Linear buckling of medical robot tool for soft tissue surgery

• Autorzy: Ilewicz G. , Nawrat Z.

Warianty tytułu

PL

Wyboczenie liniowe narzędzia robota medycznego do chirurgii tkanki miękkiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Linear buckling is a physical phenomenon that can occur when an external force reaches a value equal to Euler’s critical force. This paper gives a solution to an eigenvalue problem that describes the linear buckling. The main purpose of this article is to check when the linear buckling phenomenon will appear in the construction of medical robot tool. There are presented determined values of load factor coefficients, which are eigenvalue, and eigenvectors, which describe the shapes of deformation.

PL

Wyboczenie liniowe jest zjawiskiem fizycznym, które może się pojawić w przypadku gdy przyłożona siła zewnętrzna będzie miała wartość równą sile krytycznej Eulera. W niniejszej pracy rozwiązano problem własny opisujący wyboczenie liniowe. Głównym celem artykułu jest sprawdzenie, kiedy pojawi się wyboczenie liniowe w narzędziu robota medycznego. Określono wartości współczynników obciążeniowych, które są wartościami własnymi, jak również wektory własne, które opisują kształty deformacji.

Słowa kluczowe

EN

linear buckling; eigenvalue problem; medical robot; finite element method

PL

wyboczenie liniowe; zagadnienie własne; robot medyczny; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Jacek Doskocz
• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 24, nr 1
• Strony: 33--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Ilewicz G.

• Uniwersytet Rzeszowski, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Katedra Mechatroniki i Automatyki, 35-310 Rzeszów, ul. Pigonia 1

autor

Nawrat Z.

• Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, 41-800 Zabrze, ul. Wolności 345a
• Śląski Uniwersytet Medyczny, 41-800 Zabrze, ul. Szpitalna 2

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] G. Ilewicz: Multibody Model of Dynamics and Optimization of Medical Robot to Soft Tissue Surgery, Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 393, 2016, s. 129‒134.
• [3] P. Gomez (red.): Medical robotics, Minimally invasive surgery, Woodhead Publishing Limited, 2012.
• [4] Z. Dobrowolski, R. Tadeusiewicz: Robotyka urologiczna, Wydawnictwo Lettra-Graphic, Kraków 2014.
• [5] Z. Nawrat, K. Rohr, W. Sadowski, K. Krzysztofik, G. Ilewicz: Robot as an artificial surgeons organ for mini-invasive operation. From the analysis of the work the surgeon's hands to the robotic arm design Robin Heart, International Journal of Artificial Organs, vol. 34(8), 2011.
• [6] 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.
• [7] G. Ilewicz: Synteza struktury mechanizmu stałopunktowego, Wokół mechatroniki tom. III, Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, s. 79‒96, Rzeszów 2013.
• [8] G. Ilewicz: Wytrzymałościowy dyskretny model optymalizacyjny mechanizmu stałopunktowego, Mechanika w medycynie, s. 74‒85, Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, Rzeszów 2014.
• [9] G. Ilewicz, Z. Nawrat: Zjawisko wyboczenia liniowego struktury robota medycznego obliczane metodą elementów skończonych, Materiały konferencyjne Międzynarodowej Konferencji Medical Robots, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, Zabrze 2014.
• [10] 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.
• [11] G. Ilewicz, Z. Nawrat: Optymalizacja wektorowa narzędzia robota medycznego z wykorzystaniem metody elementów skończonych, Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22(4), 2016, s. 245‒252.
• [12] K. Bathe, E. Wilson: Solution methods for eigenvalue problems in structural mechanics, International Journal for Numerical Methods in Engineering, vol. 6, 1973, s. 213‒226.
• [13] M. Bourezane: Buckling finite element analysis of beams and frame, Proceedings of the World Congress on Engineering 2012, July 4‒6, 2012, London.
• [14] 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).