Research and Development on Multi-Degrees-of-Freedom Haptic Forceps for Surgical Simulator

手术模拟器多自由度触觉钳的研发

• 批准号: 23686046
• 负责人: SHIMONO Tomoyuki
• 金额: $ 17.47万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23686046/
• 关键词: ハプティクス; モーションコントロール; 制御工学; 電気機器工学; リニアモータ; パワーエレクトロニクス; 低侵襲性外科手術; 触覚伝達; バイオメカニクス; バイラテラル制御; メカトロニクス

In order to realize an innovative forceps system with high haptic transmission function, it was found that a new direct-drive actuation technology should be developed. In this research, a new half-circle-shaped linear motor was developed. This motor can provide pitch motion and yaw motion of a medical forceps. From the magnetic field analysis and the experiment on the prototype, it was confirmed that the developed system could achieve a circumference motion along a circle. The improved prototype showed enough thrust characteristics. Finally, a two-degrees-of-freedom platform based on the high-thrust circular shaft motor was developed. Then, the fundamental actuation technique based on the developed motor was established.

为了实现具有高触觉传递功能的创新型镊子系统，发现应开发新的直接驱动致动技术。在本研究中，一种新的半圆形直线电机的开发。该电机可以提供医疗镊子的俯仰运动和偏航运动。通过磁场分析和样机实验，证实了所研制的系统能够实现沿着圆周的运动。改进后的样机具有足够的推力特性。最后，研制了基于大推力圆轴电机的二自由度平台。在此基础上，建立了基于所研制的电机的基本驱动技术。

项目成果

円弧型シャフトモータの開発

圆弧轴电机的开发

• 发表时间: 2013
• 作者: 畑問健司;姜賢求;津守不二夫;三浦秀士;大村元紹，下野誠通，藤本康孝
• 通讯作者: 大村元紹，下野誠通，藤本康孝

円弧型シャフトモータのロバストモーションコントロール

弧轴电机的鲁棒运动控制

• 发表时间: 2013
• 作者: 下野誠通，大村元紹，浅井洋，藤本康孝

実世界ハプティクスへの応用に向けた円弧形シャフトモータの推力特性向上

改善弧形轴电机的推力特性以应用于现实世界的触觉

• 发表时间: 2013
• 作者: 越川卓;津守 不二夫;平林祐次郎;仲辻毅;XU YANG;長田 稔子;三浦 秀士;伊藤成顕,ソダーバンルーハッサネット,杉山正和,中野義昭;大村元紹，下野誠通，藤本康孝
• 通讯作者: 大村元紹，下野誠通，藤本康孝

A Suppression of Cut-off Frequency Fluctuation Based on Workspace Observer with Estimated Equivalent Mass for MDOF Bilateral System

基于等效质量估计的工作空间观测器的多自由度双边系统截止频率涨落抑制

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Shimono and T. Yamashita

多自由度マニピュレータの運動制御における外乱オブザーバに基づく制御性能向上手法

基于扰动观测器的多自由度机械臂运动控制控制性能改进方法

• 发表时间: 2012
• 作者: Y. Tanaka;Y. Kawamoto;M. Fujita and S. Noda;富樫信之，下野誠通，元井直樹
• 通讯作者: 富樫信之，下野誠通，元井直樹