Analysis of different structures of cardiochirurgical telemanipulator control system from safety requirements point of view

Telemanipulator kardiochirurgiczny jest złożonym urządzeniem elektro-mechanicznym przeznaczonym do pracy wewnątrz ciała pacjenta, przez co stwarza ryzyko narażenia jego zdrowia w wyniku awarii lub nieprawidłowej pracy. Z tych przyczyn urządzenie to musi spełniać wysokie wymagania co do niezawodności oraz bezpiecznej pracy. W artykule przedstawiono propozycję redundantnego systemu sterowania telemanipulatorem kardiochirurgicznym spełniającego te wymagania. Omówiono najważniejsze właściwości opracowanego systemu sterowania. We wstępie przeanalizowano możliwe wybory struktury sprzętowej oraz struktury redundancji torów pomiarowych i sterujących telemanipulatora. Przeanalizowano również wybrane algorytmy sterowania nadążnego robota z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy. Sformułowano wnioski oraz propozycje dalszych prac.This paper discusses some problems concerned with safety requirements for the cardiochirurgical robot control system. Different structures of control systems for this kind of application has been presented and analysed. Also, various control methods have been analysed, including velocity and position control methods. Consequently, an original structure of a redundant control system has been proposed to meet all safety requirements for the cardiochirugical telemanipulator system. The purpose of the developed control system is to secure the surgery process against hardware and software malfunctions as well as surgeon mistakes. Conclusions and propositions for future work have also been presented

The servo drive with friction wheels

This paper presents the servo drive with force transmission by friction in two DOF. The first section describes some of the problems with surgery robots. In the second section there is shown the operating principle of the friction drive, which is a solution to the mentioned problems. The next section presents the motion control system and the sensors used therein. In the fourth section the author deals with the mechanical solution of the servo drive

The measurement of displacement with the use of MEMS sensors : accelerometer, gyroscope and magnetometer

The paper presents the method of determining the global orientation of links of the measuring arm by gauging the angles of the links relative to the vector of the gravitational and magnetic field using inertial sensors. A method of using Kalman filter to average the results is presented as a test on two-links measuring arm equipped with accelerometers and magnetometers placed on each of the links and analysis of measurement results in terms of repeatability. There was demonstrated the ability of creating kinematic chain. Instead of determining the position of the final link on the basis of the measurement of angles in relation to the previous links from the end to the base of the arm, it is possible to define links global orientation by measuring angles of links in reference to the vectors of the gravity field and the magnetic field, in global coordinate system

Endoskop do diagnostyki jelita cienkiego - przegląd literatury i obecnie stosowanych metod diagnostycznych

Obecnie lekarze mają utrudnione zadanie w leczeniu chorób środkowej części układu pokarmowego, tj. jelita cienkiego. Najczęstszym problemem jest zbyt późne wykrycie choroby, przez co całkowite wyleczenie staje się utrudnione lub wręcz niemożliwe. Lekarze cały czas namawiają ludzi do przeprowadzania badań profilaktycznych. Lecz nawet częste badania bez odpowiedniego sprzętu również nie przyniosą w pełni oczekiwanych rezultatów. Niniejszy artykuł zawiera przegląd obecnie stosowanych metod diagnostycznych jak i postępów w badaniach nowoczesnego sprzętu diagnostyczno-terapeutycznego. W podsumowaniu artykułu są przedstawione najważniejsze cechy jakie powinno posiadać idealne urządzenie przeznaczone do badań całego układu pokarmowego oraz koncepcja takiego urządzenia.The treatment of disease of the small intestine is not easy. The main problem is often delay in diagnosis making full recovery hard or even impossible. People are regularly encouraged to undergo screening procedures of the colon yet, no easy screening can be performed on the small bowel. This paper is a review of currently used diagnostic methods and a description of advances in this field. In the summary the perfect diagnostic device to evaluate the whole digestive system is proposed

The Robin Heart system in vivo experiments - arrangement report

Prezentowana praca przedstawia aktualne prace prowadzone w zabrzańskim zespole związane z projektem robota chirurgicznego Robin Heart oraz mechatronicznych narzędzi chirurgicznych Robin Heart Uni System. Projekt wkroczył w fazę eksperymentu na zwierzętach. W styczniu 2009 r. wykonano eksperymentalne operacje na świniach: usunięcia woreczka żółciowego oraz elementy operacji naprawczych zastawki mitralnej i trójdzielnej. Planowany zabieg pomostowania naczyń wieńcowych TECAB przełożono na inny termin. Cel eksperymentów został osiągnięty: wskazano obszar niezbędnych zmian, udoskonaleń, które będą wprowadzone do opracowywanych urządzeń w ramach opracowania technologii produkcji seryjnej przed wdrożeniem klinicznym.Current works led in Zabrze's team connected with the project of Robin Heart surgical robot as well as the Robin Heart Uni System mechatronic surgical tools are presented. The project entered in the phase of experiment on animals. Two operations on pigs: cholecystectomia and the elements of repair operation of mitral and tricuspid valve were carried out in January 2009. TECAB - the operation the coronary by-pass on beating heart - has been postponed for another date. The goal of two mentioned experiments were achieved: the range of indispensable changes which will be introduced to worked out devices in study of technology of serial production before clinical application

Radial fan controlled with impeller movable blades – CFD investigations

Modern classical power generation systems, based on power plants in Poland, where coal (hard bituminous coal or lignite) is the primary energy source, operate under variable loading conditions. Thus, all machines working in the technological system of the power generation unit are required to be adapted to variable loading, and, consequently, to operate beyond the design point of their performance characteristics. High efficiency of the process requires the efficiency of individual devices to be high, beyond the design point, as well. For both air and exhaust gases fans, an effective control system is needed to attain a high level of efficiency. As a result of cooperation between two institutes from the Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology, and the Vibroson company, a new design of the radial fan with impeller movable blades, which allows for controlling the device operation within a wide range, has been developed. This new design and determination the performance characteristics for two geometrical variants of blades with computational fluid dynamics methods are presented. The obtained results have been compared to the results of the measurements of fan performance curves conducted on the test stand