Kingpo Technology Development Limited đã tung ra một hệ thống thử nghiệm độ chính xác chuyên nghiệp và toàn diện cho độ chính xác định vị và hiệu suất điều khiển,Các chỉ số hiệu suất chính của robot phẫu thuật (RA)Được thiết kế theo tiêu chuẩn công nghiệp dược phẩm quốc gia YY / T 1712-2021, hệ thống cung cấp hai giải pháp thử nghiệm cốt lõi:kiểm tra độ chính xác định vị dẫn đường dẫn đường và kiểm tra hiệu suất điều khiển master-slave, đảm bảo rằng thiết bị đáp ứng các yêu cầu về an toàn và độ tin cậy lâm sàng nghiêm ngặt.
Giải pháp phần cứng hệ thống
1. Tổng quan về giải pháp thử nghiệm cốt lõi
1) Giải pháp thử nghiệm độ chính xác thiết bị RA dưới hướng dẫn điều hướng
Mục tiêu:Để đánh giá độ chính xác vị trí tĩnh và động của một robot phẫu thuật được hướng dẫn bởi một hệ thống định vị quang học.
Các chỉ số chính:Độ chính xác vị trí và khả năng lặp lại vị trí.
2) Giải pháp phát hiện độ chính xác thiết bị RA điều khiển master-slave
Mục đích:Để đánh giá hiệu suất theo dõi chuyển động và độ trễ giữa một máy điều khiển chính (bên bác sĩ) và một cánh tay robot nô lệ (bên phẫu thuật).
Chỉ số chính:Thời gian chậm trễ của điều khiển chủ nô lệ.
Sơ đồ sơ đồ hệ thống
2. Giải thích chi tiết về hệ thống phát hiện chính xác vị trí hướng dẫn điều hướng
Giải pháp này sử dụng một bộ can thiệp laser chính xác cao làm thiết bị đo lường cốt lõi để đạt được thời gian thực và theo dõi chính xác vị trí không gian của đầu cánh tay robot.
1) Các thành phần cốt lõi phần cứng hệ thống:
Laser interferometer:
|
Tên |
Parameter |
|
Thương hiệu và mô hình |
CHOTEST GTS3300 |
|
Độ chính xác đo không gian |
15μm+6μm/m |
|
Độ chính xác của phạm vi can thiệp |
0.5μm/m |
|
Độ chính xác hoàn toàn |
10μm (phạm vi đầy đủ) |
|
Khoảng kính đo |
30 mét |
|
Tốc độ động |
3 m/s, đầu ra 1000 điểm/s |
|
Nhận dạng mục tiêu |
Đường kính quả bóng mục tiêu hỗ trợ 0.5 ~ 1.5 inch |
|
Nhiệt độ môi trường làm việc |
Nhiệt độ 0~40°C Độ ẩm tương đối 35~80% |
|
Mức độ bảo vệ |
IP54, chống bụi và phun nước, phù hợp với môi trường công nghiệp |
|
Kích thước |
Kích thước đầu theo dõi: 220×280×495mm, trọng lượng: 21.0kg |
Mục tiêu theo dõi laser (SMR):
|
Tên |
Parameter |
|
Mô hình quả bóng mục tiêu |
ES0509 AG |
|
Chiều kính quả bóng |
0.5 inch |
|
Độ chính xác trung tâm |
12.7um |
|
Vật liệu gương phản xạ ngược |
Nhôm/G thủy tinh |
|
Khoảng cách theo dõi |
≥ 40 |
|
Tên |
Parameter |
|
Mô hình quả bóng mục tiêu |
ES1509 AG |
|
Chiều kính quả bóng |
1.5 inch |
|
Độ chính xác trung tâm |
12.7um |
|
Vật liệu gương phản xạ ngược |
Nhôm/G thủy tinh |
|
Khoảng cách theo dõi |
≥ 50 |
Định vị bộ điều hợp đầu tay robot, phần mềm điều khiển và nền tảng phân tích dữ liệu
2) Các mục và phương pháp thử nghiệm chính (dựa trên YY/T 1712-2021 5.3):
Khám phá độ chính xác vị trí:
(1) Lắp đặt mục tiêu (SMR) vào đầu cánh tay robot định vị.
(2) Điều khiển cánh tay robot để điểm đo ngón tay hiệu chuẩn cuối nằm trong không gian làm việc hiệu quả.
(3) Xác định và chọn một khối với chiều dài bên 300 mm trong không gian làm việc như không gian đo.
(4) Sử dụng phần mềm điều khiển để điều khiển điểm đo bằng ngón tay hiệu chuẩn để di chuyển dọc theo đường đi đã được đặt trước (bắt đầu từ điểm A, di chuyển dọc theo B-H và điểm trung gian J theo trình tự).
(5) Máy đo can thiệp laser đo và ghi lại tọa độ không gian thực tế của mỗi điểm trong thời gian thực.
(6) Tính toán độ lệch giữa khoảng cách thực tế của mỗi điểm đo từ điểm bắt đầu A và giá trị lý thuyết để đánh giá độ chính xác vị trí không gian.
Khám phá khả năng lặp lại vị trí:
(7) Lắp đặt mục tiêu và khởi động thiết bị như trên.
(8) Điều khiển đầu cánh tay robot để đạt đến hai điểm trong không gian làm việc hiệu quả: điểm M và điểm N.
(9) Máy đo can thiệp laser đo chính xác và ghi lại tọa độ vị trí ban đầu: M0 (Xm0, Ym0, Zm0), N0 (Xn0, Yn0, Zn0).
(10) Trong chế độ tự động, thiết bị điều khiển trả về điểm đo laser mục tiêu đến điểm M và ghi lại vị trí M1 (Xm1, Ym1, Zm1).
(11) Tiếp tục điều khiển thiết bị để di chuyển điểm đo đến điểm N và ghi vị trí N1 (Xn1, Yn1, Zn1).
(12) Lặp lại các bước 4-5 nhiều lần (thường là 5 lần) để có được chuỗi tọa độ Mi(Xmi, Ymi, Zmi) và Ni(Xni, Yni, Zni) (i = 1,2,3,4,5).
(13) Tính toán sự phân tán (sự lệch chuẩn hoặc độ lệch tối đa) của các vị trí nhiều lần trở lại của điểm M và điểm N để đánh giá khả năng lặp lại vị trí.
3. Giải thích chi tiết về giải pháp thử nghiệm hiệu suất kiểm soát chủ-nô lệ
Giải pháp này tập trung vào việc đánh giá hiệu suất đồng bộ hóa và thời gian thực của các hoạt động master-slave của robot phẫu thuật.
1) Các thành phần cốt lõi phần cứng hệ thống:
Thu thập và phân tích tín hiệu master-slave:
Thiết bị tạo chuyển động tuyến tính, thanh kết nối cứng, cảm biến di chuyển chính xác cao (phía giám sát di chuyển của tay cầm đầu tiên và điểm tham chiếu đầu tiên của nô lệ).
2) Các mục và phương pháp thử nghiệm chính (dựa trên YY/T 1712-2021 5.6):
Kiểm tra thời gian trễ kiểm soát chủ-nô lệ:
(1) Thiết lập thử nghiệm: Kết nối tay cầm chính với máy phát động chuyển động tuyến tính thông qua một liên kết cứng.
(2) Giao thức chuyển động: Đặt tỷ lệ mapping master-slave thành 1:1.
(3) Yêu cầu chuyển động điểm tham chiếu cuối cùng:
Tốc độ tăng lên 80% trong vòng 200ms.
Duy trì tốc độ không đổi trong khoảng cách.
Giảm tốc độ đến dừng hoàn toàn trong vòng 200ms.
(4) Thu thập dữ liệu:Sử dụng một phân tích thu thập tín hiệu master-slave để đồng bộ ghi lại các đường cong thời gian di chuyển của các cảm biến di chuyển master và slave với độ chính xác cao và mật độ cao.
(5) Tính toán chậm: Analyze the displacement-time curve and calculate the time difference from when the master starts moving to when the slave starts responding (motion delay) and from when the master stops moving to when the slave stops responding (stop delay).
(6) Khả năng lặp lại: trục X / Y / Z của thiết bị được thử nghiệm ba lần một cách độc lập và kết quả cuối cùng được tính trung bình.
4Ưu điểm và giá trị của sản phẩm
Phù hợp chính thức:Kiểm tra được thực hiện theo các yêu cầu nghiêm ngặt của tiêu chuẩn YY/T 1712-2021 "Các thiết bị phẫu thuật hỗ trợ và các hệ thống phẫu thuật hỗ trợ sử dụng công nghệ robot".
Đo chính xác cao:Trọng tâm sử dụng interferometer laser Zhongtu GTS3300 (chính xác không gian 15μm + 6μm / m) và quả cầu mục tiêu cực cao (chính xác trung tâm 12,7μm) để đảm bảo kết quả đo đáng tin cậy.
Bảo hiểm giải pháp chuyên nghiệp:Giải pháp toàn diện cho hai nhu cầu kiểm tra hiệu suất cốt lõi quan trọng nhất của robot phẫu thuật: định vị và xác định vị trí (chính xác vị trí,khả năng lặp lại) và hiệu suất điều khiển master-slave (thời gian trì hoãn).
Độ tin cậy công nghiệp:Thiết bị chính có mức bảo vệ IP54, phù hợp với môi trường R&D công nghiệp và y tế.
Thu thập dữ liệu hiệu suất cao:Kiểm tra độ trễ master-slave sử dụng một phân tích lấy mẫu đồng bộ độ phân giải 24 bit, 204,8 kHz để chụp chính xác các tín hiệu độ trễ ở mức độ millisecond.
Tiêu chuẩn hóa hoạt động:Cung cấp các quy trình thử nghiệm và phương pháp xử lý dữ liệu rõ ràng và tiêu chuẩn để đảm bảo tính nhất quán và so sánh của các thử nghiệm.
Tóm lại
Hệ thống kiểm tra độ chính xác vị trí robot phẫu thuật của Kingpo Technology Development Limited là một công cụ chuyên nghiệp lý tưởng cho các nhà sản xuất thiết bị y tế,các cơ quan kiểm tra chất lượng và bệnh viện để thực hiện xác minh hiệu suất robot phẫu thuật, kiểm tra nhà máy, kiểm tra kiểu và kiểm soát chất lượng hàng ngày, cung cấp đảm bảo kiểm tra vững chắc cho hoạt động an toàn, chính xác và đáng tin cậy của robot phẫu thuật.
Kingpo Technology Development Limited đã tung ra một hệ thống thử nghiệm độ chính xác chuyên nghiệp và toàn diện cho độ chính xác định vị và hiệu suất điều khiển,Các chỉ số hiệu suất chính của robot phẫu thuật (RA)Được thiết kế theo tiêu chuẩn công nghiệp dược phẩm quốc gia YY / T 1712-2021, hệ thống cung cấp hai giải pháp thử nghiệm cốt lõi:kiểm tra độ chính xác định vị dẫn đường dẫn đường và kiểm tra hiệu suất điều khiển master-slave, đảm bảo rằng thiết bị đáp ứng các yêu cầu về an toàn và độ tin cậy lâm sàng nghiêm ngặt.
Giải pháp phần cứng hệ thống
1. Tổng quan về giải pháp thử nghiệm cốt lõi
1) Giải pháp thử nghiệm độ chính xác thiết bị RA dưới hướng dẫn điều hướng
Mục tiêu:Để đánh giá độ chính xác vị trí tĩnh và động của một robot phẫu thuật được hướng dẫn bởi một hệ thống định vị quang học.
Các chỉ số chính:Độ chính xác vị trí và khả năng lặp lại vị trí.
2) Giải pháp phát hiện độ chính xác thiết bị RA điều khiển master-slave
Mục đích:Để đánh giá hiệu suất theo dõi chuyển động và độ trễ giữa một máy điều khiển chính (bên bác sĩ) và một cánh tay robot nô lệ (bên phẫu thuật).
Chỉ số chính:Thời gian chậm trễ của điều khiển chủ nô lệ.
Sơ đồ sơ đồ hệ thống
2. Giải thích chi tiết về hệ thống phát hiện chính xác vị trí hướng dẫn điều hướng
Giải pháp này sử dụng một bộ can thiệp laser chính xác cao làm thiết bị đo lường cốt lõi để đạt được thời gian thực và theo dõi chính xác vị trí không gian của đầu cánh tay robot.
1) Các thành phần cốt lõi phần cứng hệ thống:
Laser interferometer:
|
Tên |
Parameter |
|
Thương hiệu và mô hình |
CHOTEST GTS3300 |
|
Độ chính xác đo không gian |
15μm+6μm/m |
|
Độ chính xác của phạm vi can thiệp |
0.5μm/m |
|
Độ chính xác hoàn toàn |
10μm (phạm vi đầy đủ) |
|
Khoảng kính đo |
30 mét |
|
Tốc độ động |
3 m/s, đầu ra 1000 điểm/s |
|
Nhận dạng mục tiêu |
Đường kính quả bóng mục tiêu hỗ trợ 0.5 ~ 1.5 inch |
|
Nhiệt độ môi trường làm việc |
Nhiệt độ 0~40°C Độ ẩm tương đối 35~80% |
|
Mức độ bảo vệ |
IP54, chống bụi và phun nước, phù hợp với môi trường công nghiệp |
|
Kích thước |
Kích thước đầu theo dõi: 220×280×495mm, trọng lượng: 21.0kg |
Mục tiêu theo dõi laser (SMR):
|
Tên |
Parameter |
|
Mô hình quả bóng mục tiêu |
ES0509 AG |
|
Chiều kính quả bóng |
0.5 inch |
|
Độ chính xác trung tâm |
12.7um |
|
Vật liệu gương phản xạ ngược |
Nhôm/G thủy tinh |
|
Khoảng cách theo dõi |
≥ 40 |
|
Tên |
Parameter |
|
Mô hình quả bóng mục tiêu |
ES1509 AG |
|
Chiều kính quả bóng |
1.5 inch |
|
Độ chính xác trung tâm |
12.7um |
|
Vật liệu gương phản xạ ngược |
Nhôm/G thủy tinh |
|
Khoảng cách theo dõi |
≥ 50 |
Định vị bộ điều hợp đầu tay robot, phần mềm điều khiển và nền tảng phân tích dữ liệu
2) Các mục và phương pháp thử nghiệm chính (dựa trên YY/T 1712-2021 5.3):
Khám phá độ chính xác vị trí:
(1) Lắp đặt mục tiêu (SMR) vào đầu cánh tay robot định vị.
(2) Điều khiển cánh tay robot để điểm đo ngón tay hiệu chuẩn cuối nằm trong không gian làm việc hiệu quả.
(3) Xác định và chọn một khối với chiều dài bên 300 mm trong không gian làm việc như không gian đo.
(4) Sử dụng phần mềm điều khiển để điều khiển điểm đo bằng ngón tay hiệu chuẩn để di chuyển dọc theo đường đi đã được đặt trước (bắt đầu từ điểm A, di chuyển dọc theo B-H và điểm trung gian J theo trình tự).
(5) Máy đo can thiệp laser đo và ghi lại tọa độ không gian thực tế của mỗi điểm trong thời gian thực.
(6) Tính toán độ lệch giữa khoảng cách thực tế của mỗi điểm đo từ điểm bắt đầu A và giá trị lý thuyết để đánh giá độ chính xác vị trí không gian.
Khám phá khả năng lặp lại vị trí:
(7) Lắp đặt mục tiêu và khởi động thiết bị như trên.
(8) Điều khiển đầu cánh tay robot để đạt đến hai điểm trong không gian làm việc hiệu quả: điểm M và điểm N.
(9) Máy đo can thiệp laser đo chính xác và ghi lại tọa độ vị trí ban đầu: M0 (Xm0, Ym0, Zm0), N0 (Xn0, Yn0, Zn0).
(10) Trong chế độ tự động, thiết bị điều khiển trả về điểm đo laser mục tiêu đến điểm M và ghi lại vị trí M1 (Xm1, Ym1, Zm1).
(11) Tiếp tục điều khiển thiết bị để di chuyển điểm đo đến điểm N và ghi vị trí N1 (Xn1, Yn1, Zn1).
(12) Lặp lại các bước 4-5 nhiều lần (thường là 5 lần) để có được chuỗi tọa độ Mi(Xmi, Ymi, Zmi) và Ni(Xni, Yni, Zni) (i = 1,2,3,4,5).
(13) Tính toán sự phân tán (sự lệch chuẩn hoặc độ lệch tối đa) của các vị trí nhiều lần trở lại của điểm M và điểm N để đánh giá khả năng lặp lại vị trí.
3. Giải thích chi tiết về giải pháp thử nghiệm hiệu suất kiểm soát chủ-nô lệ
Giải pháp này tập trung vào việc đánh giá hiệu suất đồng bộ hóa và thời gian thực của các hoạt động master-slave của robot phẫu thuật.
1) Các thành phần cốt lõi phần cứng hệ thống:
Thu thập và phân tích tín hiệu master-slave:
Thiết bị tạo chuyển động tuyến tính, thanh kết nối cứng, cảm biến di chuyển chính xác cao (phía giám sát di chuyển của tay cầm đầu tiên và điểm tham chiếu đầu tiên của nô lệ).
2) Các mục và phương pháp thử nghiệm chính (dựa trên YY/T 1712-2021 5.6):
Kiểm tra thời gian trễ kiểm soát chủ-nô lệ:
(1) Thiết lập thử nghiệm: Kết nối tay cầm chính với máy phát động chuyển động tuyến tính thông qua một liên kết cứng.
(2) Giao thức chuyển động: Đặt tỷ lệ mapping master-slave thành 1:1.
(3) Yêu cầu chuyển động điểm tham chiếu cuối cùng:
Tốc độ tăng lên 80% trong vòng 200ms.
Duy trì tốc độ không đổi trong khoảng cách.
Giảm tốc độ đến dừng hoàn toàn trong vòng 200ms.
(4) Thu thập dữ liệu:Sử dụng một phân tích thu thập tín hiệu master-slave để đồng bộ ghi lại các đường cong thời gian di chuyển của các cảm biến di chuyển master và slave với độ chính xác cao và mật độ cao.
(5) Tính toán chậm: Analyze the displacement-time curve and calculate the time difference from when the master starts moving to when the slave starts responding (motion delay) and from when the master stops moving to when the slave stops responding (stop delay).
(6) Khả năng lặp lại: trục X / Y / Z của thiết bị được thử nghiệm ba lần một cách độc lập và kết quả cuối cùng được tính trung bình.
4Ưu điểm và giá trị của sản phẩm
Phù hợp chính thức:Kiểm tra được thực hiện theo các yêu cầu nghiêm ngặt của tiêu chuẩn YY/T 1712-2021 "Các thiết bị phẫu thuật hỗ trợ và các hệ thống phẫu thuật hỗ trợ sử dụng công nghệ robot".
Đo chính xác cao:Trọng tâm sử dụng interferometer laser Zhongtu GTS3300 (chính xác không gian 15μm + 6μm / m) và quả cầu mục tiêu cực cao (chính xác trung tâm 12,7μm) để đảm bảo kết quả đo đáng tin cậy.
Bảo hiểm giải pháp chuyên nghiệp:Giải pháp toàn diện cho hai nhu cầu kiểm tra hiệu suất cốt lõi quan trọng nhất của robot phẫu thuật: định vị và xác định vị trí (chính xác vị trí,khả năng lặp lại) và hiệu suất điều khiển master-slave (thời gian trì hoãn).
Độ tin cậy công nghiệp:Thiết bị chính có mức bảo vệ IP54, phù hợp với môi trường R&D công nghiệp và y tế.
Thu thập dữ liệu hiệu suất cao:Kiểm tra độ trễ master-slave sử dụng một phân tích lấy mẫu đồng bộ độ phân giải 24 bit, 204,8 kHz để chụp chính xác các tín hiệu độ trễ ở mức độ millisecond.
Tiêu chuẩn hóa hoạt động:Cung cấp các quy trình thử nghiệm và phương pháp xử lý dữ liệu rõ ràng và tiêu chuẩn để đảm bảo tính nhất quán và so sánh của các thử nghiệm.
Tóm lại
Hệ thống kiểm tra độ chính xác vị trí robot phẫu thuật của Kingpo Technology Development Limited là một công cụ chuyên nghiệp lý tưởng cho các nhà sản xuất thiết bị y tế,các cơ quan kiểm tra chất lượng và bệnh viện để thực hiện xác minh hiệu suất robot phẫu thuật, kiểm tra nhà máy, kiểm tra kiểu và kiểm soát chất lượng hàng ngày, cung cấp đảm bảo kiểm tra vững chắc cho hoạt động an toàn, chính xác và đáng tin cậy của robot phẫu thuật.
