SIMULAZIONI FEM
Al fine di verificare che ELBOWRIST potesse essere implementato nel sistema attuale e impiegato in sicurezza in fase operatoria, abbiamo scrupolosamente realizzato delle simulazioni FEM per testarne la solidità strutturale
analisi fem
Verifica guscio esterno:
Questa analisi strutturale mira alla verifica della rigidezza della cerniera esterna del gomito.
Le forze usate per questa simulazione sono state scelte sulla base delle proprietà meccaniche dei tessuti biologici.
Utilizzando le forze massime rilevate sono state replicate le condizioni di esercizio più critiche.
Condizioni al contorno:
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Forza in trazione di 10N sul bordo inferiore;
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Due momenti di 1Nm sulla faccia esterna;
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Materiale: acciaio inossidabile (sforzo di snervamento = 250MPa).
Risultati:
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Sforzo max. di Von Mises: 83,86 MPa;
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Deformazione max. 0,007 mm.
Verifica forcella giunto cardanico:
Lo scopo di questa analisi FEM è quello di testare la resistenza della forcella sottoposta a momento torcente.
E' stata replicata la condizione limite nella quale la rotazione del giunto cardanico sia impedita e si applichi la coppia massima trasmissibile dal motore.
Condizioni al contorno:
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Momento torcente di 0,3 Nm;
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Materiale: acciaio inossidabile (sforzo di snervamento = 250MPa).
Risultati:
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Sforzo max. di Von Mises: 66,2959 MPa;
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Deformazione max. 0,00019 mm.
Conclusioni:
Dalle simulazioni si può evincere che le deformazioni massime risultano trascurabili e gli sforzi di Von Mises massimi inferiori rispetto al limite di snervamento.
Si conclude che la nostra soluzione del gomito è sufficientemente robusta strutturalmente da poter essere implementata nel sistema attuale DaVinci.
analisi cinematica
CInematismo giunto cardanico:
Il rapporto di trasmissione caratteristico del giunto cardanico incide sulla velocità di rotazione della pinza posta al termine dell'albero cedente ("avambraccio") rispetto alla velocità angolare dell'albero movente ("braccio"). Ciò implica, dal punto di vista del chirurgo, una risposta della punta scalata rispetto ai comandi impartiti da console e variante con l'angolo di flessione dell'elbowrist.
Si è quindi realizzata un'analisi cinematica sul giunto cardanico il cui output è mostrato in figura e che consente potenzialmente di implementare nel sistema DaVinci una funzione in grado di rendere omogeneo il feedback.
