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 khí với dây vonfram 8×19 bao gồm 201 dây vonfram, 7×37 bao gồm 259 dây, và cuối cùng 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 vật liệu nào có thể thay thế cáp vonfram trong robot phẫu thuật.
Nhưng tại sao thép không gỉ, một vật liệu nổi tiếng dùng cho cáp cơ khí, lại ngày càng ít được sử dụng trong hệ thống truyền động robot phẫu thuật? Xét cho cùng, cáp thép không gỉ, đặc biệt là cáp đường kính siêu nhỏ, lại phổ biến trong quân sự, hàng không vũ trụ và quan trọng hơn cả là vô số ứng dụng phẫu thuật khác.
Thực ra, lý do tại sao cáp vonfram đang dần thay thế thép không gỉ trong điều khiển chuyển động của robot phẫu thuật không hề bí ẩn như người ta vẫn nghĩ: đó là vì độ bền. Nhưng vì độ bền của loại cáp cơ khí này không chỉ được đo bằng độ bền kéo tuyến tính, chúng ta cần kiểm tra độ bền 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 khí được sử dụng phổ biến nhất để điều khiển độ nghiêng và độ lệch hướng trong robot phẫu thuật, cấu trúc 8×19 vượt trội hơn hẳn so với loại bằng thép không gỉ khi tải trọng tăng lên.
Lưu ý rằng thời gian chu kỳ và độ bền kéo của cáp vonfram tăng lên khi tải trọng tăng, trong khi độ bền của cáp thép không gỉ thay thế giảm đáng kể so với độ bền của vonfram ở cùng một tải trọng.
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 dẫn tương tự.
Trên thực tế, nghiên cứu cụ thể này đã chỉ ra ngay rằng, ngay cả ở mức tải 10 pound (44,5 N), cáp vonfram hoạt động hiệu quả hơn gấp đôi so với cáp thép không gỉ. Vì tất cả các bộ phận khác, cáp vi cơ khí bên trong robot phẫu thuật phải đáp ứng hoặc vượt qua các yêu cầu quy định nghiêm ngặt, nên cáp phải chịu được mọi tác động, đúng không? Do đó, phân tích cho thấy việc sử dụng cáp vonfram cùng đường kính 8×19 so với cáp thép không gỉ có cả ưu thế về độ bền và đảm bảo robot được cung cấp năng lượng bởi vật liệu cáp mạnh hơn và bền hơn trong hai lựa chọn.
Ngoài ra, trong trường hợp thiết kế 8×19, số chu kỳ của dây cáp vonfram ít nhất gấp 1,94 lần so với dây 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 tác dụng được tăng dần từ 10 đến 30 pound. Trên thực tế, khoảng cách giữa hai loại vật liệu cáp ngày càng tăng. Với cùng tải trọng 30 pound, số chu kỳ tăng lên gấp 3,13 lần. Phát hiện quan trọng hơn là biên độ dao động 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 loại dây có đường kính và thiết kế cáp cụ thể trong môi trường được kiểm soát chặt chẽ, nhưng nó đã chứng minh rằng vonfram bền hơn và cho phép nhiều chu kỳ hoạt động hơn với các ứng suất, tải trọng kéo và cấu hình ròng rọc chính xác.
Việc hợp tác với một kỹ sư cơ khí chuyên về vonfram để đạt được số chu kỳ cần thiết cho ứng dụng robot phẫu thuật của bạn là vô cùng quan trọng.
Dù là thép không gỉ, vonfram hay bất kỳ vật liệu cáp cơ khí nào khác, không có hai cụm cáp nào phục vụ cùng một cuộn dây sơ cấp. Ví dụ, thông thường cáp siêu nhỏ không cần các sợi dây dẫn riêng lẻ, cũng như không cần dung sai cực kỳ nhỏ của các phụ kiện được gắn vào cáp.
Trong nhiều trường hợp, có một số 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 tạo nên dung sai của cụm cáp. Nếu nhà sản xuất cáp cơ khí của bạn có thể chế tạo các cụm cáp đáp ứng dung sai của ứng dụng, thì các cụm cáp này mới có thể được sử dụng trong môi trường thực tế của chúng.
Trong trường hợp robot phẫu thuật, nơi tính mạng con người 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 các dây cáp cơ khí siêu mỏng mô phỏng mọi chuyển động của bác sĩ phẫu thuật khiến chúng trở thành một trong những loại cáp tinh vi nhất trên thế giới.
Các cụm cáp cơ khí bên trong những robot phẫu thuật này cũng chiếm những không gian nhỏ hẹp và chật chội. Thật đáng kinh ngạc khi những cụm cáp vonfram này có thể lắp vừa khít vào những rãnh hẹp nhất, trên những ròng rọc nhỏ hơn đầu bút chì của trẻ em, và thực hiện cả hai nhiệm vụ trong khi vẫn duy trì chuyển động với số chu kỳ có thể dự đoán được.
Điều quan trọng cần lưu ý là kỹ sư cáp của bạn có thể tư vấn trước về vật liệu cáp, giúp tiết kiệm thời gian, nguồn lực và thậm chí cả chi phí, những yếu tố then chốt khi lập kế hoạch chiến lược tiếp thị hiệu quả cho robot của bạn.
Với thị trường robot phẫu thuật đang phát triển nhanh chóng, việc chỉ cung cấp các dây cáp cơ khí để hỗ trợ chuyển động không còn đáp ứng được yêu cầu. Tốc độ và vị thế mà các nhà sản xuất robot phẫu thuật đưa những sản phẩm kỳ diệu của họ ra thị trường chắc chắn sẽ phụ thuộc vào mức độ dễ dàng đáp ứng nhu cầu tiêu dùng đại chúng. Đó là lý do tại sao điều quan trọng cần lưu ý là các kỹ sư cơ khí của bạn nghiên cứu, cải tiến và tạo ra các cụm cáp này mỗi ngày.
Ví dụ, người ta thường thấy rằng các dự án robot phẫu thuật ban đầu có thể sử dụng thép không gỉ với các đặc tính về độ bền, độ dẻo và khả năng đếm chu kỳ, nhưng cuối cùng vẫn sử dụng vonfram ở giai đoạn sau trong quá trình phát triển robot.
Ban đầu, các nhà sản xuất robot phẫu thuật thường sử dụng thép không gỉ trong 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 thực chất nó chỉ là sự thay đổi bề ngoài. Việc thay đổi 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 chế tạo dây cáp.
Dây cáp thép không gỉ tiếp tục khẳng định vị thế là vật liệu thiết yếu trong 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 chịu được chuyển động trong các thủ thuật nội soi/phẫu thuật nội soi, nhưng nó không có độ bền kéo tương đương với vật liệu giòn hơn nhưng đặc hơn và do đó bền hơn (gọi là vonfram).
Mặc dù vonfram rất phù hợp để thay thế thép không gỉ làm vật liệu cáp cho robot phẫu thuật, nhưng tầm quan trọng của sự hợp tác tốt giữa các nhà sản xuất cáp là không thể phủ nhận. 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 hàng đầu thế giới. Lựa chọn đúng nhà sản xuất cáp cũng là cách chắc chắn để đảm bảo bạn ưu tiên khoa học và tốc độ cải tiến kế hoạch chế tạo, điều này sẽ giúp bạn đạt được mục tiêu điều khiển chuyển động nhanh hơn so với các đối thủ cạnh tranh đang cố gắng đạt được điều tương tự.
Đăng ký nhận bản tin về Thiết kế và Gia công phần mềm Y tế. Đăng ký nhận bản tin về Thiết kế và Gia công phần mềm Y tế.Đăng ký nhận bản tin về Thiết kế và Gia công phần mềm Y tế.Đăng ký theo dõi Medical Design and Outsourcing. Đánh dấu trang, chia sẻ và tương tác với tạp chí thiết kế thiết bị y tế hàng đầu hiện nay.
DeviceTalks là diễn đàn dành cho các nhà lãnh đạo trong lĩnh vực công nghệ y tế. Đó là các sự kiện, podcast, hội thảo trực tuyến và các cuộc trao đổi ý tưởng & hiểu biết trực tiếp. Đó là các sự kiện, podcast, hội thảo trực tuyến và các cuộc trao đổi ý tưởng & hiểu biết trực tiếp.Đây là các sự kiện, podcast, hội thảo trực tuyến và các buổi trao đổi ý tưởng và hiểu biết trực tiếp.Đây là các sự kiện, podcast, hội thảo trực tuyến và các buổi 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, chuyên đưa tin về các thiết bị cứu sinh.
Bản quyền © 2022 VTVH Media LLC. Mọi quyền được bảo lưu. Không được phép sao chép, phân phối, truyền tải, lưu trữ hoặc sử dụng bất kỳ nội dung nào trên trang web này mà không có sự cho phép bằng văn bản trước của VTVH Media LLC. Sơ đồ trang web | Chính sách bảo mật | RSS