Design of a slider of surgical slave robot arm for indirect measurement of contact force between the gripper and the tissue

Surgical robot systems have been rapidly deployed and showed successful results. However, the surgical robots do not yet provide sufficient haptic feedback to surgeons. It is quite difficult to apply haptic sensors directly to the slave robots and end-effectors due to issues such as wet environment, sterilization, and bio-compatibility. This paper presents a method to measure the contact force at the slave robot using a slider of the slave arm. The contact force at the gripper is measured from the torque in the tongue-groove joints using a force or a pressure sensor attached at the surface of the tongue joint

DEVICE FOR MEASUREING A ENVIRONMENT INTERACTION TORQUE, SURGICAL ROBOT AND SURGICAL ROBOT SYSTEM WITH THE SAME

본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지점 또는 RCM 포인트를 기준으로 X, Y, Z축을 기준으로 한 회전(ROLL, PITCH, YAW) 운동의 3자유도를 가지고 전기 소작을 통해 생체조직을 태우거나 절단하는 수술을 수행하기 위한 인스트루먼트; 상기 인스트루먼트를 체내로 가이딩하기 위해 체내에 삽입하는 캐뉼라; 및 상기 캐뉼라를 병진운동을 수행하는 슬라이더에 고정시켜 지지하고 상기 인스트루먼트가 체내로 침습할 때 상기 캐뉼라와의 접촉 부위에서 발생하는 접촉 힘으로 인한 토크를 측정하는 스트레인 게이지 센서를 구비하는 도킹 클램프를 포함하는 접촉 토크 측정 장치가 제공된다.본 발명은 인스트루먼트가 삽입되는 캐뉼라를 고정시키기 위한 도킹 클램프가 지지점을 중심으로 X축 또는 Y축을 기준으로 회전(ROLL, PITCH) 운동을 하면서 기울어질 때, 인스트루먼트 끝 단에서의 접촉 힘에 의해 발생하는 토크를 도킹 클램프에 부착된 스트레인 게이지 센서를 이용해 측정함으로써, 의사가 최소침습 수술시 수술 로봇과 인체 내부 장기가 상호 접촉하면서 발생하게 되는 상호작용 힘을 정확하게 피드백 받아 수술에 참조할 수 있도록 하여 수술의 정확도를 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다

REACTION SUPPLYING APPARATUS FOR ENDOSCOPE SIMULATOR

본 발명은 내시경 시뮬레이션용 반력 제공 장치로서, 보다 구체적으로는 내시경 시뮬레이터용 햅틱 장치에 사용되어 내시경 튜브에 반력을 제공하는 반력 제공 장치에 있어서, 반력이 발생하지 않는 상황에는 상기 내시경 튜브와 상기 반력 제공 장치가 서로 접촉하지 않는 상태를 유지하고, 반력이 발생하는 상황에 한하여 상기 내시경 튜브와 상기 반력 제공 장치가 접촉하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 내시경 시뮬레이터용 반력 제공 장치에 관한 것이다

DEVICE FOR MEASUREING A ENVIRONMENT INTERACTION FORCE, SURGICAL ROBOT AND SURGICAL ROBOT SYSTEM WITH THE SAME

본 발명의 일 실시예에 따르면, 'ㅗ'자 형상으로 형성되는 바디와, 타원에 가까운 단면을 가지고 상기 바디의 상단에 형성되는 돌기, 및 상기 바디의 양 측면과 아랫면에 걸쳐 부착되어 상기 돌기에서 발생되는 접촉 힘을 측정하는 적어도 하나의 스트레인 게이지 센서를 포함하는 돌기부; 상부면의 양 측면에 상기 돌기부가 끼워맞춤 방식에 의하여 결합될 수 있는 직사각형 형태의 한쌍의 관통 홀이 형성되는 커버 플레이트; 및 상기 커버 플레이트와 체결되고, 상기 돌기부가 수용될 수 있는 수용홈이 양 측면에 형성되어 상기 돌기부를 수용하는 드레이프 플레이트를 포함하는 접촉 힘 측정 장치가 제공된다.본 발명은 수술용 도구가 부착되는 수술 로봇 팔의 슬라이더에 스트레인 게이지 센서를 부착한 후 비접촉 방식에 의해 접촉 힘을 측정함으로써, 의사가 최소침습 수술시 수술 로봇과 인체 내부 장기가 상호 접촉하면서 발생하게 되는 상호작용 힘을 정확하게 피드백 받아 수술에 참조할 수 있도록 하여 수술의 정확도를 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다

Implementation of a Unilateral Teleoperation System with Force Sensing Gripper

This paper discusses implementation of a unilateral teleoperation system as provenience procedure of haptic teleoperation system. To study direct force sensing effect and indirect force estimation, we designed a slave gripper considering minimally invasive surgical tools and manufactured with force sensing resistors attached to gripping surface. In order to conduct a unilateral teleoperation properly, master and slave device should be set up with communication channels because position information about remotely operated manipulator must be received from the operator. Hence, we construct the position control architecture of a 1DOF teleoperation system and analyze position tracking performance in free motion

Apparatus for measuring force or torque of multi-DOFs gripper device on a slider of robot arms and method of the same

본 발명은 그리퍼와 접촉 대상 사이의 접촉력(힘 또는 토크)을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 신체 내부에 삽입되는 그리퍼에 센서를 직접 부착하지 않고, 외부에 설치된 센서에서 감지된 그리퍼로 전달되는 토크를 통해 접촉력을 측정할 수 있게 한 다자유도 그리퍼 장치의 로봇팔의 슬라이더에서 힘 또는 토크를 측정하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다