Mezi nejběžnější konfigurace wolframových kabelů v chirurgických robotech patří konfigurace 8×19, 7×37 a 19×19. Mechanický kabel s wolframovým drátem 8×19 obsahuje 201 wolframových drátů, 7×37 obsahuje 259 drátů a nakonec 19×19 obsahuje 361 spirálových lanek. Přestože se nerezová ocel používá v různých aplikacích, včetně řady lékařských a chirurgických zařízení, v chirurgické robotice neexistuje žádná náhrada za wolframové kabely.
Ale proč je nerezová ocel, známý materiál pro mechanické kabely, stále méně oblíbená v pohonech chirurgických robotů? Koneckonců, kabely z nerezové oceli, zejména kabely s mikroprůměrem, jsou všudypřítomné ve vojenském, leteckém a především v bezpočtu dalších chirurgických aplikací.
Důvod, proč wolframové kabely nahrazují nerezovou ocel v řízení pohybu chirurgických robotů, není ve skutečnosti tak záhadný, jak by se mohlo zdát: souvisí s odolností. Ale protože pevnost tohoto mechanického kabelu se neměří pouze jeho lineární pevností v tahu, musíme testovat pevnost jako měřítko výkonu shromažďováním dat z mnoha scénářů vhodných pro polní podmínky.
Vezměme si jako příklad konstrukci 8×19. Jako jedna z nejčastěji používaných konstrukcí mechanických kabelů pro dosažení náklonu a stáčení v chirurgických robotech, konstrukce 8×19 výrazně překonává nerezový protějšek s rostoucí zátěží.
Všimněte si, že doba cyklu a pevnost v tahu wolframového lana se zvyšovaly se zvyšujícím se zatížením, zatímco pevnost alternativního lana z nerezové oceli se dramaticky snížila ve srovnání s pevností wolframu při stejném zatížení.
Nerezové lano se zátěží 10 liber a průměrem přibližně 0,018 palce poskytuje pouze 45,73 % cyklů dosažených wolframovým lanem se stejným designem 8×19 a průměrem drátu.
Tato konkrétní studie ve skutečnosti okamžitě ukázala, že i při síle 44,5 N (10 liber) pracoval wolframový kabel více než dvakrát častěji než kabel z nerezové oceli. Vzhledem k tomu, že stejně jako všechny komponenty musí i mikromechanické kabely uvnitř chirurgického robota splňovat nebo překračovat přísné regulační požadavky, měl by být kabel schopen odolat čemukoli, co na něj bude hozeno, že? Analýza tedy ukazuje, že použití wolframového kabelu o průměru 8×19 ve srovnání s kabelem z nerezové oceli má jak inherentní výhodu v pevnosti, tak zajišťuje, že robot je poháněn silnějším a odolnějším materiálem kabelu z obou možností.
Kromě toho je v případě konstrukce 8×19 počet cyklů wolframového ocelového lana nejméně 1,94krát vyšší než u nerezového ocelového lana stejného průměru a zatížení. Studie navíc ukázaly, že lana z nerezové oceli se nemohou srovnat s elasticitou wolframu, a to ani při postupném zvyšování aplikovaného zatížení z 10 na 30 liber. Ve skutečnosti se mezera mezi těmito dvěma materiály lan zvětšuje. Při stejném zatížení 30 liber se počet cyklů zvyšuje na 3,13krát. Důležitějším zjištěním bylo, že se rozpětí cyklů během studie nikdy nesnížilo (na 30 bodů). Wolfram měl vždy vyšší počet cyklů, v průměru 39,54 %.
Ačkoli tato studie zkoumala dráty specifických průměrů a provedení kabelů v přísně kontrolovaném prostředí, prokázala, že wolfram je pevnější a poskytuje více cyklů s přesným napětím, tahovým zatížením a konfiguracemi kladek.
Spolupráce s wolframovým strojním inženýrem pro dosažení počtu cyklů potřebných pro vaši chirurgickou robotickou aplikaci je zásadní.
Ať už se jedná o nerezovou ocel, wolfram nebo jakýkoli jiný mechanický materiál kabelu, žádné dva kabelové sestavy neobsluhují stejné primární vinutí. Například mikrokabely obvykle nevyžadují samotné prameny ani téměř nemožné přesné tolerance spojovacích prvků aplikovaných na kabel.
V mnoha případech existuje určitá flexibilita při výběru délky a velikosti samotného kabelu, stejně jako umístění a velikosti příslušenství. Tyto rozměry představují toleranci kabelové sestavy. Pokud váš výrobce mechanických kabelů dokáže implementovat kabelové sestavy, které splňují tolerance aplikace, lze tyto sestavy použít pouze v jejich skutečném prostředí.
V případě chirurgických robotů, kde jde o životy, je dosažení konstrukčních tolerancí jediným přijatelným výsledkem. Dá se tedy říci, že ultratenké mechanické kabely, které napodobují každý pohyb chirurga, patří k nejsofistikovanějším na planetě.
Mechanické kabelové sestavy, které se nacházejí uvnitř těchto chirurgických robotů, také zabírají malé, stísněné a přeplněné prostory. Je skutečně úžasné, že tyto wolframové kabelové sestavy bez problémů zapadají i do nejužších kanálů, na kladkách ne větších než špička dětské tužky, a plní oba úkoly a zároveň udržují pohyb v předvídatelném počtu cyklů.
Je také důležité si uvědomit, že váš kabelový technik vám může předem poradit s materiály kabelů, což může ušetřit čas, zdroje a dokonce i náklady, což jsou klíčové proměnné při plánování rozumné strategie pro uvedení vašeho robota na trh.
Vzhledem k rychle rostoucímu trhu s chirurgickou robotikou již není přijatelné pouhé poskytování mechanických kabelů k usnadnění pohybu. Rychlost a umístění, s jakou výrobci chirurgických robotů uvedou své zázraky na trh, bude jistě záviset na tom, jak snadno budou produkty připraveny pro masovou spotřebu. Proto je důležité si uvědomit, že vaši strojní inženýři tyto kabelové sestavy denně zkoumají, vylepšují a vytvářejí.
Například se často ukazuje, že projekty chirurgické robotiky mohou začínat s pevností, tažností a schopností počítání cyklů nerezové oceli, ale wolfram se stále používá v pozdější fázi vývoje robotiky.
Výrobci chirurgických robotů obvykle používali v raných fázích návrhu robotů nerezovou ocel, ale později zvolili wolfram kvůli jejímu vynikajícímu výkonu. I když se to může jevit jako náhlá změna v přístupu k řízení pohybu, je to jen maskování. Změna materiálu je výsledkem povinné spolupráce mezi výrobcem robotů a strojními inženýry najatými k výrobě kabelů.
Nerezové lanka se i nadále etablují jako základní prvek na trhu s chirurgickými nástroji, zejména v oblasti endoskopického vybavení. I když je nerezová ocel schopna podpírat pohyb během endoskopických/laparoskopických zákroků, nemá stejnou pevnost v tahu jako její křehčí, ale hustší a proto pevnější protějšek (nazývaný wolfram), což má za následek pevnost v tahu.
I když je wolfram ideálním náhradou nerezové oceli jako preferovaného materiálu pro kabely chirurgických robotů, je nemožné docenit důležitost dobré spolupráce mezi výrobci kabelů. Spolupráce se zkušeným strojním inženýrem specializujícím se na ultratenkých kabelů nejenže zajišťuje, že vaše kabely vyrábějí konzultanti a výrobci světové úrovně. Výběr správného výrobce kabelů je také jistým způsobem, jak upřednostnit vědecké poznatky a tempo zlepšování konstrukčního plánu, což vám pomůže dosáhnout vašich cílů v oblasti řízení pohybu rychleji než konkurence, která se snaží dosáhnout toho samého.
Přihlaste se k odběru Medical Design & Outsourcing. Přihlaste se k odběru Medical Design & Outsourcing.Přihlaste se k odběru Medical Design and Outsourcing.Přihlaste se k odběru časopisu Medical Design and Outsourcing. Uložte si do záložek, sdílejte a komunikujte s dnešním předním časopisem o designu zdravotnických prostředků.
DeviceTalks je diskusní fórum pro lídry v oblasti lékařských technologií. Jsou to akce, podcasty, webináře a individuální výměny nápadů a postřehů. Jsou to akce, podcasty, webináře a individuální výměny nápadů a postřehů.Jsou to akce, podcasty, webináře a individuální výměna nápadů a postřehů.Jsou to akce, podcasty, webináře a individuální výměna nápadů a postřehů.
Obchodní časopis o zdravotnických prostředcích. MassDevice je přední časopis o zdravotnických prostředcích a zařízeních, který se zabývá záchranou životů.
Autorská práva © 2022 VTVH Media LLC. Všechna práva vyhrazena. Materiály na těchto stránkách nesmí být reprodukovány, distribuovány, přenášeny, ukládány do mezipaměti ani jinak používány bez předchozího písemného souhlasu společnosti WTWH Media LLC. Mapa stránek | Zásady ochrany osobních údajů | RSS