सर्जिकल रोबोट में सबसे आम टंगस्टन केबल कॉन्फ़िगरेशन में 8×19, 7×37 और 19×19 शामिल हैं। 8×19 कॉन्फ़िगरेशन वाले मैकेनिकल केबल में 201 टंगस्टन तार होते हैं, 7×37 में 259 तार होते हैं और 19×19 में 361 हेलिकल स्ट्रैंडेड तार होते हैं। हालांकि स्टेनलेस स्टील का उपयोग कई तरह के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें अनेक चिकित्सा और सर्जिकल उपकरण शामिल हैं, लेकिन सर्जिकल रोबोटिक्स में टंगस्टन केबल का कोई विकल्प नहीं है।
लेकिन स्टेनलेस स्टील, जो यांत्रिक केबलों के लिए एक सुप्रसिद्ध सामग्री है, सर्जिकल रोबोट ड्राइव में कम लोकप्रिय क्यों होता जा रहा है? आखिरकार, स्टेनलेस स्टील के केबल, विशेष रूप से सूक्ष्म व्यास वाले केबल, सैन्य, एयरोस्पेस और सबसे महत्वपूर्ण बात, अनगिनत अन्य सर्जिकल अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
दरअसल, सर्जिकल रोबोट के गति नियंत्रण में स्टेनलेस स्टील की जगह टंगस्टन केबलों के इस्तेमाल का कारण उतना रहस्यमय नहीं है जितना कि आप सोच सकते हैं: इसका संबंध टिकाऊपन से है। लेकिन चूंकि इस यांत्रिक केबल की मजबूती को केवल इसकी रेखीय तन्यता शक्ति से ही नहीं मापा जाता, इसलिए हमें क्षेत्र की परिस्थितियों के अनुकूल कई परिदृश्यों से डेटा एकत्र करके प्रदर्शन के माप के रूप में मजबूती का परीक्षण करना आवश्यक है।
आइए 8×19 संरचना को एक उदाहरण के रूप में लेते हैं। सर्जिकल रोबोट में पिच और यॉ प्राप्त करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले यांत्रिक केबल डिज़ाइनों में से एक के रूप में, लोड बढ़ने पर 8×19 स्टेनलेस स्टील समकक्ष की तुलना में कहीं बेहतर प्रदर्शन करता है।
ध्यान दें कि टंगस्टन केबल का चक्र समय और तन्यता शक्ति भार बढ़ने के साथ बढ़ी, जबकि समान भार पर टंगस्टन की तुलना में वैकल्पिक स्टेनलेस स्टील केबल की शक्ति में नाटकीय रूप से कमी आई।
लगभग 0.018 इंच व्यास और 10 पाउंड के भार वाला स्टेनलेस स्टील केबल, उसी 8×19 डिज़ाइन और तार के व्यास वाले टंगस्टन केबल द्वारा प्राप्त चक्रों का केवल 45.73% ही प्रदान करता है।
दरअसल, इस विशेष अध्ययन से तुरंत पता चला कि 10 पाउंड (44.5 N) के भार पर भी टंगस्टन केबल स्टेनलेस स्टील केबल की तुलना में दो गुना से अधिक बार काम करती है। यह देखते हुए कि सभी घटकों की तरह, सर्जिकल रोबोट के अंदर सूक्ष्म यांत्रिक केबलों को भी कड़े नियामक मानकों को पूरा करना या उससे अधिक होना चाहिए, केबल को किसी भी तरह के दबाव को सहन करने में सक्षम होना चाहिए, है ना? इस प्रकार, विश्लेषण से पता चलता है कि स्टेनलेस स्टील केबल की तुलना में समान व्यास वाली 8×19 टंगस्टन केबल का उपयोग करने से न केवल मजबूती का लाभ मिलता है, बल्कि यह सुनिश्चित होता है कि रोबोट दोनों विकल्पों में से अधिक मजबूत और टिकाऊ केबल सामग्री से संचालित हो रहा है।
इसके अतिरिक्त, 8×19 डिज़ाइन के मामले में, टंगस्टन वायर रोप के चक्रों की संख्या समान व्यास और भार वाले स्टेनलेस स्टील वायर रोप की तुलना में कम से कम 1.94 गुना अधिक है। साथ ही, अध्ययनों से पता चला है कि स्टेनलेस स्टील केबल टंगस्टन की लोचशीलता का मुकाबला नहीं कर सकते, भले ही लगाया गया भार धीरे-धीरे 10 से 30 पाउंड तक बढ़ाया जाए। वास्तव में, दोनों केबल सामग्रियों के बीच का अंतर बढ़ता ही जा रहा है। 30 पाउंड के समान भार पर, चक्रों की संख्या 3.13 गुना तक बढ़ जाती है। इससे भी महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह था कि पूरे अध्ययन के दौरान अंतर कभी भी (30 अंकों तक) कम नहीं हुआ। टंगस्टन में हमेशा चक्रों की संख्या अधिक रही, जिसका औसत 39.54% था।
हालांकि इस अध्ययन में विशिष्ट व्यास के तारों और केबल डिजाइनों की जांच एक अत्यधिक नियंत्रित वातावरण में की गई, लेकिन इसने प्रदर्शित किया कि टंगस्टन अधिक मजबूत है और सटीक तनाव, तन्यता भार और पुली विन्यास के साथ अधिक चक्र प्रदान करता है।
सर्जिकल रोबोटिक एप्लिकेशन के लिए आवश्यक चक्रों की संख्या प्राप्त करने के लिए टंगस्टन मैकेनिकल इंजीनियर के साथ काम करना महत्वपूर्ण है।
चाहे स्टेनलेस स्टील हो, टंगस्टन हो या कोई अन्य यांत्रिक केबल सामग्री, कोई भी दो केबल असेंबली एक ही प्राथमिक वाइंडिंग के लिए उपयुक्त नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, आमतौर पर माइक्रोकेबल्स को स्वयं स्ट्रैंड्स की आवश्यकता नहीं होती है, न ही केबल पर लगाए जाने वाले फिटिंग्स की लगभग असंभव रूप से सटीक टॉलरेंस की।
कई मामलों में, केबल की लंबाई और आकार के साथ-साथ सहायक उपकरणों के स्थान और आकार के चयन में कुछ लचीलापन होता है। ये आयाम केबल असेंबली की सहनशीलता को निर्धारित करते हैं। यदि आपका मैकेनिकल केबल निर्माता ऐसी केबल असेंबली बना सकता है जो एप्लिकेशन की सहनशीलता को पूरा करती हैं, तो इन असेंबली का उपयोग केवल उनके वास्तविक वातावरण में ही किया जा सकता है।
सर्जिकल रोबोट के मामले में, जहां जीवन दांव पर लगा होता है, डिजाइन की सटीकता को हासिल करना ही एकमात्र स्वीकार्य परिणाम है। इसलिए यह कहना उचित होगा कि सर्जन की हर गतिविधि की नकल करने वाले अति-पतले यांत्रिक केबल इन्हें दुनिया के सबसे परिष्कृत केबलों में से एक बनाते हैं।
इन सर्जिकल रोबोटों के अंदर लगने वाले मैकेनिकल केबल असेंबली भी छोटे, तंग और सीमित स्थानों में ही फिट हो जाते हैं। यह वाकई आश्चर्यजनक है कि ये टंगस्टन केबल असेंबली बच्चों की पेंसिल की नोक से भी छोटे पुली पर, सबसे संकरे चैनलों में आसानी से फिट हो जाते हैं और एक निश्चित संख्या में चक्रों पर गति बनाए रखते हुए दोनों कार्य करते हैं।
यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि आपका केबल इंजीनियर पहले से ही केबल सामग्री के बारे में सलाह दे सकता है, जिससे समय, संसाधन और यहां तक ​​कि लागत की भी बचत हो सकती है, जो आपके रोबोट के लिए एक ठोस गो-टू-मार्केट रणनीति की योजना बनाते समय महत्वपूर्ण कारक हैं।
सर्जिकल रोबोटिक्स के तेजी से बढ़ते बाजार में, केवल गति में सहायता के लिए यांत्रिक केबल उपलब्ध कराना अब स्वीकार्य नहीं है। सर्जिकल रोबोट निर्माताओं द्वारा अपने अद्भुत आविष्कारों को बाजार में लाने की गति और स्थिति निश्चित रूप से इस बात पर निर्भर करेगी कि उत्पाद कितनी आसानी से व्यापक उपयोग के लिए तैयार होते हैं। यही कारण है कि यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि आपके यांत्रिक इंजीनियर प्रतिदिन इन केबल असेंबली पर शोध, सुधार और निर्माण करते हैं।
उदाहरण के लिए, अक्सर ऐसा होता है कि सर्जिकल रोबोटिक्स परियोजनाएं स्टेनलेस स्टील की मजबूती, लचीलेपन और चक्र गणना क्षमता से शुरू हो सकती हैं, लेकिन रोबोटिक्स के विकास के बाद के चरण में टंगस्टन का उपयोग किया जा सकता है।
सर्जिकल रोबोट निर्माता आमतौर पर रोबोट डिजाइन के शुरुआती चरण में स्टेनलेस स्टील का उपयोग करते थे, लेकिन बाद में बेहतर प्रदर्शन के कारण टंगस्टन को चुना। हालांकि गति नियंत्रण के दृष्टिकोण में यह अचानक बदलाव लग सकता है, लेकिन यह केवल दिखावटी बदलाव है। सामग्री में यह बदलाव रोबोट निर्माता और केबल बनाने के लिए नियुक्त यांत्रिक इंजीनियरों के बीच अनिवार्य सहयोग का परिणाम है।
सर्जिकल उपकरणों के बाज़ार में, विशेष रूप से एंडोस्कोपिक उपकरणों के क्षेत्र में, स्टेनलेस स्टील केबल अपनी एक प्रमुख संरचना स्थापित कर रहे हैं। हालांकि, स्टेनलेस स्टील एंडोस्कोपिक/लैप्रोस्कोपिक प्रक्रियाओं के दौरान गति को सहन करने में सक्षम है, लेकिन इसकी तन्यता शक्ति इसके अधिक भंगुर लेकिन सघन और इसलिए अधिक मजबूत समकक्ष (जिसे टंगस्टन कहा जाता है) के समान नहीं होती है।
हालांकि सर्जिकल रोबोटों के लिए केबल सामग्री के रूप में स्टेनलेस स्टील के स्थान पर टंगस्टन एक आदर्श विकल्प है, लेकिन केबल निर्माताओं के बीच बेहतर सहयोग के महत्व को कम करके नहीं आंका जा सकता। एक अनुभवी अल्ट्रा-थिन केबल मैकेनिकल इंजीनियर के साथ काम करने से न केवल यह सुनिश्चित होता है कि आपकी केबलें विश्व स्तरीय सलाहकारों और निर्माताओं द्वारा निर्मित की जा रही हैं, बल्कि सही केबल निर्माता का चयन करना निर्माण योजना में सुधार की वैज्ञानिक और गति को प्राथमिकता देने का एक अचूक तरीका भी है, जो आपको समान लक्ष्य प्राप्त करने की कोशिश कर रहे प्रतिस्पर्धियों की तुलना में अपने मोशन कंट्रोल लक्ष्यों को तेजी से प्राप्त करने में मदद करेगा।
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