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Diseño de un mecanismo estáticamente equilibrado de cinco grados de libertad con funcionalidad multidireccional

Autores: Essomba, Terence

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Diseño de un mecanismo estáticamente equilibrado de cinco grados de libertad con funcionalidad multidireccional


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Mecanismo equilibrado estáticamente
Cinemática
Instrumentos quirúrgicos
Efector final
Sistema mecánico
Equilibrio estático

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un mecanismo estáticamente equilibrado se diseña como una solución potencial para la colocación de instrumentos quirúrgicos. Se propone su cinemática con cinco grados de libertad que desacopla los movimientos lineales y angulares para ese objetivo. El movimiento lineal de su efector final es proporcionado por un enlace de paralelogramo clásico. Para mejorar su adaptabilidad, un sistema mecánico permite reorientar el mecanismo de posición en tres modos de trabajo diferentes (horizontal, hacia arriba y hacia abajo) mientras se preserva su equilibrio estático. Basado en el concepto mecánico, se presenta una condición de equilibrio estático uniformizada que considera todos los modos de trabajo. La orientación del efector final es proporcionada por un mecanismo desacoplado esférico. Este genera un centro de movimiento remoto que es altamente representativo de la cinemática en los requisitos quirúrgicos. Basado en la cinemática del mecanismo, se estudia la evolución de su energía potencial gravitacional. Se proponen entonces dos conceptos mecánicos diferentes para generar una energía potencial elástica compensatoria. Un modelo CAD de todo el mecanismo ha permitido la estimación de todos los parámetros mecánicos para la selección de los resortes de tensión apropiados y para llevar a cabo simulaciones de validación. Se fabrica un prototipo del mecanismo estáticamente equilibrado y se prueba con éxito.

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