Tijelo s volframovim kabelom: kontrola pokreta kirurških robota

Najčešće konfiguracije volframovog kabela u kirurškim robotima uključuju konfiguracije 8×19, 7×37 i 19×19.Mehanički kabel s volframovom žicom 8×19 uključuje 201 volframovu žicu, 7×37 uključuje 259 žica i na kraju 19×19 uključuje 361 spiralno upredenu žicu.Iako se nehrđajući čelik koristi u različitim primjenama, uključujući brojne medicinske i kirurške uređaje, ne postoji zamjena za volframove kabele u kirurškoj robotici.
Ali zašto je nehrđajući čelik, dobro poznati materijal za mehaničke kabele, sve manje popularan u pogonima kirurških robota?Uostalom, kabeli od nehrđajućeg čelika, posebice kabeli mikro promjera, sveprisutni su u vojsci, zrakoplovstvu i, što je najvažnije, u bezbrojnim drugim kirurškim primjenama.
Pa, razlog zašto volframovi kabeli zamjenjuju nehrđajući čelik u upravljanju pokretima kirurških robota zapravo nije tako misteriozan kao što bi se moglo pomisliti: to ima veze s izdržljivošću.Ali budući da se čvrstoća ovog mehaničkog kabela ne mjeri samo njegovom linearnom vlačnom čvrstoćom, moramo testirati čvrstoću kao mjeru izvedbe prikupljanjem podataka iz mnogih scenarija prikladnih za terenske uvjete.
Uzmimo strukturu 8×19 kao primjer.Kao jedan od najčešće korištenih dizajna mehaničkih kabela za postizanje nagiba i skretanja u kirurškim robotima, 8×19 uvelike nadmašuje analogni kabel od nehrđajućeg čelika kako se opterećenje povećava.
Imajte na umu da su se vrijeme ciklusa i vlačna čvrstoća volframovog kabela povećali s povećanjem opterećenja, dok se čvrstoća alternativnog kabela od nehrđajućeg čelika dramatično smanjila u usporedbi s čvrstoćom volframovog kabela pri istom opterećenju.
Kabel od nehrđajućeg čelika s opterećenjem od 10 funti i promjerom od približno 0,018 inča pruža samo 45,73% ciklusa koje postiže volfram s istim dizajnom 8×19 i promjerom žice.
Zapravo, ova je studija odmah pokazala da je čak i pri 10 funti (44,5 N), kabel od volframa radio više nego dvostruko češće od kabela od nehrđajućeg čelika.S obzirom da, kao i sve komponente, mikromehanički kabeli unutar kirurškog robota moraju zadovoljiti ili premašiti stroge regulatorne zahtjeve, kabel bi trebao moći izdržati sve što se na njega baci, zar ne?Dakle, analiza pokazuje da korištenje volframovog kabela istog promjera 8×19 u usporedbi s kabelom od nehrđajućeg čelika ima i inherentnu prednost u čvrstoći i osigurava da se robot napaja jačim i izdržljivijim materijalom kabela od dvije opcije.
Osim toga, u slučaju dizajna 8×19, broj ciklusa užeta od volframove žice je najmanje 1,94 puta veći od broja užeta od nehrđajućeg čelika istog promjera i opterećenja.Štoviše, studije su pokazale da se kabeli od nehrđajućeg čelika ne mogu mjeriti s elastičnošću volframa, čak i ako se primijenjeno opterećenje postupno povećava s 10 na 30 funti.Zapravo, jaz između dva materijala kabela se povećava.S istim opterećenjem od 30 funti, broj ciklusa se povećava na 3,13 puta.Važnije otkriće je da se granice nikada nisu smanjile (na 30 bodova) tijekom studije.Volfram je uvijek imao veći broj ciklusa, u prosjeku 39,54%.
Iako je ova studija ispitivala žice specifičnih promjera i dizajna kabela u visoko kontroliranom okruženju, pokazala je da je volfram jači i daje više ciklusa s preciznim naprezanjima, vlačnim opterećenjima i konfiguracijama remenica.
Od ključne je važnosti raditi s inženjerom strojarstva od volframa kako biste postigli broj ciklusa potrebnih za vašu kiruršku robotsku primjenu.
Bez obzira radi li se o nehrđajućem čeliku, volframu ili bilo kojem drugom mehaničkom materijalu kabela, dva sklopa kabela ne služe istom primarnom namotaju.Na primjer, obično mikrokabeli ne zahtijevaju niti same niti, niti gotovo nemoguće uske tolerancije priključaka primijenjenih na kabel.
U mnogim slučajevima postoji određena fleksibilnost u odabiru duljine i veličine samog kabela, kao i položaja i veličine dodataka.Ove dimenzije predstavljaju toleranciju sklopa kabela.Ako vaš proizvođač mehaničkih kabela može implementirati kabelske sklopove koji zadovoljavaju tolerancije aplikacije, ti se sklopovi mogu koristiti samo u njihovom stvarnom okruženju.
U slučaju kirurških robota, gdje su životi u pitanju, postizanje dizajnerskih tolerancija jedini je prihvatljiv ishod.Stoga je pošteno reći da ultra-tanki mehanički kabeli koji oponašaju svaki pokret kirurga čine ove kabele jednima od najsofisticiranijih na planetu.
Mehanički sklopovi kabela koji idu unutar ovih kirurških robota također zauzimaju male, skučene i skučene prostore.Zapravo je nevjerojatno da se ovi sklopovi volframovih kabela besprijekorno uklapaju u najuže kanale, na remenicama ne većim od vrha dječje olovke, i obavljaju oba zadatka dok održavaju kretanje u predvidljivom broju ciklusa.
Također je važno napomenuti da vaš inženjer kabela može unaprijed savjetovati materijale kabela, potencijalno uštedjeti vrijeme, resurse, pa čak i troškove, što su ključne varijable pri planiranju dobre strategije izlaska na tržište za vašeg robota.
Uz brzo rastuće tržište kirurške robotike, jednostavno pružanje mehaničkih kabela za pomoć pri kretanju više nije prihvatljivo.Brzina i pozicija kojom proizvođači kirurških robota donose svoja čuda na tržište zasigurno će ovisiti o tome koliko su lako proizvodi spremni za masovnu potrošnju.Zato je važno napomenuti da vaši inženjeri strojarstva svaki dan istražuju, poboljšavaju i stvaraju ove sklopove kabela.
Na primjer, često se ispostavi da projekti kirurške robotike mogu započeti s čvrstoćom, rastezljivošću i sposobnošću brojanja ciklusa nehrđajućeg čelika, ali i dalje koristiti volfram u kasnijoj fazi razvoja robotike.
Proizvođači kirurških robota obično su rano koristili nehrđajući čelik u dizajnu robota, ali kasnije su odabrali volfram zbog njegovih vrhunskih performansi.Iako se ovo može činiti kao iznenadna promjena u pristupu kontroli pokreta, samo se maskira kao takva.Promjena materijala rezultat je obavezne suradnje između proizvođača robota i strojarskih inženjera angažiranih za proizvodnju kabela.
Kabeli od nehrđajućeg čelika nastavljaju se etablirati kao glavni proizvod na tržištu kirurških instrumenata, posebno u području endoskopske opreme.Međutim, dok je nehrđajući čelik sposoban podržavati kretanje tijekom endoskopskih/laparoskopskih postupaka, on nema istu vlačnu čvrstoću kao njegov lomljiviji, ali gušći i stoga jači pandan (koji se naziva volfram).rezultirajuća vlačna čvrstoća.
Iako je volfram idealan za zamjenu nehrđajućeg čelika kao kabelskog materijala izbora za kirurške robote, nemoguće je cijeniti važnost dobre suradnje između proizvođača kabela.Rad s iskusnim inženjerom strojarstva za ultratanke kabele ne samo da osigurava da vaše kabele proizvode konzultanti i proizvođači svjetske klase.Odabir pravog proizvođača kabela također je siguran način da budete sigurni da dajete prednost znanosti i tempu poboljšanja plana izgradnje, što će vam pomoći da postignete svoje ciljeve kontrole kretanja brže od konkurencije koja pokušava postići isto.
Pretplatite se na Medical Design & Outsourcing. Pretplatite se na Medical Design & Outsourcing.Pretplatite se na Medical Design and Outsourcing.Pretplatite se na Medical Design and Outsourcing.Označite, dijelite i komunicirajte s današnjim vodećim časopisom za dizajn medicinskih uređaja.
DeviceTalks je razgovor za lidere medicinske tehnologije. To su događaji, podcasti, webinari i razmjene ideja i uvida jedan na jedan. To su događaji, podcasti, webinari i razmjene ideja i uvida jedan na jedan.To su događaji, podcasti, webinari i razmjena ideja i uvida jedan na jedan.To su događaji, podcasti, webinari i razmjena ideja i uvida jedan na jedan.
Poslovni časopis o medicinskoj opremi.MassDevice je vodeći časopis u industriji medicinskih uređaja koji pokriva uređaje za spašavanje života.
Autorska prava © 2022 VTVH Media LLC.Sva prava pridržana.Materijali na ovoj stranici ne smiju se reproducirati, distribuirati, prenositi, pohranjivati ​​ili na drugi način koristiti bez prethodnog pismenog dopuštenja WTWH Media LLC.Sitemap |Politika privatnosti |RSS


Vrijeme objave: 8. kolovoza 2022