Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

In deze paper wordt een nieuwe pneumatische stappenmotor beschreven, ontworpen als alternatief voor elektrische varianten, met oog op de medische sector, chirurgische robots en MIS (Minimaly Invasive Surgery). Voor de specifieke toepassing, beschreven in paper [3], moet de motor een koppel van 150 mNm leveren, een resolutie van 0,36 °/stap hebben, een toerental van 30 tot 50 tpm kunnen ontwikkelen en zo klein mogelijke afmetingen hebben. Uit een literatuurstudie zijn de ontwerpen beschreven door V. Groenhuis et al. [9] als meest veelbelovend naar voren gekomen. Uit verschillende aanpassingen, vele iteraties en tests is een compact, veelzijdig ontwerp ontstaan: de dubbelzijdig geactueerde in-lijn pistonmotor. Het ontwerp wordt getypeerd door hoog koppel, goede nauwkeurigheid en flexibiliteit, maar een lage snelheid. Het ontwerp is geschikt om geproduceerd te worden met behulp van additive manufacturing, hetgeen bijdraagt aan zijn flexibiliteit. In vergelijking met de R-25 motor van Groenhuis et al.[9] levert de nieuw ontworpen motor, aanvankelijk met gelijkaardige specificaties, een hoger maximaal koppel van 190 mNm bij 0,15 MPa in vergelijking met 100 mNm bij 0,16 MPa voor de R-25 motor. Het volume van de dubbelzijdige motor is groter dan de R-25 motor, de afmetingen zijn echter veelzijdiger omwille van zijn langwerpige vorm. Het grote nadeel van de motor is zijn snelheid, beperkt tot 83 tpm in vergelijking met de R-25 motor die 231 tpm behaalt. Dit is vooral door de beperkte prestaties van de gebruikte dichtingen, die veel wrijving veroorzaken om voldoende afdichting te verkrijgen. In tweede instantie is het ontwerp van de dubbelzijdige in lijn piston motor theoretisch toegepast voor de specifieke applicatie [3]. Gebruik makende van een externe tandwielkast met reductie van 17:1 behaalt deze motor de vereiste resolutie van 0,36 °/stap, overtreft het gewenste koppel van 150 mNm en overschrijdt de gespecificeerde afmetingen slechts in geringe mate, met een breedte van 13 mm. De motor is echter opnieuw beperkt door zijn snelheid, theoretisch beperkt tot 18 tpm, lager dan de vereiste 30 tpm. Algemeen gezien kan de nieuw ontworpen motor met compacte afmetingen een hoog koppel en goede nauwkeurigheid bereiken. Wanneer nauwkeurigheid van minder belang is kan de motor een degelijke snelheid behalen. Haar flexibiliteit maakt dat ze een geschikte kandidaat is voor verschillende toepassingen met uiteenlopende vereisten, waar pneumatische over elektrische aandrijving verkozen wordt. Met verder onderzoek naar het concept in het algemeen en verbetering van de dichtingen heeft het ontwerp aanzienlijk potentieel.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

In deze paper wordt een nieuwe pneumatische stappenmotor beschreven, ontworpen als alternatief voor elektrische varianten, met oog op de medische sector, chirurgische robots en MIS (Minimaly Invasive Surgery). Voor de specifieke toepassing, beschreven in paper [3], moet de motor een koppel van 150 mNm leveren, een resolutie van 0,36 °/stap hebben, een toerental van 30 tot 50 tpm kunnen ontwikkelen en zo klein mogelijke afmetingen hebben. Uit een literatuurstudie zijn de ontwerpen beschreven door V. Groenhuis et al. [9] als meest veelbelovend naar voren gekomen. Uit verschillende aanpassingen, vele iteraties en tests is een compact, veelzijdig ontwerp ontstaan: de dubbelzijdig geactueerde in-lijn pistonmotor. Het ontwerp wordt getypeerd door hoog koppel, goede nauwkeurigheid en flexibiliteit, maar een lage snelheid. Het ontwerp is geschikt om geproduceerd te worden met behulp van additive manufacturing, hetgeen bijdraagt aan zijn flexibiliteit. In vergelijking met de R-25 motor van Groenhuis et al.[9] levert de nieuw ontworpen motor, aanvankelijk met gelijkaardige specificaties, een hoger maximaal koppel van 190 mNm bij 0,15 MPa in vergelijking met 100 mNm bij 0,16 MPa voor de R-25 motor. Het volume van de dubbelzijdige motor is groter dan de R-25 motor, de afmetingen zijn echter veelzijdiger omwille van zijn langwerpige vorm. Het grote nadeel van de motor is zijn snelheid, beperkt tot 83 tpm in vergelijking met de R-25 motor die 231 tpm behaalt. Dit is vooral door de beperkte prestaties van de gebruikte dichtingen, die veel wrijving veroorzaken om voldoende afdichting te verkrijgen. In tweede instantie is het ontwerp van de dubbelzijdige in lijn piston motor theoretisch toegepast voor de specifieke applicatie [3]. Gebruik makende van een externe tandwielkast met reductie van 17:1 behaalt deze motor de vereiste resolutie van 0,36 °/stap, overtreft het gewenste koppel van 150 mNm en overschrijdt de gespecificeerde afmetingen slechts in geringe mate, met een breedte van 13 mm. De motor is echter opnieuw beperkt door zijn snelheid, theoretisch beperkt tot 18 tpm, lager dan de vereiste 30 tpm. Algemeen gezien kan de nieuw ontworpen motor met compacte afmetingen een hoog koppel en goede nauwkeurigheid bereiken. Wanneer nauwkeurigheid van minder belang is kan de motor een degelijke snelheid behalen. Haar flexibiliteit maakt dat ze een geschikte kandidaat is voor verschillende toepassingen met uiteenlopende vereisten, waar pneumatische over elektrische aandrijving verkozen wordt. Met verder onderzoek naar het concept in het algemeen en verbetering van de dichtingen heeft het ontwerp aanzienlijk potentieel.