Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 11

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  haptic
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The article presents the design stages, the principles of operation, and the tests of the force that is exerted on the operator. It also includes the developed a laboratory stand for testing the force interactions, concepts and ways of implementing the transfer of tactile stimuli, subsequent variants of the developed devices with the short description of them, the project of the operator-surgeon stand that is based on the assumption that the method of control of this device is compatible with the natural work of the surgeon, and the project of control console that is used to manipulate the surgical robot. This paper presents the actual state of the work and further possible directions of the development of the human-machine interface which is developed within the project LIDER VIII.
PL
W pracy przedstawiono etapy projektowania, zasadę działania oraz badania statyczne siły wywieranej na operatora przez opracowane urządzenie sterujące RobinHand do manipulacji robotem chirurgicznym. Zaprezentowano opracowane stanowiska badawcze umożliwiające badanie zadajników ruchu. W pracy opisano koncepcję oraz sposoby realizacji przekazywania bodźców dotykowych z rzeczywistych urządzeń lub wirtualnej rzeczywistości użytkownikowi. Przedstawiono poszczególne warianty rozwojowe opracowanych urządzeń oraz krótki opis ich konstrukcji. Praca przedstawia stan aktualny oraz dalszy kierunek rozwoju, interfejsu człowiek-maszyna rozwijanego w ramach projektu LIDER VIII. Przedstawiono koncepcję stanowiska operatora-chirurga opartą na założeniu, że sposób sterowania jest zgodny z naturalną pracą chirurga. Zaprezentowano projekt zintegrowanej jednostki centralnej - konsoli sterującej umożliwiającej manipulację robotem chirurgicznym.
EN
The term haptic is used to indicate the presence of force feedback from the manipulated object to the operator. One of the most commonly used haptic devices are joysticks. Such joysticks can be successfully applied also in communication with drive system, giving the human operator a feel of the output force. In the paper one axis joystick with force feedback used to control the electrohydraulic drive is proposed. In this joystick, a controlled brake with magnetorheological fluid and a small DC motor are applied. A beam with a strain gauge is used in a joystick arm, enabling the measurement of the force. In the joystick axis also a potentiometer is assembled, which measured the current arm position. In order to develop the control algorithms an electrohydraulic drive simulation and virtual model is worked out and then a haptic joystick is connected to it. The simulation results that have been obtained, enabled to design and test impedance and admittance control strategies for the system composed of haptic joystick and a real electrohydraulic drive. Finally the whole system is built, implemented and investigated in a laboratory environment. Investigations are conducted in conditions similar to real ones, in a situation where hydraulic piston touches an obstacle and the operator cannot observe this piston very accurately. Fifteen operators have been tested this way. The outcomes indicate that haptic control can improve the human feeling of forces between electrohydraulic drive and an obstacle and, thanks to this, the manual control is more accurate and safer.
EN
The aim of this work is to present the final report, financed by the EU INCITE grant, development of the robot control system Robin Heart with the use of special 3D MEMS micro-sensors, to verify their following functions: 1) an easy control of robotic movement during operation using a micro joystick integrated with the laparoscopic tool 2) measuring the value and direction of force between the jaw of the laparoscopic tool and operated organ 3) tissue diagnostics during work using a 3D touch sensor placed in the front of the tool. Piezo-resistive silicon sensors have been designed and manufactured by the Hungarian company EK MFA. A prototype of a miniature motion sensor placed on the gripping part of the endoscopic tool to control the vision path robot was made. Sensory endoscopic tools were integrated with the ROBIN HEART robot and the Robin Hand motion unit as well as innovative mechatronic surgical tools with a panel informing about the measurement values of the force of tools and tissue. Researched prototype sensors have demonstrated their usefulness in the robot's force feedback system. The practicality of the application to assess the condition of the tissue and the strength of the endoscopic grasper clamp was confirmed. The work was carried out as a part of the EU INCITE project financed partly by NCBiR and NKFIA.
PL
Celem pracy jest przedstawienie finalnego raportu finansowanego z projektu EU INCITE rozwoju projektu systemu sterowania robota Robin Heart z zastosowaniem specjalnych mikro-czujników 3D MEMS, dla weryfikacji ich następujących funkcji: 1) sterowanie robotem toru endoskopowego za pomocą mikro-dżojstika zintegrowanego z rękojeścią narzędzia laparoskopowego dla ergonomicznej manipulacji. 2) pomiar wartości i kierunku działania siły pomiędzy szczęką narzędzia laparoskopowego, a organem. 3) diagnostyki tkanek podczas pracy za pomocą czujnika dotykowego 3D umieszczonego w czołowej części narzędzia. Piezorezystancyjne sensory krzemowe zostały zaprojektowane i wykonane przez węgierską firmę EK MFA. Wykonany został prototyp miniaturowego zadajnika ruchu umieszczonego na części chwytowej narzędzia endoskopowego do sterowania robotem toru wizyjnego. Wykonano sensoryczne narzędzia endoskopowe zintegrowane z robotem ROBIN HEART i zadajnikiem ruchu Robin Hand oraz nowatorskie mechatroniczne narzędzia chirurgiczne z panelem informującym o wartości pomiarów siły oddziaływania narzędzi z tkanką. Zrealizowane badania prototypowych czujników wykazały ich użyteczność w układzie siłowego sprzężenia zwrotnego robota. Potwierdzono celowość aplikacji do oceny stanu tkanki i siły zacisku graspera endoskopowego. Praca została wykonana w ramach projektu EU INCITE finansowana częściowo przez NCBiR i NKFIA.
PL
Celem pracy jest przedstawienie rozwoju projektu systemu sterowania robota Robin Heart z zastosowaniem specjalnych mikro--czujników 3D MEMS, dla weryfikacji ich następujących funkcji: 1) sterowanie robotem toru endoskopowego za pomocą mikro--dżojstika zintegrowanego z rękojeścią narzędzia laparoskopowego dla ergonomicznej manipulacji. 2) pomiar wartości i kierunku działania siły pomiędzy szczęką narzędzia laparoskopowego, a organem. 3) diagnostyki tkanek podczas pracy za pomocą czujnika dotykowego 3D umieszczonego w czołowej części narzędzia. Piezorezystancyjne sensory krzemowe zostały zaprojektowane i wykonane przez węgierską firmę EK MFA. Przeprowadzone zostały symulacje MES w celu określenia podstawowych parametrów mechanicznych czujnika. Czujniki zostały pokryte polimerem półprzewodnikowym PDMS (polidimetylosiloksan), następnie przeprowadzono badania wpływu powłoki elastycznej pod kątem czułości i czasu odpowiedzi. Zgodnie z wymaganiami medycznymi i funkcjonalnymi czujniki dodatkowo zostały pokryte biokompatybilnym elastycznym polimerem. Wykonany został prototyp miniaturowego zadajnika ruchu umieszczonego na części chwytowej narzędzia laparoskopowego. Przeprowadzone zostały testy polegające na orientacji robota w polu operacyjnym za pomocą trójosiowego czujnika siły. Przeprowadzono wstępne testy sensorycznego narzędzia laparoskopowego zintegrowanego z robotem ROBIN HEART i zadajnikiem ruchu Robin Hand. Zrealizowane badania prototypowych czujników wykazały ich użyteczność w układzie siłowego sprzężenia zwrotnego robota. Potwierdzono celowość aplikacji do oceny stanu tkanki i siły zacisku graspera laparoskopowego. Praca została wykonana w ramach projektu EU INCITE finansowana częściowo przez NCBiR.
EN
The aim of this work is to demonstrate the applicability and functionality of the Robin Heart robot's control systems integrated with special MEMS based 3D force micro-sensors. Three different robot functions and corresponding detector devices are proposed: 1) Micro-joystick type actuator to be integrated in the hilt of the laparoscope to control easily robotic movement during operation. 2) 1D force sensor located inside the laparoscopic jaw to provide feedback to the surgeon by measuring the grasping strength and 3) 3D (vectorial) force/tactile sensor placed at the tip of the laparoscope which facilitates palpation for tissue diagnostics during operation. The silicon based piezoresistive sensors have been designed and prepared by micromachining technologies in the MEMS Laboratory of EK MFA (Budapest, Hungary). According to the medical and functional requirements the sensors were electro-mechanically integrated and covered by biocompatible elastic polymer (polydimethylsiloxane – PDMS) by BME (Budapest, Hungary). The device geometry was modelled by coupled finite element simulation to determine its expected performance. The effect of the elastic coverage was studied in terms of sensitivity and response time also. Preliminary test of the laparoscopic head equipped with MEMS sensors and integrated in the ROBIN HEART surgery robot system was performed by FRK (Zabrze, Poland). A model of the robot controller using a prototype of 3D force sensor has been also successfully tested during the tests of the functional robot. Studies of the prototypes of “smart” sensory laparoscopes have demonstrated their remarkable usefulness in force feedback robotic systems to recognize the state of tissue and to determine the clamping force of the grasper of surgical system. The international cooperation to develop “smart” laparoscope for robotic surgery was done in the frame of the ENIAC “INCITE” project No.621278 and partially financed by the ENIAC JU and the National Centre for Research and Development (NCBR - Poland) and National Research, Development and Innovation Fund (NKFIA – Hungary).
PL
Przedmiotem niniejszej pracy jest badanie systemów sterowania robota Robin Heart PVA (ang. Port Vision Able) z zastosowaniem specjalnych mikroczujników siły 3D MEMS. Postawiono trzy różne sposoby wykorzystania opracowywanych czujników: (1) jako czujnik siły wykorzystany jako mikrodżojstik zintegrowany w rękojeścią narzędzia endoskopowego, aby łatwo kontrolować ruch robota wizyjnego podczas pracy chirurga; (2) jako czujnik siły wewnątrz szczęki narzędzia endoskopowego dla dostarczenia informacji zwrotnej do operatora-chirurga, mierząc siłę chwytu; (3) jako czujnik wielowymiarowy dotyku na końcu narzędzia chirurgicznego, co ułatwia badanie palpacyjne do diagnostyki tkanek podczas pracy. Artykuł ten jest studium wykonalności w zakresie proponowanych zastosowań. Model sterowania robota przy użyciu prototypowego czujnika siły 3D został pomyślnie przetestowany w badaniach funkcjonalnych robota. Wstępne badania sensorów wykazały ich przydatność dla sterowania robotem ze sprzężeniem siłowym, aby ocenić stan tkanek oraz do oceny siły docisku chirurgicznego chwytaka.
EN
The aim of this work is to investigate the control systems of Robin Heart PVA (Port Vision Able) using special 3D MEMS force microsensors. Three different functions are targeted: (1) micro-joystick actuator to be integrated in the hilt of the laparoscope to easily control robotic movement during operation; (2) force sensor inside the laparoscopic jaw to provide feedback to the surgeon by measuring the grasping strength; (3) 3D force/tactile sensor which facilitates palpation for tissue diagnostics during operation. This paper is a feasibility study regarding these proposed applications. A model of the robot controller using a prototype 3D sensor force has been successfully tested during the study of functional robot. Pre-studies of prototype sensors have demonstrated their usefulness in robot force feedback system to assess the state of tissue and to assess the clamping force the grasper surgical system.
PL
W artykule opisano możliwości sterowania napędem elektrohydraulicznym przy pomocy dżojstika "haptic" w układzie admitancyjnym i impedancyjnym. Przedstawiono wyniki badań wykonanych z wykorzystaniem nieliniowego modelu i rzeczywistego serwonapędu elektrohydraulicznego. Sprawdzono też, jak na proces sterowania wpływa wprowadzenie dodatkowego sprzężenia dotykowego. W tym celu przebadano układ w wersji bez sprzężenia dotykowego i ze sprzężeniem.
EN
This paper describes the possibility of controlling the electrohydraulic drive by "haptic" joystick in the admitance and impedance system. The results of tests, performed using the non-linear model and a real electrohydraulic drive, are presented. Also examined, as the control process affected introduction of additional haptic touch. For this purpose, the system without feedback and with haptic feedback was tested.
PL
W pracy przedstawiono wykorzystanie konsoli haptycznej Omega 7 do sterowania robotem KUKA LWR 4+ z zamontowanym uchwytem igły punkcyjnej. Manipulator KUKA zastosowano do usuwania usznopochodnego ropnia mózgu. W pierwszej części pracy przedstawiono prosty symulator, w którym do przeprowadzenia iniekcji w wirtualny ropień mózgu oraz pobrania płynu z jego wnętrza zastosowano konsolę haptyczną Omega 7. W dalszej części pracy przedstawiono stanowisko badawcze z robotem KUKA LWR 4+ i konsolą Omega 7 oraz pierwsze testy przeprowadzenia operacji z wykorzystaniem modelu czaszki.
EN
This paper presents the use of Omega 7 haptic console to control of KUKA LWR 4+ robot with integrated handle of puncture needles. KUKA manipulator was used to remove otogenic brain abscess. In the first part of the paper presents a simple simulator in which Omega 7 haptic consol was used to carry out injection into a virtual brain abscess and the withdrawal of fluid from inside. In the following paper presents a experimental set-up with the KUKA robot and haptic console and the first test of the operation using the model of skull.
PL
Artykuł przedstawia postępy i perspektywy systemu sterowania (interfejsu użytkownika) polskiego robota chirurgicznego Robin Heart, w ramach projektu prowadzonego przez zespół FRK. Trwa przygotowanie pierwszego modelu klinicznego robota: nowego modelu Robin Heart PortVisionAble, lekkiego, walizkowego robota toru wizyjnego. Kolejnym wyzwaniem jest budowa konsoli sterowania ramieniem robota o kontrolowanej sztywności i geometrii.
EN
The paper presents the achievements & perspectives, current state of works conducted by the FCSD team under the Robin Heart surgical robot console, surgeon-robot interface. The Robin Heart PortVisionAble will be prepared to track video endoscopy with new functional properties (lightweight, mobile robot) offered with telemedic system allowing the long distance image transfer. The construction of console for operator of surgical tools with controlled stiffness and geometry is another challenge for the near future.
9
Content available remote Haptic joystick in admittance control of electrohydraulic drive
EN
In the paper the application of haptic joystick with magneto-rheological (MR) brake in control of electrohydraulic drive is presented. Two impedance and admittance control methods are shown. Basing on main equations describing electrohydraulic drive, the simulation model of an admittance control system is proposed. The results of chosen simulations are presented. Laboratory test stand is described including chosen investigation results. The advantages of haptic joystick applications and admittance control of electrohydraulic drive are shortly demonstrated.
PL
W artykule zaprezentowano dżojstik typu haptic z hamulcem magnetoreologicznym (MR) przeznaczony do sterowania napędem elektrohydraulicznym. Zaproponowano dwie metody tego sterowania, tj. admitancyjną i impedancyjną. Na podstawie równań opisujących właściwości napędu elektrohydraulicznego opracowano model symulacyjny sterowania admitancyjnego. Zamieszczono wyniki wybranych badań symulacyjnych tego układu, a także doświadczalnych, uzyskanych na opisanym stanowisku laboratoryjnym. Przedstawiono najważniejsze zalety użycia dżojstika typu haptic w układzie admitancyjnego sterowania serwonapędu elektrohydraulicznego.
PL
W artykule opisano budowę i badania aktywnego, jednoosiowego dżojstika dotykowego, w którym wykorzystano silnik prądu stałego jako element generujący opór wywołujący uczucie dotyku. Przedstawiono też dodatkowe możliwości jakie dają systemy sterowania za pomocą aktywnych urządzeń dotykowych w układach z siłowym sprzężeniem zwrotnym. W końcowej części artykułu zamieszczono wyniki badań doświadczalnych dżojstika.
EN
In the paper the construction and testing of 1-DOF active haptic joystick, which uses a DC motor as the elements that cause a sense of touch, are described. Additional opportunities offered by control systems with haptic devices in steering with force feedback are presented.
PL
Artykuł opisuje implementacje układu sterowania dżojstikiem typu haptic w sterowniku PLC. Do jego projektowania wykorzystano metody szybkiego prototypowania systemów sterowania - środowisko Matlab Simulink oraz narzędzie Automation Target for Simulink pakietu Automation Studio firmy Bernecker & Rainer [4]. Dzięki niemu możliwe stało się przeniesienie zaprojektowanego modelu sterowania bezpośrednio do sterownika PLC. W sterowniku nadrzędnym przebadano regulator proporcjonalny i rozmyty, porównując otrzymane wyniki. Sygnał sterujący, wypracowany w sterowniku PLC trafiał na sterowniki silników poszczególnych osi.
EN
The article describes the implementation of a haptic joystick control in the PLC. Authors used the rapid prototyping methods in designed the control systems - Simulink Matlab environment and B&R Automation Simulink Target for Automation Studio tool. . The control signal which was generated in the PLC has been sent to the motor drivers hit of each axis. The primary driver was tested with fuzzy and proportional controller. The results has been compared. System was tested in the simulation and in the experimental researches.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.