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저자정보
김수용 (KAIST) 김청준 (KAIST) 박수환 (삼성전자) 이두용 (KAIST)
저널정보
제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제24권 제3호
발행연도
2018.3
수록면
271 - 277 (7page)
DOI
10.5302/J.ICROS.2018.17.0142

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이 논문의 연구 히스토리 (5)

2018

트로카 내부의 고무패킹에서 발생하는 마찰을 고려하여 수술 도구 말단에 작용하는 축 방향의 힘을 추정하는 방법
김수용 ,  김청준 ,  박수환 외 1명 제어로봇시스템학회 논문지 2018.03 학술저널

2016

수술용 로봇의 기구와 생체조직과의 상호작용 힘 추정을 위한 트로카 고정부의 힘 센서 설계
김수용 ,  김청준 ,  박수환 외 1명 대한기계학회 춘추학술대회 2016.12 학술대회자료
트로카 고정부에 작용하는 반력을 측정하여 수술도구 말단의 수직방향 상호작용 힘을 추정하는 방법
김수용 ,  김청준 ,  이두용 제어로봇시스템학회 논문지 2016.08 학술저널
트로카 마찰을 고려하여 수술 도구와 인체 장기와의 상호작용 힘을 로봇 팔에서 간접적으로 추정하기 위한 센서의 사양 분석
김수용 ,  김청준 ,  이두용 대한기계학회 춘추학술대회 2016.04 학술대회자료
트로카 마찰을 고려하여 수술도구와 인체장기와의 상호작용 힘을 로봇 팔에서 간접적으로 추정하는 방법
김수용 ,  김청준 ,  이두용 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 2016.03 학술대회자료

초록· 키워드

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Forces applied to an instrument tip of a surgical robot can be estimated by measuring the reaction forces at the drape plate and the trocar. Friction, however, occurs at the rubber packing inside the trocar. The friction deteriorates estimation of the force applied to the instrument tip in the axial direction. This paper proposes a method to improve the accuracy of force estimation by designing a l-DOF force sensor at the drape plate and measuring the friction that occurs in the rubber packing. Rectangular parallelepiped connectors between the upper and lower sections of the drape plate are designed to concentrate the strain from the reaction force within the drape plate. The proposed drape plate sensor can measure the reaction force accurately regardless of friction due to surface contact with the upper slide because the reaction force is measured within the internal structure of the drape plate. The sensor measures the reaction force in the axial direction with an error of 3.28 %. It is possible to estimate the axial force applied to the instrument tip with error of 8.26 % by measuring both the reaction force at the drape plate sensor and the friction within the rubber packing.
#haptics #surgical robot #force estimation #force sensor

목차

Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 드레이프 플레이트에 작용하는 축 방향 반력 측정을 위한 센서 설계 및 성능 평가
Ⅲ. 발생하는 마찰력(Fz)을 고려하여 수술 도구 밀단에 발생하는 축 방향의 힘(Fz) 추정
Ⅳ. 결론
REFERENCES

참고문헌 (19)

참고문헌 신청
J. Rosen, B. Hannaford, M. P. MacFarlane, and M. N. Sinanan, “Force controlled and teleoperated endoscopic grasper for minimally invasive surgery-experimental performance evalua￢tion,” IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 46, no. 10, pp. 1212-1221, 1999. G. Tholey, J. P. Desai, and A. E. Castellanos, “Force feedback plays a significant role in minimally invasive surgery: results and analysis,” Ann. Surg., vol. 241, no. 1, pp. 102-109, 2005. P. Puangmali, K. Althoefer, L. D. Seneviratne, D. Murphy, and P. Dasgupta, “State-of-the-art in force and tactile sensing for minimally invasive surgery,” Sensors Journal, IEEE, vol. 8, pp. 371-381, 2008. K. S. Eom, I. H. Suh, W. K. Chung, and S.-R. Oh, “Disturbance observer based force control of robot manipulator without force sensor,” Int. Conf. Robotics and Automation, vol. 4, pp. 3012-3017, 1998. S. Katsura, W. Iida, and K. Ohnishi, “Medical mechatronics-An application to haptic forceps,” Annual Reviews in Control, vol. 29(2), pp. 237-245, 2005.

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