|
DOI: 10.14489/hb.2018.10.pp.055-060
Филиппов Г. С., Глазунов В. А., Ласточкин А. Б.
МЕХАНИЗМ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ С ПЯТЬЮ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ ДЛЯ ВЕРТЕБРАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ И АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
(с. 55 - 60)
Аннотация. В статье рассмотрен механизм параллельной структуры с 5 степенями свободы для проведения медицинских операций. Решена задача о положениях. Рассматривается применение роботов в медицинской промышленности. Рассмотрены основные трудности, возникающие при использовании роботом в малоинвазивных хирургических операциях. Предложен механизм параллельной структуры с 5-DOF, позволяющий снять ряд известных проблем. Рассматриваемый механизм может быть использован в широком спектре областей, включая медицинские операции, а также аддитивные технологии. Предложенная модель робота позволяет решать сложные технические задачи, возникающие при лапароскопии и вертикальной хирургии. Приведено обоснование предпочтительности применения механизмов параллельной структуры. Выполнен структурный анализ роботизированной хирургической системы. Вычисляется число степеней свободы. Подробным образом вычисляется положение кинематики. Произведены расчёты для реальных параметров разработанного робота. Приведено описание изготовленного прототипа разработанного механизма.
Ключевые слова: механизм параллельной структуры; хирургический робот; 5 степеней свободы; робот; аддитивные технологии.
Filippov G. S., Glazunov V. A., Lastochkin A. B.
5-DOF PARALLEL STRUCTURE MECHANISM FOR VERTEBRAL SURGERIES AND ADDITIVE MANUFACTURING
(pp. 55 - 60)
Abstract. The article is devoted to 5-DOF mechanism of parallel structure for surgical applications. The kinematics position is calculated. The article deals with the use of robots in the medical industry. The main difficulties encountered when using the robot in minimally invasive surgical operations are considered. The mechanism of parallel structure with 5-DOF, allowing to remove a number of known probems, is offered. The mechanism under consideration can be used in a wide range of areas, including medical operations, as well as additive technologies. The proposed model of the robot allows to solve complex technical problems arising in laparoscopy and vertical surgery. The substantiation of preference of application of mechanisms of parallel structure is given. The structural analysis of robotic surgical system was performed. The number of degrees of freedom is calculated. The position of the kinematics is calculated in detail. Calculations are made for real parameters of the developed robot. The description of the prototype of the developed mechanism is given.
Keywords: Parallel structure mechanism; Surgical robot; 5-DOF; Robot; Additive manufacturing.
Г. С. Филиппов, В. А. Глазунов, А. Б. Ласточкин (Институт машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН), Москва, Россия) E-mail
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
G. S. Filippov, V. A. Glazunov, A. B. Lastochkin (Federal Budget-Funded Research Institute for Machine Science named after A. A. Blagonravov of the Russian Academy of Sciences (IMASH RAN), Moscow, Russia)
1. Ганиев Р. Ф., Глазунов В. А. Манипуляционные механизмы параллельной структуры и их приложения в современной технике // ДАН. 2014. Т. 459, № 4. С. 1 – 4.
2. Angeles J. The Qualitative Synthesis of Parallel Manipulators // Journal of Mechanical Design. 2004. V. 126. Р. 617 – 624.
3. Манипуляционные механизмы параллельной структуры и некоторые их применения в медицине / В. А. Глазунов, А. В. Духов, С. А. Шептунов и др. // Качество. Инновации. Образование. 2016. № 2. С. 84 – 86.
4. Разработка сферических роботов параллельной структуры для полостных операций / В. А. Глазунов, Л. В. Гаврилина, А. В. Духов, Н. Л. Ковалева, С. В. Левин // Медицина и высокие технологии. 2017. № 3. С. 62 – 66.
5. Демидов С. М., Глазунов В. А., Ласточкин А. Б., Артеменко Ю. Н. Анализ углов давления и особых положений модулей параллельной структуры, предназначенных для механизмов относительного манипулирования // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2011. № 5. С. 11 – 20.
6. Артеменко Ю. Н., Сильвестров Э. Е., Кореновский В. В., Глазунов В. А. Синтез механизмов параллельной структуры для ориентации антенны космического телескопа // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2012. № 4. С. 3 – 9.
7. Glazunov V., Laryushkin P., Kheylo S. 3-DOF Translational and Rotational Parallel Manipulators // New Trends in Mechanism and Machine Science. Theory and Application in Engineering. Editors: F. Viadero and M. Ceccarelli. Springer Dordrecht Heidelberg New York London. ISSN 2211-0984. 2012. P. 199 – 207.
8. Kozyrev A., Glazunov V. Finite Element Modeling and Analysis of an Izoglide – Type Parallel Manipulator to Determine its Rigidity/Stiffness // New Trends in Mechanism and Machines Sciences. Springer, 2015. V. 24. P. 203 – 210.
9. Glazunov V., Nosova N., Ceccarelli M. Kinematics of a 6 DOFs Manipulator with a Interchangeable Translation and Rotation Motions // Recent Advances in Mechanism Design for Robotics. Proceedings of the 3rd IFToMM Symposium on Mechanism Design for Robotics. Springer International Publishing Switzerland. ISSN 2211-0984. 2015. P. 407 – 416.
10. Rashoyan G. V., Lastochkin A. B., Glazunov V. A. Kinematic Analysis of a Spatial Parallel Structure Mechanism with a Circular Guide // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. Allerton Press, Inc. 2015. V. 44, No. 7. Р. 54 – 60.
11. Glazunov V., Kheylo S. Dynamics and Control of Planar, Translational and Spherical Parallel Manipulators // Dynamic Balancing of Mechanisms and Synthesizing of Parallel Robots. Springer. 2016. ISBN 978-3-319-17682-6. Editors Dan Zhang and Bin Wei. P. 365 – 402.
12. Разработка роботов параллельной структуры портального типа для ортопедических операций / Л. В. Гаврилина, С. М. Демидов, И. А. Орлов и др. // Медицина и высокие технологии. 2017. № 3. С. 55 – 61.
1. Ganiev R. F., Glazunov V. A. (2014). Manipulation mechanisms of parallel structure and their applications in modern technology. DAN, 459(4), pp. 1-4. [in Russian language]
2. Angeles J. (2004). The Qualitative Synthesis of Parallel Manipulators. Journal of Mechanical Design, 126, pp. 617-624.
3. Glazunov V. A., Duhov A. V., SHeptunov S. A. (2016). Manipulation mechanisms of parallel structure and some of their applications in medicine. Kachestvo. Innovatsii. Obrazovanie, (2), pp. 84-86. [in Russian language]
4. Glazunov V. A., Gavrilina L. V., Duhov A. V., Kovaleva N. L., Levin S. V. (2017). Development of spherical robots of parallel structure for cavitary operations. Meditsina i vysokie tekhnologii, (3), pp. 62-66. [in Russian language]
5. Demidov S. M., Glazunov V. A., Lastochkin A. B., Artemenko Yu. N. (2011). Analysis of pressure angles and special positions of modules of parallel structure intended for mechanisms of relative manipulation. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, (5), pp. 11-20. [in Russian language]
6. Artemenko Yu. N., Sil'vestrov E. E., Korenovskiy V. V., Glazunov V. A. (2012). Synthesis of mechanisms of parallel structure for the orientation of the antenna of the space telescope. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, (4), pp. 3-9. [in Russian language]
7. Viadero F., Ceccarelli M. (Eds.), Glazunov V., Laryushkin P., Kheylo S. (2012). 3-DOF Translational and Rotational Parallel Manipulators. New Trends in Mechanism and Machine Science. Theory and Application in Engineering. (pp. 199-207). Springer Dordrecht Heidelberg New York London. ISSN 2211-0984.
8. Kozyrev A., Glazunov V. (2015). Finite Element Modeling and Analysis of an Izoglide – Type Parallel Manipulator to Determine its Rigidity/Stiffness. New Trends in Mechanism and Machines Sciences. Springer, 24, pp. 203- 210.
9. Glazunov V., Nosova N., Ceccarelli M. (2015). Kinematics of a 6 DOFs Manipulator with a Interchangeable Translation and Rotation Motions. Recent Advances in Mechanism Design for Robotics. Proceedings of the 3rd IFToMM Symposium on Mechanism Design for Robotics. Springer International Publishing Switzerland. ISSN 2211-0984. 2015, (pp. 407-416).
10. Rashoyan G. V., Lastochkin A. B., Glazunov V. A. (2015). Kinematic Analysis of a Spatial Parallel Structure Mechanism with a Circular Guide. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. Allerton Press, Inc., 44(7), pp. 54-60.
11. Dan Zhang and Bin Wei (Ed.), Glazunov V., Kheylo S. (2016). Dynamics and Control of Planar, Translational and Spherical Parallel Manipulators. Dynamic Balancing of Mechanisms and Synthesizing of Parallel Robots. Springer. (pp. 365-402). ISBN 978-3-319-17682-6.
12. Gavrilina L. V., Demidov S. M., Orlov I. A. (2017). Development of robots of a parallel portal type structure for orthopedic operations. Meditsina i vysokie tekhnologii, (3), pp. 55-61. [in Russian language].
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2018.10.pp.055-060
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2018.10.pp.055-060
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»