Structure, Kinematics, and Prototyping of a Parallel Manipulator with a Remote Center of Rotation

V. A. Glazunov; Глазунов В. А.; P. A. Laryushkin; Ларюшкин П. А.; K. A. Shalyukhin; Шалюхин К. А.

doi:10.31857/S0235711923060081

СТРУКТУРА, КИНЕМАТИКА И ПРОТОТИПИРОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО МАНИПУЛЯТОРА С УДАЛЕННЫМ ЦЕНТРОМ ВРАЩЕНИЯ

Авторы: Глазунов В.А.¹, Ларюшкин П.А.¹^,2, Шалюхин К.А.¹
Учреждения:
1. Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
2. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Выпуск: № 6 (2023)
Страницы: 54-61
Раздел: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
URL: https://journals.rcsi.science/0235-7119/article/view/162325
DOI: https://doi.org/10.31857/S0235711923060081
EDN: https://elibrary.ru/EEZOEA
ID: 162325

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В статье рассмотрен механизм с удаленным центром вращения, предназначенный для применения в медицине, и в частности, минимально инвазивных операциях. Базовый механизм состоит из двух параллелограммов с общими звеньями, что позволяет хирургическому инструменту дублировать движение приводного звена механизма. Для обеспечения большей жесткости механизма предложено ввести приводную избыточность за счет использования дополнительной диады RRR с приводной парой. Для полученного механизма решена задача о положениях. Также представлены трехмерная модель и прототип механизма.

Ключевые слова

механизмы параллельной структуры, механизмы с удаленным центром вращения, приводная избыточность, особые положения, задатчик движения

Список литературы

Kuo C.-H., Dai J.S., Dasgupta P. Kinematic Design Considerations for Minimally Invasive Surgical Robots: An Overview // Int. J. of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 2012. № 8. P. 127.
Essomba T., Nguyen Vu L., Wu C. Optimization of a Spherical Decoupled Mechanism for Neuro-Endoscopy Based on Experimental Kinematic Data // J. of Mechanics. 2020. № 36 (1). P. 133.
Zhang X., Lehman A., Nelson C.A., Farritor S.M., Oleynikov D. Cooperative robotic assistant for laparoscopic surgery: CoBRASurge // Proceeding of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2009. P. 5540.
Arbeille P., Ayoub J., Kieffer V., Ruiz P., Combes B., Coitrieux A., Herve P., Garnier S., Leportz B., Lefbvre E., Perrotin F. Realtime tele-operated abdominal and fetal echography in 4 medical centers from one expert center using a robotic arm & ISDN or satellite link // Proceedings of IEEE Int. Conf. on Automation Quality and Testing Robotics. 2008. № 1. P. 45.
Ramrath L., Hofmann U.G., Schweikard A. Spherical Assistant for Stereotactic Surgery // Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems. 2007. P. 859.
Harris S.J., Arambula-Cosio F., Mei Q., Hibberd R.D., Davies B.L., Wickham J.E.A., Nathan M.S., Kundu B. The Probot – an active robot for prostate resection // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine. 1997. № 211 (4). P. 317.
Taylor R.H., Funda J., Larose D., Treat M. A telerobotic system for augmentation of endoscopic surgery // Proceedings of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 1992. V. 3. P. 1054.
Rosen J., Brown J.D., Chang L., Barreca M., Sinanan M., Hannaford B. The BlueDRAGON – A System for Measuring the Kinematics and the Dynamics of Minimally Invasive Surgical Tools In-Vivo // Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2002. V. 2. P. 1876.
Zong G., Pei V., Yu J., Bi S. Classification and Type Synthesis of 1-DOF Remote Center of Motion Mechanisms // Mechanism and Machine Theory. 2008. № 43 (12). P. 1585.
Liu G., Lou Y., Li Z. Singularities of Parallel Manipulators: A Geometric Treatment // IEEE Transactions on Robotics and Automation. 2003. V. 19 (4). P. 579.
Gosselin C.M., Angeles J. Singularity analysis of closed-loop kinematic chains // IEEE Transactions on Robotics and Automation. 1990. V. 6 (3). P. 281.
Zlatanov D., Bonev I.A., Gosselin C.M. Constraint Singularities as C-Space Singularities // 8th Int. Symposium on Advances in Robot Kinematics (ARK 2002), 2002. P. 183.
Zlatanov D., Bonev I., Gosselin C.M. Constraint singularities of parallel mechanisms // Proceedings of the 2002 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 2002. V. 1. P. 496.
Laryushkin P.A. Experimental Study of Force Transfer in a Delta-Type Mechanism with Four Degrees of Freedom // J. of Machinery Manufacture and Reliability. 2021. V. 50 (5). P. 379.
Laryushkin P.A., Glazunov V.A. On the Estimation of Closeness to Singularity for Parallel Mechanisms Using Generalized Velocities and Reactions // 14th Int. Federation for the Promotion of Mechanism and Machine Science World Congress, IFToMM, 2015. 127160.
Staciu S. Kinematics of the 3-RRR planar parallel robot // UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering. 2008. № 70 (2). P. 3.
Ohmura Y., Nakagawa M., Suzuki H., Kotani K., Teramoto A. Feasibility and Usefulness of a Joystick-Guided Robotic Scope Holder (Soloassist) in Laparoscopic Surgery // Visceral Medicine. 2018. № 34 (1). P. 37.