Projektowanie zadajnika i manipulatora sferycznego przeznaczonego do chirurgii laparoskopowej

• Autorzy: Barczak T. , Mianowski K.

Warianty tytułu

EN

Design of the haptic/executive spherical manipulator for laparoscopic surgery

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest projekt mechanizmu sferycznego o 3 stopniach swobody do zastosowania w robocie-telemanipulatorze zadająco-wykonawczym ze sprężeniem zwrotnym od siły przeznaczonym do prowadzenia operacji chirurgicznych. Jest to oryginalne rozwiązanie własne. Rozwiązanie zostało zoptymalizowane pod kątem wykonywania małoinwazyjnych zabiegów chirurgicznych. Celem projektu było stworzenie możliwie prostego i kompatybilnego urządzenia, które miałoby szanse na szerokie zastosowanie w operacjach małoinwazyjnych w panujących realiach finansowych polskich szpitali. Niezwykle istotnym zagadnieniem wpływającym na ergonomię i dokładność zabiegów jest możliwość komunikacji dwukierunkowej zadajnik-manipulator, dające wrażenie rzeczywistego czucia struktury operowanych tkanek przez lekarza. W ramach pracy opracowano model 3D w programie UGS NX6, przeprowadzono szereg symulacji w programie MSC Adams oraz wykonano uproszczony przed prototyp z wykorzystaniem metod szybkiego prototypowania.

EN

The objective of the paper is to present In detail the possibilities of performing minimally invasive surgery involving remote, lightweight, low-cost, spherical parallel tele-manipulator. The pivot point constraints makes the spherical manipulator a natural candidate in laparoscopic surgery. Based on the database of in-vivo surgical measurements, the workspace requirements have been defined. Very important problem for ergonomic and surgery precision is a signal communication between two sides. And so it can give a feelings of real touching of operated tissue by the doctor. The 3D model have been developed in UGS NX6, several simulations have been carried out in the MSC Adams and Matlab programs, simplified prototype have been made using rapid prototyping methods.

Słowa kluczowe

PL

projekt zadajnika; projekt manipulatora sferycznego; chirurgia laparoskopowa; robot medyczny; robotyka

EN

spherical manipulator design; laparoscopic surgery; medical robot; robotics

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 182, t. 1
• Strony: 25--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Barczak T.

• Zakład Teorii Maszyn i Robotów, ITLiMS, MEiL, Politechnika Warszawska

autor

Mianowski K.

• Zakład Teorii Maszyn i Robotów, ITLiMS, MEiL, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Angeles J., Fundamentals of Robotic Mechanical Systems, Springer, 1997
• [2] LW Tsai. Robot Analysis: The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators, John Wiley & Sons, 1999
• [3] LJ Zhang, YW Niu, YQ Li, Z Huang Analysis of the Workspace of 2-DOF Spherical 5RParallel Manipulator IEEE s1123-1127, 2006
• [4] M. J. H. Lum, J. Rosen , M. N. Sinanan, B Hannaford, Optimization of a Spherical Mechanism for a Minimally Invasive Surgical Robot: Theoretical and Experimental Approaches IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 53, NO, 7, JULY 2006