Narrow your search

Library

KU Leuven (1)


Resource type

dissertation (1)


Language

English (1)


Year
From To Submit

2019 (1)

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Dissertation
Design of a Master Manipulator Arm With Haptic Feedback

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Een opkomende trend binnen de medische sector is het gebruik van robotica tijdens operaties, meer bepaald bij minimaal invasieve chirurgie. De chirurg bevindt zich niet aan de operatietafel, maar opereert de patiënt vanop een afstand. Hij/zij bestuurt een robotarm, ook een 'master manipulator' genoemd. Deze arm bestuurt op zijn beurt een andere robotarm, gelokaliseerd bij de patiënt, de 'slave manipulator' genoemd. Deze slave manipulator imiteert de bewegingen van de master manipulator en voert zo de operatie uit op de patiënt. Dit onderzoek ontwerpt een master manipulator, gebaseerd op de da Vinci Si van het bedrijf Intuitive Surgical. Dit onderzoek verbetert deze robot door de implementatie van haptische terugkoppeling in het ontwerp, d.w.z. dat de chirurg een tegenkracht voelt indien de slave manipulator contact maakt met een orgaan of skelet van de patiënt. Het ontbreken van haptische terugkoppeling is één van de grootste nadelen in in minimaal invasieve chirurgie. De focus van deze studie ligt volledig op het mechanische ontwerp van de robot. Hiermee wordt bedoeld dat er niet wordt gekeken naar elektrische netwerken, controlesystemen, risicoanalyses en dergelijke. Deze studie is als volgt opgebouwd. Een inleidend eerste hoofdstuk biedt een overzicht van de huidige technologie op vlak van teleoperatie. Het bevat een gedetailleerde beschrijving van de wijze waarop robots gebruikt worden in het domein van minimaal invasieve chirurgie vanaf de eerste modellen tot en met de huidige commerciële robots. Vervolgens, in hoofdstuk twee, volgt een wiskundige benadering van het ontwerp: door het toepassen van de theorie over robotica worden de kinematica en dynamica van het ontwerp geanalyseerd. Dit laat toe data te verzamelen over de master manipulator, wat van belang is voor het eigenlijke fysieke ontwerp. Tot slot, in hoofdstuk drie en vier, stelt dit onderzoek een volledig functioneel mechanisch ontwerp voor op basis van het verkregen wiskundig model. Het verkregen ontwerp wordt in detail besproken en de technische keuzes worden grondig gemotiveerd. Aan de hand van zogenaamde 'worst case scenario's, maakt de studie een selectie van materialen en motoren voor de master manipulator. In deze scenario's is haptische terugkoppeling een belangrijke factor. De graviteitscompensatie die wordt toegepast, is van passieve aard opdat al het vermogen van de motoren gebruikt kan worden voor de haptische terugkoppeling. Het resultaat is een volledig werkende master manipulator met de mogelijkheid tot haptische terugkoppeling en een betrouwbare werking voor medische doeleinden.

Keywords

Listing 1 - 1 of 1
Sort by