マイクロサージェリーアーム用球面超音波モータの開発

显微手术臂球形超声电机的研制

• 批准号: 16760193
• 负责人: EKO Purwanto
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760193/
• 关键词: ステータ; ロータ; 圧電素子; 球面超音波モータ; マイクロサージェリーアーム; MRI環境

本研究の目的は,磁界を受けにくい高精度・高性能を持つ小型マイクロサージェリーアーム用球面超音波モータの開発を行うことである.本球面超音波モータは3個のステータと1個のロータからなり,非常に構造が簡単であるので,小型・軽量化が容易にできる.各ステータに生成される回転ベクトルを合成することにより,ロータの回転ベクトルが決まり,ロータを3自由度回転させることができると同時に低速時に大きいトルクが得られる(大きさ82x77x47mmで起動トルク1.5kg.cm).また,ステータに印加する電圧の波数を制御することにより,ミクロンオーダーの動きが可能となる.研究代表者が長年開発してきた球面超音波モータは3自由度,低速高トルク,軽量・小型化が可能,磁界の作用を受けにくく,また磁気を発生しない,といった主な特徴を有するモータである.他に,球面超音波モータに印加する電圧の波数を制御することにより,ミクロンオーダーの微小な運動の制御が可能であるので,磁界を受けにくい高精度・高性能を持つ小型手術アームとして用いることができる.本研究は球面超音波モータの特徴を利用し,マイクロサージェリーに使用できるモータ及びアームの最適設計を行い,アーム制御手法の構築を行う.さらにアームを2つにする場合の協調動作制御技術の確立を目指している.患者の手術のときの負担を軽減するために,低侵襲の手術について様々な手術支援機器が開発されている.本研究は,微細手術ロボットのアクチュエータとして球面超音波モータを提案し,平成16年度は,提案したアクチュエータの位置制御実験を行い,有効性を確認した.高精度の位置決めができる能力と複雑な運動ができる能力を有するアクチュエータが必要となるので,提案した球面超音波モータが有望であることを確認した.今後の課題としてMRI環境下での検証が必要となる.例えば,球面超音波モータの動作について正常に動くかどうかあるいはMRI装置に測定不可能になるほど影響を与えるかどうかを検証する.

The purpose of this study is to use a spherical ultrasonic sensor to open a magnetic field with high precision and high performance.発を行うことである. This spherical ultrasonic wave 3 pieces of のステータと1のロータからなり, very にstructure が简単であるので, Small and easy to quantify転ベクトルを综合することにより,ロータの回転ベクトルがDetermination, ロータを3 degrees of freedom return to the 転させることができると simultaneously and at low speed に大きいトルクが got られる(大きさ82x77x4 7mm トルク1.5kg.cm).ーダーのmovable きがpossible となる. Research representative が has been open for many years してきたspherical ultrasonic モータは 3 degrees of freedom, low speed and high トルク, large volume and small size It is possible to change the magnetic field, and the effect of the magnetic field is affected by the magnetic field. SoundwaveモータにIncaする电voltaのwavenumberをcontrolすることにより,ミクロンオーダーの Tiny movement of the control is possible であるので, magnetism It is a high-precision and high-performance system that can be used for minor surgeries. This study is based on the special features of spherical ultrasound.できるモータ和びアームのoptimal designを行い,アームcontrolling techniqueのconstructionを行う.さらにアームを2つにするThe coordinated action control technology has been established and the patient's surgical burden has been reduced. Low-invasion surgery, surgical support machine, open 発されている, this study, micro-surgery, micro-surgery Proposal for ultrasonic wave detection, FY2016, Proposal for position control, confirmation of effectiveness, High precision The degree of position determination and the ability to move and the ability to move are necessary and necessary, and the proposal is spherical ultrasound.モータがIt is expected that であることをconfirmation した.Future issues としてIt is necessary to confirm the evidence in MRI environment となる.Example えば, spherical ultrasound モータの动についてNormal actionくかどうかあるいはMRI device にMeasurement is impossible になるほど Impact を and えるかどうかを検证する.