De vanligaste volframkabelkonfigurationerna i kirurgiska robotar inkluderar 8×19, 7×37 och 19×19. Mekanisk kabel med volframtråd 8×19 inkluderar 201 volframtrådar, 7×37 inkluderar 259 trådar och slutligen 19×19 inkluderar 361 spiralformade trådar. Även om rostfritt stål används i en mängd olika tillämpningar, inklusive ett flertal medicinska och kirurgiska apparater, finns det ingen ersättning för volframkablar inom kirurgisk robotteknik.
Men varför är rostfritt stål, ett välkänt material för mekaniska kablar, allt mindre populärt i kirurgiska robotdrivningar? Rostfria stålkablar, särskilt kablar med mikrodiameter, är trots allt allestädes närvarande inom militär, flyg- och rymdindustri och, viktigast av allt, otaliga andra kirurgiska tillämpningar.
Anledningen till att volframkablar ersätter rostfritt stål i rörelsekontroll med kirurgiska robotar är egentligen inte så mystisk som man kan tro: den har att göra med hållbarhet. Men eftersom styrkan hos denna mekaniska kabel inte bara mäts genom dess linjära draghållfasthet, måste vi testa styrkan som ett mått på prestanda genom att samla in data från många scenarier som är lämpliga för fältförhållanden.
Låt oss ta 8×19-strukturen som exempel. Som en av de vanligaste mekaniska kabelkonstruktionerna för att uppnå pitch och yaw i kirurgiska robotar, överträffar 8×19-modellen den rostfria motsvarigheten avsevärt när belastningen ökar.
Observera att cykeltiden och draghållfastheten hos volframkabeln ökade med ökande belastning, medan hållfastheten hos den alternativa rostfria stålkabeln minskade dramatiskt jämfört med volframens hållfasthet vid samma belastning.
En rostfri stålkabel med en belastning på 4,5 kg och en diameter på cirka 0,018 tum ger endast 45,73 % av de cykler som uppnås av volfram med samma 8×19-design och tråddiameter.
Faktum är att just den här studien omedelbart visade att även vid 44,5 N (10 pund) fungerade volframkabeln mer än dubbelt så ofta som kabeln av rostfritt stål. Med tanke på att mikromekaniska kablar inuti en kirurgisk robot, liksom alla komponenter, måste uppfylla eller överträffa stränga myndighetskrav, borde kabeln kunna motstå allt som kastas mot den, eller hur? Analysen visar alltså att användningen av volframkabel med samma diameter på 8×19 jämfört med kabel av rostfritt stål har både en inneboende styrkefördel och säkerställer att roboten drivs av det starkare och mer hållbara kabelmaterialet av de två alternativen.
Dessutom, i fallet med 8×19-konstruktionen, är antalet cykler för en volframvajer minst 1,94 gånger så högt som för en rostfri vajer med samma diameter och belastning. Dessutom har studier visat att kablar av rostfritt stål inte kan matcha volframens elasticitet, även om den applicerade belastningen gradvis ökas från 10 till 30 pund. Faktum är att gapet mellan de två kabelmaterialen ökar. Med samma belastning på 30 pund ökar antalet cykler till 3,13 gånger. Det viktigaste fyndet var att marginalerna aldrig minskade (till 30 poäng) under hela studien. Volfram har alltid haft ett högre antal cykler, med ett genomsnitt på 39,54 %.
Även om denna studie undersökte trådar med specifika diametrar och kabelkonstruktioner i en noggrant kontrollerad miljö, visade den att volfram är starkare och ger fler cykler med exakta spänningar, dragbelastningar och remskivor.
Det är avgörande att samarbeta med en volframmekaniker för att uppnå det antal cykler som krävs för din kirurgiska robotapplikation.
Oavsett om det är rostfritt stål, volfram eller något annat mekaniskt kabelmaterial, används inga två kabelaggregat med samma primärlindning. Till exempel kräver mikrokablar vanligtvis inte själva kardelerna, och inte heller de nästan omöjliga snäva toleranserna för de kopplingar som används på kabeln.
I många fall finns det en viss flexibilitet i valet av längd och storlek på själva kabeln, samt placering och storlek på tillbehör. Dessa mått utgör toleransen för kabelaggregatet. Om din mekaniska kabeltillverkare kan implementera kabelaggregat som uppfyller applikationens toleranser, kan dessa aggregat endast användas i sin faktiska miljö.
När det gäller kirurgiska robotar, där liv står på spel, är det enda acceptabla resultatet att uppnå designtoleranser. Så det är rimligt att säga att ultratunna mekaniska kablar som härmar kirurgens varje rörelse gör dessa kablar till några av de mest sofistikerade på planeten.
De mekaniska kabelaggregaten som sitter inuti dessa kirurgiska robotar tar också upp små, trånga och trånga utrymmen. Det är faktiskt fantastiskt att dessa volframkabelaggregat passar sömlöst in i de smalaste kanaler, på remskivor som inte är större än spetsen på en barnpenna, och utför båda uppgifterna samtidigt som de bibehåller rörelsen vid ett förutsägbart antal cykler.
Det är också viktigt att notera att din kabelingenjör kan ge råd om kabelmaterial i förväg, vilket potentiellt sparar tid, resurser och till och med kostnader, vilka är viktiga variabler när man planerar en sund marknadsstrategi för din robot.
Med den snabbt växande marknaden för kirurgiska robotar är det inte längre acceptabelt att bara tillhandahålla mekaniska kablar för att underlätta rörelse. Hastigheten och positionen med vilken tillverkare av kirurgiska robotar lanserar sina underverk kommer säkerligen att bero på hur lätt produkterna är redo för masskonsumtion. Därför är det viktigt att notera att dina maskiningenjörer forskar på, förbättrar och skapar dessa kabelaggregat varje dag.
Till exempel visar det sig ofta att kirurgiska robotprojekt kan börja med rostfritt ståls styrka, duktilitet och cykelräkningsförmåga, men ändå använda volfram i ett senare skede av robotutvecklingen.
Tillverkare av kirurgiska robotar använde vanligtvis rostfritt stål tidigt i robotdesignen, men valde senare volfram på grund av dess överlägsna prestanda. Även om detta kan verka som en plötslig förändring i tillvägagångssättet för rörelsekontroll, är det bara maskerat som en. Materialförändringen är resultatet av ett obligatoriskt samarbete mellan robottillverkaren och de mekaniska ingenjörer som anlitats för att tillverka kablarna.
Kablar i rostfritt stål fortsätter att etablera sig som en stapelvara på marknaden för kirurgiska instrument, särskilt inom endoskopisk utrustning. Även om rostfritt stål kan stödja rörelse under endoskopiska/laparoskopiska ingrepp, har det inte samma draghållfasthet som dess mer spröda men tätare och därför starkare motsvarighet (kallad volfram), vilket resulterar i draghållfasthet.
Även om volfram är idealiskt lämpat för att ersätta rostfritt stål som det valda kabelmaterialet för kirurgiska robotar, är det omöjligt att uppskatta vikten av ett gott samarbete mellan kabeltillverkare. Att arbeta med en erfaren maskiningenjör för ultratunna kablar säkerställer inte bara att dina kablar produceras av konsulter och tillverkare i världsklass. Att välja rätt kabeltillverkare är också ett säkert sätt att se till att du prioriterar vetenskapen och takten i förbättringen av byggplanen, vilket hjälper dig att uppnå dina mål för rörelsekontroll snabbare än konkurrenter som försöker uppnå samma sak.
Prenumerera på Medicinsk design och outsourcing. Prenumerera på Medicinsk design och outsourcing.Prenumerera på Medicinsk design och outsourcing.Prenumerera på Medical Design and Outsourcing. Bokmärk, dela och interagera med dagens ledande tidskrift om medicinteknisk design.
DeviceTalks är en konversation för ledare inom medicinteknik. Det är evenemang, poddsändningar, webbseminarier och enskilt utbyte av idéer och insikter. Det är evenemang, poddsändningar, webbseminarier och enskilt utbyte av idéer och insikter.Det här är evenemang, poddsändningar, webbseminarier och ett enskilt utbyte av idéer och insikter.Det här är evenemang, poddsändningar, webbseminarier och ett enskilt utbyte av idéer och insikter.
Affärstidning för medicinsk utrustning. MassDevice är den ledande nyhetstidningen inom medicintekniska branschen som täcker livräddande apparater.
Copyright © 2022 VTVH Media LLC. Alla rättigheter förbehållna. Materialet på denna webbplats får inte reproduceras, distribueras, överföras, cachas eller på annat sätt användas utan föregående skriftligt tillstånd från WTWH Media LLC. Webbplatskarta | Integritetspolicy | RSS