Các cấu hình cáp vonfram phổ biến nhất trong robot phẫu thuật bao gồm cấu hình 8×19, 7×37 và 19×19. Cáp cơ học với dây vonfram 8×19 bao gồm 201 dây vonfram, 7×37 bao gồm 259 dây và cuối cùng là 19×19 bao gồm 361 dây xoắn ốc. Mặc dù thép không gỉ được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm nhiều thiết bị y tế và phẫu thuật, nhưng không có gì thay thế được cáp vonfram trong robot phẫu thuật.
Nhưng tại sao thép không gỉ, một vật liệu nổi tiếng dùng cho cáp cơ học, lại ngày càng ít phổ biến trong các bộ truyền động robot phẫu thuật? Rốt cuộc, cáp thép không gỉ, đặc biệt là cáp có đường kính siêu nhỏ, rất phổ biến trong quân sự, hàng không vũ trụ và quan trọng nhất là vô số các ứng dụng phẫu thuật khác.
Vâng, lý do tại sao cáp vonfram thay thế thép không gỉ trong điều khiển chuyển động của robot phẫu thuật thực sự không bí ẩn như người ta nghĩ: nó liên quan đến độ bền. Nhưng vì sức mạnh của cáp cơ học này không chỉ được đo bằng độ bền kéo tuyến tính của nó, chúng ta cần kiểm tra sức mạnh như một thước đo hiệu suất bằng cách thu thập dữ liệu từ nhiều tình huống phù hợp với điều kiện thực tế.
Hãy lấy cấu trúc 8×19 làm ví dụ. Là một trong những thiết kế cáp cơ học được sử dụng phổ biến nhất để đạt được độ cao và độ lệch trong robot phẫu thuật, cấu trúc 8×19 vượt trội hơn hẳn so với cấu trúc bằng thép không gỉ khi tải trọng tăng lên.
Lưu ý rằng thời gian chu kỳ và độ bền kéo của cáp vonfram tăng khi tải tăng, trong khi độ bền của cáp thép không gỉ thay thế giảm đáng kể so với độ bền của vonfram ở cùng tải.
Một sợi cáp thép không gỉ có tải trọng 10 pound và đường kính khoảng 0,018 inch chỉ cung cấp 45,73% số chu kỳ đạt được bởi vonfram có cùng thiết kế 8×19 và đường kính dây.
Trên thực tế, nghiên cứu cụ thể này ngay lập tức cho thấy rằng ngay cả ở mức 10 pound (44,5 N), cáp vonfram vẫn hoạt động thường xuyên hơn gấp đôi so với cáp thép không gỉ. Với điều kiện là, giống như tất cả các thành phần, cáp vi cơ học bên trong robot phẫu thuật phải đáp ứng hoặc vượt quá các yêu cầu quy định nghiêm ngặt, thì cáp phải có khả năng chịu được mọi thứ ném vào nó, đúng không? Do đó, phân tích cho thấy rằng việc sử dụng cáp vonfram 8×19 có cùng đường kính so với cáp thép không gỉ có cả lợi thế về độ bền vốn có và đảm bảo rằng robot được cung cấp năng lượng bởi vật liệu cáp chắc chắn và bền hơn trong hai lựa chọn.
Ngoài ra, trong trường hợp thiết kế 8×19, số chu kỳ của cáp thép vonfram ít nhất gấp 1,94 lần so với cáp thép không gỉ có cùng đường kính và tải trọng. Hơn nữa, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cáp thép không gỉ không thể sánh được với độ đàn hồi của vonfram, ngay cả khi tải trọng được áp dụng tăng dần từ 10 đến 30 pound. Trên thực tế, khoảng cách giữa hai vật liệu cáp đang tăng lên. Với cùng tải trọng 30 pound, số chu kỳ tăng lên 3,13 lần. Phát hiện quan trọng hơn là biên độ không bao giờ giảm (xuống 30 điểm) trong suốt quá trình nghiên cứu. Vonfram luôn có số chu kỳ cao hơn, trung bình là 39,54%.
Mặc dù nghiên cứu này đã kiểm tra các dây có đường kính cụ thể và thiết kế cáp trong môi trường được kiểm soát chặt chẽ, nhưng nó đã chứng minh rằng vonfram bền hơn và cung cấp nhiều chu kỳ hơn với ứng suất, tải trọng kéo và cấu hình ròng rọc chính xác.
Việc hợp tác với một kỹ sư cơ khí vonfram để đạt được số chu kỳ cần thiết cho ứng dụng robot phẫu thuật của bạn là rất quan trọng.
Cho dù là thép không gỉ, vonfram hay bất kỳ vật liệu cáp cơ học nào khác, không có hai cụm cáp nào phục vụ cùng một cuộn dây chính. Ví dụ, thường thì cáp siêu nhỏ không yêu cầu các sợi riêng lẻ, cũng như dung sai chặt chẽ gần như không thể của các phụ kiện được áp dụng cho cáp.
Trong nhiều trường hợp, có một số sự linh hoạt trong việc lựa chọn chiều dài và kích thước của chính cáp, cũng như vị trí và kích thước của các phụ kiện. Các kích thước này cấu thành dung sai của cụm cáp. Nếu nhà sản xuất cáp cơ khí của bạn có thể triển khai các cụm cáp đáp ứng dung sai của ứng dụng, thì các cụm này chỉ có thể được sử dụng trong môi trường thực tế của chúng.
Trong trường hợp robot phẫu thuật, nơi tính mạng bị đe dọa, việc đạt được dung sai thiết kế là kết quả duy nhất có thể chấp nhận được. Vì vậy, có thể nói rằng những sợi cáp cơ học siêu mỏng mô phỏng mọi chuyển động của bác sĩ phẫu thuật khiến những sợi cáp này trở thành một trong những loại cáp tinh vi nhất trên hành tinh.
Các cụm cáp cơ khí đi vào bên trong những robot phẫu thuật này cũng chiếm không gian nhỏ, chật chội và tù túng. Thật đáng kinh ngạc khi các cụm cáp vonfram này vừa khít với các rãnh hẹp nhất, trên các ròng rọc không lớn hơn đầu bút chì của trẻ em và thực hiện cả hai nhiệm vụ trong khi vẫn duy trì chuyển động ở số chu kỳ có thể dự đoán được.
Điều quan trọng cần lưu ý là kỹ sư cáp của bạn có thể tư vấn vật liệu cáp trước, giúp tiết kiệm thời gian, nguồn lực và thậm chí là chi phí, đây là những biến số quan trọng khi lập kế hoạch chiến lược đưa robot của bạn ra thị trường.
Với thị trường robot phẫu thuật đang phát triển nhanh chóng, việc chỉ cung cấp cáp cơ học để hỗ trợ di chuyển không còn được chấp nhận nữa. Tốc độ và vị thế mà các nhà sản xuất robot phẫu thuật đưa những kỳ quan của họ ra thị trường chắc chắn sẽ phụ thuộc vào mức độ dễ dàng mà các sản phẩm sẵn sàng để tiêu thụ hàng loạt. Đó là lý do tại sao điều quan trọng cần lưu ý là các kỹ sư cơ khí của bạn phải nghiên cứu, cải tiến và tạo ra các cụm cáp này mỗi ngày.
Ví dụ, các dự án robot phẫu thuật thường bắt đầu bằng độ bền, độ dẻo và khả năng đếm chu kỳ của thép không gỉ, nhưng vẫn sử dụng vonfram ở giai đoạn sau trong quá trình phát triển robot.
Các nhà sản xuất robot phẫu thuật thường sử dụng thép không gỉ trong giai đoạn đầu thiết kế robot, nhưng sau đó đã chọn vonfram do hiệu suất vượt trội của nó. Mặc dù điều này có vẻ như là một sự thay đổi đột ngột trong cách tiếp cận điều khiển chuyển động, nhưng nó chỉ là ngụy trang như vậy. Sự thay đổi về vật liệu là kết quả của sự hợp tác bắt buộc giữa nhà sản xuất robot và các kỹ sư cơ khí được thuê để sản xuất cáp.
Cáp thép không gỉ tiếp tục khẳng định vị thế là mặt hàng chủ lực trên thị trường dụng cụ phẫu thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực thiết bị nội soi. Tuy nhiên, mặc dù thép không gỉ có khả năng hỗ trợ chuyển động trong các thủ thuật nội soi/nội soi ổ bụng, nhưng nó không có cùng độ bền kéo như loại thép giòn hơn nhưng đặc hơn và do đó bền hơn (gọi là vonfram).
Trong khi vonfram lý tưởng để thay thế thép không gỉ làm vật liệu cáp được lựa chọn cho robot phẫu thuật, thì không thể đánh giá cao tầm quan trọng của sự hợp tác tốt giữa các nhà sản xuất cáp. Làm việc với một kỹ sư cơ khí cáp siêu mỏng giàu kinh nghiệm không chỉ đảm bảo rằng cáp của bạn được sản xuất bởi các nhà tư vấn và nhà sản xuất đẳng cấp thế giới. Việc lựa chọn đúng nhà sản xuất cáp cũng là một cách chắc chắn để đảm bảo bạn ưu tiên khoa học và tốc độ cải tiến kế hoạch xây dựng, điều này sẽ giúp bạn đạt được mục tiêu kiểm soát chuyển động nhanh hơn so với các đối thủ cạnh tranh đang cố gắng đạt được mục tiêu tương tự.
Đăng ký Thiết kế và Gia công Y tế. Đăng ký Thiết kế và Gia công Y tế.Đăng ký Thiết kế và Gia công Y tế.Đăng ký Medical Design and Outsourcing. Đánh dấu, chia sẻ và tương tác với tạp chí thiết kế thiết bị y tế hàng đầu hiện nay.
DeviceTalks là cuộc trò chuyện dành cho những người đi đầu trong lĩnh vực công nghệ y tế. Đó là các sự kiện, podcast, hội thảo trên web và trao đổi ý tưởng và hiểu biết trực tiếp. Đó là các sự kiện, podcast, hội thảo trên web và trao đổi ý tưởng và hiểu biết trực tiếp.Đây là các sự kiện, podcast, hội thảo trên web và trao đổi ý tưởng và hiểu biết trực tiếp.Đây là các sự kiện, podcast, hội thảo trên web và trao đổi ý tưởng và hiểu biết trực tiếp.
Tạp chí kinh doanh thiết bị y tế. MassDevice là tạp chí tin tức hàng đầu về ngành thiết bị y tế, đưa tin về các thiết bị cứu sinh.
Bản quyền © 2022 VTVH Media LLC. Bảo lưu mọi quyền. Không được sao chép, phân phối, truyền tải, lưu trữ hoặc sử dụng tài liệu trên trang web này nếu không có sự cho phép trước bằng văn bản của WTWH Media LLC. Sơ đồ trang web | Chính sách bảo mật | RSS