Kern, Thorsten (2002)
Entwicklung eines haptischen Displays mit paralleler Kinematik für chirurgische Anwendungen.
Technische Universität Darmstadt
Masterarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Zusammenfassung:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der mechanischen Realisation sowie der mathematischen Beschreibung eines haptischen Displays, basierend auf einer Parallelkinematik. Das haptische Display wird bei der Simulation minimalinvasiver, endoskopischer Eingriffe eingesetzt. Die Diplomarbeit fand in einer Kooperation mit der Firma MediLan, Mannheim, sowie dem Fraunhofer-Insitut für graphische Datenverarbeitung, Darmstadt, statt.
Ergebnis dieser Arbeit ist ein parallekinematisches, haptisches Display mit einem Arbeistraum von 150x150x200 mm^3 , in dem es Kräfte bis 5 N in drei Freiheitsgraden darstellen kann. Die Parallelkinematik basiert auf drei im Tetraeder angeordneten Linearaktoren, welche auf eine Stange wirken, an deren Ende das Bedienelement des Arztes angeordnet ist.
Der mechanische Aufbau wurde bezüglich minimaler Reibung und Spiel aller Gelenke und Führungen entworfen. Die geometrischen Größen der Kinematik wurden durch evolutionäre Algorithmen optimiert. Für die Steuerung der Parallelkinematik wurden die mathematischen Hin- und Rücktranformationen zwischen dem bewegtem Koordinatensystem und dem Weltsystem ermittelt. In dem Zusammenhang wurde ausführlich auf die analytischen Grundlagen zur Beschreibung Paralleler Kinematiken eingegangen. Es wurden numerische Lösungsverfahren vorgestellt und Verfahren nach Newton sowie die Regula-Falsi im Rahmen einer für das Projekt geschriebenen Software angewandt.
Weiter beteiligte Firmen:
LinMot - Elektrodynamische Linearaktoren, Schweiz
GRW - Hochpräzisionslager, Reibmoment im Bereich von µNm, Würzburg
| Typ des Eintrags: | Masterarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 2002 |
| Autor(en): | Kern, Thorsten |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Entwicklung eines haptischen Displays mit paralleler Kinematik für chirurgische Anwendungen |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Jungnickel, Dipl.-Ing. Uwe ; Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich |
| Publikationsjahr: | 13 Februar 2002 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Zusammenfassung: Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der mechanischen Realisation sowie der mathematischen Beschreibung eines haptischen Displays, basierend auf einer Parallelkinematik. Das haptische Display wird bei der Simulation minimalinvasiver, endoskopischer Eingriffe eingesetzt. Die Diplomarbeit fand in einer Kooperation mit der Firma MediLan, Mannheim, sowie dem Fraunhofer-Insitut für graphische Datenverarbeitung, Darmstadt, statt. Ergebnis dieser Arbeit ist ein parallekinematisches, haptisches Display mit einem Arbeistraum von 150x150x200 mm^3 , in dem es Kräfte bis 5 N in drei Freiheitsgraden darstellen kann. Die Parallelkinematik basiert auf drei im Tetraeder angeordneten Linearaktoren, welche auf eine Stange wirken, an deren Ende das Bedienelement des Arztes angeordnet ist. Der mechanische Aufbau wurde bezüglich minimaler Reibung und Spiel aller Gelenke und Führungen entworfen. Die geometrischen Größen der Kinematik wurden durch evolutionäre Algorithmen optimiert. Für die Steuerung der Parallelkinematik wurden die mathematischen Hin- und Rücktranformationen zwischen dem bewegtem Koordinatensystem und dem Weltsystem ermittelt. In dem Zusammenhang wurde ausführlich auf die analytischen Grundlagen zur Beschreibung Paralleler Kinematiken eingegangen. Es wurden numerische Lösungsverfahren vorgestellt und Verfahren nach Newton sowie die Regula-Falsi im Rahmen einer für das Projekt geschriebenen Software angewandt. Weiter beteiligte Firmen: LinMot - Elektrodynamische Linearaktoren, Schweiz GRW - Hochpräzisionslager, Reibmoment im Bereich von µNm, Würzburg |
| Freie Schlagworte: | Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Aktor elektrodynamisch, Haptik, Haptisches Display, Kinematik Berechnung analytisch, Kinematik Berechnung numerisch, Kinematische Struktur parallel, Kugellager, Linearaktor, minimalinvasive Chirugie |
| ID-Nummer: | 17/24 EMKD 1496 |
| Zusätzliche Informationen: | EMK-spezifische Daten: Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate, Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1496 Art der Arbeit: Diplomarbeit Beginn Datum: 01-11-2001 Ende Datum: 13-02-2002 Querverweis: keiner Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT) Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT) Abschluss: Diplom (MFT) |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018) 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme |
| Hinterlegungsdatum: | 31 Aug 2011 10:03 |
| Letzte Änderung: | 05 Mär 2013 09:53 |
| PPN: | |
| Referenten: | Jungnickel, Dipl.-Ing. Uwe ; Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich |
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