Medzi najbežnejšie konfigurácie volfrámových káblov v chirurgických robotoch patria konfigurácie 8×19, 7×37 a 19×19. Mechanický kábel s volfrámovým drôtom 8×19 obsahuje 201 volfrámových drôtov, 7×37 obsahuje 259 drôtov a nakoniec 19×19 obsahuje 361 špirálových laniek. Hoci sa nehrdzavejúca oceľ používa v rôznych aplikáciách vrátane mnohých lekárskych a chirurgických zariadení, v chirurgickej robotike neexistuje žiadna náhrada za volfrámové káble.
Prečo je však nehrdzavejúca oceľ, známy materiál pre mechanické káble, čoraz menej populárna v pohonoch chirurgických robotov? Koniec koncov, káble z nehrdzavejúcej ocele, najmä káble s mikropriemerom, sú všadeprítomné vo vojenskom, leteckom a predovšetkým v nespočetných ďalších chirurgických aplikáciách.
Dôvod, prečo volfrámové káble nahrádzajú nehrdzavejúcu oceľ v riadení pohybu chirurgických robotov, nie je až taký záhadný, ako by sa mohlo zdať: súvisí s odolnosťou. Keďže však pevnosť tohto mechanického kábla sa nemeria len jeho lineárnou pevnosťou v ťahu, musíme testovať pevnosť ako mieru výkonu zhromažďovaním údajov z mnohých scenárov vhodných pre poľné podmienky.
Vezmime si ako príklad konštrukciu 8×19. Ako jeden z najčastejšie používaných návrhov mechanických káblov na dosiahnutie sklonu a stáčania v chirurgických robotoch, 8×19 výrazne prekonáva náprotivok z nehrdzavejúcej ocele pri zvyšujúcom sa zaťažení.
Všimnite si, že čas cyklu a pevnosť v ťahu volfrámového lana sa zvyšovali so zvyšujúcim sa zaťažením, zatiaľ čo pevnosť alternatívneho lana z nehrdzavejúcej ocele sa dramaticky znížila v porovnaní s pevnosťou volfrámu pri rovnakom zaťažení.
Lano z nehrdzavejúcej ocele so záťažou 10 libier a priemerom približne 0,018 palca poskytuje iba 45,73 % cyklov dosiahnutých volfrámom s rovnakým dizajnom 8×19 a priemerom drôtu.
V skutočnosti táto konkrétna štúdia okamžite ukázala, že aj pri sile 44,5 N (10 libier) pracoval volfrámový kábel viac ako dvakrát častejšie ako kábel z nehrdzavejúcej ocele. Vzhľadom na to, že rovnako ako všetky komponenty, aj mikromechanické káble vo vnútri chirurgického robota musia spĺňať alebo prekračovať prísne regulačné požiadavky, kábel by mal byť schopný odolať všetkému, čo sa naň hodí, však? Analýza teda ukazuje, že použitie volfrámového kábla s rovnakým priemerom 8×19 v porovnaní s káblom z nehrdzavejúcej ocele má inherentnú výhodu v pevnosti a zabezpečuje, že robot je poháňaný silnejším a odolnejším materiálom kábla z oboch možností.
Okrem toho, v prípade konštrukcie 8×19 je počet cyklov volfrámového lana najmenej 1,94-krát vyšší ako počet cyklov lana z nehrdzavejúcej ocele s rovnakým priemerom a zaťažením. Štúdie navyše ukázali, že laná z nehrdzavejúcej ocele sa nedokážu vyrovnať elasticite volfrámu, a to ani v prípade, že sa aplikované zaťaženie postupne zvyšuje z 10 na 30 libier. V skutočnosti sa medzera medzi týmito dvoma materiálmi lana zväčšuje. Pri rovnakom zaťažení 30 libier sa počet cyklov zvyšuje na 3,13-krát. Dôležitejším zistením bolo, že rozdiely sa počas celej štúdie nikdy neznížili (na 30 bodov). Volfrám mal vždy vyšší počet cyklov, v priemere 39,54 %.
Hoci táto štúdia skúmala drôty špecifických priemerov a konštrukcií káblov vo vysoko kontrolovanom prostredí, preukázala, že volfrám je pevnejší a poskytuje viac cyklov s presnými napätiami, ťahovými zaťaženiami a konfiguráciami kladiek.
Spolupráca s volfrámovým strojným inžinierom na dosiahnutie počtu cyklov potrebných pre vašu chirurgickú robotickú aplikáciu je kľúčová.
Či už ide o nehrdzavejúcu oceľ, volfrám alebo akýkoľvek iný mechanický materiál kábla, žiadne dve káblové zostavy neobsluhujú rovnaké primárne vinutie. Napríklad mikrokáble zvyčajne nevyžadujú samotné pramene ani takmer nemožné presné tolerancie spojovacích prvkov aplikovaných na kábel.
V mnohých prípadoch existuje určitá flexibilita pri výbere dĺžky a veľkosti samotného kábla, ako aj umiestnenia a veľkosti príslušenstva. Tieto rozmery predstavujú toleranciu káblovej zostavy. Ak váš výrobca mechanických káblov dokáže implementovať káblové zostavy, ktoré spĺňajú tolerancie aplikácie, tieto zostavy sa môžu používať iba v ich skutočnom prostredí.
V prípade chirurgických robotov, kde sú ohrozené životy, je dosiahnutie konštrukčných tolerancií jediným prijateľným výsledkom. Dá sa teda povedať, že ultratenké mechanické káble, ktoré napodobňujú každý pohyb chirurga, robia z týchto káblov jedny z najsofistikovanejších na planéte.
Mechanické káblové zostavy, ktoré sa nachádzajú vo vnútri týchto chirurgických robotov, tiež zaberajú malé, stiesnené a preplnené priestory. Je skutočne úžasné, že tieto volfrámové káblové zostavy bez problémov zapadajú do najužších kanálov, na kladkách nie väčších ako hrot detskej ceruzky, a vykonávajú obe úlohy a zároveň udržiavajú pohyb v predvídateľnom počte cyklov.
Je tiež dôležité poznamenať, že váš káblový technik vám môže vopred poradiť s materiálmi káblov, čo môže potenciálne ušetriť čas, zdroje a dokonca aj náklady, ktoré sú kľúčovými premennými pri plánovaní rozumnej stratégie uvedenia vášho robota na trh.
Vzhľadom na rýchlo rastúci trh s chirurgickou robotikou už nie je prijateľné len poskytovať mechanické káble na podporu pohybu. Rýchlosť a umiestnenie, s akou výrobcovia chirurgických robotov uvedú svoje zázraky na trh, bude určite závisieť od toho, ako ľahko budú produkty pripravené na masovú spotrebu. Preto je dôležité poznamenať, že vaši strojní inžinieri tieto káblové zostavy každý deň skúmajú, vylepšujú a vytvárajú.
Napríklad sa často ukáže, že projekty chirurgickej robotiky môžu začať s pevnosťou, ťažnosťou a schopnosťou počítania cyklov nehrdzavejúcej ocele, ale volfrám sa stále používa v neskoršej fáze vývoja robotiky.
Výrobcovia chirurgických robotov zvyčajne používali v raných fázach návrhu robotov nehrdzavejúcu oceľ, no neskôr si pre jej vynikajúci výkon zvolili volfrám. Aj keď sa to môže zdať ako náhla zmena v prístupe k riadeniu pohybu, len sa to za ňu maskuje. Zmena materiálu je výsledkom povinnej spolupráce medzi výrobcom robotov a strojnými inžiniermi najatými na výrobu káblov.
Káble z nehrdzavejúcej ocele sa naďalej etablujú ako základný prvok na trhu s chirurgickými nástrojmi, najmä v oblasti endoskopických zariadení. Hoci je nehrdzavejúca oceľ schopná podopierať pohyb počas endoskopických/laparoskopických zákrokov, nemá rovnakú pevnosť v ťahu ako jej krehkejší, ale hustejší a preto pevnejší náprotivok (nazývaný volfrám), čoho výsledkom je pevnosť v ťahu.
Hoci je volfrám ideálne vhodný na nahradenie nehrdzavejúcej ocele ako preferovaného materiálu káblov pre chirurgické roboty, je nemožné doceniť dôležitosť dobrej spolupráce medzi výrobcami káblov. Spolupráca so skúseným strojným inžinierom pre ultratenkých káblov nielenže zaručuje, že vaše káble vyrábajú svetoví konzultanti a výrobcovia. Výber správneho výrobcu káblov je tiež istý spôsob, ako zabezpečiť, aby ste uprednostnili vedu a tempo zlepšovania plánu výroby, čo vám pomôže dosiahnuť vaše ciele v oblasti riadenia pohybu rýchlejšie ako konkurencia, ktorá sa snaží dosiahnuť to isté.
Prihláste sa na odber noviniek o dizajne a outsourcingu v medicíne. Prihláste sa na odber noviniek o dizajne a outsourcingu v medicíne.Prihláste sa na odber noviniek o dizajne a outsourcingu v medicíne.Prihláste sa na odber časopisu Medical Design and Outsourcing. Uložte si záložky, zdieľajte a komunikujte s dnešným popredným časopisom o dizajne zdravotníckych pomôcok.
DeviceTalks je konverzácia pre lídrov v oblasti zdravotníckych technológií. Sú to podujatia, podcasty, webináre a individuálne výmeny nápadov a postrehov. Sú to podujatia, podcasty, webináre a individuálne výmeny nápadov a postrehov.Ide o podujatia, podcasty, webináre a individuálnu výmenu nápadov a postrehov.Ide o podujatia, podcasty, webináre a individuálnu výmenu nápadov a postrehov.
Obchodný časopis o zdravotníckych zariadeniach. MassDevice je popredný spravodajský časopis o zdravotníckych zariadeniach, ktorý sa venuje zariadeniam zachraňujúcim životy.
Autorské práva © 2022 VTVH Media LLC. Všetky práva vyhradené. Materiály na tejto stránke sa nesmú reprodukovať, distribuovať, prenášať, ukladať do vyrovnávacej pamäte ani inak používať bez predchádzajúceho písomného súhlasu spoločnosti WTWH Media LLC. Mapa stránok | Zásady ochrany osobných údajov | RSS