond wires 182a and 182b may be formed by the first throughholes 121a and 121b of thelink 110 and the neighboringlinks 110. It penetrates through the 2nd through-holes 122a and 122b.

이웃하는 개별 링크들(110)이 서로 상대 회전할 수 있도록 제1구름 접촉부(114a, 114b) 및 한 쌍의 제2구름 접촉부(116a, 116b)의 적어도 일 부분은 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 곡률을 가지는 원(C)의 일부를 포함할 수 있다.At least a portion of thefirst cloud contacts 114a and 114b and the pair ofsecond cloud contacts 116a and 116b may be predetermined as shown in FIG. 4 so that neighboringindividual links 110 can rotate relative to each other. It may include a portion of the circle (C) having a curvature of.

와이어(181a, 181b, 182a, 182b)에 힘이 가해지지 않은 상태에서, 어느 하나의 개별 링크(110)의 몸체(112) 상부면에 형성되는 제1구름 접촉부(114a, 114b)는 그 상부에 배치되는 다른 개별 링크(110)의 몸체(112) 하부면에 형성되는 제2구름 접촉부(116a, 116b)와 구름 접촉하고, 어느 하나의 개별 링크(110)의 몸체(112) 하부면에 형성되는 제2구름 접촉부(116a, 116b)는 그 하부에 배치되는 다른 개별 링크(110)의 몸체(112) 상부면에 형성되는 제1구름 접촉부(114a, 114b)와 각각 구름 접촉한다.In a state where no force is applied to thewires 181a, 181b, 182a, and 182b, the firstcloud contact portions 114a and 114b formed on the upper surface of thebody 112 of any oneindividual link 110 are disposed on the upper portion thereof. Cloud contact with the second cloud contact portion (116a, 116b) formed on the lower surface of thebody 112 of the otherindividual link 110 is disposed, is formed on the lower surface of thebody 112 of any one individual link (110) Thesecond cloud contacts 116a and 116b respectively make a cloud contact with thefirst cloud contacts 114a and 114b formed on the upper surface of thebody 112 of the otherindividual link 110 disposed thereunder.

또한, 어느 하나의 개별 링크(110)의 제1구름 접촉부(114a, 114b)와 연결되는 제1오목부(115a, 115b)는 그 상부에 배치되는 다른 개별 링크(110)의 제2구름 접촉부(116a, 116b)와 연결되는 제2오목부(117a, 117b)와 서로 대향하도록 배치되어 서로 이웃하는 개별 링크(110) 간의 상대 회동이 가능하도록 회동 공간(S1, S2)을 형성하고, 어느 하나의 개별 링크(110)의 제2구름 접촉부(116a, 116b)와 연결되는 제2오목부(117a, 117b)는 그 하부에 배치되는 다른 개별 링크(110)의 제1구름 접촉부(114a, 114b)와 연결되는 제1오목부(115a, 115b)와 서로 대향하도록 배치되어 회동 공간(S1, S2)를 형성한다.In addition, the firstconcave portions 115a and 115b connected to thefirst cloud contacts 114a and 114b of any oneindividual link 110 may have a second cloud contact portion of the otherindividual link 110 disposed thereon. It is disposed so as to face each other with thesecond recess 117a, 117b connected to 116a, 116b to form a rotation space (S1, S2) to enable relative rotation between the adjacentadjacent link 110, any one The secondconcave portions 117a and 117b connected to thesecond cloud contacts 116a and 116b of theindividual link 110 are connected to thefirst cloud contacts 114a and 114b of the otherindividual links 110 disposed thereunder. Thefirst recesses 115a and 115b are connected to face each other to form the rotation spaces S1 and S2.

도 5a에 도시된 바와 같이, 제1와이어(181a, 181b)의 장력을 조절하면, 어느 하나의 개별 링크(110)의 몸체(112) 하부면에 형성되는 제2구름 접촉부(116a, 116b)와, 그 하부에 배치되는 다른 개별 링크(110)의 몸체(112) 상부면에 형성되는 제1구름 접촉부(114a, 114b)간의 상대 회동이 발생하여 틸트(Tilt) 모션이 구현된다.As shown in FIG. 5A, when the tension of thefirst wires 181a and 181b is adjusted, the secondcloud contact portions 116a and 116b formed on the lower surface of thebody 112 of any oneindividual link 110 may be formed. In addition, relative rotation between the firstcloud contact portions 114a and 114b formed on the upper surface of thebody 112 of the otherindividual link 110 disposed below the tilt motion is realized.

또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2와이어(182a, 182b)의 장력을 조절하면, 어느 하나의 개별 링크(110)의 몸체(112) 상부면에 형성되는 제1구름 접촉부(114a, 114b)와, 그 상부에 배치되는 다른 개별 링크(110)의 몸체(112) 하부면에 형성되는 제2구름 접촉부(116a, 116b)간의 상대 회동이 발생하여 팬(Pan) 모션이 구현된다.In addition, as shown in FIG. 5B, when the tension of thesecond wires 182a and 182b is adjusted, the firstcloud contact portions 114a and 114b formed on the upper surface of thebody 112 of any one individual link 110. ) And a relative rotation between the secondcloud contact portions 116a and 116b formed on the lower surface of thebody 112 of the otherindividual link 110 disposed thereon, thereby implementing pan motion.

이와 같이, 암 유닛(10)이 틸트 모션을 수행하는 과정에서 제1와이어(181a, 181b) 중 어느 하나가 늘어나는 길이는 다른 하나가 줄어드는 길이와 다르며(Non-symmetric), 암 유닛(10)이 팬(Pan) 모션을 수행하는 과정에서 제2와이어(182a, 182b) 중 어느 하나가 늘어나는 길이는 다른 하나가 줄어드는 길이와 다르게 되며, 따라서 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)에 가해지는 장력은 복수의 링크들(100)로 구성되는 암 유닛(10)의 강성과 비례 관계에 있게 된다.As such, the length in which one of thefirst wires 181a and 181b extends while thearm unit 10 performs the tilt motion is different from the length in which the other decreases (Non-symmetric). In the process of performing the pan motion, the length in which one of thesecond wires 182a and 182b extends is different from the length in which the other wire decreases. Thus, thefirst wires 181a and 181b and thesecond wires 182a, The tension applied to 182b is in proportion to the stiffness of thearm unit 10 composed of the plurality of links 100.

도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b는 와이어에 가해지는 장력과 암 유닛의 강성 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.6A, 6B, 7A, and 7B are views for explaining the relationship between the tension applied to the wire and the rigidity of the arm unit.

여기서 'n'은 개별 링크(110)의 개수를 나타내고, 'Φ_p'및'Φ_t'는 팬 모션 및 틸트 모션 각각에서 이웃하는 개별 링크(110) 간에 형성되는 각도를 나타내며,'θ_p'및'θ_t'는 팬 모션 및 틸트 모션 각각에서 끝단에 위치한 개별 링크(110)가 형성하는 각도를 의미하며, 'L_pl' 및'L_pr'은 각각 이웃하는 개별 링크(110)를 연결하는 제2와이어(182a, 182b)의 일부분의 길이를 의미하고, 'd_pl' 및'd_pr'은 제2와이어(182a, 182b)의 전체 길이를 의미한다.Here, 'n' represents the number ofindividual links 110, 'Φ_p ' and 'Φ_t ' represents the angle formed between neighboringindividual links 110 in each of the pan and tilt motion, 'θ_p ' And 'θ_t ' refers to the angle formed by theindividual links 110 positioned at the ends in the pan motion and the tilt motion, respectively, and 'L_pl ' and 'L_pr ' respectively connect the adjacentindividual links 110. The length of a portion of thesecond wires 182a and 182b refers to the length of thesecond wires 182a and 182b, and the term d_pl and d_pr refer to the entire length of thesecond wires 182a and 182b.

도 6a, 도 6b를 참고하여, 제2와이어(182a, 182b)의 늘어나거나 줄어든 길이를 위의 변수들 간의 관계를 이용하여 유도해보면 다음과 같다.Referring to FIGS. 6A and 6B, the lengths of thesecond wires 182a and 182b may be derived using the relationship between the above variables.

이 때, 'd_pl(θ_p,θ_t)'와 'd_pr(θ_p,θ_t)'의 합은 '0(zero)'이 아니다. 즉, 암 유닛(10)이 틸트 모션 또는 팬 모션을 수행하는 과정에서 제2와이어(182a, 182b)중 어느 하나(182a)가 늘어난 길이와 다른 하나(182b)가 줄어든 길이의 절대값은 서로 다르다. 이는 제1와이어(181a, 181b)에도 동일하게 적용된다.At this time, the sum of 'd_pl (θ_p ,θ_t )' and 'd_pr (θ_p ,θ_t )' is not '0 (zero)'. That is, the absolute value of the length in which one of thesecond wires 182a and 182b is extended and the length in which the other one 182b is shortened are different from each other when thearm unit 10 performs the tilt motion or the pan motion. . The same applies to thefirst wires 181a and 181b.

이와 같이, 암 유닛(10)이 틸트 모션 또는 팬 모션을 수행하는 과정에서 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)의 비대칭성(Non-symmetric)으로 인해 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)의 장력(Tension) 조절을 통해 암 유닛(10)의 강성(Stiffness)을 변경시킬 수 있다.As described above, in the process of thearm unit 10 performing the tilt motion or the pan motion, the first wire (181a, 181b) and thesecond wires 182a, 182b are non-symmetrical due to the non-symmetrical characteristics of the first wire ( The stiffness of thearm unit 10 may be changed by adjusting the tension of the 181a and 181b and thesecond wires 182a and 182b.

도 7a, 도 7b를 참고하여 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)에 가해지는 장력(T)과 암 유닛(10)의 강성(K)간의 관계를 유도해보면 다음과 같다.Referring to FIGS. 7A and 7B, the relationship between the tension T applied to thefirst wires 181a and 181b and thesecond wires 182a and 182b and the stiffness K of thearm unit 10 may be as follows. same.

여기서 도 7b에 도시된 바와 같이, 가상일의 원리(Virtual work concept)을 적용하면, 다음과 같다.As shown in FIG. 7B, the virtual work concept is applied as follows.

위의 식들을 정리해보면,To sum up the above expressions,

위의 식에서 알 수 있듯이, 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)에 가해지는 장력(T)과 암 유닛(10)의 강성(K)은 서로 비례 관계에 있으며, 따라서 제1와이어(181a, 181b) 및 제2와이어(182a, 182b)의 장력(T)을 조절하여 암 유닛(10)의 강성(Stiffness)을 변경시킬 수 있다.As can be seen from the above equation, the tension T applied to thefirst wires 181a and 181b and thesecond wires 182a and 182b and the stiffness K of thearm unit 10 are in proportion to each other. The stiffness of thearm unit 10 may be changed by adjusting the tension T of thefirst wires 181a and 181b and thesecond wires 182a and 182b.

이와 같은 구조를 통해, 암 유닛(10)이 굴곡이 있는 환자의 내부 또는 장기를 따라 수술부위까지 이동하는 동안에는 암 유닛(10)의 강성을 줄여 유연성을 가지도록 하고, 수술부위에 도달하여 수술을 수행하는 과정에서는 암 유닛(10) 가해지는 하중을 견딜 수 있도록 강성을 높여 유연성을 가지지 않도록 함으로써 좀 더 효율적으로 수술을 수행할 수 있다.Through this structure, while thecancer unit 10 moves to the surgical site along the inside or the organ of the curved patient to reduce the rigidity of thecancer unit 10 to have flexibility, to reach the surgical site to perform the surgery In the process of performing thearm unit 10 can be performed more efficiently by increasing the rigidity to withstand the load applied so as not to have flexibility.

도 8a 내지 도 8c는 일 실시예에 따른 암 유닛을 구성하는 링크들 사이에 미끄럼방지부재가 삽입되는 모습을 도시한 도면이다.8A to 8C are views illustrating a non-slip member inserted between links constituting an arm unit according to an exemplary embodiment.

도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 미끄럼방지부재(150)는 서로 이웃하는 개별 링크들(110) 사이에 위치하여 개별 링크들(110)이 회동하는 과정에서 발생할 수 있는 미끄럼(Slip)을 방지한다.As shown in FIGS. 8A to 8C, thenon-slip member 150 may be positioned between theindividual links 110 adjacent to each other to slip the slips that may occur during the rotation of theindividual links 110. prevent.

미끄럼방지부재(150)는 그 일면(150a)과 타면(150b)를 통해 이웃하는 개별 링크들(110)과 모두 접할 수 있도록 개별 링크(110)의 몸체(112) 상부면의 일부 및 하부면의 일부가 조합된 형상으로 마련된다. 미끄럼방지부재(150)는 개별 링크(110)들과 다른 재질로 마련될 수 있으며, 특히, 미끄럼 방지에 효과적인 고무 재질이나 플라스틱 재질로 마련될 수 있다.Thenon-slip member 150 is a part of the lower surface and the lower surface of thebody 112 of theindividual link 110 so as to be in contact with all neighboringindividual links 110 through one surface (150a) and the other surface (150b). Some are provided in a combined shape. Thenon-slip member 150 may be provided with a material different from theindividual links 110, and in particular, may be provided with a rubber material or a plastic material effective for preventing slip.

도 9a 내지 도 9c는 다른 일 실시예에 따른 암 유닛을 도시한 도면이다.9A to 9C are diagrams illustrating an arm unit according to another exemplary embodiment.

암 유닛(20)을 구성하는 개별 링크들(210)의 치형부(214, 216)를 제외한 나머지 부분 및 구동 원리는 암 유닛(10)을 구성하는 개별 링크들(110)과 동일하므로 설명을 생략한다.Except for theteeth 214 and 216 of theindividual links 210 constituting thearm unit 20, the driving principle and the driving principle are the same as those of theindividual links 110 constituting thearm unit 10, and thus description thereof is omitted. do.

도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 암 유닛(20)의 개별 링크들(210)은 개별 링크들(210)이 서로 상대 회동하는 과정에서 발생할 수 있는 미끄럼(Slip)을 방지하기 위한 치형부(214, 216)를 더 포함한다.As shown in FIGS. 9A to 9C, theindividual links 210 of thearm unit 20 may include teeth for preventing slip that may occur in the process in which theindividual links 210 rotate relative to each other. (214, 216) further.

치형부(212, 214)는 굴곡 형성되는 링크(210)의 몸체(212) 상부면에 형성되는 제1치형부(214)와, 하부면에 형성되는 제2치형부(216)을 포함한다.Theteeth 212 and 214 include afirst tooth 214 formed on the upper surface of thebody 212 of thelink 210 to be bent, and asecond tooth 216 formed on the lower surface.

제1치형부(214) 및 제2치형부(216)는 각각 몸체(212) 상부면 및 하부면의 원주 방향을 따라 형성된다.Thefirst tooth 214 and thesecond tooth 216 are formed along the circumferential direction of the top and bottom surfaces of thebody 212, respectively.

복수의 링크들(210) 중 어느 하나의 개별 링크(210)에 형성되는 제1치형부(214)와 어느 하나의 개별 링크(210)의 상부에 배치되는 다른 하나의 개별 링크(210)에 형성되는 제2치형부(216)가 서로 맞물리므로, 이웃하는 개별 링크들(110)이 구름 접촉하여 상대 회동하는 과정에서 미끄럼 현상이 미연에 방지된다.Thefirst tooth 214 formed in oneindividual link 210 of the plurality oflinks 210 and the otherindividual link 210 disposed above the oneindividual link 210. Since thesecond tooth portion 216 is meshed with each other, the sliding phenomenon is prevented in the course of the relative rotation of the adjacentindividual links 110 in contact with the cloud.

도 10a 내지 도 10c는 또 다른 일 실시예에 따른 암 유닛을 도시한 도면이다.10A to 10C are diagrams illustrating arm units according to yet another exemplary embodiment.

도 10a 내지 도 10c에 도시한 바와 같이, 또 다른 일 실시예에 따른 암 유닛(30)은 제1링크(310)와, 제2링크(320)와, 제3링크(330)를 포함한다. 제2링크(320)는 제1링크(310)의 상면(312a)과 이웃하여 구름 접촉하는 링크이고, 제3링크(330)는 제2링크(320)의 상면(322a)과 이웃하여 면 접촉하는 링크일 수 있다.As shown in FIGS. 10A to 10C, thearm unit 30 according to another embodiment includes afirst link 310, asecond link 320, and athird link 330. Thesecond link 320 is a link adjacent to thetop surface 312a of thefirst link 310 in a cloud contact, thethird link 330 is in surface contact adjacent to thetop surface 322a of thesecond link 320. May be a link.

위의 설명에서는 제2링크(320) 및 제3링크(330)를 각각 제1링크(310)의 상면(312a) 및 제2링크(320)의 상면(322a)과 이웃하는 것으로 설명하였으나, 제2링크(320) 및 제3링크(330)가 각각 제1링크(310)의 하면(312b) 및 제2링크(320)의 하면(322b)에도 이웃할 수 있음은 자명하다.In the above description, thesecond link 320 and thethird link 330 are described as neighboring theupper surface 312a of thefirst link 310 and theupper surface 322a of thesecond link 320, respectively. Obviously, thesecond link 320 and thethird link 330 may be adjacent to thelower surface 312b of thefirst link 310 and thelower surface 322b of thesecond link 320, respectively.

제1링크(310)는 앞서 설명한 암 유닛(10)의 개별 링크(110)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since thefirst link 310 is the same as theindividual link 110 of thearm unit 10 described above, a detailed description thereof will be omitted.

제3링크(330)는 그 중심부가 중공된 형상의 몸체(332)와, 몸체(332)의 상면(332a) 및 하면(332b)에 각각 형성되어 이웃하는 제2링크(320) 또는 제3링크(330)와 면 접촉하는 제1평탄부(334a, 334b) 및 제2평탄부(336a, 336b)를 포함한다.Thethird link 330 is formed on thebody 332 having a hollow central portion thereof, and is formed on theupper surface 332a and thelower surface 332b of thebody 332 and adjacent to thesecond link 320 or the third link. And firstflat portions 334a and 334b and secondflat portions 336a and 336b in surface contact with 330.

제2링크(320)는 제1링크(310)와 제3링크(330) 사이에 배치되어 제1링크(310)와 제3링크(330)를 연결하며, 그 중심부가 중공된 형상의 몸체(322)와, 몸체(322)의 제1면(322a)에 형성되는 제3평탄부(324a, 324b)와, 제1면(322a)과 반대되는 제2면(322b)에 형성되는 제3구름 접촉부(326a, 326b)를 포함한다.Thesecond link 320 is disposed between thefirst link 310 and thethird link 330 to connect thefirst link 310 and thethird link 330, the body of the hollow shape of the center ( 322, thirdflat portions 324a and 324b formed on thefirst surface 322a of thebody 322, and third clouds formed on thesecond surface 322b opposite to thefirst surface 322a.Contacts 326a and 326b.

제3평탄부(324a, 324b)는 제3링크(330)에 형성되는 제1평탄부(334a, 334b) 또는 제2평탄부(336a, 336b)의 형상과 실질적으로 동일하며, 제3구름 접촉부(326a, 326b)는 제1링크(310)에 형성되는 제1구름 접촉부(314a, 314b) 또는 제2구름 접촉부(316a, 316b)의 형상과 실질적으로 동일하다.The thirdflat portions 324a and 324b are substantially the same as the shape of the firstflat portions 334a and 334b or the secondflat portions 336a and 336b formed in thethird link 330 and the third cloud contact portion. 326a and 326b are substantially the same as the shape of the firstcloud contact portions 314a and 314b or the secondcloud contact portions 316a and 316b formed in thefirst link 310.

제1링크들(310)은 적어도 둘 이상이 서로 이웃하도록 배치되어 상대 회동 하면서 암 유닛(30)이 틸트 모션 및 팬 모션을 취할 수 있도록 하고, 제3링크들(330)은 적어도 둘 이상이 서로 이웃하도록 배치되어 암 유닛(30)이 틸트 모션 및 팬 모션을 취하는 과정에서 실질적으로 강체(Rigid body)를 형성하도록 한다. 도 10c에 도시된 바와 같이, 제1링크들(310), 제2링크들(320), 제3링크들(330)을 연결하는 와이어들(380a, 380b)에 장력이 가해지면, 제3링크들(330)은 강체(Rigid body)를 형성하여 암 유닛(30)의 강성이 유지되도록 하고, 제1링크들(310)은 서로 상대 회전 하면서 암 유닛(30)이 틸트 모션 및 팬 모션을 취할 수 있도록 한다.Thefirst links 310 are arranged such that at least two or more are adjacent to each other to allow thearm unit 30 to take a tilt motion and a pan motion while being rotated relative to each other, and thethird links 330 are at least two to each other. It is arranged to neighbor so that thearm unit 30 substantially forms a rigid body in the course of taking the tilt motion and the pan motion. As shown in FIG. 10C, when tension is applied to thewires 380a and 380b connecting thefirst links 310, thesecond links 320, and thethird links 330, the third link. The 330 forms a rigid body to maintain the rigidity of thearm unit 30, and thefirst links 310 rotate relative to each other while thearm unit 30 takes a tilt motion and a pan motion. To help.

도 11a 내지 도 11c는 또 다른 일 실시예에 따른 암 유닛을 도시한 도면이다.11A to 11C are diagrams illustrating an arm unit according to another exemplary embodiment.

도 11a 내지 도 11c에 도시한 바와 같이, 암 유닛(40)은 그 상부와 하부가 서로 대칭 형상으로 마련되는 제1링크(410)와, 그 상부와 하부가 서로 비대칭 형상으로 마련되는 제2링크(420)를 포함하여 구성된다.As illustrated in FIGS. 11A to 11C, thearm unit 40 includes afirst link 410 having upper and lower portions symmetrically formed from each other, and a second link having an upper and lower portions asymmetrically formed with each other. And 420.

제1링크(410)는 앞서 설명한 암 유닛(10)의 개별 링크(110)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Since thefirst link 410 is the same as theindividual link 110 of thearm unit 10 described above, a detailed description thereof will be omitted.

제2링크(420)는 그 중심부가 중공된 형상의 몸체(422)와, 몸체(422)의 제1면(422a)에 형성되는 제4구름 접촉부(424a, 424b)와, 제1면(422a)과 반대되는 제2면(422b)에 형성되는 제5구름 접촉부(426a, 426b)를 포함한다.Thesecond link 420 includes abody 422 having a hollow central portion, fourthcloud contact portions 424a and 424b formed on thefirst surface 422a of thebody 422, and afirst surface 422a. Fifthcloud contact portions 426a and 426b formed on thesecond surface 422b opposite to the < RTI ID = 0.0 >

몸체(422)는 암 유닛(40)이 틸트 모션 또는 팬 모션을 수행하는 과정에서 제1링크(410) 또는 제2링크(420)가 회동 하는 방향으로 그 일측이 다른 일측에 비해 더욱 연장되므로 비대칭 형상을 가지게 되고, 따라서 제4구름 접촉부(424a, 424b) 간의 높이 차이가 발생하게 된다.Thebody 422 is asymmetrical because one side of thebody 422 extends in the direction in which thefirst link 410 or thesecond link 420 rotates while thearm unit 40 performs the tilt motion or the pan motion. It has a shape, and thus a height difference between the fourthcloud contact portions 424a and 424b occurs.

제1링크(410)와 제2링크(420)는 서로 90°각도로 회전하여 교대로 배치되므로, 암 유닛(40)의 초기 형상이 틸트 모션 또는 팬 모션을 수행하고 있는 상태로 기울어져 배치되고, 따라서 암 유닛(40)이 더욱 큰 각도로 틸트 모션 또는 팬 모션을 수행할 수 있어, 암 유닛(40)이 수술 부위 등에 도달할 수 있는 범위가 증가하게 된다.Since thefirst link 410 and thesecond link 420 are alternately disposed by rotating at an angle of 90 ° to each other, the initial shape of thearm unit 40 is inclined while being tilted or performing a pan motion. Therefore, thearm unit 40 can perform the tilt motion or the pan motion at a larger angle, thereby increasing the range in which thearm unit 40 can reach the surgical site or the like.

1 : 로봇10, 20, 30, 40 : 암 유닛
50 : 구동유닛110, 210: 링크
310, 410 : 제1링크320, 420 : 제2링크
330 : 제3링크1:robot 10, 20, 30, 40: arm unit
50:drive unit 110, 210: link
310, 410:first link 320, 420: second link
330: third link

Claims (30)

Translated fromKorean

암(arm) 유닛;과,
상기 암 유닛을 구동하기 위한 구동유닛;을 포함하고,
상기 암 유닛은,
적어도 둘 이상의 영역으로 서로 구름 접촉(rolling contact)하는 복수의 링크;와,
상기 복수의 링크를 관통 연결하는 복수의 와이어;
를 포함하는 기구.An arm unit;
And a driving unit for driving the arm unit.
The arm unit,
A plurality of links rolling contact each other to at least two regions; and
A plurality of wires connecting through the plurality of links;
.제1항에 있어서,
상기 복수의 링크는 일렬로(serial) 배치되고, 상기 복수의 링크 중 적어도 두 개의 링크는 서로 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하는 기구.The method of claim 1,
And the plurality of links are arranged in series, wherein at least two of the plurality of links are in cloud contact with other links adjacent to each other.제2항에 있어서,
상기 복수의 링크 중 적어도 하나의 링크는 그 중심부가 중공된 형상의 몸체인 기구.3. The method of claim 2,
At least one of said plurality of links is a hollow shaped body of a central portion thereof.제2항에 있어서,
상기 복수의 링크는 상기 링크와 이웃하는 링크를 향하는 제1방향으로 상기 몸체가 굴곡되어 형성되는 복수의 제1구름 접촉부를 포함하는 기구.3. The method of claim 2,
And the plurality of links includes a plurality of first cloud contacts formed by bending the body in a first direction toward a link adjacent to the link.제4항에 있어서,
상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 상기 몸체가 굴곡되어 형성되는 복수의 제2구름 접촉부를 포함하는 기구.5. The method of claim 4,
And a plurality of second cloud contact portions formed by bending the body in a second direction opposite to the first direction.제5항에 있어서,
상기 복수의 제1구름 접촉부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 180°회전된 위치에 배치되어 한 쌍으로 마련되는 기구.The method of claim 5,
And the plurality of first cloud contact portions are disposed at a position rotated by 180 ° with respect to a center line passing through the center of the body in a direction in which the body extends.제6항에 있어서,
상기 복수의 제2구름 접촉부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 180°회전된 위치에 배치되어 한 쌍으로 마련되는 기구.The method according to claim 6,
And a plurality of second cloud contact portions disposed in a position rotated by 180 ° with respect to a center line penetrating the center of the body in a direction in which the body extends.제7항에 있어서,
상기 제1구름 접촉부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 상기 제2구름 접촉부와 90°회전된 위치에 배치되는 기구.The method of claim 7, wherein
And the first cloud contact portion is disposed at a position rotated 90 ° with the second cloud contact portion with respect to a center line passing through the center of the body in a direction in which the body extends.제 3항에 있어서,
상기 제1구름 접촉부의 일 부분은 일정한 곡률을 가지는 원의 일부인 기구.The method of claim 3,
Wherein a portion of the first cloud contact is part of a circle having a constant curvature.제2항에 있어서,
상기 복수의 링크는,
제1링크와,
상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 링크의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 상기 제1링크와 90°회전된 위치에서 상기 제1링크의 상부 또는 하부와 구름 접촉하는 제2링크를 포함하는 기구.3. The method of claim 2,
The plurality of links,
The first link,
And a second link in cloud contact with the top or bottom of the first link at a position rotated 90 [deg.] With the first link relative to a centerline penetrating the center of the link along a direction in which the body extends.제10항에 있어서,
상기 제1링크와 상기 제2링크 사이에 위치하여 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하는 미끄럼방지부재를 더 포함하는 기구.The method of claim 10,
And a non-slip member positioned between the first link and the second link to prevent slipping between the first link and the second link.제11항에 있어서,
상기 미끄럼방지부재의 일면은 상기 제1링크의 일부분과 접하고, 타면은 상기 제2링크의 일부분과 접하는 기구.12. The method of claim 11,
One surface of the non-slip member in contact with a portion of the first link, the other surface in contact with a portion of the second link.제10항에 있어서,
상기 제2링크와 대향하는 상기 제1링크의 제1면과 상기 제1면과 구름 접촉하는 상기 제2링크의 제2면에는 각각 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하기 위해 서로 맞물리는 제1치형부 및 제2치형부가 마련되는 기구.The method of claim 10,
The first surface of the first link facing the second link and the second surface of the second link in contact with the first surface prevent slip between the first link and the second link, respectively. And a first tooth portion and a second tooth portion engaged with each other for the purpose of engagement.제13항에 있어서,
상기 제1치형부는 그 중심부가 중공된 형상으로 마련되는 상기 제1링크의 원주방향을 따라 상기 제1면에 형성되고,
상기 제2치형부는 그 중심부가 중공된 형상으로 마련되는 상기 제2링크의 원주방향을 따라 상기 제2면에 형성되는 기구.The method of claim 13,
The first tooth portion is formed on the first surface along the circumferential direction of the first link, the central portion of which is provided in a hollow shape,
And the second tooth portion is formed on the second surface along the circumferential direction of the second link having a central portion thereof in a hollow shape.제5항에 있어서,
상기 제1구름 접촉부의 높이는 서로 다른 기구.The method of claim 5,
The height of the first cloud contact is different.제2항에 있어서,
상기 복수의 링크는,
그 상면과 하면이 이웃하는 다른 링크와 모두 구름 접촉하는 제1링크와,
그 상면과 하면 중 어느 하나의 면은 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하고, 다른 하나의 면은 이웃하는 다른 링크와 면 접촉하는 제2링크와,
그 상면과 하면이 이웃하는 다른 링크와 모두 면 접촉하는 제3링크를 포함하는 기구.3. The method of claim 2,
The plurality of links,
A first link whose upper and lower surfaces are in cloud contact with other neighboring links,
A second link of one of the upper and lower surfaces in cloud contact with another neighboring link, and the other of the upper and lower surfaces in contact with another neighboring link;
And a third link having a top surface and a bottom surface in surface contact with another neighboring link.제16항에 있어서,
상기 제2링크는 상기 제1링크와 상기 제3링크 사이에 배치되는 기구.17. The method of claim 16,
The second link is disposed between the first link and the third link.제17항에 있어서,
상기 제3링크는 적어도 둘 이상이 서로 이웃하도록 배치되어 상기 암 유닛이 구동되는 과정에서 강체(rigid body)를 형성하는 기구.18. The method of claim 17,
And the third link is arranged such that at least two or more are adjacent to each other to form a rigid body in the process of driving the arm unit.제7항에 있어서,
상기 복수의 와이어는,
상기 제1구름 접촉부를 상기 복수의 링크가 배치되는 방향으로 관통하는 한 쌍의 제1와이어와,
상기 제2구름 접촉부를 상기 복수의 링크가 배치되는 방향으로 관통하는 한 쌍의 제2와이어를 포함하는 기구.The method of claim 7, wherein
The plurality of wires,
A pair of first wires penetrating the first cloud contact portion in a direction in which the plurality of links are arranged;
And a pair of second wires penetrating said second cloud contact portion in a direction in which said plurality of links are disposed.제19항에 있어서,
상기 암 유닛이 구동되는 과정에서 상기 한 쌍의 제1와이어 중 어느 하나가 늘어나는 길이는 다른 하나가 줄어드는 길이와 다른(non-symmetric) 것을 특징으로 하는 로봇.20. The method of claim 19,
The length of which one of the pair of first wires stretches while the arm unit is driven is different from the length of which the other decreases (non-symmetric).제1항에 있어서,
상기 구동유닛은,
상기 제1와이어 및 상기 제2와이어의 경로를 변경하는 적어도 하나의 풀리와,
상기 제1와이어 및 상기 제2와이어에 가해지는 장력을 조절할 수 있도록 상기 제1와이어 및 상기 제2와이어와 연결되는 구동 플레이트를 포함하는 기구.The method of claim 1,
The driving unit includes:
At least one pulley for changing a path of the first wire and the second wire,
And a drive plate connected with the first wire and the second wire to adjust the tension applied to the first wire and the second wire.복수의 링크를 포함하는 암 유닛과, 상기 암 유닛을 구동하기 위한 구동유닛을 포함하는 기구에 있어서,
상기 링크는,
그 중심부가 중공된 형상인 몸체;와,
상기 몸체 상부면 및 하부면 중 적어도 하나의 일부 구간이 상기 몸체의 길이 방향으로 돌출 형성되어 상기 링크와 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하는 적어도 하나의 볼록부;를
포함하는 기구.In the mechanism comprising a arm unit including a plurality of links, and a drive unit for driving the arm unit,
The link,
A body having a hollow central shape; and
At least one convex portion of at least one of the upper and lower surfaces of the body protruding in the longitudinal direction of the body to make a cloud contact with another link adjacent to the link;
Appliances included.제22항에 있어서,
상기 링크는, 상기 볼록부와 연결되는 적어도 하나의 오목부를 포함하고,
상기 오목부는 상기 링크 및 상기 링크와 이웃하는 다른 링크가 상기 볼록부를 통해 상대 회동할 수 있도록 회동 공간을 형성하는 기구.The method of claim 22,
The link includes at least one concave portion connected with the convex portion,
And the concave portion forms a rotation space such that the link and another link neighboring the link can rotate relative to each other through the convex portion.제23항에 있어서,
상기 볼록부는 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 포함하는 가상의 제1분할면을 기준으로 서로 대향하는 위치에 배치되어 한 쌍으로 마련되는 기구.24. The method of claim 23,
And the convex portions are arranged in pairs at positions opposite to each other based on a first virtual divided surface including a center line passing through the center of the body.제24항에 있어서,
상기 오목부는 상기 제1분할면과 직교하는 가상의 제2분할면을 기준으로 서로 대향하는 위치에 배치되어 한 쌍으로 마련되는 기구.25. The method of claim 24,
And the recesses are provided in pairs and are disposed at positions facing each other with respect to the virtual second divided surface orthogonal to the first divided surface.제22항에 있어서,
상기 복수의 링크는 제1링크와, 상기 제1링크와 동일한 형상을 가지며, 상기 제1링크의 상부면 및 하부면과 이웃하는 제2링크 및 제3링크를 포함하고,
상기 제1링크는, 그 중심부가 중공된 형상의 몸체와, 상기 몸체 상부면의 일부 구간이 상기 몸체의 길이 방향으로 돌출 형성되어 상기 제2링크 와 구름 접촉하는 한 쌍의 제1볼록부와, 상기 몸체 하부면의 일부 구간이 상기 제1볼록부가 돌출되는 방향과 반대되는 방향으로 돌출 형성되어 상기 제3링크와 구름 접촉하는 한 쌍의 제2볼록부를 포함하고,
상기 제2볼록부는 상기 몸체가 연장되는 방향을 따라 상기 몸체의 중심을 관통하는 중심선을 기준으로 상기 제1볼록부와 90°회전된 위치에 배치되는 기구.The method of claim 22,
The plurality of links may include a first link and second and third links having the same shape as the first link and neighboring the upper and lower surfaces of the first link.
The first link may include a body having a hollow central portion, a portion of the upper surface of the body protruding in the longitudinal direction of the body, and a pair of first convex portions contacting the second link in rolling contact with the second link; Some sections of the lower surface of the body protrude in a direction opposite to the direction in which the first convex portion protrudes, and includes a pair of second convex portions in cloud contact with the third link.
And the second convex portion is disposed at a position rotated 90 ° with the first convex portion with respect to a center line passing through the center of the body in a direction in which the body extends.제26항에 있어서,
상기 제2링크는, 그 중심부가 중공된 형상의 몸체와, 상기 몸체 상부면의 일부 구간이 상기 몸체의 길이 방향으로 돌출 형성되어 상기 제2링크 의 상부면과 이웃하는 다른 링크와 구름 접촉하는 한 쌍의 제3볼록부와, 상기 몸체 하부면의 일부 구간이 상기 제1볼록부가 돌출되는 방향과 반대되는 방향으로 돌출 형성되어 상기 제1링크와 구름 접촉하는 한 쌍의 제4볼록부를 포함하되,
상기 한 쌍의 제4볼록부는 상기 한 쌍의 제1볼록부와 각각 구름 접촉하는 기구.The method of claim 26,
The second link, as long as the central portion of the hollow body, and a portion of the upper surface of the body protruding in the longitudinal direction of the body in contact with the other link adjacent to the upper surface of the second link in the cloud A third convex portion of the pair, and a portion of the lower surface of the body includes a pair of fourth convex portions protruding in a direction opposite to the direction in which the first convex portion protrudes, and in contact with the first link;
And the pair of fourth convex portions are in cloud contact with the pair of first convex portions, respectively.제27항에 있어서,
상기 제1링크와 상기 제2링크 사이에 위치하여 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하는 미끄럼방지부재를 더 포함하고,
상기 미끄럼방지부재의 일면은 상기 제1볼록부와 접하고, 타면은 상기 제4볼록부와 접하는 기구.28. The method of claim 27,
A non-slip member positioned between the first link and the second link to prevent slippage between the first link and the second link;
One surface of the non-slip member is in contact with the first convex portion, the other surface is in contact with the fourth convex portion.제27항에 있어서,
상기 제1볼록부와 상기 제4볼록부는, 상기 제1링크와 상기 제2링크 간의 미끄럼(slip)을 방지하기 위해, 상기 제1볼록부의 적어도 일부와 상기 제4볼록부의 적어도 일부가 서로 맞물릴 수 있도록 치형부를 포함하는 기구.28. The method of claim 27,
The first convex portion and the fourth convex portion may be engaged with at least a portion of the first convex portion and at least a portion of the fourth convex portion to prevent slipping between the first link and the second link. Mechanisms including teeth to allow.제24항에 있어서,
상기 볼록부는,
상기 한 쌍의 볼록부가 돌출되는 길이는 서로 다른 기구.25. The method of claim 24,
The convex portion
Mechanisms different in length from which the pair of protrusions protrude.

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