Bir ameliyat robotunun denetimi için basitleştirilmiş dinamik modeli

Abstract

Bu çalışmanın temel konusu minimal invaziv tipi bir ameliyat olan endoskopik hipofiz tümörü ameliyatında kullanılan endoskopun hareket denetimi için geliştirilen robotik sistemdir. Geliştirilen sistemin bu bildiride ele alınan kısmı, ameliyat sırasında sadece ameliyat bölgesi içinde endoskopu cerrahın anlık isteklerine göre yönlendiren, aktif robot yapısıdır. Söz konusu robot uzak hareket merkezli, 3 serbestlik dereceli, paralel kinematik mimariye sahiptir. Bu çalışmada robotun denetimi için uygun görülen hesaplanmış tork yöntemi için gerekli robotun dinamik analizi sunulmaktadır. Denetim algoritmasının yüksek frekansta çalışabilmesi için dinamik denklemlerde yapılan basitleştirmeler ve bunun sonucunda elde edilen hesaplama zamanı sunulmaktadır.

The fundamental subject of this study is the robotic system developed for the motion control of the endoscope used in the pituitary tumor surgery, which is a type of minimally invasive surgery. The part of this developed system issued in this paper is the active robot that directs the endoscope according to the instantaneous demands of the surgeon only in the surgical area. The robot has a remote-center-of-motion, 3 degrees-offreedom and parallel kinematic architecture. In this paper, dynamic analysis of the robot is presented. The dynamic analysis is required for the computed torque method. The paper is concluded by reporting the simplifications that are done in the dynamic equations in order to enable higher frequency of operation of the control algorithm and the resulting computation time.