Model matematyczny przegubu wieloczłonowego robota chirurgicznego z powłoką antyseptyczną

• Autorzy: Leniowski R. , Leniowska L.

Warianty tytułu

EN

Mathematical model of a multi-link surgical manipulator joint with an antiseptic coating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca prezentuje syntezę modelu matematycznego przegubu miniaturowego, wieloczłonowego robota chirurgicznego nowej generacji, którego projekt powstał w ramach realizacji grantu MNiSzW 2376/B/T02/2010/38. Jego ramię składa się z 6 członów, o średnicy ok. 10 mm, napędzanych miniaturowymi silnikami elektrycznymi poprzez zespół przekładni planetarnych i ślimakowych, o łącznym przełożeniu powyżej 1/10000. Istotną cechą robota jest powłoka antyseptyczną, która pokrywa całą konstrukcję. Z uwagi na skomplikowany model dynamiki napędu z trójstopniowymi przekładniami planetarnymi oraz oddziaływania zewnętrznej, elastycznej powłoki, sterowanie takim układem znacząco różni się od sterowania typowym robotem przemysłowym. Wiarygodny model przegubu umożliwia dobranie metody identyfikacji jego parametrów oraz projektowanie precyzyjnego i bezpiecznego układu sterowania.

EN

This paper presents a synthesis of the mathematical model of a multi-link surgical micromanipulator joint. The manipulators' prototype contains 6 links with diameter of 8-10 [mm] and with the length of the modules about 130 [mm]. It is driven by brushless servomotors with worm and planetary gears, for which the total transmission ratio is above 1/10000. Essential feature of manipulator is an antiseptic coating which covers all the construction. Because of the complicated form of the drive model and the external coating interactions, a control of such system is significantly different from typical industrial robot control. Reliable joint model enables to develop appropriate control system and to select a method of parameters identification.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; roboty medyczne; robot chirurgiczny; manipulator robota; manipulator wieloczłonowy; powłoka antyseptyczna; model matematyczny

EN

robotics; medical robots; surgical robot; robot manipulator; multi-link manipulator; antiseptic coating; mathematical model

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2010
• Tom: z. 175, t. 1
• Strony: 79--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Leniowski R.

autor

Leniowska L.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Informatyki i Automatyki, 35-959 Rzeszów , ul. W. Pola 2,

Bibliografia

• [1] J. Cieślik, R. Leniowski, L. Leniowska. Roboty medyczne nowej generacji - prototyp wieloczłonowego robota chirurgicznego, Materiały KKR 11, Karpacz 2010.
• [2] R. Pajda, L. Leniowska, R. Leniowski, J. Cieślik. Projekt wieloczłonowego manipulatora chirurgicznego nowej generacji. Materiały KKR 11, Karpacz 2010.
• [3] Faulhaber GMBH: Brushless DC-Servomotors. Technical information, 2010.
• [4] T. Eritenel, R. Parker. Vibration Modes of a Helical Planetary Gears, IDETC/CIE 2009, Proceedings. San Diego- USA, 2009.
• [5] H. Olsson, K.J. Åström. Observer-based friction compensation, In Proceedings of the 35th IEEE Conference on Decision and Control, pp. 4345-4350, Kobe, Japan, 1996.
• [6] F. Axisa, P. Trompette: Modelling of Mechanical Systems: Structural Elements. Vol. 2, Elsevier 2005.