Construction and controlling of the gripper for medical devices driven by shape memory alloy actuators

• Autorzy: Ireneusz Dominik , Renata Dwornicka

Warianty tytułu

Konstrukcja chwytaka medycznego wykorzystującego siłowniki z pamięcią kształtu i sterowanie nim

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the article the prototype construction of the gripper for medical devices was presented. The main advantage of the new solution is exchanging the traditional drive e.g. an electrical motor for SMA actuator. The main advantage of the SMA actuators is their weight ratio, one of the highest in modern technics. In the case of used actuator which weights 30 grams force equal 20N can be created. Other advantages especially important in surgeon environment are: silence, smooth motion and a small size. What is more actuator components are non-magnetic, and are compatible with Magnetic Resonance Imaging (MRI) applications or other highly specialized diagnostic systems e.g. Positron Emission Tomography (PET). The gripper controlling was realized by created application which allowed for simple manual controlling of the jaws as well as observing the crucial values in the system e.g. current and temperature. Currently the research on controlling accurately the jaws position and the gripping force are in progress. The precise distance and force sensors were already installed. The application for controlling the gripper jaws was built not as a simple serial executed source code but as the multithread program. It was prepared for further development where the cycle time of the application is crucial e.g. force controlling of the gripper holding an object. The built prototype is the first step in creating the whole series of the SMA grippers. The size and force of the gripper is determined by used SMA actuator. Nowadays the actuators are available in wide variety of size from a few millimeters to decimeters and force up to 70 N (with own 30 grams weight). (original abstract)

W artykule przedstawiono nowy typ konstrukcji chwytaka medycznego dla urządzeń i robotów medycznych. Tradycyjny aktuator, tj. silnik elektryczny, został zastąpiony przez aktuator (siłownik) zbudowany ze stopu z pamięcią kształtu (SMA). Zastosowany komercyjny typ siłownika wyprodukowany przez firmę Miga Motors zdolny jest do zwielokrotnienia przemieszczenia elementu SMA, co pozwala na wydłużenie zasięgu wysuwu siłownika przy pozostawieniu zwartej obudowy. Aktuator potrzebuje energii tylko podczas operacji zamknięcia i otwarcia szczęk, dzięki czemu jest energooszczędny. Wysuw siłownika o długości 12 mm pozwala na chwytanie niedużych elementów chirurgicznych, np. skalpela, nici chirurgicznej lub pensety .(abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Medicine; Technique; High-tech; Diagnostic systems; Medical device

PL

Medycyna; Technika; Nowe technologie; Systemy diagnostyczne; Wyroby medyczne

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego. Ekonomiczne Problemy Usług
• Rocznik: 2013
• Numer: nr 106 E-gospodarka: problemy, metody, aplikacje
• Strony: 387--402

Twórcy

autor

Ireneusz Dominik

• University of Science and Technology

autor

Renata Dwornicka

• Cracow University of Technology, Poland

Bibliografia

• Dominik I., Advanced controlling of the prototype of SMA linear actuator, "Diffusion and Defect Data - Solid State Data. Pt. B, Solid State Phenomena" 2011, Vol. 177.
• Hadi A., Yousefi-Koma A., Elahinia M., Moghaddam M., Ghazavi A., A shape memory alloy spring-based actuator with stiffness and position controllability, "Journal of Systems and Control Engineering" 2011, Vol. 225, No. 7.
• http://www.intuitivesurgical.com/products/products_faq. html