সার্জিক্যাল রোবট স্লিপ রিং ইন্টিগ্রেশন: কম টর্ক, সংকেত অখণ্ডতা এবং বৈধতা

একটি স্লিপ রিং একটি সার্জিক্যাল রোবটে তখনই উপযোগী হতে পারে যখন একটি ঘূর্ণায়মান জয়েন্টের বৈদ্যুতিক ধারাবাহিকতার প্রয়োজন হয় যে নমনীয় ক্যাবলিং প্রয়োজনীয় গতি খামের মধ্যে নির্ভরযোগ্যভাবে প্রদান করতে পারে না। তাই ইঞ্জিনিয়ারিং সমস্যাটি কেবল "মেডিকেল স্লিপ রিং" খুঁজে পাওয়া নয়। এটি জয়েন্টের অভ্যন্তরে সম্পূর্ণ স্থির থেকে ঘূর্ণায়মান ইন্টারফেসকে সংজ্ঞায়িত করা এবং প্রমাণ করা যে রোবট চলার সময় এর যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক আচরণ গ্রহণযোগ্য থাকে।

এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ একটি নির্ভুল রোবট জয়েন্ট একই অবস্থানে বেশ কয়েকটি সীমাবদ্ধতাকে একত্রিত করতে পারে: সীমিত রেডিয়াল বা অক্ষীয় স্থান, একটি কেন্দ্রীয় যন্ত্র বা ক্যাথেটার প্যাসেজ, কম উপলব্ধ টর্ক মার্জিন, মোটর বা অ্যাকচুয়েটর শক্তি, এনকোডার প্রতিক্রিয়া, সেন্সর, ইমেজিং বা ডেটা চ্যানেল, শিল্ডিং এবং গ্রাউন্ডিং, এবং দিক পরিবর্তন। একটি নকশা যা একটি স্ট্যাটিক ধারাবাহিকতা পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয় তা এখনও অগ্রহণযোগ্য ঘূর্ণন প্রতিরোধ, কোণ-নির্ভর সংকেত ত্রুটি বা একীকরণের পরে যোগাযোগের সমস্যা তৈরি করতে পারে।

এই নির্দেশিকা সেই ইন্টিগ্রেশন এবং বৈধকরণের কাজকে কেন্দ্র করে। এটা বিস্তৃত প্রতিস্থাপন নারোবট স্লিপ রিং নির্বাচন গাইড, এবং এটি বাণিজ্যিক প্রতিস্থাপন করে নামেডিকেল স্লিপ রিং সমাধানপৃষ্ঠা এটি মেডিকেল-ডিভাইস নিয়ন্ত্রক সম্মতিও স্থাপন করে না। প্রযোজ্য নিরাপত্তা, EMC, জীবাণুমুক্তকরণ, বায়োকম্প্যাটিবিলিটি এবং নিয়ন্ত্রক প্রয়োজনীয়তাগুলি অবশ্যই সরঞ্জাম প্রস্তুতকারকের দ্বারা সম্পূর্ণ ডিভাইস স্তরে সংজ্ঞায়িত করা উচিত।

প্রথমে জয়েন্টের আসলে একটি স্লিপ রিং প্রয়োজন কিনা তা নির্ধারণ করুন

প্রতিটি সার্জিক্যাল রোবট অক্ষ একটি স্লিপ রিং থেকে উপকৃত হয় না। একটি সীমিত-কোণ জয়েন্ট একটি সাবধানে রুট করা নমনীয় তারের দ্বারা ভালভাবে পরিবেশন করা যেতে পারে। কেস শক্তিশালী হয়ে ওঠে যখন জয়েন্টের ক্রমাগত রোল, বারবার ঘূর্ণন যা অন্যথায় তারের বাতাস করবে, বা একটি কমপ্যাক্ট রোটারি ইন্টারফেস যা একটি যন্ত্র, ক্যাথেটার, শ্যাফ্ট বা অন্যান্য পরিষেবার জন্য একটি কেন্দ্রীয় প্যাসেজ সংরক্ষণ করতে হবে।

প্রকাশিত সার্জিক্যাল-রোবট আর্কিটেকচার দেখায় কেন এই পার্থক্য গুরুত্বপূর্ণ। একটি রোবোটিক সার্জিক্যাল-সিস্টেম পেটেন্ট বর্ণনা করে যে একটি স্লিপ রিং একটি টুল হোল্ডারে একত্রিত করা হয়েছে যাতে শক্তি এবং সংকেত স্থানান্তর করা যায় যখন একটি কেন্দ্রীয় উত্তরণ ঘূর্ণায়মান সমাবেশের মাধ্যমে সারিবদ্ধ থাকে। একই আর্কিটেকচারে এনকোডার ইলেকট্রনিক্স, মোটর-পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং ঘূর্ণায়মান টুল ইন্টারফেসের চারপাশে একটি টর্ক-সেন্সিং ফাংশন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। প্রকাশিত দেখুনঅস্ত্রোপচার রোবোটিক্স পেটেন্টএই সিস্টেম-স্তরের ইন্টিগ্রেশনের উদাহরণের জন্য।

এমআর-কন্ডিশনাল ইন্টারভেনশনাল রোবোটিক্সের উপর একাডেমিক কাজ একটি ফাঁপা-শ্যাফ্ট স্লিপ-রিং ব্যবস্থাও প্রদর্শন করেছে যা ক্রমাগত ঘূর্ণন সক্ষম করার সময় মোটর ওয়্যারিং থেকে একটি ক্যাথেটার পাথকে পৃথক করে। এই উদাহরণটি দরকারী কারণ এটি দেখায় যে স্লিপ রিংটি জয়েন্টের মাধ্যমে যান্ত্রিক পথ থেকে স্বাধীনভাবে মূল্যায়ন করা যায় না। দেখুনUCL/IEEE রোবোটিক কার্ডিয়াক ইন্টারভেনশন স্টাডি.

একটি আর্কিটেকচার নির্বাচন করার আগে যৌথ ইন্টারফেস মানচিত্র তৈরি করুন

স্থির দিক এবং ঘূর্ণায়মান দিকের মধ্যে সীমানা অঙ্কন করে শুরু করুন। তারপর প্রতিটি বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক ফাংশন তালিকাভুক্ত করুন যা অবশ্যই সেই সীমানা অতিক্রম করতে হবে বা সহাবস্থান করতে হবে। সার্কিট গণনা দিয়ে শুরু করবেন না।

প্রতিটি সার্জিক্যাল রোবট এই সমস্ত ফাংশন ব্যবহার করে না। মানচিত্রটির উদ্দেশ্য হল অনুমান প্রতিরোধ করা। "দশটি সংকেত" একটি ব্যবহারযোগ্য সংজ্ঞা নয় যদি সেই দশটি পথে একটি এনকোডার জোড়া, একটি এনালগ সেন্সর, একটি ক্যামেরা লিঙ্ক এবং একটি যোগাযোগ বাস অন্তর্ভুক্ত থাকে।

যান্ত্রিক ইন্টিগ্রেশন পণ্যের প্রকারের আগে আসে

ইন্টারফেস মানচিত্র পরিষ্কার হয়ে গেলে, যান্ত্রিক খামটি সংজ্ঞায়িত করুন। সর্বাধিক বাইরের ব্যাস, উপলব্ধ অক্ষীয় দৈর্ঘ্য, প্রয়োজনীয় কেন্দ্র খোলা, মাউন্টিং পৃষ্ঠ, রটার/স্টেটর অভিযোজন, অনুমোদিত রানআউট বা মিসলাইনমেন্ট, তারের-প্রস্থান দিক, সংযোগকারীর অবস্থান এবং পরিষেবা অ্যাক্সেস রেকর্ড করুন।

তিনটি সাধারণ স্থাপত্য সিদ্ধান্ত ট্রেড-অফকে চিত্রিত করে:

এগুলি স্থাপত্যের পছন্দ, দাবি করে না যে একটি নির্দিষ্ট পরিবার স্বয়ংক্রিয়ভাবে অস্ত্রোপচারের জন্য উপযুক্ত। চিকিৎসা উপযোগীতা, পরিচ্ছন্নতার এক্সপোজার, উপাদানের প্রয়োজনীয়তা এবং কোনো প্রকল্প-নির্দিষ্ট সম্মতির প্রয়োজনীয়তা এখনও তাদের নিজস্ব যাচাইকরণের প্রয়োজন।

কম টর্ক একটি যৌথ বাজেট হিসাবে নির্দিষ্ট করা উচিত

"কম ঘূর্ণন সঁচারক বল" একটি নির্ভুল জয়েন্টের জন্য খুব অস্পষ্ট। দরকারী প্রশ্ন হল সম্পূর্ণ জয়েন্টটি কতটা ঘূর্ণনশীল প্রতিরোধ সহ্য করতে পারে এবং সেই বাজেটের কতটা স্লিপ রিংয়ে বরাদ্দ করা যেতে পারে।

সর্বনিম্ন, পার্থক্য করুন:

• শুরু বা বিচ্ছিন্ন টর্ক- গতি শুরু হলে যে প্রতিরোধকে অবশ্যই অতিক্রম করতে হবে;
• চলমান টর্ক- প্রতিষ্ঠিত ঘূর্ণন সময় প্রতিরোধের;
• টর্ক বৈচিত্র- কৌণিক অবস্থান, দিক, গতি বা সময়ের সাথে পরিবর্তন;
• সিস্টেম টর্ক- স্লিপ রিং, বিয়ারিং, সিল, গিয়ারিং, ক্যাবল প্রিলোড, সংযোগকারী রাউটিং এবং অন্যান্য যৌথ উপাদানগুলির সম্মিলিত প্রভাব।

এই পার্থক্যটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ একটি রোবট তার গড় চলমান-টর্ক লক্ষ্য পূরণ করতে পারে এবং এখনও একটি অবাঞ্ছিত স্টার্ট-আপ শিখর বা কোণ-নির্ভর বৈচিত্র প্রদর্শন করতে পারে। তাই স্লিপ-রিং স্পেসিফিকেশনে "ন্যূনতম ঘর্ষণ" অনুরোধ করার পরিবর্তে গতি-নিয়ন্ত্রণ নকশার জন্য গুরুত্বপূর্ণ টর্কের পরিমাণ উল্লেখ করা উচিত।

প্রস্তাবিত টর্ক বৈধতা ক্রম

1. স্লিপ রিং ছাড়া জয়েন্টটি পরিমাপ করুন যদি আর্কিটেকচার একটি অর্থপূর্ণ বেসলাইনের অনুমতি দেয়।
2. চূড়ান্ত মাউন্টিং পদ্ধতি এবং তারের রাউটিং ব্যবহার করে স্লিপ রিং ইনস্টল করুন।
3. উভয় দিকে ব্রেকঅ্যাওয়ে টর্ক পরিমাপ করুন।
4. অভিপ্রেত গতি পরিসীমা উপর চলমান টর্ক পরিমাপ.
5. শুধুমাত্র গড় মানের উপর নির্ভর না করে কোণ-পুনরাবৃত্তিযোগ্য শিখরগুলি সন্ধান করুন৷
6. লাইফসাইকেল ড্রিফট সিস্টেমের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হলে প্রতিনিধি অপারেটিং চক্রের পরে পুনরাবৃত্তি করুন।

সঠিক গ্রহণযোগ্যতার সীমা অবশ্যই রোবটের যান্ত্রিক এবং নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজনীয়তা থেকে আসতে হবে। সেগুলি একটি সাধারণ ক্যাটালগ মান বা অন্য রোবট প্ল্যাটফর্ম থেকে অনুলিপি করা উচিত নয়৷

প্রতিটি সিগন্যাল পাথকে বৈদ্যুতিক ইন্টারফেস হিসাবে বিবেচনা করুন, তারের গণনা নয়

সার্জিক্যাল রোবট জয়েন্টগুলি এনকোডার, সেন্সর, ক্যামেরা এবং যোগাযোগ চ্যানেলগুলির সাথে অ্যাকচুয়েটর শক্তিকে একত্রিত করতে পারে। এই ফাংশনগুলির বিভিন্ন বৈদ্যুতিক প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, তাই অভ্যন্তরীণ বিন্যাস চূড়ান্ত হওয়ার আগে চ্যানেল বরাদ্দ সংজ্ঞায়িত করা উচিত।

নিম্ন-স্তরের প্রতিক্রিয়ার জন্য, সিগন্যাল রেফারেন্স, শিল্ডিং, রিটার্ন-কারেন্ট পাথ এবং স্যুইচিং পাওয়ারের নৈকট্য বিবেচনা করুন। ইথারনেট, ভিডিও, ইউএসবি বা অন্য উচ্চ-গতির ইন্টারফেসের জন্য, প্রকৃত শারীরিক স্তর, তারের নির্মাণ, সংযোগকারী এবং প্রয়োজনীয় ডেটা কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করুন। বৈদ্যুতিক ধারাবাহিকতা একা প্রোটোকল সামঞ্জস্য স্থাপন করে না।

ডিজাইনের তিনটি ভিন্ন সমস্যাও আলাদা করা উচিত যা প্রায়শই একক শব্দ "গোলমাল" দিয়ে বর্ণনা করা হয়:

• স্লাইডিং ইন্টারফেসে গতিশীল যোগাযোগ-প্রতিরোধের ভিন্নতা;
• মোটর, ড্রাইভ বা প্রতিবেশী পাওয়ার সার্কিট থেকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কাপলিং;
• সম্পূর্ণ ক্যাবল-টু-স্লিপ-রিং-টু-কেবল পাথের মধ্যে ক্রসস্টালক বা গ্রাউন্ডিং সমস্যা।

স্ট্যাটিক এবং ডাইনামিক রেজিস্ট্যান্সের মধ্যে পরিমাপের সীমানার জন্য, বাইটিউনের দেখুনস্লিপ রিং যোগাযোগ প্রতিরোধের গাইড. শিল্ডিং, গ্রাউন্ডিং এবং ঘূর্ণন-সম্পর্কিত অস্থিরতার মতো বিস্তৃত সংকেত-পথের কারণগুলির জন্য, দেখুনসংকেত স্থিতিশীলতা নির্দেশিকা.

স্লিপ রিং দিয়ে কেবল, সংযোগকারী এবং গ্রাউন্ডিং ইন্টারফেসগুলি সংজ্ঞায়িত করুন

একটি উপযুক্ত স্লিপ রিং সিস্টেম স্তরে এখনও ব্যর্থ হতে পারে যদি আশেপাশের আন্তঃসংযোগ খারাপভাবে একত্রিত হয়। জয়েন্টের কাছাকাছি তারের নমন যান্ত্রিক প্রতিরোধ যোগ করতে পারে। একটি অসমর্থিত সংযোগকারী বিপরীত অধীনে সরাতে পারে. একটি ঢাল যা স্থির এবং ঘূর্ণায়মান দিকে ভিন্নভাবে সমাপ্ত হয় তা একটি অপ্রত্যাশিত প্রত্যাবর্তন পথ তৈরি করতে পারে। একটি উচ্চ-গতির ডাটা চ্যানেল তার অভিপ্রেত জ্যামিতি হারাতে পারে যদি ঘূর্ণমান সমাবেশের মাধ্যমে রূপান্তরটিকে সাধারণ তারের হিসাবে বিবেচনা করা হয়।

নথি:

• স্থির-সাইড তারের প্রকার এবং দৈর্ঘ্য;
• ঘূর্ণায়মান-সাইড তারের প্রকার এবং দৈর্ঘ্য;
• সংযোগকারী অবস্থান এবং অভিযোজন;
• স্ট্রেন ত্রাণ এবং অনুমতিযোগ্য তারের আন্দোলন;
• উভয় পক্ষের ঢাল সমাপ্তি;
• সংকেত রেফারেন্স এবং চ্যাসিস/বন্ধন কৌশল;
• মোটর বা সুইচিং-পাওয়ার কন্ডাক্টর থেকে বিচ্ছেদ;
• স্লিপ রিং একটি পরিষ্কার, নির্বীজন বা জীবাণুমুক্ত বাধা ভিতরে বা বাইরে বসে কিনা।

শেষ আইটেমটি একটি সিস্টেম-সীমানা প্রশ্ন, স্লিপ রিং নিজেই নির্বীজনযোগ্য হতে হবে অনুমান করার কারণ নয়। যদি উপাদানটি একটি সংজ্ঞায়িত পরিচ্ছন্নতা বা জীবাণুমুক্তকরণ প্রক্রিয়ার সংস্পর্শে আসে, উপাদান, সীল, লুব্রিকেন্ট, তারের এবং সংযোগকারীর সামঞ্জস্য অবশ্যই সেই প্রকৃত প্রক্রিয়ার বিরুদ্ধে যাচাই করা উচিত।

একটি ডাইনামিক ভ্যালিডেশন ম্যাট্রিক্স ব্যবহার করুন, একটি একক বেঞ্চ পরীক্ষা নয়

গ্রহণযোগ্যতা পরিকল্পনাটি ভেরিয়েবলগুলিকে পুনরুত্পাদন করা উচিত যা ইনস্টল করা রোবটে কর্মক্ষমতা পরিবর্তন করতে পারে। একটি ব্যবহারিক ম্যাট্রিক্স সেই ভেরিয়েবলগুলিকে আলাদা করে যাতে গতি, লোড, দিক, সংলগ্ন চ্যানেল বা ফিজিক্যাল-লেয়ার লিঙ্কে ব্যর্থতা চিহ্নিত করা যায়।

পরিমাপ পরিমাণ ফাংশন মেলে উচিত. একটি এনালগ সেন্সরের জন্য, এটি গোলমাল, অফসেট বা প্রবাহ হতে পারে। একটি এনকোডারের জন্য, এটি ত্রুটির সংখ্যা বা অবস্থানের ধারাবাহিকতা হতে পারে। একটি নেটওয়ার্ক লিঙ্কের জন্য, এটি লিঙ্কের স্থায়িত্ব, প্যাকেট ত্রুটি বা ইন্টারফেসের জন্য উপযুক্ত একটি শারীরিক-স্তর পরিমাপ হতে পারে। জয়েন্টের জন্য, টর্ক একই তারের রাউটিং এবং রোবটে ব্যবহৃত মাউন্ট অবস্থার অধীনে ক্যাপচার করা উচিত।

পরিবর্তনশীল পরিবর্তনশীল দ্বারা ব্যর্থতা নির্ণয় করুন

সার্জিক্যাল রোবট স্লিপ রিং স্পেসিফিকেশন ব্লক

একটি কাস্টম বা অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট ঘূর্ণমান ইন্টারফেসের জন্য, RFQ-এর শুধুমাত্র কাঙ্খিত স্লিপ-রিং ব্যাসের পরিবর্তে জয়েন্টের বর্ণনা করা উচিত।

• যৌথ ফাংশন:বেস, আর্ম জয়েন্ট, কব্জি, টুল রোল, ইন্সট্রুমেন্ট ড্রাইভ বা অন্যান্য ঘূর্ণায়মান ইন্টারফেস।
• গতি:ক্রমাগত ঘূর্ণন, সীমিত ঘূর্ণন, দোলন বা পুনরাবৃত্তি বিপরীত।
• গতি:স্বাভাবিক এবং সর্বোচ্চ অপারেটিং গতি প্লাস রিভার্সাল বা এক্সিলারেশন প্রোফাইল যেখানে প্রাসঙ্গিক।
• যান্ত্রিক খাম:সর্বাধিক OD, অক্ষীয় দৈর্ঘ্য, মাউন্টিং ইন্টারফেস এবং সংযোগকারী ছাড়পত্র।
• কেন্দ্রীয় উত্তরণ:প্রয়োজনীয় পরিষ্কার বোর এবং কি এর মধ্য দিয়ে যেতে হবে।
• টর্ক:জয়েন্টের একটি সংজ্ঞায়িত টর্ক বাজেট থাকলে অনুমোদিত শুরু, চলমান এবং পরিবর্তনের সীমা।
• পাওয়ার সার্কিট:ভোল্টেজ, একটানা কারেন্ট, পিক/ইনরাশ কন্ডিশন এবং প্রতিটি সার্কিট গ্রুপের জন্য ডিউটি ​​সাইকেল।
• সেন্সর / এনকোডার সার্কিট:সঠিক ফাংশন, সংকেত স্তর, রেফারেন্স এবং তারের/ঢাল প্রয়োজনীয়তা।
• ডেটা / ভিডিও:সঠিক ইন্টারফেস, শারীরিক স্তর, ডেটা রেট, তারের এবং সংযোগকারী সংজ্ঞা।
• গ্রাউন্ডিং / শিল্ডিং:প্রয়োজনীয় চ্যাসিস, শিল্ড এবং সিগন্যাল-রেফারেন্স ব্যবস্থা।
• পরিবেশ:তাপমাত্রা, কম্পন, পরিষ্কার/জীবাণুমুক্তকরণ এক্সপোজার এবং অন্যান্য প্রাসঙ্গিক অবস্থা।
• গ্রহণযোগ্যতা পরীক্ষা:ঘূর্ণন করার সময় কি পরিমাপ করা আবশ্যক, কোন বৈদ্যুতিক লোডের অধীনে এবং কোন গতির অবস্থা।

যদি একটি আদর্শ পণ্য সম্মিলিত খাম, টর্ক, চ্যানেল এবং বৈধতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে না পারে, তাহলে প্রকল্পটি একটিতে যেতে পারেকাস্টম স্লিপ রিংমূল্যায়ন কাস্টমাইজেশন একটি সংজ্ঞায়িত যৌথ সীমাবদ্ধতা সমাধান করা উচিত; এটি একটি অসম্পূর্ণ ইন্টারফেস স্পেসিফিকেশন জন্য প্রতিস্থাপন করা উচিত নয়.

রাখার জন্য একীকরণের নিয়ম

একটি সার্জিক্যাল রোবট জয়েন্টের জন্য, স্লিপ রিংটিকে গতি-নিয়ন্ত্রণ এবং সংকেত-ট্রান্সমিশন সিস্টেমের অংশ হিসাবে বিবেচনা করা উচিত, একটি বিচ্ছিন্ন সংযোগকারী হিসাবে নয়। প্রথমে জয়েন্টটিকে সংজ্ঞায়িত করুন, প্রয়োজনীয় কেন্দ্রীয় উত্তরণ এবং যান্ত্রিক খাম সংরক্ষণ করুন, একটি বাস্তবসম্মত টর্ক বাজেট বরাদ্দ করুন, প্রতিটি বৈদ্যুতিক ইন্টারফেসকে ফাংশন দ্বারা আলাদা করুন এবং প্রতিনিধি লোড এবং গতির অধীনে সম্পূর্ণ ঘূর্ণন পথকে যাচাই করুন।

এই পদ্ধতিটি দায়িত্বের একটি সুস্পষ্ট বিভাজন তৈরি করে: বিস্তৃত রোবট গাইড ব্যাখ্যা করে কখন এবং কীভাবে রোবট স্লিপ রিং ব্যবহার করে, মেডিকেল সমাধান পৃষ্ঠাটি অ্যাপ্লিকেশন-স্তরের বাণিজ্যিক প্রয়োজনীয়তাগুলিকে সমর্থন করে, এবং এই ইন্টিগ্রেশন গাইডটি একটি নির্ভুল সার্জিক্যাল-রোবট রোটারি জয়েন্টের ভিতরে প্রয়োজনীয় ইঞ্জিনিয়ারিং কাজের উপর ফোকাস করে।