본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색

결과 내 검색

동의어 포함

고급검색

인명/단체명

저자정보 상세정보
인명/단체명을 입력하세요.

키워드

  • 대표어

  • 외국어

-

목차보기

Title Page

ABSTRACT

Contents

Ⅰ. INTRODUCTION 11

1.1. Importance of positioning arms in surgery 11

1.2. Current positioning arms for surgery 12

1.3. Proposed system 14

Ⅱ. METHOD 15

2.1. Dual-arm positioning robot 15

2.1.1. Switching between modes 15

2.1.2. Design requirement for positioning robot 16

2.1.3. Dual-arm positioning robot specifications 17

2.2. Yaw mechanism 18

2.3. Pitch mechanism 20

2.4. Brake system 22

Ⅲ. KINEMATIC ANALYSIS AND WORKSPACES 23

3.1. Kinematic analysis for single-arm 23

3.2. Kinematic analysis for dual-arm 27

3.3. Kinematic analysis for combined mode 30

3.4. Workspaces for end-of-arm 32

Ⅳ. EXPERIMENT 34

4.1. Stiffness evaluation for horizontal motion 34

4.2. Stiffness evaluation for yaw motion 35

4.3. Stiffness evaluation for pitch motion 36

Ⅴ. RESULT 37

5.1. Stiffness estimation in horizontal motion 37

5.2. Stiffness estimation in yaw motion 38

5.3. Stiffness estimation in pitch motion 39

Ⅵ. CONCLUSION 40

References 41

요약문 42

List of Tables

TABLE 1. Denavit-Hartenberg(DH) parameters for single-arm 24

TABLE 2. DH parameters for dual-arm (right arm) 28

TABLE 3. DH parameters for dual-arm (left arm) 29

TABLE 4. DH parameters for combined arm 31

List of Figures

Figure 1. Positioning surgical instruments in surgery 11

Figure 2.a Positioning arms in surgery, 2.b Surgical device using balancing method, 2.c SCARA type positioning arm, 2.d Holder for surgery, 2.e Dual vertical articulated robot, 2.f Dual-arm SCARA robot 13

Figure 3.a Mode 1 (single-arm), 3.b Mode 2 (dual-arm), 3.c Mode 3 (combined arm) 14

Figure 4.a Single-mode (one instrument), 4.b Dual-mode (two instruments), 4.c Combined mode (one heavy instrument) 15

Figure 5.a Fastener fastening and link connection, 5.b Handle insertion and pin connection 16

Figure 6. Size of surgical table and design for positioning robot 16

Figure 7. Dual-arm positioning robot specifications 17

Figure 8.a Yaw motion in single and dual mode, 8.b Yaw motion in combined mode 19

Figure 9. Rotational end-of-arm in single-arm 19

Figure 10. Yaw mechanism in single-arm 20

Figure 11. Yaw mechanism in combined arm 20

Figure 12. Pitch motion in single and dual mode 21

Figure 13. Pitch mechanism in combined mode 21

Figure 14. Brake system 22

Figure 15. Reference frames for single-arm 23

Figure 16. Reference frames for dual-arm 27

Figure 17. Reference frames for combined arm 30

Figure 18. Single-mode workspace 32

Figure 19. Dual-mode workspace 33

Figure 20. Combined mode workspace 33

Figure 21. Stiffness evaluation for horizontal motion 34

Figure 22. Stiffness evaluation for yaw motion 35

Figure 23. Stiffness evaluation for pitch motion 36

Figure 24. Single and dual mode stiffness estimation in horizontal motion 37

Figure 25. Combined mode stiffness estimation in horizontal motion 37

Figure 26. Single and dual mode stiffness estimation in yaw motion 38

Figure 27. Combined mode stiffness estimation in yaw motion 38

Figure 28. Single and dual mode stiffness estimation in pitch motion 39

Figure 29. Combined mode stiffness estimation in pitch motion 39

초록보기

 본 논문은 작동 모드를 전환하여 1 개의 무거운 도구 또는 최대 2 개의 가벼운 도구를 위치시킬 수 있는 결합 가능한 듀얼 암 위치 조정 로봇에 관하여 다룬다. 오늘날 수술실에서는 다양한 수술 도구가 사용되고 있고, 수술 보조자가 해당 도구들을 잡고 있다. 그러나 손으로 잡고 있기 때문에 수술 도구의 흔들림을 유발하거나 수술 피로도를 높이게 된다. 또한 수술 로봇의 경우, 대부분 수술 도구에 비해 무거워 위치 조정에 어려움이 있다.

내시경 및 리트랙터를 포함한 수술 도구 및 수술 로봇을 위치시키고 유지하기 위하여 다양한 유형의 홀더 및 상업용 협동 로봇 암이 사용되어왔다. 그러나 이러한 위치 조정 암은 일반적으로 한번에 하나의 도구만을 수용할 수 있어 내시경 갑상선 절제술과 같이 여러 도구 또는 무게가 다른 도구들은 사용하는 경우에 하나 이상의 위치 조정 장치가 필요하다. 또한 무거운 수술 로봇을 홀딩하기 위한 위치 조정 장치를 찾는 것과 한정적 공간을 가지고 있는 수술실에 설치하는 것은 어려운 문제이다.

본 논문에서는 모드를 전환하며, 두 개의 도구 또는 하나의 비교적 무거운 도구를 위치 조정할 수 있는 한 몸 기반의 듀얼 암 위치 조정 로봇을 제안한다. 제안된 로봇은 2 개의 팔이 장착된 Selective Compliance Assembly Robot Arm(SCARA) 형태의 로봇으로서 도구의 무게와 개수에 따라 3 가지 모드 중 하나의 모드로 동작한다. 싱글 모드는 하나의 팔을 사용하고, 듀얼 모드는 두 팔을 독립적으로 사용하며, 콤바인 모드는 평행사변형 링크 구조로 두 팔을 결합하여 두 배의 강성을 제공할 수 있다. 또한 적은 노력으로 신속하게 작동 모드를 전환할 수 있다.

제안된 시스템의 성능은 수술 도구의 자유도와 관련된 강성 실험을 통해 평가된다. 실험 결과는 제안된 로봇에서 모드 전환 시의 강성 변화를 보여준다. 싱글 모드와 듀얼 모드에 비해 콤바인 모드에서는 팔의 수평, 요, 그리고 피치 운동에서 강성이 두 배가 될 수 있었다. 이는 콤바인 모드가 외력에 대해 더 큰 저항을 가질 수 있음을 나타낸다. 제안된 로봇은 모드 전환을 통해 두 개의 수술 도구 또는 한 개의 상대적으로 무거운 수술 도구를 위치 조정할 수 있다. 하나의 팔은 최대 9 kg 의 도구를 위치시킬 수 있으며, 두 팔은 결합하여 최대 18 kg 의 도구를 위치시킬 수 있다. 이는 제안된 로봇이 수술에 사용되는 도구 혹은 로봇의 무게를 수용할 수 있음을 나타내며, 상업용 협동 로봇 암의 가반하중 범위와 유사하다.

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차

권호

기사명 원문보기 기사목차
닫기