KR20180022945A

KR20180022945A - 수술용 로봇

Info

Publication number: KR20180022945A
Application number: KR1020187002943A
Authority: KR
Inventors: 카즈토시 칸
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2018-03-06
Also published as: WO2017006376A1; US20180214226A1; US10881475B2; JPWO2017006376A1; EP3321048A4; JP7148242B2; CN107708597A; CN107708597B; EP3321048A1

Abstract

손목관절 구동부(38)를 포함하는 로봇 본체 구동기구(51)와; 로봇 본체 구동기구에 착탈 가능하게 고정되는 베이스(23)와, 근위단(25a)이 베이스에 이어지는 중공의 샤프트(25)와 샤프트의 원위단(25b)에 이어지는 손목관절(30)을 가지는 암(12)으로서, 손목관절은 암의 원위단의 축선 주위로 회동하는 암과, 손목관절에 장착된 엔드 이펙터(22)와, 샤프트에 삽입관통되어 원위단(44b)이 손목관절에 장착되어 있는 중공의 토크 전달 튜브(44)를 가지는 손목관절 구동력 전달부(48)를 포함하는 로봇 본체(2); 를 구비하며, 손목관절 구동부는, 베이스를 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 토크 전달 튜브의 근위단(44a)과 접속되어, 토크 전달 튜브를 토크 전달 튜브의 축선(L1) 주위로 회동시키도록 구성됨과 함께, 베이스를 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내는 것에 의해, 토크 전달 튜브와 분리되도록 구성되어 있다.

Description

수술용 로봇

본 발명은 수술용 로봇에 관한 것이다.

저침습 수술(Minimal Invasive Surgery)에 사용할 수 있는 매니퓰레이터(manipulator) 시스템으로서, 매니퓰레이터를 매니퓰레이터 본체로부터 분리할 수 있는 매니퓰레이터 시스템이 알려졌다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

이 매니퓰레이터 시스템은, 암을 통하여 매니퓰레이터 본체에 장착 가능한 매니퓰레이터를 가진다. 매니퓰레이터는, 봉합사나 바늘 등을 파지하는 파지부(수술도구)와, 선단부와, 선단부와 함께 제2 관절을 형성하는 중간부와, 통부를 가지며, 중간부와 함께 제1 관절을 형성하는 뿌리부를 가진다. 그리고 암은 통부를 통부의 축 주위로 회전시키는 기구를 가진다. 그리고 통부를 통부의 축 주위로 회전시킴으로써, 파지부를 통부의 축 주위로 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

일본 특허공개 특개 제2004-122286호 공보

그런데 예를 들어, 파지부로 봉합사를 잡는 동작을 수행할 때, 파지부의 개폐방향을 봉합사의 연장방향과 직교하는 방향으로 맞출 필요가 있고, 그 때문에, 파지부의 축선 주위의 파지부의 각도위치를 조정할 필요가 있다. 그러나 특허문헌 1에 기재된 매니퓰레이터 시스템은, 파지부의 개폐방향을 변경하려면, 통부의 축 주위로 매니퓰레이터 전체를 회전시킬 필요가 있으며, 특히, 제1 관절 및 제2 관절을 굴곡 시키고 있는 상태 등, 통부의 축선과 파지부의 축선이 일치하지 않는 상태에서는, 파지부가 통부의 축을 중심으로 하는 원주방향으로 크게 이동해버려 조작성이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 한 형태에 따른 수술용 로봇은, 손목관절 구동부를 포함하는 로봇 본체 구동기구와; 상기 로봇 본체 구동기구에 착탈 가능하게 고정되는 베이스와, 근위단이 상기 베이스에 이어지는 중공의 샤프트와 상기 샤프트의 원위단에 이어지는 손목관절을 가지는 암으로서, 상기 손목관절은 상기 암의 원위단의 축선 주위로 회동하는 암과, 상기 손목관절에 장착된 엔드 이펙터와, 상기 샤프트에 삽입관통되어 원위단이 상기 손목관절에 장착되어 있는 중공의 토크 전달 튜브를 가지는 손목관절 구동력 전달부를 포함하는 로봇 본체; 를 구비하며, 상기 손목관절 구동부는, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 상기 토크 전달 튜브의 근위단과 접속되어, 상기 토크 전달 튜브를 당해 토크 전달 튜브의 축선 주위로 회동시키도록 구성됨과 함께, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내는 것에 의해, 상기 토크 전달 튜브와 분리되도록 구성되어 있다.

이 구성에 의하면, 베이스를 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내어, 구동력 전달기구와 로봇 본체 구동기구를 분리할 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 환자에게 접촉하는 로봇 본체를 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내어, 로봇 본체의 멸균처리를 수행할 수 있다. 따라서, 수술용 로봇의 멸균처리 작업을 효율적으로 수행할 수가 있다.

또한, 베이스를 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 손목관절 구동부는, 토크 전달 튜브의 근위단과 접속되어, 토크 전달 튜브를 토크 전달 튜브의 축선 주위로 회동시킬 수 있다. 이에 따라, 암의 원위단에 설치된 엔드 이펙터를 암의 원위단의 축선 주위로 회동시킬 수가 있다. 따라서, 암이 구부러져 있는 상태에서도, 상기 엔드 이펙터의 암의 원위단의 축선 주위의 각도위치를 변경할 수 있어, 수술용 로봇의 조작성을 향상시킬 수가 있다.

상기 샤프트 및 상기 토크 전달 튜브는, 가요성을 가지고 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 샤프트 및 토크 전달 튜브를 구부려, 환자의 장기 등을 우회하여 엔드 이펙터를 처치 부위 근방에 도입할 수가 있다. 또한, 손목관절을 정확하게 회전시킬 수 있다.

상기 로봇 본체 구동기구는, 엔드 이펙터 구동부를 포함하고; 상기 로봇 본체는, 상기 토크 전달 튜브에 삽입관통되어 원위단이 상기 엔드 이펙터에 장착되어 있는 엔드 이펙터 조작케이블과, 그 회전에 의해 당해 엔드 이펙터 조작케이블을 당해 엔드 이펙터 조작케이블의 연장방향으로 이동시키는 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리, 를 가지는 엔드 이펙터 구동력 전달부를 포함하며; 상기 엔드 이펙터는, 상기 엔드 이펙터 조작케이블이 당해 엔드 이펙터 조작케이블의 연장방향으로 이동함에 따라 동작하도록 구성되며; 상기 엔드 이펙터 구동부는, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해서, 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리와 접속되어, 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리를 회동시키도록 구성됨과 함께, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내는 것에 의해, 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리와 분리되도록 구성되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 샤프트를 구부림에 따라 엔드 이펙터 조작케이블이 움직여서 엔드 이펙터가 동작하는 것을 방지할 수 있다.

상기 손목관절 구동부는, 구동축의 회전에 따라 회전하는 구동측 손목관절 구동 회동체를 가지고; 상기 엔드 이펙터 구동부는, 구동축의 회전에 따라 회전하는 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체를 가지며; 상기 손목관절 구동력 전달부는, 상기 토크 전달 튜브의 근위단에 고정되고, 상기 토크 전달 튜브의 근위단의 축선 주위로 회동 가능하게 상기 베이스에 지지 되어, 내부공간이 상기 토크 전달 튜브의 내부공간과 연통하는 중공의 연결부와; 당해 연결부에 고정되고, 상기 토크 전달 튜브의 근위단의 축선 상으로 연장되는 관통공을 가져, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해서 상기 구동측 손목관절 구동 회동체와 접속되는 종동측 손목관절 구동 회동체; 를 가지며, 상기 엔드 이펙터 구동력 전달부는, 상기 연결부의 내부공간에 배치된 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리와; 당해 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리에 고정되고, 상기 토크 전달 튜브의 근위단의 축선 주위로 회동 가능하게 상기 베이스에 지지 되며, 상기 종동측 손목관절 구동 회동체의 관통공에 삽입관통되어 있는 회전축과; 해당 회동축에 고정되고, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 상기 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체와 접속되는 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체; 를 가지고 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 종동측 겸자 구동 회동체 및 종동측 손목관절 구동 회동체를 동시에 회전시킴으로써, 엔드 이펙터를 동작시키지 않고, 엔드 이펙터의 암의 원위단의 축선 주위의 각도위치를 변경할 수가 있다.

또한, 구동측 겸자 구동 회동체 및 종동측 손목관절 구동 회동체는, 동일 축선 상에 배치되어 있기 때문에, 베이스를 콤팩트하게 구성할 수가 있다.

상기 로봇 본체 구동기구는, 굽힘관절 구동부를 포함하고; 상기 암은, 상기 샤프트와 상기 손목관절 사이에 설치되어, 상기 암을 구부리는 굽힘 동작을 수행하는 굽힘관절을 가지며; 상기 로봇 본체는, 원위단이 상기 굽힘관절에 장착되어 있는 굽힘관절 조작케이블과, 그 회동에 의해 당해 굽힘관절 조작케이블을 당해 굽힘관절 조작케이블의 연장방향으로 이동시키는 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리를 가지는 굽힘관절 구동력 전달부를 포함하고; 상기 굽힘관절은, 상기 굽힘관절 조작케이블이 굽힘관절 조작케이블의 연장방향으로 이동함에 따라 굽힘 동작을 수행하도록 구성되고; 상기 굽힘관절 구동부는, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 상기 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리와 접속되어, 상기 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리를 회동시키도록 구성됨과 함께, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내는 것에 의해, 상기 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리와 상기 손목관절 구동부가 분리되도록 구성되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 상기 엔드 이펙터의 암을 구부려, 수술용 로봇의 조작성을 향상시킬 수가 있다.

상기 굽힘관절 조작케이블은, 상기 샤프트와 상기 토크 전달 튜브 사이의 공간에 삽입관통되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 엔드 이펙터의 동작 및 손목관절의 동작으로부터 독립적으로 굽힘관절을 동작시킬 수가 있다.

상기 엔드 이펙터는 겸자여도 좋다.

이 구성에 의하면, 대상물의 파지를 수행하는 작업에 수술용 로봇을 적용할 수가 있다.

본 발명은, 수술용 로봇의 조작성을 향상시킬 수가 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 수술용 로봇을 구비하는 수술용 로봇 시스템의 구성 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 1의 수술용 로봇의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 근위단 및 로봇 본체 구동기구의 구성 예를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 근위단의 구성 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 근위단의 구성 예를 나타내는 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 6a는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 원위단의 구성 예를 나타낸 도면으로, 로봇 본체의 관절부를 곧게 편 상태를 나타내는 도면이다.
도 6b는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 원위단의 구성 예를 나타낸 도면으로, 로봇 본체의 관절부를 구부린 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 손목관절의 구성 예를 나타내는 일부 단면을 포함하는 도면이다.
도 8a는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 원위단의 구성 예를 나타내는 도면으로, 제1 굽힘관절 조작케이블의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 8b는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 원위단의 구성 예를 나타내는 도면으로, 제2 굽힘관절 조작케이블의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 9a는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 원위단의 구성 예를 나타내는 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 9b는, 도 1의 수술용 로봇의 로봇 본체의 원위단의 구성 예를 나타내는 C-C 선에 따른 단면도이다.
도 10은, 도 1의 수술용 로봇의 제어계통의 구성 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에서는, 모든 도면을 통해 동일 또는 상당하는 요소에는 동일한 참조부호를 부여하고, 그 중복하는 설명을 생략한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 수술용 로봇(1)을 구비하는 수술용 로봇 시스템(100)의 구성 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는, 수술용 로봇(1)의 구성 예를 나타내는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 수술용 로봇 시스템(100)은, 수술자(W)가 수술대(111) 위의 환자(P)의 체내에 삽입한 수술용 로봇(1)의 원위단(遠位端)에 설치된 수술도구를 외부에서 원격으로 조작함에 따라 저침습 수술을 수행하는 시스템이다.

수술용 로봇 시스템(100)은, 예를 들면, 하나 이상의 수술용 로봇(1)과, 내시경(101)을 구비한다.

수술용 로봇(1)은, 수술대(111)에 장착된 수술용 로봇 지지대(113)에 지지 되어 있다. 그리고 수술용 로봇(1)은, 가늘고 길게 형성된 암(arm)을 가지며, 암의 원위단에 수술도구를 가진다. 그리고 이 수술도구에 의해서, 환자(P)의 체내의 처치 부위의 처치를 수행한다. 본 실시형태에서, 수술용 로봇(1)은, 암의 원위단에 겸자(鉗子)를 가지는 로봇이다. 그러나 암의 원위단의 수술도구는 겸자에 한정되는 것이 아니라, 다양한 수술도구를 적용할 수 있다.

내시경(101)은, 수술자(W)가 환자(P)의 체내를 시인(視認)하기 위한 것으로, 원위단에 비디오카메라 및 조명을 가진다. 그리고 내시경(101)의 비디오카메라에 의해서 촬영한 이미지는, 표시 장치(114)에 표시된다. 이에 따라, 수술자(W)는, 환자(P)의 체내에 위치하는 암의 원위단 및 수술도구의 상태, 그리고 처치 부위의 상태를 시인하면서, 수술용 로봇(1)을 조작하여 수술을 수행할 수 있다.

그리고 도 2에 나타낸 바와 같이, 수술용 로봇(1)은, 집속관(102)에 삽입되어 집속된다. 집속관(102)은, 가요성(可撓性)을 가지며, 중공의 통(筒) 형상으로 형성되어 있다.

[로봇 본체의 구성 예]

도 3은, 로봇 본체(2)의 근위단 및 로봇 본체 구동기구(51)의 구성 예를 나타내는 사시도이다. 도 4는, 로봇 본체(2)의 근위단의 구성 예를 나타내는 단면도이다. 도 5는, 로봇 본체(2)의 근위단의 구성 예를 나타내는 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 수술용 로봇(1)은, 로봇 본체(2)와, 구동부(3)와, 제어기(4)(도 1 참조)와, 조작부(5)(도 1 참조)를 구비한다. 또한, 본 실시형태에서, 수술용 로봇(1)은 안내관(6)을 구비한다.

로봇 본체(2)는, 베이스(23)와, 근위단(21a)이 베이스(23)에 이어지는 암(21)과, 암(21)의 원위단(21b)에 설치된 엔드 이펙터(End Effector)(겸자(鉗子))(22)와, 구동력 전달기구(24)를 가진다. 또한, '이어지는'이란, 2개의 것이 직접 접속되어 있는 경우뿐만 아니라, 2개의 것 사이에 다른 것이 개입하여 간접적으로 접속되어 있는 경우도 포함한다.

베이스(23)는, 구동부(3)의 후술하는 로봇 본체 구동기구(51)에 착탈 가능하게 고정된다. 이에 따라, 로봇 본체(2)를 구동부(3)에 연결할 수 있다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스(23)는, 통 형상으로 형성된 통형부(75)와, 통형부(75)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체 구동기구(51) 측(구동부(3) 측) 둘레에 장착된 구동부 측 엔드 플레이트(End Plate)(76)와, 통형부(75)의 암(21) 측 둘레에 장착된 암 측 엔드 플레이트(End Plate)(77)를 가진다.

통형부(75)는, 암(21)의 후술하는 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)의 축선(L1) 방향으로 연장하도록 암(21)에 이어져 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 통형부(75)의 내부에는 지지부(75a)가 설치되어 있다. 지지부(75a)는, 도 4의 앞 방향 및 깊이 방향으로 신장하는 봉 모양의 봉형체로서, 양단부는 지지부(75a)의 내주면에 고정되어 있다. 그리고 지지부(75a)는, 후술하는 연결부(70)의 한쪽 단부를 지지하고 있다.

구동부 측 엔드 플레이트(76)는, 구동부 측 엔드 플레이트(76)의 외측면 및 내측면을 접속하는 제1 관통공(76a)을 가진다. 제1 관통공(76a)은, 후술하는 축선(L3) 상에 형성되어 있다. 제1 관통공(76a)에는, 내부에 후술하는 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)가 배치되어 있다. 또한, 구동부 측 엔드 플레이트(76)는, 구동부 측 엔드 플레이트(76)의 외측면 및 내측면을 접속하는 제2 관통공(76b)을 가진다. 제2 관통공(76b)은, 후술하는 축선(L4) 상에 형성되어 있다. 제2 관통공(76b)은, 내부에 후술하는 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)가 배치되어 있다. 제2 관통공(76b)은, 제1 관통공(76a)을 축선(L1)을 중심으로 대략 180도 회전시킨 위치에 형성되어 있다.

또한, 구동부 측 엔드 플레이트(76)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체 구동기구(51) 측으로 돌출되는 중공의 돌출부(76c)가 형성되어 있다. 돌출부(76c)는, 축선(L1) 상에 형성되어 있다. 즉, 돌출부(76c)는, 제1 관통공(76a)과 제2 관통공(76b) 사이에 위치되어 있다. 돌출부(76c)는, 축선(L1)을 중심으로 하는 원주방향으로 연장되는 주벽(76d)을 가진다. 주벽(76d)의 내측 공간은, 통형부(75)의 내부공간과 연통하고 있다. 그리고 주벽(76d)의 내측 공간에는, 후술하는 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71)가 배치되어 있다. 그리고 제1 관통공(76a)을 축선(L1)을 중심으로 대략 90도 회전시킨 위치와, 후술하는 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71) 사이의 주벽(76d)은, 제거되어, 당해 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 기어 이빨이 노출되어 있다. 또한, 제2 관통공(76b)을 축선(L)을 중심으로 90도 회전시킨 위치와, 후술하는 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71) 사이의 주벽(76d)은, 제거되어, 당해 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 기어 이빨이 노출되어 있다.

또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 베이스(23)는, 통형부(75)의 내주면에 장착된 한 쌍의 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78) 및 한 쌍의 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)를 가진다. 한 쌍의 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78)는, 후술하는 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 연장방향을 변경하는 풀리이다. 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)는, 후술하는 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 연장방향을 변경하는 풀리이다.

그리고 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78) 및 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)는, 축선(L1) 방향의 위치가 서로 다르게 배치되어 있다. 즉, 본 실시형태에서, 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78)는, 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79) 보다 암(21) 측(도 4의 지면에서 왼쪽)에 배치되어 있다.

도 6a는, 로봇 본체(2)의 원위단의 구성 예를 나타내는 도면으로, 관절부(26)를 곧게 편 상태를 나타내는 도면이다. 도 6b는, 로봇 본체(2)의 원위단의 구성 예를 나타내는 도면으로, 관절부(26)를 구부린 상태를 나타내는 도면이다.

도 4, 도 5, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 암(21)은 중공의 플렉시블 샤프트(축)(25)와, 관절부(26)를 가진다.

플렉시블 샤프트(25)는, 예를 들면, 가요성을 가지는 통형체이다. 그리고 도 4에 나타낸 바와 같이, 플렉시블 샤프트(25)의 근위단(25a)은, 베이스(23)의 암 측 엔드 플레이트(77)에 장착되고 고정되어 있다. 즉, 플렉시블 샤프트(25)의 근위단(25a)은, 베이스(23)에 이어져 있다. 그리고 플렉시블 샤프트(25)의 내부공간은, 베이스(23)의 내부공간과 연통하고 있다.

도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 관절부(26)는, 근위단(제1 굽힘관절(27)의 근위단(27a))이 플렉시블 샤프트(25)의 원위단(25b)에 이어져 있다. 관절부(26)는, 중공의 통형체로서, 내부공간은, 플렉시블 샤프트(25)의 내부공간과 연통하고 있다.

본 실시형태에서, 관절부(26)는, 제1 굽힘관절(27)과, 제2 굽힘관절(28)과, 접속부(29)와, 손목관절(30)을 가진다. 제1 굽힘관절(27)과, 제2 굽힘관절(28)과, 접속부(29)와, 손목관절(30)은, 동일 축선 상에 배치되어 있다. 관절부(26)는, 외주면이 도시하지 않은 커버에 의해 덮여, 플렉시블 샤프트(25)와 대략 동일한 지름을 가진다.

제1 굽힘관절(27)은, 중공의 통형체로서, 근위단(27a)이 플렉시블 샤프트(25)의 원위단(25b)에 이어지도록 장착되어 있다.

도 9a는, 로봇 본체(2)의 원위단의 구성 예를 나타내는 B-B 선에 따른 단면도이다. 도 9b는, 로봇 본체(2)의 원위단의 구성 예를 나타내는 C-C 선에 따른 단면도이다.

제1 굽힘관절(27)은, 관절부(26)의 축선 방향으로 일렬로 이어진 복수의 브리지 부재(31)를 가진다. 브리지 부재(31)는, 관절부(26)의 축선 방향으로 연장되는 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 그리고 브리지 부재(31)는, 브리지 부재(31)의 축선 및 후술하는 제1 굽힘관절(27)의 굽힘 방향과 직교하는 방향에서 바라볼 때(즉, 후술하는 핀(31f)의 연장방향에서 바라볼 때), 브리지 부재(31)의 축선으로부터 멀어 질수록 브리지 부재(31)의 축선 방향의 두께 치수가 작아지는 테이퍼 모양으로 형성되어 있다. 즉, 브리지 부재(31)는, 도 6a에서, 위쪽 및 아래쪽을 향해 갈수록 얇아지도록 형성되어 있다. 이에 따라, 제1 굽힘관절(27)을 구부렸을 때에 브리지 부재(31)의 끝 면과 당해 끝 면에 대치하는 인접하는 브리지 부재(31)의 끝 면과의 간섭을 회피하고 있다.

그리고 도 9a 및 도 9b에 나타낸 바와 같이, 브리지 부재(31)는, 제1 삽통공(31a)과, 한 쌍의 제2 삽통공(31b)과, 한 쌍의 제3 삽통공(31c)을 가진다.

제1 삽통공(31a)은, 브리지 부재(31)의 축선 상에 형성되고, 후술하는 토크 전달 튜브(44)가 삽입관통되어 있다. 그리고 일렬로 이어진 복수의 브리지 부재(31)의 제1 삽통공(31a)이 암(21)의 연장방향으로 연장하는 제1 경로(R1)를 구성하고 있다.

한 쌍의 제2 삽통공(31b)은, 브리지 부재(31)의 양쪽 끝 면을 접속하여, 브리지 부재(31)의 축선과 평행하게 연장되어 있다. 한 쌍의 제2 삽통공(31b) 중 하나는, 브리지 부재(31)의 축선 및 후술하는 제1 굽힘관절(27)의 굽힘 방향과 직교하는 방향에서 바라볼 때(즉, 후술하는 핀(31f)의 연장방향에서 바라볼 때), 브리지 부재(31)의 축선에 대해 한 쌍의 제2 삽통공(31b) 중 나머지 하나가 위치하는 쪽과 반대쪽에 위치되어 있다. 즉, 도 6a에서, 한 쌍의 제2 삽통공(31b) 중 하나는, 후술하는 핀(31f)보다 위쪽에 형성되고, 나머지 하나는 후술하는 핀(31f)보다 아래쪽에 형성되어 있다. 그리고 후술하는 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 양단부가 한 쌍의 제2 삽통공(31b)에 각각 삽입관통되어 있다. 그리고 일렬로 이어진 복수의 브리지 부재(31)의 한 쌍의 제2 삽통공(31b)이 암(21)의 연장방향으로 연장하는 한 쌍의 제2 경로(R2)를 구성하고 있다. 따라서, 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 하나는, 후술하는 핀(31f)의 연장방향에서 바라보았을 때, 브리지 부재(31)의 축선에 대해 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 나머지 하나가 위치하는 쪽과 반대쪽에 위치하고 있다.

한 쌍의 제3 삽통공(31c)은, 브리지 부재(31)의 양쪽 끝 면을 연결하여, 브리지 부재(31)의 축선과 평행하게 연장되어 있다. 한 쌍의 제3 삽통공(31c) 중 하나는, 브리지 부재(31)의 축선 및 후술하는 제1 굽힘관절(27)의 굽힘 방향과 직교하는 방향에서 바라보았을 때, 브리지 부재(31)의 축선에 대해 한 쌍의 제3 삽통공(31c) 중 나머지 하나가 위치하는 쪽과 반대쪽에 위치되어 있다. 즉, 도 6a에서, 한 쌍의 제3 삽통공(31c) 중 하나는, 후술하는 핀(31f)보다 위쪽에 형성되고, 나머지 하나는 후술하는 핀(31f)보다 아래쪽에 형성되어 있다. 그리고 후술하는 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 양단부가 한 쌍의 제3 삽통공(31c)에 각각 삽입관통되어 있다. 그리고 일렬로 이어진 복수의 브리지 부재(31)의 한 쌍의 제3 삽통공(31c)이 암(21)의 연장방향으로 연장하는 한 쌍의 제3 경로(R3)를 구성하고 있다. 따라서, 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 하나는, 후술하는 핀(31f)의 연장방향에서 바라보았을 때, 브리지 부재(31)의 축선에 대해 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 다른 하나가 위치하는 쪽과 반대쪽에 위치되어 있다.

또한, 브리지 부재(31)의 한쪽 끝 면으로부터 브리지 부재(31)의 연장방향 바깥쪽을 향해 돌출하는 한 쌍의 제1 돌출부(31d)가 형성되고, 또한, 브리지 부재(31)의 다른 한쪽 끝 면으로부터 브리지 부재(31)의 연장방향 바깥쪽으로 돌출하는 한 쌍의 제2 돌출부(31e)가 형성되어 있다. 한 쌍의 제1 돌출부(31d)와 이웃하는 브리지 부재(31)의 한 쌍의 제2 돌출부(31e)는, 일직선상으로 늘어선 한 쌍의 핀(31f)에 의해 연결되어 있다. 이에 따라, 각 브리지 부재(31)는, 인접하는 브리지 부재(31)에 대해 한 쌍의 핀(31f)의 축선(요동 축선) 주위로 요동 가능하게 연결되어 있다. 그리고 브리지 부재(31)의 각 요동 축선은 서로 평행이 되도록 구성되고, 제1 굽힘 관절(27)은, 브리지 부재(31)의 축선 및 요동 축선과 직교하는 방향(이하, '굽힘 방향'이라고도 한다.)으로 제1 굽힘관절(27)의 원위단(27b)이 향하도록 굽힘 동작을 수행하도록 구성되어 있다. 또한, 도 6a에서, 브리지 부재(31)의 축선은 지면의 좌우 방향으로 연장하는 축선이고, 요동 축선은 지면의 깊이방향으로 연장하는 축선이다.

상술한 바와 같이, 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 하나는, 후술하는 핀(31f)의 연장 방향에서 바라보았을 때, 브리지 부재(31)의 축선에 대해 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 나머지 하나가 위치하는 쪽과 반대쪽에 위치하고 있기 때문에, 제1 굽힘 관절(27)이 굽힘 동작을 수행하면 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 굽힘 방향 내측에 위치하는 제2 경로(R2)의 경로 길이는 짧아지고, 굽힘 방향 외측에 위치하는 제2 경로(R2)는 길어진다. 마찬가지로, 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 하나는, 후술하는 핀(31f)의 연장 방향에서 바라보았을 때, 브리지 부재(31)의 축선에 대해 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 나머지 하나가 위치하는 쪽과 반대쪽에 위치되어 있기 때문에, 제1 굽힘 관절(27)이 굽힘 동작을 수행하면 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 굽힘 방향 내측에 위치하는 제3 경로(R3)의 경로 길이는 짧아지고, 굽힘 방향 외측에 위치하는 제3 경로(R3)는 길어진다.

제2 굽힘 관절(28)은, 제1 굽힘 관절(27)과 동일한 구성이므로, 그 설명을 생략한다.

접속부(29)는, 중공의 통형체로서, 제1 굽힘관절(27)과 제2 굽힘관절(28)을 접속하고 있다.

손목관절(30)은, 엔드 이펙터(22)를 암(21)의 원위단(21b)의 축선(L2) 주위로 회전시킨다. 손목관절(30)은, 암(21)의 축선(관절부(26)의 축선)과 직교하는 평면상으로 연장하는 판상체로서, 중앙부에 손목관절(30)의 근위단 측의 면과 원위단 측의 면을 접속하는 관통공(30a)이 마련되어 있다. 관통공(30a)은, 후술하는 엔드 이펙터 조작케이블(43)이 삽입관통되는 구멍으로서, 암(21)의 원위단(21b)의 축선 상에 형성되어 있다. 그리고 손목관절(30)은, 도시하지 않은 베어링을 통해 제2 굽힘 관절(28)의 원위단(28b)에 이어지도록 장착되어 있다. 따라서, 손목관절(30)은, 플렉시블 샤프트(25), 제1 굽힘 관절(27) 및 제2 굽힘 관절(28)에 대해, 암(21)의 원위단(21b)의 축선(L2) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다.

또한, 손목관절(30)의 근위단 측의 면에서, 관통공(30a)의 주연부에는, 후술하는 토크 전달 튜브(44)의 원위단(44b)이 고정되어 있다(도 7 참조).

엔드 이펙터(22)는, 수술 도구로서, 본 실시형태에서, 겸자이다. 엔드 이펙터(22)는, 손목관절(30)의 원위단 측의 면에 장착되어 있다. 즉, 엔드 이펙터(22)는, 관절부(26)의 원위단(제2 굽힘관절(28)의 원위단(28b))에 이어진다.

또한, 엔드 이펙터(22)는, 조작케이블 연결부를 가지는 도시하지 않은 개폐동작 작동기구를 구비한다. 조작케이블 연결부는, 후술하는 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 원위단(43a)이 연결되는 부분이다. 엔드 이펙터(22)의 개폐동작 작동기구는, 조작케이블 연결부가 소정 방향으로 움직이면, 그 이동량에 따라서 겸자를 소정량 개폐하는 기구이다. 또한, 조작케이블 연결부는, 도시하지 않은 가압기구에 의해, 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 근위단(43a)으로부터 원위단(43b)을 향하는 방향으로 가압 되고 있다. 이에 따라, 엔드 이펙터 조작케이블(43)을 원위단(43b)으로부터 근위단(43a)을 향하는 방향으로 견인하면, 조작케이블 연결부는, 상기 가압기구의 가압력에 대항하여 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 원위단(43b)의 이동 방향으로 움직여, 예를 들면 닫힘 동작을 수행하여, 대상물의 파지 동작을 수행한다. 또한, 엔드 이펙터 조작케이블(43)을 근위단(43a)으로부터 원위단(43b)을 향하는 방향으로 송출하면, 엔드 이펙터 조작케이블(43)은 휘지만, 가압기구가 그 휨을 흡수하도록, 조작케이블 연결부를 상기 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 원위단(43b)의 이동 방향과는 반대방향으로 이동시켜, 예를 들면 열림 동작을 수행하여, 대상물 해방 동작을 수행한다.

이와 같이, 암(21)의 근위단(21a)으로부터 원위단(21b)까지의 내부공간은 연통하고 있으며, 내부에 후술하는 구동력 전달기구(24)의 제1 굽힘관절 조작케이블(41), 제2 굽힘관절 조작케이블(42), 엔드 이펙터 조작케이블(43) 및 토크 전달 튜브(44)가 삽입관통되어 있다.

구동력 전달기구(24)는, 구동부(3)의 후술하는 로봇 본체 구동기구(51)의 구동력을 플렉시블 샤프트(25)의 원위단(25b)에 이어지는 기구, 즉 제1 굽힘관절(27), 제2 굽힘관절(28), 손목관절(30) 및 엔드 이펙터(22)에 전달하는 기구이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 구동력 전달기구(24)는, 제1 굽힘관절 구동력 전달부(45)와, 제2 굽힘관절 구동력 전달부(46)와, 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)와, 손목관절 구동력 전달부(48)를 가진다.

제1 굽힘관절 구동력 전달부(45)는, 구동부(3)의 후술하는 제1 굽힘관절 구동부(35)(도 3 참조)의 구동력을 제1 굽힘관절(27)에 전달하는 기구이다. 제1 굽힘관절 구동력 전달부(45)는, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)과, 제1 회동축(63)과, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)와, 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)를 가진다. 제1 회동축(63), 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61) 및 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)는, 베이스(23)의 내부에 설치되어 있다.

도 8a는, 로봇 본체(2)의 원위단의 구성 예를 나타내는 도면으로, 제1 굽힘 관절 조작케이블(41)의 구성 예를 나타내는 도면이다.

제1 굽힘관절 조작케이블(41)은, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 양단부(41b)가 제1 굽힘관절(27)의 원위단(27b)에 위치하는 브리지 부재(31)에 고정되어 있다.

그리고 제1 굽힘관절 조작케이블(41)은, 한쪽의 단부(41b)로부터 중간부(41a)를 향해 연장되는 부분이, 제1 굽힘 관절(27)의 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 하나 및 플렉시블 샤프트(25)의 내부 공간을 지나, 베이스(23)의 내부 공간까지 연장되어 있다. 그리고 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 베이스(23)의 내부공간에서, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)은, 한 쌍의 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78)의 한쪽에 감아 걸리고, 그 감아 걸린 부분으로부터 중간부(41a)에 걸친 부분은, 축선(L1)과 직교하는 가상의 평면상에서 연장되어 있다.

또한, 다른 한쪽의 단부(41b)로부터 중간부(41a)를 향해 연장되는 부분이, 제1 굽힘관절(27)의 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 다른 하나 및 플렉시블 샤프트(25)의 내측 공간을 지나, 베이스(23)의 내측 공간까지 연장되어 있다. 그리고 베이스(23)의 내부공간에서, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)은, 한 쌍의 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78)의 다른 한쪽에 감아 걸리고, 그 감아 걸린 부분으로부터 중간부(41a)에 걸친 부분은, 상기 축선(L1)과 직교하는 평면과 동일한 가상의 평면상에서 연장되어 있다.

제1 회동축(63)은, 축선(L1)과 평행한 축선(L3) 방향으로 연장되는 축으로서, 양단부가 베어링을 통하여 베이스(23)에 장착되어, 베이스(23)에 대해서 축선(L3) 주위로 회동 가능하게 지지 되어 있다.

제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)는, 그 회동에 의해서 제1 굽힘관절 조작케이블(41)을 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 연장방향으로 이동시킨다. 본 실시형태에서, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)는, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 한 쌍의 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78)에 감아 걸린 부분으로부터 중간부(42a)에 걸친 부분이 연장하는 가상의 평면상에 배치되어 있다. 그리고 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)는, 제1 회동축(63)의 단부 중, 베이스(23)의 암 측 엔드 플레이트(77) 쪽에 위치하는 단부에 고정되어, 제1 회동축(63)과 일체로 축선(L3) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다. 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)에는, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 중간부(41a)가 감아 걸려 고정되어 있다. 이에 따라, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)에 의한 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 구동을 원활하게 수행할 수 있다.

종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)는, 제1 회동축(63)의 단부 중, 구동부 측 엔드 플레이트(76) 쪽에 위치하는 단부에 고정되어, 구동부 측 엔드 플레이트(76)의 제1 관통공(76a)에 위치하고 있다. 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)는, 원판 모양으로 형성되고, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체 구동기구(51)에 대치하는 면에는 종동측 맞물림부(62a)가 형성되어 있다. 종동측 맞물림부(62a)는, 후술하는 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)의 구동측 맞물림부(91a)(도 3 참조)와 맞물려 결합하는 부분이다. 본 실시형태에서, 종동측 맞물림부(62a)는, 축선(L1) 방향으로 돌출하는 2개의 돌기이다. 그리고 후술하는 제1 굽힘관절 구동부(35)의 구동력에 의해서, 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)가 소정의 회전방향으로 회전하면, 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62) 및 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)가 일체로 소정의 회전방향으로 회전하여, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 중간부(41a)로부터 어느 한쪽의 단부(41b)에 걸친 부분이 견인되고, 당해 한쪽의 단부(41b)가 암(21)의 근위단(21a)을 향해서 이동한다. 이에 따라, 제1 굽힘관절(27)의 한 쌍의 제2 경로(R2) 중, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 중간부(41a)로부터 상기 한쪽의 단부(41b) 쪽 부분이 삽입관통되어 있는 하나의 경로 길이가 짧아져, 제1 굽힘관절(27)은, 당해 하나의 제2 경로(R2)가 위치하는 쪽으로 구부러지도록 굽힘 동작을 수행한다. 또한, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)의 회동에 의해서, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 중간부(41a)로부터 다른 한쪽의 단부(41b)에 걸친 부분은 송출되어, 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 경로 길이 가 길어진 다른 하나의 경로로 송입된다. 또한, 후술하는 제1 굽힘관절 구동부(35)의 구동력에 의해서, 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)가 상기 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전하면, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)가 상기 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전하여, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 중간부(41a)로부터 다른 한쪽의 단부(41b)에 걸친 부분이 견인되고, 당해 다른 한쪽의 단부(41b)가 암(21)의 근위단(21a)을 향해서 이동한다. 이에 따라, 제1 굽힘관절(27)의 한 쌍의 제2 경로(R2) 중, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 중간부(41a)로부터 상기 다른 한쪽의 단부(41b)가 삽입관통되고 있는 다른 하나의 경로 길이가 짧아져, 제1 굽힘관절(27)은, 당해 다른 하나의 제2 경로(R2)가 위치하는 쪽으로 구부러지도록 굽힘 동작을 수행한다. 또한, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)의 회동에 의해서, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 중간부(41a)로부터 한쪽의 단부(41b)에 걸친 부분은 송출되어, 경로 길이가 길어진 한 쌍의 제2 경로(R2) 중 하나의 경로로 송입된다.

제2 굽힘관절 구동력 전달부(46)는, 구동부(3)의 후술하는 제2 굽힘관절 구동부(36)(도 3 참조)의 구동력을 제2 굽힘관절(28)에 전달하는 기구이다. 제2 굽힘관절 구동력 전달부(46)는, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)과, 제2 회동축(66)과, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)와, 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)를 가진다. 제2 회동축(66), 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64) 및 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)는, 베이스(23)의 내부에 설치되어 있다.

도 8b는, 로봇 본체(2)의 원위단의 구성 예를 나타내는 도면으로, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 구성 예를 나타내는 도면이다.

제2 굽힘관절 조작케이블(42)은, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 양단부(42a)가 제2 굽힘관절(28)의 원위단(28b)에 위치하는 브리지 부재(31)에 고정되어 있다. 그리고 제2 굽힘관절 조작케이블(42)은, 한쪽의 단부(42a)로부터 중간부(42a)를 향해 연장되는 부분이, 제2 굽힘관절(28)의 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 하나, 접속부(29), 제1 굽힘관절(27)의 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 하나, 그리고 플렉시블 샤프트(25)의 내부공간을 지나, 베이스(23)의 내부공간까지 연장되어 있다. 그리고 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 베이스(23)의 내부공간에서, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)은, 한 쌍의 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)의 한쪽에 감아 걸리고, 그 감아 걸린 부분으로부터 중간부(42a)에 걸친 부분은, 축선(L1)과 직교하는 가상의 평면상에서 연장하고 있다.

또한, 다른 한쪽의 단부(42a)로부터 중간부(42a)를 향해 연장되는 부분이, 제2 굽힘관절(28)의 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 다른 하나, 집속부(29), 제1 굽힘관절(27)의 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 다른 하나 및 플렉시블 샤프트(25)의 내부 공간을 지나, 베이스(23)의 내부공간까지 연장되어 있다. 그리고 베이스(23)의 내부공간에서, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)은, 한 쌍의 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)의 다른 한쪽에 감아 걸리고, 감아 걸린 부분으로부터 중간부(42a)에 걸친 부분은, 상기 축선(L1)과 직교하는 평면과 동일한 가상의 평면상에서 연장하고 있다.

제2 회동축(66)은, 축선(L1)과 평행한 축선(L4) 방향으로 연장되는 축으로서, 양단부가 베어링을 통해 베이스(23)에 장착되어, 베이스(23)에 대해 축선(L4) 주위로 회동 가능하게 지지되어 있다. 축선(L4)은, 축선(L1)을 중심으로 축선(L3)을 대략 180도 회전시킨 위치에 위치한다.

제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)는, 그 회동에 의해서 제2 굽힘관절 조작케이블(42)을 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 연장방향으로 이동시킨다. 본 실시형태에서, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)는, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 한 쌍의 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)에 감아 걸린 부분으로부터 중간부(42a)에 걸친 부분이 연장하는 가상의 평면상에 배치되어 있다. 그리고 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)는, 제2 회동축(66)의 단부 중, 베이스(23)의 암 측 엔드 플레이트(77) 쪽에 위치하는 단부에 고정되어, 제2 회동축(66)과 일체로 축선(L4) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다. 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)에는, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 중간부(42a)가 감아 걸려 고정되어 있다. 이에 따라, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)에 의한 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 구동을 원활하게 수행할 수 있다.

그리고 상술한 바와 같이, 한 쌍의 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78) 및 한 쌍의 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)는, 축선(L1) 방향의 위치가 서로 다르게 배치되고, 제1 굽힘관절 조작케이블(41)의 한 쌍의 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(78)에 감아 걸린 부분으로부터 중간부(41a)에 걸친 부분이 연장하는 가상의 평면과, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 한 쌍의 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리(79)에 감아 걸린 부분으로부터 중간부(42a)에 걸친 부분이 연장하는 가상의 평면과 서로 다르게 구성되어 있다. 따라서, 제1 굽힘관절 조작케이블(41) 및 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 접촉을 방지할 수 있다.

종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)는, 제2 회동축(66)의 단부 중, 구동부 측 엔드 플레이트(76) 쪽에 위치하는 단부에 고정되어, 구동부 측 엔드 플레이트(76)의 제2 관통공(76b)에 위치하고 있다. 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)는, 원판 모양으로 형성되고, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체 구동기구(51) 쪽과 대치하는 면에는 종동측 맞물림부(65a)가 복수 개 형성되어 있다. 종동측 맞물림부(65a)는, 후술하는 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)의 구동측 맞물림부(92a)(도 3 참조)와 맞물려 결합하는 부분이다.

본 실시형태에서, 종동측 맞물림부(65a)는, 축선(L1) 방향으로 돌출하는 2개의 돌기이다. 그리고 후술하는 제2 굽힘관절 구동부(36)의 구동력에 의해서, 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)가 소정의 회전방향으로 회전하면, 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65) 및 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)가 일체로 소정의 회전방향으로 회전하여, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 중간부(42a)로부터 어느 한쪽의 단부(42b)에 걸친 부분이 견인되고, 당해 한쪽의 단부(42b)가 암(21)의 근위단(21a)을 향해서 이동한다. 이에 따라, 제2 굽힘관절(28)의 한 쌍의 제3 경로(R3) 중, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 중간부(42a)로부터 상기 한쪽의 단부(42b) 쪽 부분이 삽입관통되고 있는 하나의 경로 길이가 짧아져, 제2 굽힘관절(28)은, 당해 하나의 제3 경로(R3)가 위치한 쪽으로 구부러지도록 굽힘 동작을 수행한다. 또한, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)의 회동에 의해서, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 중간부(42a)로부터 다른 한쪽의 단부(42b)에 걸친 부분은 송출되고, 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 경로 길이가 길어진 다른 하나의 경로로 송입된다.

또한, 후술하는 제2 굽힘관절 구동부(36)의 구동력에 의해서, 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)가 상기 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전하면, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)가 상기 소정의 회전방향과 반대방향으로 회전하여, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 중간부(42a)로부터 다른 한쪽의 단부(42b)에 걸친 부분이 견인되고, 당해 다른 한쪽의 단부(42b)가 암(21)의 근위단(21a)을 향해서 이동한다. 이에 따라, 제2 굽힘관절(28)의 한 쌍의 제3 경로(R3) 중, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 중간부(42a)로부터 상기 다른 한쪽의 단부(42b)가 삽입관통되고 있는 다른 하나의 경로 길이가 짧아져, 제2 굽힘관절(28)은, 당해 다른 하나의 제3 경로(R3)가 위치하는 쪽으로 구부러지도록 굽힘 동작을 수행한다. 또한, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)의 회동에 의해서, 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 중간부(42a)로부터 한쪽의 단부(42b)에 걸친 부분은 송출되고, 경로 길이가 길어진 한 쌍의 제3 경로(R3) 중 하나의 경로로 송입된다.

엔드 이펙터 구동력 전달부(47)는, 구동부(3)의 후술하는 엔드 이펙터 구동부(37)(도 3 참조)의 구동력을 엔드 이펙터(22)에 전달하는 기구이다. 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)는, 엔드 이펙터 조작케이블(43)과, 제3 회동축(69)과, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)와, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)를 가진다. 제3 회동축(69), 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67) 및 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)는, 베이스(23)의 내부에 설치되어 있다.

엔드 이펙터 조작케이블(43)은, 상술한 바와 같이, 원위단(43b)이 엔드 이펙터(22)에 연결되어 있다. 그리고 엔드 이펙터 조작케이블(43)은, 원위단(43b)으로부터 근위단(43a)을 향해 연장되는 부분이, 손목관절(30)의 관통공(30a)(도 7 참조) 및 토크 전달 튜브(44)의 내부공간(관절부(26) 및 플렉시블 샤프트(25)의 내부공간)을 지나, 근위단(43a)이, 베이스(23)의 내부공간에 위치하고 있다. 즉, 엔드 이펙터 조작케이블(43)은, 토크 전달 튜브(44)에 삽입관통되어 있다.

제3 회동축(69)은, 축선(L1) 방향으로 연장되는 축으로서, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체 구동기구(51) 쪽에 위치하는 한쪽의 단부는, 베어링을 통해 베이스(23)의 돌출부(76c)에 장착되어, 베이스(23)에 대해 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 지지 되어 있다. 또한, 제3 회동축(69)의 다른 한쪽의 단부보다 한쪽의 단부 부분은, 베어링을 통해 후술하는 손목관절 구동력 전달부(48)의 연결부(70)에 장착되고 지지 되어, 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다. 연결부(70)는, 후술하는 바와 같이, 베이스(23)에 대해 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있기 때문에, 제3 회동축(69)의 다른 한쪽의 단부는, 연결부(70)를 통해 간접적으로 베이스(23)에 장착되어, 베이스(23)에 대해 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 지지 되어 있다. 그리고 제3 회동축(69)의 다른 한쪽 단부는, 연결부(70)의 내부에 위치하고 있다.

엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)는, 그 회동에 의해서 엔드 이펙터 조작케이블(43)을 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 연장방향으로 이동시킨다. 본 실시형태에서, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)는, 제3 회동축(69)의 상기 다른 한쪽의 단부에 고정되어, 베이스(23)에 대해 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)는, 연결부(70)의 내부공간에 배치되어 있다. 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)에는, 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 근위단(43a)이 홀딩 되어 감겨있다. 따라서, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)는, 그 회동에 의해서 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 근위단(43a)의 감기 및 되감기를 수행한다.

종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)는, 예를 들면 평 기어로서, 제3 회동축(69)의 상기 한쪽의 단부에 고정되어, 돌출부(76c)의 내부에 위치하고 있다. 그리고 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)의 기어 이빨은 돌출부(76c)의 주벽(76d)이 제거된 부분으로부터 노출되어 있다. 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서, 후술하는 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)(도 3 참조)의 기어 이빨과 맞물려 접속된다. 그리고 후술하는 엔드 이펙터 구동부(37)의 구동력에 의해서, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)가 소정의 회전방향으로 회전하면, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)가 일체로 소정의 회전방향으로 회전하여, 엔드 이펙터 조작케이블(43)이 견인된다. 이에 따라, 엔드 이펙터(22)가 파지 동작을 수행하도록 구성되어 있다. 또한, 후술하는 엔드 이펙터 구동부(37)의 구동력에 의해서, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)가 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전하면, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)가 상기 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전하여, 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 근위단(43a)이 송출된다. 이에 따라, 엔드 이펙터(22)가 해방 동작을 수행한다.

손목관절 구동력 전달부(48)는, 구동부(3)의 후술하는 손목관절 구동부(38)(도 3 참조)의 구동력을 손목관절(30)에 전달하는 기구이다. 손목관절 구동력 전달부(48)는, 토크 전달 튜브(44)와, 연결부(70)와, 종동측 손목관절 구동 회동체(71)를 가진다. 연결부(70) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71)는, 베이스(23)의 내부에 설치되어 있다.

도 7은, 손목관절(30)의 구성 예를 나타내는 일부 단면을 포함하는 도면이다.

토크 전달 튜브(44)는, 가요성을 가지며, 통 형상으로 형성되어 있다. 그리고 토크 전달 튜브(44)는, 근위단(44a)에 걸리는 토크를 임의의 방향을 향한 원위단(44b)에 전달할 수 있는 것이다. 즉, 토크 전달 튜브(44)는, 근위단(44a)을 회동시킴으로써, 임의의 형상으로 구부린 중간 부분을 통해, 원위단(44b)을 근위단(44a)의 회동량에 따라서 회동시키도록 구성되어 있다. 그리고 토크 전달 튜브(44)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 원위단(44b)이 손목관절(30)의 관통공(30a)의 주연부에 고정되어 있다. 그리고 토크 전달 튜브(44)는, 원위단(44b)으로부터 근위단(44a)을 향해 연장되는 부분이, 제2 굽힘관절(28)의 제1 경로(R1), 접속부(29), 제1 굽힘관절(27)의 제1 경로(R1) 및 플렉시블 샤프트(25)의 내부공간을 통과하여, 근위단(44a)이, 베이스(23)의 내부공간에 위치하고 있다.

또한, 상기 엔드 이펙터 조작케이블(43)은, 엔드 이펙터(22)로부터 손목관절(30)의 관통공(30a)을 통과하여 토크 전달 튜브(44)의 원위단(44b)으로부터 토크 전달 튜브(44)의 내부공간으로 인입되고, 이 토크 전달 튜브(44)의 내부공간을 지나 베이스(23)까지 연장되어, 베이스(23)의 내부공간에서, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)으로부터 토크 전달 튜브(44)의 외측으로 인출되어 있다. 따라서, 엔드 이펙터 조작케이블(43)은, 토크 전달 튜브(44)의 중심축 또는 그 근방을 따라서 연장하고 있다. 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)으로부터 원위단(44b)까지의 중심축을 따르는 경로 길이는, 암(21)을 펼친 상태와 구부린 상태에서 거의 변화하지 않기 때문에, 암(21)을 구부림에 따라 엔드 이펙터 조작케이블(43)이 그 연장 방향으로 움직여서 엔드 이펙터(22)가 동작하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 엔드 이펙터 조작케이블(43)이 제1 굽힘관절 조작케이블(41) 및 제2 굽힘관절 조작케이블(42)과 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 제1 굽힘관절 조작케이블(41) 또는 제2 굽힘관절 조작케이블(42)이 동작했을 때, 예기치 않게 엔드 이펙터 조작케이블(43)이 작동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1 굽힘관절 조작케이블(41) 및 제2 굽힘관절 조작케이블(42)은, 플렉시블 샤프트(25)와 토크 전달 튜브(44) 사이에 위치하는 공간을 지나 베이스(23)까지 연장되어 있다. 따라서, 제1 굽힘관절 조작케이블(41) 및 제2 굽힘관절 조작케이블(42)의 동작과 엔드 이펙터 조작케이블(43) 및 토크 전달 튜브(44)의 동작을 분리할 수 있다. 따라서, 엔드 이펙터(22)의 동작 및 손목관절(30)의 동작으로부터 독립적으로 제1 굽힘관절(27) 및 제2 굽힘관절(28)을 동작시킬 수 있다.

그리고 토크 전달 튜브(44)의 근위단(43a)과 원위단(44b) 사이 부분은, 가요성을 가지고 있기 때문에, 플렉시블 샤프트(25)와 함께 구부릴 수 있다.

연결부(70)는, 축선이 축선(L1) 방향으로 연장되는 통형체로서, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체 구동기구(51) 쪽에 위치하는 한쪽의 단부는, 베어링을 통하여 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)의 제3 회동축(69)에 장착되고 지지 되어 있다. 제3 회동축(69)은, 상술한 바와 같이, 베이스(23)에 대해 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있기 때문에, 연결부(70)의 한쪽 단부는, 제3 회동축(69)을 통하여 간접적으로 베이스(23)에 장착되어, 베이스(23)에 대해 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 지지 되어 있다. 또한, 연결부(70)의 다른 한쪽의 단부는, 베어링을 통해 베이스(23)의 지지부(75a)에 장착되고, 베이스(23)에 대해 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 지지 되어 있다. 따라서, 연결부(70)는, 베이스(23)에 대해서, 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)의 동작으로부터 독립적으로 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다.

그리고 연결부(70)는, 상기 다른 한쪽의 단부 측의 둘레에 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)이 고정되어, 토크 전달 튜브(44)의 내부공간 및 연결부(70)의 내부공간이 연통하도록 구성되어 있다. 그리고 연결부(70)의 내부공간에서, 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)의 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)에, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)에서 인출된 엔드 이펙터 조작케이블(43)이 감겨 있다. 그리고 연결부(70)는, 연결부(70)의 내주면에 장착된 엔드 이펙터 조작케이블 방향변환 풀리(72)를 가진다. 엔드 이펙터 조작케이블 방향변환 풀리(72)는, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)으로부터 인출된 부분에서 축선(L1) 방향으로 연장하는 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 연장방향을, 축선(L1)을 중심으로 하는 지름 방향으로 변환하는 풀리이다. 이에 따라, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)에 의한 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 감기 및 되감기를 원활하게 수행할 수 있다.

종동측 손목관절 구동 회동체(71)는, 예를 들면 평 기어로서, 축선(L1) 방향에서, 연결부(70)와 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 사이에 위치하고 있다. 그리고 종동측 손목관절 구동 회동체(71)는, 연결부(70)에 고정되어, 돌출부(76c)의 내부에 위치하고 있다. 따라서, 종동측 손목관절 구동 회동체(71)는, 연결부(70)와 함께 축선(L1) 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다. 즉, 종동측 손목관절 구동 회동체(71)는, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)와 동일 축선상에 회동 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 베이스(23)를 콤팩트하게 구성할 수 있다. 그리고 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 기어 이빨은 주벽(76d)으로부터 노출되어 있다. 종동측 손목관절 구동 회동체(71)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서, 후술하는 구동측 손목관절 구동 회동체(93)(도 3 참조)의 기어 이빨과 맞물려 접속된다. 그리고 후술하는 손목관절 구동부(38)의 구동력에 의해서, 종동측 손목관절 구동 회동체(71)가 소정의 회전방향으로 회전하면, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)이 소정의 회전방향으로 회전한다. 이에 따라, 토크 전달 튜브(44)의 원위단(44b)이 종동하여 소정의 회전방향으로 회전하여, 손목관절(30)이 소정의 회전방향으로 회전하도록 구성되어 있다. 또한, 후술하는 손목관절 구동부(38)의 구동력에 의해서, 종동측 손목관절 구동 회동체(71)가 상기 소정의 회전방향과 반대방향으로 회전하면, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)이 상기 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전한다. 이에 따라, 토크 전달 튜브(44)의 원위단(44b)이 종동하여 상기 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전하여, 손목관절(30)이 상기 소정의 회전방향과는 반대방향으로 회전하도록 구성되어 있다.

그리고 종동측 손목관절 구동 회동체(71)는, 축선(L1) 방향으로 연결부(70)를 관통하여 형성된 관통공(71a)을 가진다. 관통공(71a)에는, 제3 회동축(69)이 삽입관통되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 안내관(6)은, 가요성 통형체로서, 플렉시블 샤프트(25) 및 관절부(26)의 지름 치수와 대략 동일한 내경 치수를 가진다. 또한, 안내관(6)의 길이 치수는, 플렉시블 샤프트(25)의 길이 치수보다 짧게 형성되어 있다. 따라서, 안내관(6)의 근위단으로부터 로봇 본체(2)의 원위단을 송입하는 것에 의해서, 로봇 본체(2)의 원위단을 안내관(6)의 원위단을 향해서 송입할 수 있다. 그리고 안내관(6)은, 삽입된 각 수술용 로봇(1) 및 내시경(101)을 안내관(6)의 연장방향으로 부드럽게 움직일 수 있도록 구성되며, 또한, 삽입된 각 수술용 로봇(1) 및 내시경(101)을 안내관(6)의 축선 주위로 부드럽게 회동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

본 실시형태에서, 안내관(6)은, 집속관(102)과 별도의 몸체이지만, 집속관(102)과 일체로 구성되어 있어도 좋다.

[구동부의 구성 예]

도 2에 나타낸 바와 같이, 구동부(3)는, 로봇 본체(2)를 구동하는 로봇 본체 구동기구(51)를 가진다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 로봇 본체 구동기구(51)는, 제1 굽힘관절 구동부(35), 제2 굽힘관절 구동부(36), 손목관절 구동부(38), 엔드 이펙터 구동부(37), 그리고 이것들을 수용하는 하우징(39)을 가진다. 제1 굽힘관절 구동부(35), 제2 굽힘관절 구동부(36), 손목관절 구동부(38) 및 엔드 이펙터 구동부(37)는, 예를 들면 서보 모터를 포함한다.

제1 굽힘관절 구동부(35)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착하는 것에 의해서, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)(도 4 참조)와 접속되어, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)를 회동시키도록 구성되어 있다. 또한, 제1 굽힘관절 구동부(35)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어 내는 것에 의해, 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(61)와 분리되도록 구성되어 있다.

본 실시형태에서, 제1 굽힘관절 구동부(35)는, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서, 구동축이, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 향해서 신장하고, 그와 함께, 축선(L3) 상에서 연장하도록 하우징(39)에 대해 장착되어 있다. 그리고 제1 굽힘관절 구동부(35)는, 구동축의 선단에 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)가 고정되어 있다. 따라서, 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)는, 제1 굽힘관절 구동부(35)의 구동축의 회동에 의해서 회동한다. 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)는, 원판 모양으로 형성되고, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체(2)의 베이스(23)에 대치하는 면에는, 구동측 맞물림부(91a)가 형성되어 있다. 구동측 맞물림부(91a)는, 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)의 종동측 맞물림부(62a)와 맞물려 결합하는 부분이다. 본 실시형태에서, 구동측 맞물림부(91a)는 2개의 오목홈이다.

제2 굽힘관절 구동부(36)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착하는 것에 의해서, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)(도 4 참조)와 접속되어, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)를 회동시키도록 구성되어 있다. 또한, 제2 굽힘관절 구동부(36)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어냄으로써, 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리(64)와 분리되도록 구성되어 있다.

본 실시형태에서, 제2 굽힘관절 구동부(36)는, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서, 구동축이, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 향해 신장하고, 그와 함께, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)의 축선(L1)과 평행한 축선(L4) 상에서 연장하도록 하우징(39)에 대해 장착되어 있다. 그리고 제2 굽힘관절 구동부(36)는, 구동축의 선단에 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)가 고정되어 있다. 따라서, 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)는, 제2 굽힘관절 구동부(36)의 구동축의 회동에 따라 회동한다. 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)는, 원판 모양으로 형성되어, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서 로봇 본체(2)의 베이스(23)에 대치하는 면에는, 구동측 맞물림부(92a)가 설치되어 있다. 구동측 맞물림부(92a)는, 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)의 종동측 맞물림부(65a)와 결합하는 부분이다. 본 실시형태에서, 구동측 맞물림부(92a)는, 2개의 오목홈이다.

손목관절 구동부(38)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착하는 것에 의해, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)(도 4 참조)과 접속되고, 토크 전달 튜브(44)를 토크 전달 튜브의 축선 주위로 회동시키도록 구성되어 있다. 또한, 손목관절 구동부(38)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어냄으로써, 토크 전달 튜브(44)와 분리되도록 구성되어 있다.

본 실시형태에서, 손목관절 구동부(38)는, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서, 구동축이, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 향해 신장하고, 그와 함께, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)의 축선(L1)과 평행한 축선(L5) 상에서 연장하도록 하우징(39)에 대해 장착되어 있다. 그리고 손목관절 구동부(38)는, 구동축의 선단에 구동측 손목관절 구동 회동체(93)가 고정되어 있다. 따라서, 구동측 손목관절 구동 회동체(93)는, 손목관절 구동부(38)의 구동축의 회동에 의해서 회동한다. 구동측 손목관절 구동 회동체(93)는, 예를 들면 기어로서, 외주연에 종동측 손목관절 구동 회동체(71)(도 4 참조)의 기어 이빨과 맞물리는 기어 이빨(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

엔드 이펙터 구동부(37)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착하는 것에 의해, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)(도 4 참조)와 연결되어, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)를 회동시키도록 구성되어 있다. 또한, 엔드 이펙터 구동부(37)는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어냄으로써, 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)와 분리되도록 구성되어 있다.

본 실시형태에서, 엔드 이펙터 구동부(37)는, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서, 구동축이, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 향해 신장하고, 그와 함께, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)의 축선(L1)과 평행한 축선(L6) 상에서 연장하도록 하우징(39)에 대해 장착되어 있다. 그리고 엔드 이펙터 구동부(37)는, 구동축의 선단에 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)가 고정되어 있다. 따라서, 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)는, 엔드 이펙터 구동부(37)의 구동축의 회동에 의해서 회동한다. 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)는, 예를 들면 기어로서, 외주연에 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)(도 4 참조)의 기어 이빨과 맞물리는 기어 이빨(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

따라서, 로봇 본체(2)의 베이스(23)의 축선과, 로봇 본체 구동기구(51)의 축선을 일치시켜, 베이스(23)를 축선 방향으로 이동시킴으로써, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착할 수 있다. 또한, 베이스(23) 및 구동부 하우징(50)에는, 도시하지 않은 고정 부재가 설치되어 있고, 고정 부재에 의해서 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착된 상태가 유지되도록 이루어져 있다.

그리고 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서는, 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)의 종동측 맞물림부(62a)는 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)의 구동측 맞물림부(91a)와 결합하고, 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)는 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)와 접속된다. 그리고 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)는, 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)에 대한 축선(L3) 주위의 회동이 규제된다. 따라서, 제1 굽힘관절 구동부(35)의 구동력에 의해서, 구동측 제1 굽힘관절 회동체(91)가 회동하면, 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체(62)가 회동하여, 제1 굽힘관절 구동부(35)의 구동력이, 제1 굽힘관절 구동력 전달부(45)를 통해 제1 굽힘관절(27)에 전달된다.

또한, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서는, 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)의 종동측 맞물림부(65a)는 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)의 구동측 맞물림부(92a)와 맞물려 결합하여, 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)는 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)와 접속된다. 그리고 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)는, 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)에 대한 축선(L4) 주위의 회동이 규제된다. 따라서, 제2 굽힘관절 구동부(36)의 구동력에 의해서, 구동측 제2 굽힘관절 회동체(92)가 회동하면, 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체(65)가 회동하여, 제2 굽힘관절 구동부(36)의 구동력이, 제2 굽힘관절 구동력 전달부(46)를 통해 제2 굽힘관절(28)에 전달된다.

또한, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서는, 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)의 기어 이빨은 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)의 기어 이빨과 맞물려, 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)는 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)와 접속된다. 따라서, 엔드 이펙터 구동부(37)의 구동력에 의해서, 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)가 회전하면, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)가 회동하여, 엔드 이펙터 구동부(37)의 구동력이 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)를 통해 엔드 이펙터(22)에 전달된다.

또한, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착한 상태에서는, 구동측 손목관절 구동 회동체(93)의 기어 이빨은 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 기어 이빨과 맞물려, 구동측 손목관절 구동 회동체(93)는 종동측 손목관절 구동 회동체(71)와 접속된다. 따라서, 손목관절 구동부(38)의 구동력에 의해서, 구동측 손목관절 구동 회동체(93)가 회동하면, 종동측 손목관절 구동 회동체(71)가 회동하여, 손목관절 구동부(38)의 구동력이, 손목관절 구동력 전달부(48)를 통해 손목관절(30)에 전달된다.

또한, 로봇 본체(2)를 교체할 때는, 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어내고, 다른 로봇 본체(2)의 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착할 수 있다. 따라서, 로봇 본체(2)의 교체를 신속하게 수행할 수 있다.

[제어기 및 조작부의 구성 예]

도 10은, 제어기(4)의 구성 예를 나타내는 블록도이다.

로봇 본체(2)가 구비하는 제어기(4)는, 예를 들면, CPU 등의 연산기를 가지는 제어부(81)와, ROM 및 RAM 등의 메모리를 가지는 기억부(82)를 구비하고 있다. 제어부(81)는, 집중제어하는 단독의 제어기로 구성되어도 좋고, 서로 협동하여 분산제어하는 복수의 제어기로 구성되어도 좋다. 제어부(81)는, 조작부(5)로부터 수신한 데이터에 의거하여 각 수술용 로봇(1)의 로봇 본체 구동기구(51)의 제1 굽힘관절 구동부(35), 제2 굽힘관절 구동부(36), 엔드 이펙터 구동부(37) 및 손목관절 구동부(38)의 동작을 제어하여, 수술용 로봇(1)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(81)는, 내시경(101)으로부터 수신한 이미지 데이터를 처리하여, 표시 장치(114)로 송신한다. 기억부(82)에는 소정의 제어 프로그램이 기억되어 있고, 제어부(81)가 이러한 제어 프로그램을 읽어내어 실행함으로써, 수술용 로봇(1)의 동작이 제어된다.

조작부(5)는 수술자(W)가 조작하여, 수술용 로봇(1)에 의해서 실행되어야 할 동작명령을 입력하기 위한 것이다. 조작부(5))는, 제어부(81)와 통신 가능하게 구성되어 있다. 그리고 조작부(5)는, 수술자(W)에 의해 입력된 수술용 로봇(1)에 의해서 실행되어야 할 동작명령을 데이터로 변환하여 제어부(81)에 송신한다. 제어부(81)는, 수신한 수술용 로봇(1)에 의해서 실행되어야 할 동작명령에 의거하여, 제1 굽힘관절 구동부(35), 제2 굽힘관절 구동부(36), 엔드 이펙터 구동부(37) 및 손목관절 구동부(38) 각각에 의해 실행되어야 할 동작을 생성하고, 당해 생성한 동작에 따라서, 제1 굽힘관절 구동부(35), 제2 굽힘관절 구동부(36), 엔드 이펙터 구동부(37) 및 손목관절 구동부(38)의 동작을 제어한다.

[사용 예]

다음으로, 수술용 로봇(1)의 사용 예를 설명한다.

먼저, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 안내관(6)을 집속관(102)의 근위단(102a)의 개구로부터 집속관(102)에 삽입하고, 집속관(102)의 원위단(102b)으로부터 안내관(6)의 원위단(6b)이 돌출될 때까지 송입한다. 또한, 내시경(101)에 대해서도 마찬가지로, 집속관(102)의 원위단(102b)으로부터 내시경(101)의 원위단이 돌출될 때까지 송입한다.

다음으로, 환자(P)의 체표(體表)의 하나 이상의 수술용 로봇(1) 및 내시경(101)을 삽입할 부위에 트로카(trocar)(110)를 유치(留置)한다.

다음으로, 환자(P)의 체표에 유치된 트로카(110)에 집속관(102)을 삽입하여, 내시경(101)에 의해 환자(P)의 체내를 시인하고, 집속관(102)의 원위단(102b)을 환자(P)의 처치 부위 근방에 위치시킨다. 또한, 집속관(102), 내시경(101) 및 안내관(6)은, 가요성을 가지기 때문에, 트로카(110)가 유치되어 있는 부위와 처치 부위를 지나는 가상의 직선상에, 예를 들면, 환자(P)의 장기가 위치하는 경우에도, 집속관(102), 내시경(101) 및 안내관(6)을 만곡시킴으로써, 그 장기를 우회하여 집속관(102)의 원위단(102b)을 처치 부위 근방에 도입할 수 있다.

다음으로, 하나 이상의 수술용 로봇(1)의 로봇 본체(2)의 암(21)을 안내관(6)의 근위단(6a)의 개구로부터 안내관(6)에 삽입하여, 안내관(6)의 원위단(6b)으로부터 암(21)의 원위단(21b)이 돌출될 때까지 송입한다. 이에 따라, 하나 이상의 수술용 로봇(1) 및 내시경(101)은, 집속관(102)에 의해 집속되어, 이것들을 일체로 환자(P)의 처치 부위 근방에 도입할 수 있다.

다음으로, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착하여, 로봇 본체(2)의 구동력 전달기구(24)와 로봇 본체 구동기구(51)를 연결한다. 이에 따라, 로봇 본체 구동기구(51)의 구동력이 구동력 전달기구(24)의 제1 굽힘관절 구동력 전달부(45), 제2 굽힘관절 구동력 전달부(46), 엔드 이펙터 구동력 전달부(47) 및 손목관절 구동력 전달부(48)를 통해, 제1 굽힘 관절(27), 제2 굽힘 관절(28), 엔드 이펙터(22) 및 손목관절(30)에 전달되게 된다.

다음으로, 수술자(W)는, 내시경(101)의 비디오카메라에 의해 촬영되어 표시 장치(114)에 표시되는 이미지를 확인하면서, 조작부(5)를 조작한다. 그리고 제어부(81)는, 조작부(5)로부터 수신한 데이터에 의거하여 로봇 본체 구동기구(51)의 제1 굽힘관절 구동부(35), 제2 굽힘관절 구동부(36), 엔드 이펙터 구동(77) 및 손목관절 구동부(38)의 동작을 제어하여, 수술용 로봇(1)의 동작을 제어한다.

이때, 제어부(81)는, 수술용 로봇(1)에 의해서 실행되어야 할 동작명령에, 제1 굽힘관절(27)을 구부리는 동작명령이 포함되어 있다고 판정하면, 제어부(81)는, 로봇 본체 구동기구(51)의 제1 굽힘관절 구동부(35)를 구동하여 제1 굽힘 관절(27)을 구부린다. 이에 따라, 엔드 이펙터(22)는, 제1 굽힘관절(27)의 굽힘 방향으로 이동한다.

또한, 제어부(81)는, 수술용 로봇(1)에 의해서 실행되어야 할 동작명령에, 제2 굽힘관절(28)을 구부리는 동작명령이 포함되어 있다고 판정하면, 제어부(81)는, 로봇 본체 구동기구(51)의 제2 굽힘관절 구동부(36)를 구동하여 제2 굽힘 관절(28)을 구부린다. 이에 따라, 엔드 이펙터(22)는, 제2 굽힘관절(28)의 굽힘 방향으로 이동한다.

또한, 제어부(81)는, 수술용 로봇(1)에 의해서 실행되어야 할 동작명령에, 엔드 이펙터(22)에 파지 동작 또는 해방 동작을 실행시키는 동작명령이 포함되어 있다고 판정하면, 제어부(81)는, 로봇 본체 구동기구(51)의 엔드 이펙터 구동부(37)를 구동하여 엔드 이펙터(22)에 파지 동작 또는 해방 동작을 수행시킨다.

또한, 제어부(81)는, 수술용 로봇(1)에 의해서 실행되어야 할 동작명령에, 손목관절(30)을 회동시키는 동작명령이 포함되어 있다고 판정하면, 제어부(81)는, 로봇 본체 구동기구(51)의 손목관절 구동부(38)를 구동하여 손목관절(30)을 회동시킨다. 이와 같이, 임의의 형상으로 구부린 중간 부분을 통해, 원위단(44b)을 근위단의 회동량에 따라서 회동시킬 수 있는 토크 전달 튜브(44)의 회동에 의해서 손목관절(30)을 회동시키기 때문에, 플렉시블 샤프트(25) 및 토크 전달 튜브(44)가 구부러진 상태라도, 또한, 플렉시블 샤프트(25) 및 토크 전달 튜브(44)를 구부리면서도 손목관절(30)을 정밀하게 회전시킬 수가 있다.

그런데 엔드 이펙터(22)의 파지 동작 및 해제 동작은, 연결부(70)의 축선(L1) 주위의 각도위치에 대한 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)의 축선(L1) 주위의 각도위치를 제어부(81)가 제어함으로써 수행한다. 예를 들어, 엔드 이펙터(22)에 파지 동작 또는 해방 동작을 실행시키지 않고 손목관절(30)만을 회동시킬 때는, 제어부(81)는, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)에 대한 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 각도위치가 변화하지 않도록 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71)를 동기(同期) 하여 회동시킨다. 따라서, 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)의 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)에 대한 손목관절 구동력 전달부(48)의 연결부(70)에 장착되어 있는 엔드 이펙터 조작케이블 방향변환 풀리(72)의 축선(L1) 주위의 각도위치가 변화하지 않기 때문에, 엔드 이펙터 조작케이블(43)의 감기 또는 되감기가 수행되지 않고, 손목관절(30)만이 회동한다. 또한, 엔드 이펙터(22)에 파지 동작 또는 해방 동작을 실행시키면서, 손목관절(30)을 회동시킬 때는, 제어부(81)는, 손목관절 구동부(38)에 의해 연결부(70)를 회동시키면서, 당해 회동하는 연결부(70)(엔드 이펙터 조작케이블 방향변환 풀리(72))에 대한 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리(67)의 축선(L1) 주위의 각도위치가 소정의 각도위치에 위치하도록 엔드 이펙터 구동력 전달부(47)의 차동(差動) 제어를 수행한다. 이에 따라, 엔드 이펙터(22)를 축선(L1) 주위로 회동시키면서, 엔드 이펙터(22)의 파지 동작 또는 해방 동작을 수행할 수 있다.

그리고 수술중에 하나의 수술도구를 다른 수술도구와 교체할 때는, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어내고, 안내관(6)으로부터 상기 하나의 수술도구를 갖춘 수술용 로봇(1)을 뽑아낸다. 그리고 상기 다른 수술도구를 갖춘 수술용 로봇(1)을 안내관(6)에 삽입한다. 이와 같이, 교체할 수술도구 이외의 수술도구를 갖춘 다른 수술용 로봇 및 내시경(101)을 처치 부위 근방에 위치시킨 채, 일부의 수술도구를 교체할 수 있기 때문에, 수술도구의 교환을 신속하게 수행할 수 있어, 환자(P)의 신체적 부담을 경감할 수가 있고, 수술자(W)의 작업 부담을 경감할 수가 있다.

더 나아가, 로봇 본체(2)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어 내어, 로봇 본체(2)의 오토클레이브 멸균(autoclave sterilization) 등의 멸균처리를 수행할 수 있다. 즉, 서보 모터 등의 전력 기기를 포함하기 때문에 오토클레이브 멸균 등의 멸균처리에 적합하지 않은 로봇 본체 구동기구(51)와, 전력 기기를 포함하지 않는 로봇 본체(2)를 분리하여, 환자(P)에게 접촉하는 로봇 본체(2)의 멸균처리를 확실하게 수행할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 수술용 로봇(1)은, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어내어, 구동력 전달기구(24)와 로봇 본체 구동기구(51)를 분리할 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 로봇 본체(2)를 로봇 본체 구동기구(51)로부터 떼어내어, 오토클레이브 멸균 등의 멸균처리를 수행할 수가 있다. 즉, 서보 모터 등의 전력 기기를 포함하는 서보 모터 등의 오토클레이브 멸균 등의 멸균처리에 적합하지 않은 로봇 본체 구동기구(51)와, 전력 기기를 포함하지 않는 로봇 본체(2)를 분리하여, 환자(P)에게 접촉하는 로봇 본체(2)의 멸균처리를 확실하게 할 수가 있다. 또한, 수술도구의 교체를 신속하게 수행할 수 있어, 환자(P)의 신체적 부담을 경감할 수 있으며, 더 나아가서는, 수술자(W)의 작업부담을 경감할 수가 있다.

또한, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 장착하는 것에 의해서, 손목관절 구동부(38)는, 토크 전달 튜브(44)의 근위단(44a)과 연결부(70) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71)를 통해 접속되어, 토크 전달 튜브(44)를 토크 전달 튜브(44)의 축선 주위로 회동시킬 수 있다. 이에 따라, 암(21)의 원위단(21b)에 설치된 엔드 이펙터(22)를 암(21)의 원위단(21b)의 축선(L2) 주위로 회동시킬 수 있다. 이에, 엔드 이펙터(22)의 축선(L2) 주위의 각도위치를 변경할 수가 있다. 따라서, 암(21)이 구부러져 있는 상태에서도, 수술용 로봇(1)의 조작성을 향상시킬 수가 있다.

<변형예>

상기 실시형태에서, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68) 및 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 외경(이끝원(addendum circle) 지름)은 대략 동일하게 형성되어 있다. 그러나 이것에 한정되는 것이 아니라, 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 외경이 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)의 외경에 비해 커지도록 종동측 손목관절 구동 회동체(71) 및 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)를 형성하여도 좋다. 이에 따라, 베이스(23)를 로봇 본체 구동기구(51)에 대해 쉽게 착탈 할 수가 있다. 또한, 이 경우에는, 구동측 손목관절 구동 회동체(93) 및 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체(94)의 회동속도를 조정하여, 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체(68)와 종동측 손목관절 구동 회동체(71)의 회전속도를 동기시켜도 좋다. 이에 따라, 손목관절(30)만을 회전시킬 수가 있다.

또한, 상기 실시형태에서, 종동측 맞물림부(62a) 및 종동측 맞물림부(65a)는, 2개의 돌기이고, 구동측 맞물림부(91a) 및 구동측 맞물림부(92a)는, 각각 종동측 맞물림부(62a) 및 종동측 맞물림부(65a)와 맞물려 결합하는 2개의 오목홈이지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 이것에 대신하여, 종동측 맞물림부(62a) 및 종동측 맞물림부(65a)는, 반경 방향으로 연장하는 하나의 긴 돌기여도 좋고, 또한, 구동측 맞물림부(91a) 및 구동측 맞물림부(92a)는, 각각 종동측 맞물림부(62a) 및 종동측 맞물림부(65a)와 맞물려 결합하는 반경 방향으로 연장하는 하나의 긴 오목홈이어도 좋다.

상기 설명에서, 통사의 기술자에게는, 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 분명하다. 따라서, 상기 설명은, 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 통상의 기술자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 자세한 내용을 실질적으로 변경할 수 있다.

1 : 수술용 로봇
2 : 로봇 본체
3 : 구동부
4 : 제어기
5 : 조작부
6 : 안내관
21 : 암
22 : 엔드 이펙터
23 : 베이스
24 : 구동력 전달기구
25 : 플렉시블 샤프트
26 : 관절부
27 : 제1 굽힘관절
28 : 제2 굽힘관절
29 : 접속부
30 : 손목관절
31 : 브리지 부재
32 : 조작케이블 연결부
33 : 조작케이블 연결부
35 : 제1 굽힘관절 구동부
36 : 제2 굽힘관절 구동부
37 : 엔드 이펙터 구동부
38 : 손목관절 구동부
41 : 제1 굽힘관절 조작케이블
42 : 제2 굽힘관절 조작케이블
43 : 엔드 이펙터 조작케이블
44 : 토크 전달 튜브
45 : 제1 굽힘관절 구동력 전달부
46 : 제2 굽힘관절 구동력 전달부
47 : 엔드 이펙터 구동력 전달부
48 : 손목관절 구동력 전달부
50 : 구동부 하우징
51 : 로봇 본체 구동기구
61 : 제1 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리
62 : 종동측 제1 굽힘관절 구동 회동체
63 : 제1 회동축
64 : 제2 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리
65 : 종동측 제2 굽힘관절 구동 회동체
66 : 제2 회동축
67 : 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리
68 : 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체
69 : 제3 회동축
70 : 연결부
71 : 종동측 손목관절 구동 회동체
72 : 엔드 이펙터 조작케이블 방향변환 풀리
75 : 통형부
76 : 구동부 측 엔드 플레이트
77 : 암 측 엔드 플레이트
78 : 제1 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리
79 : 제2 굽힘관절 조작케이블 방향변환 풀리
81 : 제어부
82 : 기억부
91 : 구동측 제1 굽힘관절 회동체
92 : 구동측 제2 굽힘관절 회동체
93 : 구동측 손목관절 구동 회동체
94 : 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체
100 : 수술용 로봇 시스템
101 : 내시경

Claims

손목관절 구동부를 포함하는 로봇 본체 구동기구와,
상기 로봇 본체 구동기구에 착탈 가능하게 고정되는 베이스와, 근위단이 상기 베이스에 이어지는 중공의 샤프트와 상기 샤프트의 원위단에 이어지는 손목관절을 가지는 암으로서, 상기 손목관절은 상기 암의 원위단의 축선 주위로 회동하는 암과, 상기 손목관절에 장착된 엔드 이펙터와, 상기 샤프트에 삽입관통되어 원위단이 상기 손목관절에 장착되어 있는 중공의 토크 전달 튜브를 가지는 손목관절 구동력 전달부를 포함하는, 로봇 본체를 구비하며,
　상기 손목관절 구동부는, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 상기 토크 전달 튜브의 근위단과 접속되어, 상기 토크 전달 튜브를 당해 토크 전달 튜브의 축선 주위로 회동시키도록 구성됨과 함께, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내는 것에 의해, 상기 토크 전달 튜브와 분리되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
제1항에 있어서,
상기 샤프트 및 상기 토크 전달 튜브는, 가요성을 가지는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로봇 본체 구동기구는, 엔드 이펙터 구동부를 포함하고,
상기 로봇 본체는, 상기 토크 전달 튜브에 삽입관통되어, 원위단이 상기 엔드 이펙터에 장착되어 있는 엔드 이펙터 조작케이블과, 그 회전에 의해 당해 엔드 이펙터 조작케이블을 당해 엔드 이펙터 조작케이블의 연장방향으로 이동시키는 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리, 를 가지는 엔드 이펙터 구동력 전달부를 포함하며,
상기 엔드 이펙터는, 상기 엔드 이펙터 조작케이블이 당해 엔드 이펙터 조작케이블의 연장방향으로 이동함에 따라 동작하도록 구성되고,
상기 엔드 이펙터 구동부는, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해서, 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리와 접속되어, 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리를 회동시키도록 구성됨과 함께, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내는 것에 의해, 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리와 분리되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
제3항에 있어서.
상기 손목관절 구동부는, 구동축의 회전에 따라 회전하는 구동측 손목관절 구동 회동체를 가지고,
상기 엔드 이펙터 구동부는, 구동축의 회전에 따라 회전하는 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체를 가지며,
상기 손목관절 구동력 전달부는,
상기 토크 전달 튜브의 근위단에 고정되고, 상기 토크 전달 튜브의 근위단의 축선 주위로 회동 가능하게 상기 베이스에 지지 되어, 내부공간이 상기 토크 전달 튜브의 내부공간과 연통하는 중공의 연결부와; 당해 연결부에 고정되고, 상기 토크 전달 튜브의 근위단의 축선 상으로 연장되는 관통공을 가져, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해서 상기 구동측 손목관절 구동 회동체와 접속되는 종동측 손목관절 구동 회동체; 를 가지며,
상기 엔드 이펙터 구동력 전달부는,
상기 연결부의 내부공간에 배치된 상기 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리와; 당해 엔드 이펙터 조작케이블 견인 풀리에 고정되고, 상기 토크 전달 튜브의 근위단의 축선 주위로 회동 가능하게 상기 베이스에 지지 되며, 상기 종동측 손목관절 구동 회동체의 관통공에 삽입관통되어 있는 회전축과; 당해 회동축에 고정되고, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 상기 구동측 엔드 이펙터 구동 회동체와 접속되는 종동측 엔드 이펙터 구동 회동체; 를 가지는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇 본체 구동기구는, 굽힘관절 구동부를 포함하고,
상기 암은, 상기 샤프트와 상기 손목관절 사이에 설치되어, 상기 암을 구부리는 굽힘 동작을 수행하는 굽힘관절을 가지며,
상기 로봇 본체는, 원위단이 상기 굽힘관절에 장착되어 있는 굽힘관절 조작케이블과, 그 회동에 의해 당해 굽힘관절 조작케이블을 당해 굽힘관절 조작케이블의 연장방향으로 이동시키는 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리를 가지는 굽힘관절 구동력 전달부를 포함하고,
상기 굽힘관절은, 상기 굽힘관절 조작케이블이 굽힘관절 조작케이블의 연장방향으로 이동함에 따라 굽힘 동작을 수행하도록 구성되고,
상기 굽힘관절 구동부는, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구에 장착하는 것에 의해, 상기 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리와 접속되어, 상기 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리를 회동시키도록 구성됨과 함께, 상기 베이스를 상기 로봇 본체 구동기구로부터 떼어내는 것에 의해, 상기 굽힘관절 조작케이블 견인 풀리와 상기 손목관절 구동부가 분리되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
제5항에 있어서,
상기 굽힘관절 조작케이블은, 상기 샤프트와 상기 토크 전달 튜브 사이의 공간에 삽입관통되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔드 이펙터는, 겸자인 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.