Zu den häufigsten Wolframkabelkonfigurationen in chirurgischen Robotern gehören 8×19-, 7×37- und 19×19-Konfigurationen.Das mechanische Kabel mit Wolframdraht 8×19 umfasst 201 Wolframdrähte, 7×37 umfasst 259 Drähte und schließlich 19×19 umfasst 361 spiralförmige Litzendrähte.Obwohl Edelstahl in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet wird, darunter in zahlreichen medizinischen und chirurgischen Geräten, gibt es in der chirurgischen Robotik keinen Ersatz für Wolframkabel.
Doch warum findet Edelstahl, ein bekanntes Material für mechanische Kabel, bei Antrieben von Operationsrobotern immer weniger Verwendung?Schließlich sind Edelstahlkabel, insbesondere Kabel mit Mikrodurchmessern, im Militär, in der Luft- und Raumfahrt und vor allem in unzähligen anderen chirurgischen Anwendungen allgegenwärtig.
Nun, der Grund, warum Wolframkabel Edelstahl in der Bewegungssteuerung von chirurgischen Robotern ersetzen, ist gar nicht so mysteriös, wie man meinen könnte: Er hat mit der Haltbarkeit zu tun.Da die Festigkeit dieses mechanischen Kabels jedoch nicht nur anhand seiner linearen Zugfestigkeit gemessen wird, müssen wir die Festigkeit als Maß für die Leistung testen, indem wir Daten aus vielen Szenarien sammeln, die für Feldbedingungen geeignet sind.
Nehmen wir als Beispiel die 8×19-Struktur.Als eines der am häufigsten verwendeten mechanischen Kabeldesigns zur Erzielung von Nick- und Gierbewegungen in chirurgischen Robotern übertrifft das 8×19 das Gegenstück aus Edelstahl bei zunehmender Last bei weitem.
Beachten Sie, dass die Zykluszeit und die Zugfestigkeit des Wolframkabels mit zunehmender Belastung zunahmen, während die Festigkeit des alternativen Edelstahlkabels im Vergleich zur Festigkeit von Wolfram bei gleicher Belastung dramatisch abnahm.
Ein Edelstahlkabel mit einer Belastung von 10 Pfund und einem Durchmesser von etwa 0,018 Zoll liefert nur 45,73 % der Zyklen, die Wolfram mit dem gleichen 8×19-Design und Drahtdurchmesser erreicht.
Tatsächlich zeigte diese spezielle Studie sofort, dass das Wolframkabel selbst bei 10 Pfund (44,5 N) mehr als doppelt so oft funktionierte wie das Edelstahlkabel.Angesichts der Tatsache, dass mikromechanische Kabel in einem chirurgischen Roboter wie alle Komponenten strenge behördliche Anforderungen erfüllen oder übertreffen müssen, sollte das Kabel allem standhalten können, was ihm entgegengeworfen wird, oder?Somit zeigt die Analyse, dass die Verwendung eines 8×19-Wolframkabels mit demselben Durchmesser im Vergleich zu einem Edelstahlkabel sowohl einen inhärenten Festigkeitsvorteil mit sich bringt als auch sicherstellt, dass der Roboter durch das stärkere und haltbarere Kabelmaterial der beiden Optionen angetrieben wird.
Darüber hinaus beträgt die Zyklenzahl eines Wolframdrahtseils bei der 8×19-Konstruktion mindestens das 1,94-fache der eines Edelstahldrahtseils mit gleichem Durchmesser und gleicher Belastung.Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass Edelstahlkabel nicht mit der Elastizität von Wolfram mithalten können, selbst wenn die aufgebrachte Last schrittweise von 10 auf 30 Pfund erhöht wird.Tatsächlich vergrößert sich der Abstand zwischen den beiden Kabelmaterialien.Bei gleicher Belastung von 30 Pfund erhöht sich die Zyklenzahl auf das 3,13-fache.Das wichtigere Ergebnis war, dass die Margen während der gesamten Studie nie abnahmen (auf 30 Punkte).Wolfram hatte schon immer eine höhere Zyklenzahl, durchschnittlich 39,54 %.
Obwohl diese Studie Drähte mit spezifischen Durchmessern und Kabeldesigns in einer streng kontrollierten Umgebung untersuchte, zeigte sie, dass Wolfram stärker ist und mehr Zyklen mit präzisen Spannungen, Zugbelastungen und Rollenkonfigurationen ermöglicht.
Die Zusammenarbeit mit einem Wolfram-Maschinenbauingenieur ist von entscheidender Bedeutung, um die für Ihre chirurgische Roboteranwendung erforderliche Anzahl von Zyklen zu erreichen.
Ob Edelstahl, Wolfram oder ein anderes mechanisches Kabelmaterial, keine zwei Kabelbaugruppen dienen derselben Primärwicklung.Beispielsweise erfordern Mikrokabel in der Regel weder die Litzen selbst noch die nahezu unmöglichen engen Toleranzen der am Kabel angebrachten Anschlüsse.
In vielen Fällen besteht eine gewisse Flexibilität bei der Wahl der Länge und Größe des Kabels selbst sowie der Position und Größe des Zubehörs.Diese Maße stellen die Toleranz der Kabelbaugruppe dar.Wenn Ihr mechanischer Kabelhersteller Kabelbaugruppen implementieren kann, die den Toleranzen der Anwendung entsprechen, können diese Baugruppen nur in ihrer tatsächlichen Umgebung verwendet werden.
Bei chirurgischen Robotern, bei denen Leben auf dem Spiel stehen, ist die Einhaltung von Designtoleranzen das einzig akzeptable Ergebnis.Man kann also mit Recht sagen, dass ultradünne mechanische Kabel, die jede Bewegung des Chirurgen nachahmen, diese Kabel zu den fortschrittlichsten auf dem Planeten machen.
Auch die mechanischen Kabelbaugruppen, die im Inneren dieser Operationsroboter verbaut sind, nehmen kleine, enge und beengte Räume ein.Es ist tatsächlich erstaunlich, dass diese Wolframkabelbaugruppen nahtlos in die engsten Kanäle passen, auf Rollen, die nicht größer als die Spitze eines Kinderbleistifts sind, und beide Aufgaben erfüllen, während sie die Bewegung mit einer vorhersehbaren Anzahl von Zyklen aufrechterhalten.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass Ihr Kabeltechniker die Kabelmaterialien im Voraus empfehlen kann, wodurch möglicherweise Zeit, Ressourcen und sogar Kosten gespart werden, die Schlüsselvariablen bei der Planung einer soliden Markteinführungsstrategie für Ihren Roboter sind.
Angesichts des schnell wachsenden Marktes für chirurgische Robotik ist die bloße Bereitstellung mechanischer Kabel zur Unterstützung der Bewegung nicht länger akzeptabel.Die Geschwindigkeit und Position, mit der die Hersteller chirurgischer Roboter ihre Wunder auf den Markt bringen, werden sicherlich davon abhängen, wie leicht die Produkte für den Massenkonsum geeignet sind.Aus diesem Grund ist es wichtig zu beachten, dass Ihre Maschinenbauingenieure diese Kabelbaugruppen jeden Tag erforschen, verbessern und herstellen.
Beispielsweise stellt sich oft heraus, dass chirurgische Robotikprojekte zwar mit der Festigkeit, Duktilität und Zyklenzählungsfähigkeit von Edelstahl beginnen, in einem späteren Stadium der Robotikentwicklung jedoch immer noch Wolfram verwenden.
Hersteller chirurgischer Roboter verwendeten in der Regel zu Beginn der Roboterkonstruktion Edelstahl, entschieden sich später jedoch aufgrund seiner überlegenen Leistung für Wolfram.Obwohl dies wie eine plötzliche Änderung in der Herangehensweise an die Bewegungssteuerung erscheinen mag, tarnt es sich nur als eine solche.Die Materialänderung ist das Ergebnis einer verpflichtenden Zusammenarbeit zwischen dem Roboterhersteller und den mit der Herstellung der Kabel beauftragten Maschinenbauern.
Edelstahlkabel etablieren sich weiterhin als fester Bestandteil auf dem Markt für chirurgische Instrumente, insbesondere im Bereich der endoskopischen Ausrüstung.Edelstahl ist zwar in der Lage, Bewegungen bei endoskopischen/laparoskopischen Eingriffen zu unterstützen, hat jedoch nicht die gleiche Zugfestigkeit wie sein spröderes, aber dichteres und daher stärkeres Gegenstück (Wolfram genannt).resultierende Zugfestigkeit.
Obwohl Wolfram ideal geeignet ist, Edelstahl als Kabelmaterial der Wahl für chirurgische Roboter zu ersetzen, ist die Bedeutung einer guten Zusammenarbeit zwischen Kabelherstellern nicht zu erkennen.Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Ingenieur für ultradünne Kabelmaschinen stellt nicht nur sicher, dass Ihre Kabel von erstklassigen Beratern und Herstellern hergestellt werden.Die Wahl des richtigen Kabelherstellers ist außerdem ein todsicherer Weg, um sicherzustellen, dass Sie der Wissenschaft und dem Tempo der Verbesserung des Bauplans Priorität einräumen. Dadurch können Sie Ihre Bewegungssteuerungsziele schneller erreichen als die Konkurrenz, die dasselbe versucht.
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