Name: design and implementation of a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound at JoVE.com

Este trabalho foi apoiado pelo Wellcome Trust IEH prêmio [102431] e pelo centro Wellcome/EPSRC para engenharia médica [WT203148/Z/Z/16]. Os autores reconhecem apoio financeiro por parte do Ministério da saúde através do Instituto Nacional de pesquisa de saúde (NIHR) abrangente centro de investigação biomédica adjudicação de Guy & St Thomas' NHS Foundation Trust em parceria com o rei do College London e do King College Hospital NHS Foundation Trust.

1. preparação de cada Link, extremidade-effector e componentes adicionais
<ol><li>Imprimir todos os links (L0, L1, L2, L3e L4) e a extremidade-effector, conforme mostrado na Figura 1, com acrilonitrila butadieno estireno (ABS) plástico, plástico de (PLA) ácido polilático ou nylon, usando uma impressão 3D serviço. Uso o. Arquivos STL fornecidos nos Materiais complementares ao imprimir. Nota: As alterações e...

<ol>
	<li>Priester, A. M., Natarajan, S., Culjat, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+ultrasound+systems+in+medicine.">Robotic ultrasound systems in medicine.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 60 (3), 507-523 (2013).</li><li>Magnavita, N., Bevilacqua, L., Mirk, P., Fileni, A., Castellino, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Work-related+musculoskeletal+complaints+in+sonologists.">Work-related musculoskeletal complaints in sonologists.</a> Journal of Occupational and Environmental Medicine. 41 (11), 981-988 (1999).</li><li>Jakes, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sonographers+and+Occupational+Overuse+Syndrome:+Cause,+Effect,+and+Solutions.">Sonographers and Occupational Overuse Syndrome: Cause, Effect, and Solutions.</a> Journal of Diagnostic Medical Sonography. 17 (6), 312-320 (2001).</li><li>Society of Diagnostic Medical Sonography. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Industry+Standards+for+the+Prevention+of+Work-Related+Musculoskeletal+Disorders+in+Sonography:+Consensus+Conference+on+Work-Related+Musculoskeletal+Disorders+in+Sonography.">Industry Standards for the Prevention of Work-Related Musculoskeletal Disorders in Sonography: Consensus Conference on Work-Related Musculoskeletal Disorders in Sonography.</a> Journal of Diagnostic Medical Sonography. 27 (1), 14-18 (2011).</li><li>LaGrone, L. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+sonography+in+routine+clinical+practice+between+two+isolated+medical+centers+and+the+university+hospital+using+a+robotic+arm:+a+1-year+study.">Remote sonography in routine clinical practice between two isolated medical centers and the university hospital using a robotic arm: a 1-year study.</a> Telemedicine and e-Health. 22 (4), 276-281 (2016).</li><li>Arbeille, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+robotic+arm+to+perform+remote+abdominal+telesonography.">Use of a robotic arm to perform remote abdominal telesonography.</a> American Journal of Roentgenology. 188 (4), W317-W322 (2007).</li><li>Arbeille, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetal+tele&#8208;echography+using+a+robotic+arm+and+a+satellite+link.">Fetal tele&#8208;echography using a robotic arm and a satellite link.</a> Ultrasound in Obstetrics &amp; Gynecology. 26 (3), 221-226 (2005).</li><li>Vieyres, P., Istepanian, R. H., Laxminarayan, S., Pattichis, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tele-operated+robotic+system+for+mobile+tele-echography:+The+OTELO+project.">A tele-operated robotic system for mobile tele-echography: The OTELO project.</a> M-Health: Emerging Mobile Health Systems. , 461-473 (2006).</li><li>Abolmaesumi, P., Salcudean, S. E., Zhu, W. H., Sirouspour, M. R., DiMaio, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+control+of+a+robot+for+medical+ultrasound.">Image-guided control of a robot for medical ultrasound.</a> IEEE Transactions on Robotics and Automation. 18 (1), 11-23 (2002).</li><li>Abolmaesumi, P., Salcudean, S., Zhu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+servoing+for+robot-assisted+diagnostic+ultrasound.">Visual servoing for robot-assisted diagnostic ultrasound.</a> Engineering in Medicine and Biology Society, Proceedings of the 22nd Annual International Conference of the IEEE. , (2000).</li><li>Menikou, G., Yiallouras, C., Yiannakou, M., Damianou, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI&#8208;guided+focused+ultrasound+robotic+system+for+the+treatment+of+bone+cancer.">MRI&#8208;guided focused ultrasound robotic system for the treatment of bone cancer.</a> The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 13 (1), e1753 (2017).</li><li>Yiallouras, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-axis+MR-conditional+robot+for+high-intensity+focused+ultrasound+for+treating+prostate+diseases+transrectally.">Three-axis MR-conditional robot for high-intensity focused ultrasound for treating prostate diseases transrectally.</a> Journal of Therapeutic Ultrasound. 3 (1), 2 (2015).</li><li>Essomba, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+specific+performances+comparative+study+of+two+spherical+robots+for+tele-echography+application.">A specific performances comparative study of two spherical robots for tele-echography application.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 228 (18), 3419-3429 (2014).</li><li>Bassit, L. 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Translational Detent &#8211; MapleSim Help Available from: <a target="_blank" href="https://www.maplesoft.com/support/help/MapleSim/view.aspx?path=DrivelineComponentLibrary/translationalDetent">https://www.maplesoft.com/support/help/MapleSim/view.aspx?path=DrivelineComponentLibrary/translationalDetent</a> (2018)</li></ol>

Ao contrário de muitos outros robôs industriais que foram traduzidos em aplicações médicas, o manipulador robótico proposto descrito no protocolo foi projetado especificamente para exames de Estados Unidos de acordo com requisitos clínicos para a amplitude de movimento, aplicação de força e de gestão de segurança. O manipulador robótico leve em si tem uma ampla gama de movimentos suficientes para a maioria dos extra corpórea dos EUA digitalização, sem a necessidade de grandes movimentos do mecanismo de po...

Um sistema de ultrassom robótico extra corpórea (EUA) refere-se à configuração no qual um sistema robótico é utilizado para segurar e manipular uma sonda dos EUA para exames externos, incluindo seu uso em imagiologia abdominal cardíaca, vascular, obstétrica e geral1 . O uso de tal sistema robótico é motivado por desafios de manualmente, segurar e manipular uma sonda dos EUA, por exemplo, o desafio de encontrar vistas dos EUA padrão exigidas pelos protocolos clínicos de imagem e o risco de lesão de esforço repetitivo2, 3,4, e também pelas necessidades de nos programas de rastreio, por exemplo, a exigência de experimentou os sonografistas para estar no local5,6. Com ênfases diferentes funcionalidades e anatomias de alvo, vários sistemas robóticos de E.U., como comentado em anteriores trabalhos1,7,8, foram introduzidos desde a década de 1990, para melhorar aspectos diferentes dos E.U. exame (por exemplo, Teleoperação longa distância9,10,11,12, bem como interação robô-operador e controle automático)13, 14. além dos sistemas de E.U. robóticos usados para fins de diagnóstico, robótica alta intensidade focada sistemas de ultra-som (HIFU) para fins de tratamento têm sido amplamente investigados como sumariado por Priester et al 1, com alguns recentes trabalhos15,16 relatando os progressos mais recentes.
Embora vários sistemas robóticos de E.U. foram desenvolvidos com tecnologias relativamente confiáveis para controle e operação clínica, apenas alguns deles foram traduzidos com êxito para uso clínico, tais como um sistema de tele-ultra-som disponíveis comercialmente 17. uma das possível razões é o baixo nível de aceitação para robôs industriais-olhando de grande porte trabalhando em um ambiente clínico, do ponto de vista de ambos os pacientes e os sonografistas. Além disso, para a gestão de segurança, a maioria dos robôs existentes EUA depende de sensores de força para monitorar e controlar a pressão aplicada à sonda dos EUA, enquanto mecanismos de segurança mecânica mais fundamentais para limitar a força passiva geralmente não estão disponíveis . Isso também pode causar preocupações quando traduzindo para uso clínico, como a segurança da operação do robô seria puramente dependente de sistemas elétricos e lógica do software.
Com os avanços recentes da 3D impressão técnicas, especialmente em forma de ligações de plástico com mecanismos comuns sob medidos poderia fornecer uma nova oportunidade para desenvolver robôs médicos sob medidas. Componentes leves cuidadosamente concebidos com uma aparência compacta poderiam melhorar a aceitação clínica. Especificamente para o exame de US, um robô médico sob medido destinado a ser traduzido para uso clínico deve ser compacto, com graus de liberdade (DOFs) e amplitude de movimento para cobrir a região de interesse de varredura; por exemplo, a superfície abdominal, incluindo tanto a parte superior e os lados da barriga. Além disso, o robô deve incorporar também a capacidade de realizar ajustes finos da sonda dos EUA em uma área local, ao tentar otimizar a visão dos EUA. Isso geralmente inclui movimentos de inclinação da sonda em um determinado intervalo, como sugerido por Essomba et al 18 e olgamendes19. Para ainda mais as preocupações de segurança, espera-se que o sistema deve ter características de segurança passiva mecânicos independentes dos sistemas elétricos e lógica do software.
Neste trabalho, apresentamos o método detalhado de concepção e montagem de um 5-DOF dextro robótica de manipulação, que é usado como o componente chave de um sistema robótico extra corpóreo do EUA. O manipulador é composto por vários links de 3D-printable leves, feito por mecanismos de articulação e uma embraiagem de segurança interna. O arranjo específico dos DOFs oferece total flexibilidade para ajustes de sonda, permitindo operações fáceis e seguras em uma pequena área sem colidir com o paciente. O manipulador de multi-DOF proposto visa funciona como o componente principal que está em contato com pacientes e isso pode ser simplesmente anexado a qualquer mecanismo de posicionamento global 3-DOF convencionais para formar um robô de E.U. completo com DOFs totalmente ativos para realizar uma verificação dos EUA.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D-printed link L0</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>As shown in Figure 1, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-printed link L1</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>As shown in Figure 1, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-printed link L2</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>As shown in Figure 1, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-printed link L3</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>As shown in Figure 1, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-printed link L4</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>As shown in Figure 1, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-printed end-effector</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>As shown in Figure 1, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20-teeth spur gear</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>12</td>
			<td>0.5 module, 5 mm face width, with mounting keyway, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18-teeth bevel gear</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>2</td>
			<td>0.5 module, 5 mm face width, with mounting keyway, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>120-teeth spur gear (Type A)</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>0.5 module, 6 mm face width, with mounting keyway, bearing housing, and bore, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>120-teeth spur gear (Type B)</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>2</td>
			<td>0.5 module, 6 mm face width, with detent holes, bearing housing, and bore, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>120-teeth spur gear (Type C)</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>0.5 module, 6 mm face width, with mounting key, bearing housing, and bore, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20-teeth long spur gear</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>0.5 module, 21.5 mm face width, with mounting keyways, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>144-teeth bevel gear</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>0.5 module, 7 mm face width, with mounting keyways, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bearing (37 mm O.D and 30 mm I.D)</td>
			<td>Bearing Station Ltd., UK</td>
			<td>5</td>
			<td>Bearing size and supplier can be varied</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bearing (12 mm O.D and 6 mm I.D)</td>
			<td>Bearing Station Ltd., UK</td>
			<td>2</td>
			<td>Bearing size and supplier can be varied</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bearing (32 mm O.D and 25 mm I.D)</td>
			<td>Bearing Station Ltd., UK</td>
			<td>1</td>
			<td>Bearing size and supplier can be varied</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bearing (8 mm O.D and 5 mm I.D)</td>
			<td>Bearing Station Ltd., UK</td>
			<td>2</td>
			<td>Bearing size and supplier can be varied</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic/metal shaft (6 mm O.D, 70 mm long)</td>
			<td>TR Fastenings Ltd., UK</td>
			<td>1</td>
			<td>e.g. Could be an M6 bolt and a nut</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic/metal shaft (5 mm O.D, 70 mm long)</td>
			<td>TR Fastenings Ltd., UK</td>
			<td>1</td>
			<td>e.g. Could be an M5 bolt and a nut</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ball-spring pairs</td>
			<td>WDS Ltd., UK</td>
			<td>4</td>
			<td>Numbers of ball-spring pairs could varied to adjust the triggering force of the clutch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clutch covers</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>2</td>
			<td>104 mm O.D, 5mm face width, 6 mm bore, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-printed shaft collar</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>35 mm O.D and 30 mm I.D, 8mm face width, as shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D-printed end-effector collar</td>
			<td>3D printing service</td>
			<td>1</td>
			<td>As shown in Figure 2, with the STL file provided</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small geared stepper motors</td>
			<td>AOLONG TECHNOLOGY Ltd., China</td>
			<td>14</td>
			<td>Part number: GM15BYS; Internal gear ratio 232:1 or 150:1, all acceptable</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and implementation of a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound

Com o potencial de alta precisão, destreza e repetibilidade, um sistema robótico Self controlado pode ser empregado para auxiliar a aquisição de ultra-som em tempo real. No entanto, números limitados de robôs projetados para ultra-som extra corpórea foram traduzidos com êxito para uso clínico. Neste estudo, pretendemos construir um manipulador robótico sob medido para o exame de ultra-som extra corpórea, que é leve e tem uma pegada pequena. O robô é formado por cinco links de forma especial e sob medidos conjuntos mecanismos para manipulação de sonda, para cobrir o alcance necessário de movimento com redundantes de graus de liberdade para garantir a segurança do paciente. A segurança mecânica é enfatizada com um mecanismo de embreagem, para limitar a força aplicada aos pacientes. Como resultado do projeto, o peso total do manipulator é inferior a 2 kg e o comprimento do manipulator é cerca de 25 cm. O projeto foi implementado e simulação, foram efectuados estudos de fantasmas e voluntários, para validar a amplitude de movimento, a capacidade de fazer ajustes finos, confiabilidade mecânica e a operação segura da embreagem. Este documento detalha a concepção e implementação do manipulator ultrassom robótico sob medida, com os métodos de concepção e montagem ilustrados. Resultados de testes para demonstrar os recursos de design e experiência clínica do uso do sistema são apresentados. Conclui-se que o atual manipulador robótico proposto atende aos requisitos como um sistema sob medido para exame ultra-sonográfico extra corpórea e tem um grande potencial para ser traduzido para uso clínico.

Seguindo o protocolo, o sistema resultante é um manipulador robótico com cinco links de forma especial (L0 a L4) e cinco articulações revolute (J1 J5) para mover, segurando e inclinação localmente uma sonda dos EUA (Figura 8). A articulação de alta rotação (J-1), com mecanismos de engrenagem atuados por quatro motores, pode girar as seguintes estruturas de 360 °, para permitir que a sonda dos E...

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Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound

Concepção e implementação de um manipulador robótico sob medida para ultra-som extra corpórea

Este documento apresenta a concepção e implementação de um manipulador robótico sob medida para exame ultra-sonográfico extra corpórea. O sistema possui cinco graus de liberdade com articulações leves feitas por impressão 3D e uma embraiagem mecânica para gestão da segurança.

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ...

Desenvolvemos um ultrassom extra corpósial de manipulador robótico falado, que terá como objetivo traduzir-se em uso clínico. O uso de sistemas robóticos para diagnóstico de ultrassom, pode potencialmente melhorar o diagnóstico médico. O manipulador consiste em peso de chumbo, de modo que as coisas imprimíveis, longe de plásticos que uma embreagem mecânica, apresentam.A embreagem é independente de sistemas elétricos e lógica suferal. O manipulador robótico de ultrassom pode ser usado por estenógrafos para reduzir o risco de lesões por esforço repetitivo. O sistema também pode ser usado para um diagnóstico de ultrassom.O manipulador fornece total flexibilidade para pré-ajustes de ultrassom, permitindo uma operação fácil e segura em uma pequena área. Potencialmente, também pode ser usado para manipular outros dispositivos médicos. Para começar, use os arquivos STL fornecidos nos materiais suplementares para este artigo, e imprima todos os links e o efeito é mostrado aqui.Imprima usando ABS PLA ou nylon usando sua própria impressora 3D ou um serviço de impressão 3D. Use também nylon para imprimir todos os componentes adicionais necessários aqui. Conforme necessário, remova todos os materiais de suporte deixados da impressão 3D e polir todas as peças de plástico impressas com ferramentas de polimento.Conecte 20 dentes a quatro pequenos motores de passo engrenados. Em seguida, coloque os motores stepper nas cavidades da montanha de link zero e monte-os com parafusos. Em seguida, coloque os dois rolamentos de diâmetro externo de 37 milímetros nas carcaças de rolamento da ligação zero.Em seguida, fixar a engrenagem de esporão tipo A de 120 dentes na chave hexágona do link um. Agora insira o eixo na ligação um no orifício do eixo na ligação zero com as quatro pequenas engrenagens de esporão de condução, e a engrenagem de esporão grande acionada. Em seguida, monte a coleira do eixo para fixar e reter o eixo.Conecte 20 dentes esporão de marchas a outros quatro pequenos motores de passo engrenados. Em seguida, coloque os motores do estepe nas cavidades de montagem do link um e monte-os com parafusos. Em seguida, conecte as duas engrenagens de esporão tipo B de 120 dentes aos rolamentos de diâmetro externo de 237 milímetros.Posicione-os nas cavidades de engrenagem do link um, enquanto o equipamento de esporão tipo B de 120 dentes está engajado com as engrenagens de esporão de 20 dentes montadas nos motores. Desaparafusar e reparar o motor, se necessário, para permitir o fácil posicionamento dos dois 120 dentes tipo B. Coloque as engrenagens em posição, alinhe o elo um e o elo dois, e insira o rolamento e uma mola de esfera nos orifícios de embreagem na ligação dois.Com as duas tampas de embreagem redondas alinhando e empurrando a mola para dentro do mecanismo de embreagem para pré-carregamento, insira um parafuso M6 nos furos do elo um e dois. Por fim, gire o conjunto para o outro lado e repita os passos 4.3 para este lado. Fixar o conjunto anexando uma porca ao parafuso M6.Conecte 20 engrenagens de esporão dentários a mais dois pequenos motores de passo engrenados, em seguida, coloque os motores do passo nas cavidades de montagem da ligação dois, e monte-os com parafusos. Em seguida, coloque um rolamento de 37 milímetros de diâmetro externo na carcaça do rolamento da engrenagem de esporão tipo c de 120 dentes. Coloque também um rolamento externo de 32 milímetros na carcaça do rolamento da ligação três.Fixar a engrenagem grande do esporão no orifício da fechadura hexágona do link três, usando parafusos adicionais, se necessário. Em seguida, enquanto as pequenas e grandes engrenagens de esporão se envolveram, insira o eixo na ligação dois nos Bôeres na engrenagem grande e elo três. Coloque os dois pequenos motores de passo engrenados nas cavidades de montagem do Link três, e monte-os com parafusos.Em seguida, coloque os rolamentos de 8 milímetros de diâmetro externo nas carcaças de rolamento da ligação quatro. Monte a engrenagem de esporão de 20 dentes de comprimento nos dois pequenos motores de estepe. Posicione a engrenagem de 140 14º bevel acionada na extrusão do link quatro.Conecte 18 engrenagens de bisel a dois pequenos motores de passo engrenados. Em seguida, coloque os motores do estepe nas cavidades de montagem da ligação quatro, e monte-os com parafusos. Por fim, insira o eixo M5 no orifício do eixo do link três e ligue quatro, depois que as duas ligações estiverem alinhadas.Certifique-se de que as estruturas de cerveja embutidas em link quatro combinam com o equipamento de esporão de 20 dentes longos. Por fim, insira o efeito final na chave da engrenagem grande e, em seguida, posicione verticalmente o efeito final com a cor do efeito final aparafusada sobre ele. O manipulador robótico montado aqui tem cinco elos especialmente moldados, e cinco juntas de evolução para mover, segurar e inclinar localmente uma sonda dos EUA.A sonda pode ser girada axily para qualquer ângulo. Inclinado para seguir um ângulo de superfície entre zero graus, e 110 graus até a horizontal em qualquer direção. E posicionado dentro de um círculo, com um diâmetro de 360 milímetros.Uma grande variedade de posições de sondas são alcançadas apenas com pequenos movimentos do mecanismo de posicionamento global restante, ao usar o manipulador robótico proposto nos EUA. Aqui uma simulação mostra o robô em posições ao redor de um fantasma abdominal, demonstrando que ele é capaz de alcançar em torno de ambos os lados do abdômen e uma gama de posições no topo. Ao executar essas etapas, é importante lembrar que a condução e as engrenagens de condução devem estar devidamente engajadas para que o mecanismo funcione.Após este procedimento, podemos montar o projeto original do manipulador robótico para que possa potencialmente ser convertido em um sábio robity para segurar, e posicionar outros dispositivos cirúrgicos abdominais. Usando o manipulador proposto, os pesquisadores agora têm um dispositivo leve para explorar os potenciais usos clínicos da tecnologia robótica de ultrassom, e para experimentar diferentes modos autorais para melhorar o resultado diagnóstico.

Research

JoVE Journal

Engineering

Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection

Implementação de um interferômetro de Referência para Nanodetection

A thermally and mechanically stabilized fiber interferometer suited for examining ultra-high quality factor microcavities is fashioned. After assessing ...

Engenharia

Design and Use of a Full Flow Sampling System (FFS) for the Quantification of Methane Emissions

Design and Use of a Full Flow Sampling System FFS for the Quantification of Methane Emissions

Concepção e utilização de um sistema de amostragem total do fluxo (FFS) para a quantificação das emissões de metano

The use of natural gas continues to grow with increased discovery and production of unconventional shale resources. At the same time, the natural gas ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

A plataforma robótica para estudar a Foreflipper do Leão de mar de Califórnia

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Three-Dimensional Ultrasonic Needle Tip Tracking with a Fiber-Optic Ultrasound Receiver

Agulha de ultra-som tridimensional dica de rastreamento com um receptor de ultra-som de fibra óptica

Ultrasound is frequently used for guiding minimally invasive procedures, but visualizing medical devices is often challenging with this imaging modality. ...

Structural Design and Manufacturing of a Cruiser Class Solar Vehicle

Projeto estrutural e a fabricação de um cruzador da classe veículo Solar

Cruisers are multi-occupant solar vehicles that are conceived to compete in long-range (over 3,000 km) solar races based on the best compromise between ...

Implementation of a Nonlinear Microscope Based on Stimulated Raman Scattering

Implementação de um microscópio não-linear baseado em espalhamento Raman estimulado

Stimulated Raman scattering (SRS) microscopy uses near-infrared excitation light; therefore, it shares many multi-photon microscopic imaging properties. ...

Robotic Sensing and Stimuli Provision for Guided Plant Growth

Sensoriamento robótico e provisão de estímulos para crescimento de plantas guiadas

Robot systems are actively researched for manipulation of natural plants, typically restricted to agricultural automation activities such as harvest, ...

Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation

Monitoramento de crack em testes de fadiga de ressonância de espécimes soldados usando correlação de imagem digital

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It ...

Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot

Avaliação de fabricação, controle e desempenho de um robô macio inspirado em gecko

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with ...

A Modeling and Simulation Method for Preliminary Design of an Electro-Variable Displacement Pump

Um método de modelagem e simulação para o design preliminar de uma bomba de deslocamento eletrovariar

Electro-hydrostatic actuators (EHAs) have been considerably researched in academia, and their applications in various industrial fields are expanding. The ...