Наиболее распространенные конфигурации вольфрамовых кабелей в хирургических роботах включают конфигурации 8×19, 7×37 и 19×19. Механический кабель с вольфрамовой проволокой 8×19 включает 201 вольфрамовую проволоку, 7×37 включает 259 проводов и, наконец, 19×19 включает 361 спирально скрученный провод. Хотя нержавеющая сталь используется в различных приложениях, включая многочисленные медицинские и хирургические устройства, вольфрамовым кабелям нет замены в хирургической робототехнике.
Но почему нержавеющая сталь, известный материал для механических кабелей, все менее и менее популярна в приводах хирургических роботов? В конце концов, кабели из нержавеющей стали, особенно кабели микродиаметра, повсеместно используются в военной, аэрокосмической и, что самое важное, бесчисленном количестве других хирургических применений.
Ну, причина, по которой вольфрамовые кабели заменяют нержавеющую сталь в управлении движением хирургического робота, на самом деле не так загадочна, как можно было бы подумать: она связана с долговечностью. Но поскольку прочность этого механического кабеля измеряется не только его линейной прочностью на разрыв, нам необходимо проверить прочность как меру производительности, собрав данные из многих сценариев, подходящих для полевых условий.
Давайте возьмем в качестве примера конструкцию 8×19. Как одна из наиболее часто используемых конструкций механических тросов для достижения тангажа и рыскания в хирургических роботах, 8×19 значительно превосходит аналог из нержавеющей стали по мере увеличения нагрузки.
Обратите внимание, что время цикла и прочность на разрыв вольфрамового троса увеличиваются с ростом нагрузки, в то время как прочность альтернативного троса из нержавеющей стали резко снижается по сравнению с прочностью вольфрама при той же нагрузке.
Трос из нержавеющей стали с нагрузкой 10 фунтов и диаметром приблизительно 0,018 дюйма обеспечивает лишь 45,73% циклов, достигаемых вольфрамовым тросом с той же конструкцией 8×19 и диаметром проволоки.
Фактически, это конкретное исследование сразу показало, что даже при 10 фунтах (44,5 Н) вольфрамовый кабель работал более чем в два раза чаще, чем кабель из нержавеющей стали. Учитывая, что, как и все компоненты, микромеханические кабели внутри хирургического робота должны соответствовать или превосходить строгие нормативные требования, кабель должен быть в состоянии выдержать все, что в него брошено, верно? Таким образом, анализ показывает, что использование вольфрамового кабеля того же диаметра 8×19 по сравнению с кабелем из нержавеющей стали имеет как неотъемлемое преимущество прочности, так и гарантирует, что робот будет питаться от более прочного и долговечного материала кабеля из двух вариантов.
Кроме того, в случае конструкции 8×19 число циклов вольфрамового троса по крайней мере в 1,94 раза больше, чем у троса из нержавеющей стали того же диаметра и нагрузки. Более того, исследования показали, что тросы из нержавеющей стали не могут сравниться по эластичности с вольфрамом, даже если приложенная нагрузка постепенно увеличивается с 10 до 30 фунтов. Фактически, разрыв между двумя материалами троса увеличивается. При той же нагрузке в 30 фунтов число циклов увеличивается до 3,13 раз. Более важным выводом было то, что запасы никогда не уменьшались (до 30 баллов) на протяжении всего исследования. Вольфрам всегда имел большее число циклов, в среднем 39,54%.
Хотя в этом исследовании рассматривались провода определенных диаметров и конструкции кабелей в строго контролируемой среде, оно показало, что вольфрам прочнее и обеспечивает больше циклов с точными напряжениями, растягивающими нагрузками и конфигурациями шкивов.
Решающее значение имеет сотрудничество с инженером-механиком по вольфрамовым электродам для достижения необходимого количества циклов для вашего хирургического роботизированного применения.
Будь то нержавеющая сталь, вольфрам или любой другой механический материал кабеля, никакие две кабельные сборки не обслуживают одну и ту же первичную обмотку. Например, обычно микрокабели не требуют ни самих жил, ни почти невозможных жестких допусков фитингов, применяемых к кабелю.
Во многих случаях существует некоторая гибкость в выборе длины и размера самого кабеля, а также расположения и размера аксессуаров. Эти размеры составляют допуск кабельной сборки. Если ваш производитель механических кабелей может реализовать кабельные сборки, которые соответствуют допускам приложения, эти сборки могут использоваться только в их фактической среде.
В случае хирургических роботов, где на кону жизни, достижение проектных допусков является единственным приемлемым результатом. Поэтому справедливо будет сказать, что сверхтонкие механические кабели, имитирующие каждое движение хирурга, делают эти кабели одними из самых сложных на планете.
Механические кабельные сборки, которые идут внутри этих хирургических роботов, также занимают небольшие, тесные и стесненные пространства. На самом деле удивительно, что эти вольфрамовые кабельные сборки легко помещаются в самые узкие каналы, на шкивах размером не больше кончика детского карандаша, и выполняют обе задачи, поддерживая движение с предсказуемым числом циклов.
Также важно отметить, что ваш инженер по кабелям может заранее порекомендовать материалы для кабелей, что потенциально сэкономит время, ресурсы и даже затраты, которые являются ключевыми переменными при планировании надежной стратегии вывода вашего робота на рынок.
С быстрорастущим рынком хирургической робототехники простое предоставление механических кабелей для помощи в движении больше не приемлемо. Скорость и позиция, с которой производители хирургических роботов выводят свои чудеса на рынок, безусловно, будут зависеть от того, насколько легко продукты будут готовы к массовому потреблению. Вот почему важно отметить, что ваши инженеры-механики исследуют, совершенствуют и создают эти кабельные сборки каждый день.
Например, часто оказывается, что проекты хирургической робототехники могут начинаться с прочности, пластичности и способности к подсчету циклов нержавеющей стали, но на более позднем этапе развития робототехники по-прежнему использоваться вольфрам.
Производители хирургических роботов обычно использовали нержавеющую сталь на ранних этапах проектирования роботов, но позже выбрали вольфрам из-за его превосходных характеристик. Хотя это может показаться внезапным изменением подхода к управлению движением, это просто маскировка под него. Изменение материала является результатом обязательного сотрудничества между производителем робота и инженерами-механиками, нанятыми для производства кабелей.
Тросы из нержавеющей стали продолжают зарекомендовать себя как основной продукт на рынке хирургических инструментов, особенно в области эндоскопического оборудования. Однако, хотя нержавеющая сталь способна поддерживать движение во время эндоскопических/лапароскопических процедур, она не обладает такой же прочностью на разрыв, как ее более хрупкий, но более плотный и, следовательно, более прочный аналог (называемый вольфрамом). результирующая прочность на разрыв.
Хотя вольфрам идеально подходит для замены нержавеющей стали в качестве материала кабеля для хирургических роботов, невозможно оценить важность хорошего сотрудничества между производителями кабелей. Работа с опытным инженером-механиком по сверхтонким кабелям не только гарантирует, что ваши кабели будут произведены консультантами и производителями мирового класса. Выбор правильного производителя кабелей также является верным способом убедиться, что вы отдаете приоритет науке и темпам улучшения плана сборки, что поможет вам достичь ваших целей по управлению движением быстрее, чем конкуренты, пытающиеся достичь того же.
Подпишитесь на рассылку «Медицинский дизайн и аутсорсинг». Подпишитесь на рассылку «Медицинский дизайн и аутсорсинг».Оформите подписку на Медицинский дизайн и аутсорсинг.Подпишитесь на Medical Design and Outsourcing. Добавляйте в закладки, делитесь и взаимодействуйте с ведущим журналом по дизайну медицинских устройств на сегодняшний день.
DeviceTalks — это общение лидеров в области медицинских технологий. Это мероприятия, подкасты, вебинары и индивидуальный обмен идеями и идеями. Это мероприятия, подкасты, вебинары и индивидуальный обмен идеями и идеями.Это мероприятия, подкасты, вебинары и индивидуальный обмен идеями и знаниями.Это мероприятия, подкасты, вебинары и индивидуальный обмен идеями и знаниями.
Журнал о медицинском оборудовании. MassDevice — ведущий новостной журнал индустрии медицинского оборудования, освещающий устройства для спасения жизней.
Copyright © 2022 VTVH Media LLC. Все права защищены. Материалы на этом сайте не могут быть воспроизведены, распространены, переданы, кэшированы или иным образом использованы без предварительного письменного разрешения WTWH Media LLC. Карта сайта | Политика конфиденциальности | RSS