手術用ロボットで最も一般的なタングステン ケーブル構成には、8×19、7×37、および 19×19 構成があります。タングステン ワイヤを使用したメカニカル ケーブル 8×19 には 201 本のタングステン ワイヤが含まれ、7×37 には 259 本のワイヤが含まれ、最後に 19×19 には 361 本の螺旋状撚線が含まれます。ステンレス鋼は数多くの医療機器や外科機器を含むさまざまな用途に使用されていますが、手術用ロボットではタングステン ケーブルに代わるものはありません。
しかし、機械ケーブルの材料としてよく知られているステンレス鋼が、手術用ロボット駆動装置でますます普及しなくなっているのはなぜでしょうか?結局のところ、ステンレス鋼ケーブル、特に微小径ケーブルは、軍事、航空宇宙、そして最も重要なことに、その他の数え切れないほどの外科用途で広く普及しています。
そうですね、手術用ロボットの動作制御においてステンレス鋼の代わりにタングステン ケーブルが使われている理由は、考えられているほど不思議ではありません。それは耐久性に関係しているのです。しかし、このメカニカルケーブルの強度は直線引張強度だけで測られるわけではないため、現場の状況に応じたさまざまなシナリオからデータを収集し、性能の尺度として強度をテストする必要があります。
8×19構造を例に考えてみましょう。手術用ロボットのピッチとヨーを実現するために最も一般的に使用されるメカニカル ケーブル設計の 1 つである 8×19 は、負荷が増加したときに対応するステンレス鋼よりも大幅に優れた性能を発揮します。
タングステン ケーブルのサイクル タイムと引張強度は負荷の増加とともに増加しましたが、代替のステンレス鋼ケーブルの強度は、同じ負荷でのタングステンの強度と比較して大幅に低下したことに注意してください。
荷重 10 ポンド、直径約 0.018 インチのステンレス鋼ケーブルは、同じ 8×19 設計とワイヤ直径のタングステンで達成されるサイクルの 45.73% しか提供しません。
実際、この特定の研究では、10 ポンド (44.5 N) の荷重でもタングステン ケーブルがステンレス スチール ケーブルの 2 倍以上の頻度で動作することがすぐにわかりました。すべてのコンポーネントと同様に、手術ロボット内のマイクロメカニカル ケーブルも厳しい規制要件を満たしているか、それを超えていなければならないことを考えると、ケーブルは何に投げられても耐えられる必要があります。したがって、分析では、ステンレス鋼ケーブルと比較して同じ直径 8×19 タングステン ケーブルを使用すると、固有の強度上の利点があり、2 つのオプションのうちより強力で耐久性のあるケーブル素材によってロボットが駆動されることが保証されることがわかりました。
さらに、8×19 設計の場合、タングステン ワイヤ ロープのサイクル数は、同じ直径および荷重のステンレス鋼ワイヤ ロープの少なくとも 1.94 倍です。さらに、研究では、適用される荷重が 10 ポンドから 30 ポンドまで徐々に増加した場合でも、ステンレス鋼ケーブルはタングステンの弾性に匹敵できないことが示されています。実際、2 つのケーブル素材間のギャップは拡大しています。同じ 30 ポンドの荷重では、サイクル数は 3.13 倍に増加します。より重要な発見は、研究全体を通してマージンが決して減少しなかった（30ポイントまで）ということでした。タングステンのサイクル数は常に高く、平均 39.54% でした。
この研究では、高度に制御された環境で特定の直径のワイヤとケーブル設計を調査しましたが、タングステンの方が強度が高く、正確な応力、引張荷重、およびプーリー構成でより多くのサイクルを提供できることが実証されました。
タングステン機械エンジニアと協力して、手術ロボットの用途に必要なサイクル数を達成することが重要です。
ステンレス鋼、タングステン、またはその他の機械ケーブル材料のいずれであっても、同じ一次巻線に使用される 2 つのケーブル アセンブリはありません。たとえば、通常、マイクロケーブルは素線自体を必要とせず、ケーブルに適用されるフィッティングのほぼ不可能な厳しい公差も必要としません。
多くの場合、ケーブル自体の長さとサイズ、およびアクセサリの位置とサイズをある程度柔軟に選択できます。これらの寸法は、ケーブル アセンブリの公差を構成します。メカニカル ケーブル メーカーがアプリケーションの公差を満たすケーブル アセンブリを実装できる場合、これらのアセンブリは実際の環境でのみ使用できます。
命が危険にさらされている手術用ロボットの場合、設計公差を達成することが唯一許容できる結果です。したがって、外科医のあらゆる動きを模倣する極細の機械式ケーブルは、これらのケーブルを地球上で最も洗練されたケーブルの一部にしていると言っても過言ではありません。
これらの手術用ロボットの内部に設置される機械的なケーブル アセンブリも、狭くて窮屈なスペースを占有します。実際、これらのタングステン ケーブル アセンブリが、子供の鉛筆の先ほどの大きさの滑車上の最も狭いチャネルにシームレスに適合し、予測可能なサイクル数で動きを維持しながら両方のタスクを実行できることは驚くべきことです。
また、ケーブル エンジニアが事前にケーブル材料についてアドバイスできるため、ロボットの健全な市場投入戦略を計画する際の重要な変数である時間、リソース、さらにはコストを節約できる可能性があることにも留意することが重要です。
急速に成長する外科用ロボット市場では、動きを補助するために機械的なケーブルを提供するだけではもはや受け入れられません。手術ロボットメーカーがその驚異を市場に投入するスピードと地位は、製品がどれだけ簡単に大量消費に向けて準備できるかにかかっています。そのため、機械エンジニアがこれらのケーブル アセンブリを毎日研究、改善、作成していることに注意することが重要です。
たとえば、外科用ロボット工学プロジェクトは、ステンレス鋼の強度、延性、サイクルカウント能力を利用して開始される可能性がありますが、ロボット工学開発の後の段階では依然としてタングステンを使用することが判明することがよくあります。
手術ロボットのメーカーは通常、ロボット設計の初期にはステンレス鋼を使用していましたが、後にその優れた性能によりタングステンを選択しました。これはモーション コントロールへのアプローチの突然の変更のように見えるかもしれませんが、それはそのように見せかけているだけです。この材料の変更は、ロボットメーカーとケーブルの製造に雇われた機械エンジニアとの間の必須の協力の結果です。
ステンレス鋼ケーブルは、外科用器具市場、特に内視鏡機器の分野での定番としての地位を確立し続けています。ただし、ステンレス鋼は内視鏡/腹腔鏡手術中の動きをサポートできますが、より脆いステンレス鋼と同じ引張強さはありませんが、密度が高く、したがってより強力な対応物 (タングステンと呼ばれます) と同じではありません。結果として得られる引張強度。
タングステンは手術用ロボットに選ばれるケーブル材料としてステンレス鋼に代わるのに理想的ですが、ケーブルメーカー間の良好な協力の重要性を理解することは不可能です。経験豊富な極細ケーブル機械エンジニアと協力することで、ケーブルが世界クラスのコンサルタントやメーカーによって製造されることが保証されるだけではありません。適切なケーブル メーカーを選択することは、構築計画の改善の科学性とペースを確実に優先するための確実な方法でもあり、これにより、同じことを達成しようとしている競合他社よりも早くモーション コントロールの目標を達成することができます。
医療デザインとアウトソーシングを購読してください。 医療デザインとアウトソーシングを購読してください。医療デザインとアウトソーシングを購読してください。医療デザインとアウトソーシングを購読してください。今日の主要な医療機器設計雑誌をブックマーク、共有、交流しましょう。
DeviceTalks は、医療技術のリーダーのための会話です。 それは、イベント、ポッドキャスト、ウェビナー、そして 1 対 1 でのアイデアや洞察の交換です。 それは、イベント、ポッドキャスト、ウェビナー、そして 1 対 1 でのアイデアや洞察の交換です。これらは、イベント、ポッドキャスト、ウェビナー、および 1 対 1 でのアイデアや洞察の交換です。これらは、イベント、ポッドキャスト、ウェビナー、および 1 対 1 でのアイデアや洞察の交換です。
医療機器ビジネス雑誌。MassDevice は、救命機器をカバーする医療機器業界の大手ニュース雑誌です。
著作権 © 2022 VTVH Media LLC.全著作権所有。このサイトの素材は、WTWH Media LLC の事前の書面による許可がない限り、複製、配布、送信、キャッシュ、またはその他の方法で使用することはできません。サイトマップ |プライバシーポリシー |RSS