Model of medical robot with a novel structure of kinematical chain for tumor operation

• Autorzy: Ilewicz G.

Warianty tytułu

PL

Model robota medycznego z nową strukturą łańcucha kinematycznego do operacji onkologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A model of medical robot for tumor operation is presented. To provide the possibility of changing the access port without moving the whole construction, one prismatic pair was added to kinematical structure. Two eigenvalue problems of mechanics were calculated using finite element method, to get information about possibility of resonance phenomenon for kinematical chain and the load factors that give information about dangerous values of external critical force. From stiffness point of view, presented construction is better than most popular da Vinci and Robin Heart. The structure of kinematical chain is also different from those occurring in these two robots.

PL

W pracy pokazano model robota medycznego do operacji nowotworowych. W celu umożliwienia zmiany portu dostępowego bez konieczności ruchu całej konstrukcji robota zastosowano dodatkową parę kinematyczną przesuwną. Dwa problemy własne mechaniki zostały obliczone używając metody elementów skończonych po to, żeby uzyskać informację o zjawisku rezonansu łańcucha kinematycznego i współczynnikach obciążeniowych, które dają informację o niebezpiecznych wartościach obciążenia krytycznego. Mając na uwadze sztywność konstrukcji, proponowane tu rozwiązanie jest lepsze od tego stosowanego w najbardziej popularnych robotach medycznych tj. da Vinci i Robin Heart. Struktura kinematyczna robota jest również odmienna od tych stosowanych w dwóch przytoczonych konstrukcjach.

Słowa kluczowe

EN

medical robot; innovation; finite element method; eigenvalue problems of mechanics

PL

robot medyczny; innowacja; metoda elementów skończonych; zagadnienia własne mechaniki

• Wydawca: Jacek Doskocz
• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 24, nr 1
• Strony: 25--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Ilewicz G.

• Uniwersytet Rzeszowski, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Katedra Mechatroniki i Automatyki, 35-310 Rzeszów, ul. Pigonia 1
• International Society for Medical Robotics

Bibliografia

• [1] G. Ilewicz: Modeling and controlling medical robot for soft tissue surgery and servicing the artificial organs, Proceedings of the 17th Mechatronika 2016, IEEE, s. 102‒107, Prague 2016.
• [2] M. Habib: Handbook of Research on Advancements in Robotics and Mechatronics, Engineering Science Reference, 2015.
• [3] Z. Nawrat: State of the art. In medical robotics in Poland: development of the Robin Heart and other robots, Expert Reviews Medical Devices, vol. 9(4), 2012, s. 353‒359.
• [4] Z. Nawrat, P. Kostka: Polish cardio-robot „Robin Heart. System description and technical evaluation”, International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, vol. 2(1), 2006, s. 36‒44.
• [5] L. Leniowska, R. Leniowski, J. Cieślik, R. Pajda: Manipulator Chirurgiczny, Opis patentowy, pp. 391263.
• [6] G. Ilewicz: Modification of parallel mechanizm geometry to increase operative ability of cardiosurgical telemanipulator. (in Polish), Advances in Biomedical Technology, 2007, s. 355‒365.
• [7] G. Ilewicz: Movements optimization of ardiosurgical teleoperator effector, PhD dissertation (in Polish), Gliwice 2011.
• [8] G. Ilewicz: Natural frequencies nad multi-objective optimization of the model of medical robot with serial kinematical chain, Advances in Inteligent Systems and Computing, vol. 519, 2017, s. 371‒379.
• [9] G. Ilewicz, Z. Nawrat: Vectorial optimization of medical robot tool using finite element method (in Polish), Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, s.234‒244, vol. 22, nr 4 2016.
• [10] G. Ilewicz, Z. Nawrat: The linear buckling phenomenon of medical robot structure calculated using finite elements method (in Polish), Materiały konferencyjne Międzynarodowej Konferencji Medical Robots, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, Zabrze 2014.
• [11] L. Bostic, S. Lanczos: Eigensolution method for high-performance computers, National Aeronautics and Space Administration Memonardum, Langley Reserch Center 1991.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).