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Entwicklung eines Funktionsmusters der Kinematik von INKOMAN

Rörup, Hermke (2007):
Entwicklung eines Funktionsmusters der Kinematik von INKOMAN.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

Innerhalb des Projekts FUSION wird ein Stab-Gelenk-Mechanismus für einen neuartigen intrakorporalen Manipulator (INKOMAN) zum Einsatz in der minimal-invasiven Chirurgie entwickelt. Dieser stellt dem Operateur weitere Freiheitsgerade für die Feinpositionierung eines Werkzeugs zur Verfügung. Ein existierender Vorschlag für diesen Mechanismus ist als Parallelkinematik mit vier kinematischen Ketten und gestellfesten Linearaktoren ausgeführt.

In dieser Arbeit soll der Zusammenhang zwischen der Stellung der Systemkette und den dazugehörigen Aktorstellungen (Die Inverse Kinematik) bestimmt werden, bevor ein Funktionsmuster mit der Technologie selektives Lasersintern (SLS) erarbeitet wird.

Die angestrebte analytische Lösung des inverskinematischen Problems, das mit Hilfe der Denavit-Hartenberg-Methode (DHM) erstellt wurde, konnte nicht gefunden werden, so dass nun ein numerischer Ansatz verfolgt wird. Mittels dem Simulationstool Matlab/Simulink-SimMechanics wird eine numerische Abschätzung des Arbeitsraums des Mechanismus durchgeführt. Ein weiteres Ergebnis der Simulation sind die Stellungen der passiven Gelenke des Mechanismus. Der Mechanismus, der als Einwegartikel in Spritzguss ausgeführt werden soll, wurde in verschiedenen Varianten in ProEngineer konstruiert und mittels SLS gefertigt. Die Anwendung der Technologie SLS stellte sich bei einer räumlichen Struktur, auf Grund des schichtweisen Aufbaus und kleinen Abmessungen, als problematisch heraus. Messtechnische Untersuchungen zeigen, dass der so erstellte Mechanismus durch die parasitären Nachgiebigkeiten in den Festkörpergelenken mit festgebremsten Aktoren nicht als steif betrachtet werden kann. Eine Belastung an der Werkzeugplattform in z-Richtung stellt sich, anders als die Belastung mit einem Moment, als unproblematisch heraus.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 2007
Creators: Rörup, Hermke
Title: Entwicklung eines Funktionsmusters der Kinematik von INKOMAN
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Innerhalb des Projekts FUSION wird ein Stab-Gelenk-Mechanismus für einen neuartigen intrakorporalen Manipulator (INKOMAN) zum Einsatz in der minimal-invasiven Chirurgie entwickelt. Dieser stellt dem Operateur weitere Freiheitsgerade für die Feinpositionierung eines Werkzeugs zur Verfügung. Ein existierender Vorschlag für diesen Mechanismus ist als Parallelkinematik mit vier kinematischen Ketten und gestellfesten Linearaktoren ausgeführt.

In dieser Arbeit soll der Zusammenhang zwischen der Stellung der Systemkette und den dazugehörigen Aktorstellungen (Die Inverse Kinematik) bestimmt werden, bevor ein Funktionsmuster mit der Technologie selektives Lasersintern (SLS) erarbeitet wird.

Die angestrebte analytische Lösung des inverskinematischen Problems, das mit Hilfe der Denavit-Hartenberg-Methode (DHM) erstellt wurde, konnte nicht gefunden werden, so dass nun ein numerischer Ansatz verfolgt wird. Mittels dem Simulationstool Matlab/Simulink-SimMechanics wird eine numerische Abschätzung des Arbeitsraums des Mechanismus durchgeführt. Ein weiteres Ergebnis der Simulation sind die Stellungen der passiven Gelenke des Mechanismus. Der Mechanismus, der als Einwegartikel in Spritzguss ausgeführt werden soll, wurde in verschiedenen Varianten in ProEngineer konstruiert und mittels SLS gefertigt. Die Anwendung der Technologie SLS stellte sich bei einer räumlichen Struktur, auf Grund des schichtweisen Aufbaus und kleinen Abmessungen, als problematisch heraus. Messtechnische Untersuchungen zeigen, dass der so erstellte Mechanismus durch die parasitären Nachgiebigkeiten in den Festkörpergelenken mit festgebremsten Aktoren nicht als steif betrachtet werden kann. Eine Belastung an der Werkzeugplattform in z-Richtung stellt sich, anders als die Belastung mit einem Moment, als unproblematisch heraus.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Festkörpergelenk monolithisch, Kinematische Struktur parallel, Lasersintern, Thermoplast
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 06 Sep 2011 15:43
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1661

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 30-05-2007

Ende Datum: 04-12-2007

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKD 1661
Referees: Röse, Dipl.-Ing. Andreas and Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
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