Design of a 2R1T mechanism with remote center of motion for minimally invasive transnasal surgery applications
Minimal invaziv transnazal cerrahi uygulamaları için uzak hareket merkezli 2R1T mekanizması tasarımı
- Tez No: 504626
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN KİPER, DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Son yıllarda robot manipülatörlerin minimal invaziv cerrahi alanındaki kullanımı daha yüksek operasyon hassasiyetleri ve operasyon sonrasında daha hızlı iyileşme süreçleri sağladıklarından dolayı artış göstermiştir. Bu tip cerrahi operasyonlar hastanın vücuduna açılan ve pivot noktası olarak adlandırılan küçük bir delikten girilerek yapılmaktadır. Manipülatörün, bu nokta etrafında hareket etmesi gereksiniminden dolayı bir uzak hareket merkezine sahip olması gerekmektedir. Bu bağlamda bu tezin temel hedefi minimal invaziv cerrahi uygulamalarında kullanılmak üzere 3 serbestlik dereceli ve uzak hareket merkezi etrafında 2-dönme 1-öteleme (2R1T) hareketleri yapabilen bir cerrahi robot kol tasarlamaktır. İlk olarak, 2-dönme 1-öteleme hareketlerine haiz 3 serbestlik dereceli bir manipülatör için yapısal sentez yapıldı. Bu sentez sonucunda elde edilen mimariler aynı zamanda herhangi bir 2R1T uygulaması için de kullanılmaya uygundur. Sonra, bir transnasal cerrahi uygulaması için farklı kinematik yapılara sahip manipülatör alternatifleri belirli değerlendirme kıstaslarına göre karşılaştırıldı. Bu kıstaslara uzak hareket merkezli bir mekanizma olarak üretilebilmeye uygunluk, dengeleme kolaylığı, uzuv sayısı, yapısal simetri, mafsal girdileri ile platform hareket çıktısı arasındaki ilişkinin basitliği ve zemine sabitlenebilecek eyleyici sayısı örnek olarak verilebilir. Yapılan karşılaştırmanın sonucunda en iyi sonuç iki tane 1 F0 ve bir tane 1 F0-1 F∞ kısıt sistemli bacaklardan oluşan ve paralel yapıya sahip bir manipülatör olarak değerlendirildi. Daha sonrasında, seçilen uzaysal paralel manipülatörün kinematik yapısı üç tane kesişen düzleme indirgenerek kinematik analiz yapıldı ve istenen çalışma uzayı için boyutlar eniyilendi. Son olarak, yapılan konstrüksiyonel tasarımından sonra bir prototip üretilip testleri yapıldı.
Özet (Çeviri)
In minimally invasive surgery, use of robotic manipulators is becoming more and more common in order to have more precise operations and better post-operative processes. Such operations are often performed through an incision port (a pivot point) on the patient's body. Since the manipulator should move about the pivot point, it should have a remote center of motion. In this regard, the main objective of this thesis is designing a 3-dof (degrees-of-freedom) surgical robotic arm that is capable of 2R1T (R: rotation, T: translation) motion pattern and is structured as a remote center of motion mechanism for minimally invasive surgery applications. First, the structural synthesis of a 3-dof manipulator with 2R1T motion pattern is performed. The synthesized structures also can be used for any kind of 2R1T-type applications. Then, the manipulators with various kinematic structures are evaluated for a transnasal surgery according to several evaluation criteria such as feasibility of construction for a remote center of motion mechanism, ease of balancing, number of links, structural symmetry, decoupling of the joint inputs and the output motion of the platform and the number of actuators connected to the base. The best option is evaluated as a parallel manipulator with two 1 F0-system and one 1 F0-1 F∞-system leg structures. Afterwards, kinematic analysis of the spatial parallel manipulator is formulated with a simplified kinematic model consisting of three intersecting planes so that dimensional design is done for a desired dexterous workspace. Finally, constructional design is completed and a prototype is manufactured and tested.
Benzer Tezler
- Gravity compensation of a 2R1T mechanism with remote center of motion for minimally invasive transnasal surgery applications
Minimal invaziv transnazal cerrahi uygulamalarıiçin uzak hareket merkezli 2R1T mekanizmasının yerçekimi dengelenmesi
ATAOL BEHRAM ALDANMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE SEÇİL ARTEM
DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Design of a microprocessor controlled 3-D workbench
Mikroişlemci denetimli üç eksenli hareket düzeneğinin tasarımı
KORAY DAYANÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METE BULUT
- Design of a microprocessor based reactive power compensator
Mikroişlemci tabanlı reaktif güç kontrol rölesi tasarımı
KORAY KUTLUAY
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. METE BULUT
- Design of a high-resolution ADC
Yüksek çözünürlüklü bir analog-sayısal dönüştürücü tasarımı
SERHAN ERÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNHAN DÜNDAR