多自由度超音波モータを用いた低侵襲手術用マスター・スレーブマニピュレータの研究

多自由度超声电机微创手术主从机械臂研究

基本信息

  • 批准号:
    02F00080
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

多自由度超音波モータを用いた低侵襲手術においては,患者の幹部を傷つけないために,ロボットハンドがコンプライアンス(柔軟性)を有することが不可欠である。ところが,従来のロボットのコンプライアンス制御では,、力センサによるノイズが無視できない,全自由度のコンプライアンス制御が困難であるなどの問題があった。このため,本研究では,ヒトの運動制御に学ぶ2自由度関節を有するロボットアームの平衡点制御法の検討を行った。まず,位置制御用アクチュエータと弾性要素を用いることによって単純なフィードバック制御により安全な制御を行うことが可能な従来の平衡点制御を拡張し,位置制御に超音波モータを,力制御にDCモータを用いるダブル・アクチュエータ関節の制御法を提案した。この手法によれば,従来の平衡点制御を可変コンプライアンスに拡張することができるため,ヒトの制御法に類似している上,ヒューマンフレンドリーである。つぎに,本手法を用いれば,容易に位置と力の制御を精度よく行えることを数値シミュレーションにより確認した。さらに,2関節4自由度を有するマスター・スレーブロボットアームを製作し,それぞれの関節に力制御および位置制御のための2自由度を持たせる平衡点制御手法の妥当性を検証した。実験の結果,本手法を用いれば,従来の手法よりも容易にコンプライアンス制御を行えることを確認した。本手法を,1年目に開発した多自由度鉗子に適用すれば,従来よりもさらに低侵襲な手術用マニピュレータの実現が可能になると考えられる。
Multi degree of freedom ultrasonic モ ー タ を with い た minimally invasive surgery に お い て は, を injury patients の cadres つ け な い た め に, ロ ボ ッ ト ハ ン ド が コ ン プ ラ イ ア ン ス (flexible) を す る こ と が not owe で あ る. と こ ろ が 従 to の ロ ボ ッ ト の コ ン プ ラ イ ア ン ス suppression で は,, force セ ン サ に よ る ノ イ ズ が ignore で き な い, all degrees of freedom の コ ン プ ラ イ ア ン ス suppression が difficult で あ る な ど の problem が あ っ た. こ の た め, this study で は, ヒ ト の sports system royal に ぶ section 2 dof masato を have す る ロ ボ ッ ト ア ー ム の balance suppression method の 検 line for を っ た. ま ず, position the imperial ア ク チ ュ エ ー タ と 弾 factor を with い る こ と に よ っ て 単 pure な フ ィ ー ド バ ッ ク suppression に よ り security な suppression を line う こ と が may な 従 to の balance suppression を company, zhang し, position suppression に ultrasound モ ー タ を, force suppression に DC モ ー タ を with い る ダ ブ ル · ア ク チ ュ エ ー タ masato section の suppression method proposed を し た . こ の gimmick に よ れ ば 従 to royal を の balance system can - コ ン プ ラ イ ア ン ス に company, zhang す る こ と が で き る た め, ヒ ト の suppression method に similar し て い る, ヒ ュ ー マ ン フ レ ン ド リ ー で あ る. つ ぎ に. This technique を い れ ば, easy に position と force の suppression を precision よ く line え る こ と を the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り confirm し た. さ ら に, 2 masato section 4 dof を have す る マ ス タ ー · ス レ ー ブ ロ ボ ッ ト ア ー ム を し, そ れ ぞ れ の masato section に force suppression お よ び position suppression の た め の 2 dof を hold た せ る balance system method of equestrian の justice を 検 card し た. Be 験 の as a result, this technique を い れ ば, 従 to の gimmick よ り も easy に コ ン プ ラ イ ア ン ス suppression を line え る こ と を confirm し た. This gimmick を, 1 years mesh に 発 し た multi-freedom pliers に applicable す れ ば, 従 to よ り も さ ら に minimally invasive な surgical マ ニ ピ ュ レ ー タ の may be が now に な る と exam え ら れ る.

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Shinsuk Park, Kenjiro Takemura, Takashi Maeno: "Development of Multi-DOF Ultrasonic Actuators for Surgical Tools"Proc.Internoise 2003 the 32nd International Congress and Exposition on Noise Control Engineering. 3039-3046 (2003)
Shinsuk Park、Kenjiro Takemura、Takashi Maeno:“用于手术工具的多自由度超声波执行器的开发”Proc.Internoise 2003 第 32 届国际噪声控制工程大会暨博览会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
朴伸錫, 竹村研治郎, 前野隆司: "多自由度超音波モータを用いた多自由度鉗子システムの開発"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'03講演論文集. 03-4. (2003)
Shin-seok Park、Kenjiro Takemura、Takashi Maeno:“使用多自由度超声波电机开发多自由度镊子系统”日本机械工程师学会机器人和机电一体化会议03会议记录03-4。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
朴伸錫, 竹村研治郎, 前野隆司: "多自由度超音波モータを用いた多自由度鉗子システムの開発"日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2003. (Accepted).
Shin-seok Park、Kenjiro Takemura、Takashi Maeno:“使用多自由度超声波电机的多自由度镊子系统的开发”日本机械工程师学会机器人与机电一体化会议 2003 年。(已录用) 。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Park, K.Takemura, T.Maeno: "Development of Multi-DOF Ultrasonic Actuators for Surgical Tools"Internoise 2003. (Accepted).
S.Park、K.Takemura、T.Maeno:“用于手术工具的多自由度超声波执行器的开发”Internoise 2003。(已接受)。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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    0
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  • 通讯作者:
    佐々木卓実
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    元木 陽平;山田 浩史;昆陽 雅司;田所 諭;前野 隆司
  • 通讯作者:
    前野 隆司
ヒト指腹部における凹凸知覚の有限要素解析
人体指腹不均匀感知的有限元分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    新見 孝之;仲谷 正史;前野 隆司
  • 通讯作者:
    前野 隆司

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