خلاصه اي از توصيف اختراع هدف از انجام اين پروژه طراحي، ساخت و كنترل يك گريپر براي جراحي ارگانهاي حجيم با قابليت بازخورد نيرو بوده است كه بتواند بطور مناسب و با تعداد درجات آزادي لازم حركات جراح را ثبت كره و با انعكاس نيرو حس لامسه را ايجاد كند، و در نهايت به منظور جراحي از راه دور بكارگرفته شود. گريپر فوق داراي ٢ درجه آزادي بوده و درجات آزادي رول و بازو بسته شدن عملگرنهايي را شامل مي شود و محدوده فضاي كاري لازم براي جراح را پوشش مي دهد. مزاياي اختراع انجام شده عبارتند از: ١ - طراحي و ساخت گريپر هپتيك براي جراحي ارگانهاي حجيم ٢ - فراهم كردن دو درجه آزادي براي حركت دست جراح هنگام انجام جراحي از راه دور ٣ - ايجاد حس لامسه براي جراح 4- قابليت گرفتن ارگانهاي حجيم هنگام انجام جراحي از راه دور ۵- مقاومت و ضريب ايمني بالا در مقابل نير وهاي وارده از طرف دست جراح در اختيار نبودن اطلاعات كافي براي جراح در جراحي حداقل تهاجم و محدوديت هايي نظير كاهش درجات آزادي جراح، زمينه تحقيقاتي مناسبي را براي ه مهندسين ايجاد كرده است تا سامانه هاي هوشمند و كارامدي را براي همكاري با جراح و بهبود كيفيت جراحي حداقل تهاجم ارائه كنند. پروژه حاضر يكي از بخش هاي اصلي پروژه بزرگ ايجاد يك سامانه جراحي رباتيك شامل ربات راهبر، ربات پيرو و نگهدارنده دوربين مي باشد. گريپر ربات راهبر قسمتي است كه در ارتباط مستقيم با جراح است و واقع واسطه اي است گه حركات و تصميم گيري هاي جراح را ثبت كرده و به ربات پيرو منتقل مي كند. يكي از مشكلات اساسي در جراحي حداقل تهاجم، خستگي جراح و پيچيدگي هاي ذهني است كه جراح در حين عمل با آنها مواجه است و ربات راهبر اين امكان را به جراح مي دهد كه درشرايط ارگونوميكي مناسب و بصررت نشسته هدايت ربات را در دست گيرد و بدون پيچيدگي هاي گذشته به جراحي بپردازد ويژگي مهم اين پروژه كه آن را از سامانه هاي جراحي رباتيكي نظير داوينچي نيز متمايز مي كند قابليت بازتاب نيرو و ارانه حس لامسه است كه براي جراحان بسيار اهميت دارد. نكته مهم ديگري كه بايد به آن توجه داشت اين است كه چنين سامانه هاي جراحي رباتيكي مي توانند امكان جراحي از راه دور را نيز فراهم آورند به اين ترتيب كه هنگا مي كه دسترسي به جراح وجود ندارد براي مثال در شرايط جنگي، جراح مي تواند از راه دور و از مكاني امن جراحي را انجام دهد

روشهاي نمونه سازي سريع يا RP يك نام كلي براي تعدادي از تكنولوژيهايي مي باشد كه ساخت اجزاء را بدون نياز به ابزارسازي معمولي و مرسوم و نيز بدون نياز به مدل سازهاي ماهر را ممكن مي سازد و مي تواند به طور اتوماتيك مدل هاي فيزيكي را از اطلاعات طراحي به كمك كامپيوتر (CAD)بسازد. نمونه سازي سريع به روش SIS يكي زا جديدترين روشهاي موجود مي باشد. دستگاه SIS قادر خواهد بود نمونه هايي با كيفيت سطح بسيار بالا توليد كند. همچنين به دليل عدم نياز به ليزر ساخت چنين دستگاه بسيار ارزانتر از دستگاههاي معمول مانند SLS,SLA خواهد بود. هدف از انجام اين پروژه طراحي و ساخت يك دستگاه نمونه سازي سريع به روش SIS با استفاده از هدهاي تجاري مي باشد. به دليل استفاده از اين هدها دستگاه موجود داراي كيفيت سطح بسيار بالا مي باشد. مزاياي اختراع انجام شده عبارتند از: 1- ماشين SIS از ماشين معادل خود SLS بسيار ارزانتر است زيرا منبع تغذيه پر قدرت ليزري در SLS با يك المان حرارتي ارزان قيمت جايگزين شده است. 2- فرايند SIS سريع است. زيرا كل لايه يكباره تف جوشي مي شود. تنها عامل محدود كننده سرعت فرايند ريختن بازدارنده است كه امروزه با وجود هدهاي چاپگرهاي موجود اين مكشل تا حدودي مرتفع شده است. 3- دقت ابعادي و كيفيت سطح قطعات SIS نسبت به 3DP و SLS برتري دارد. SIS مايع بازدارنده كمتري براي جلوگيري از تف جوشي، در مقايسه با مقدار مايع چسباننده جهت ايجاد چسبندگي در 3DP نياز دارد بنابراين مايع كمتري درون پودر انتشار مي يابد. 4- با استفاده از عامل بازدارنده رنگي مي توان قطعاتي با رنگ آميزي مختلف توليد كرد (مانند چاپگرهاي جوهر افشان رنگي) و سپس با پردازش مناسب قطعه رنگها را به طور دائمي بر سطح قطعه پوشاند. دستگاه نمونه سازي سريع به روش SIS قادر است با دريافت مدل CAD از كامپيوتر قطعاتي از جنس پليمر در مدت زمان بسيار كوتاهي بتدريج و لايه به لايه ساخته تا قطعه نهايي شكل گيرد. اين دستگاه به طراحان اجازه مي دهد كه سريعا الگوي اوليه و محسوس از طرحشان خلق كنند. اين مدلها كاربردهاي متعددي دارند آنها كمكهاي تصويري براي ارتباط ايده ها با همكاران و مشتريان فراهم مي كنند. به علاوه مدل ها براي آزمايش طراحي نيز استفاده دارند.

خلاصه اي از توصيف اختراع اختراع حاضر رباتي است كه داراي ۵ درجه آزادي بوده و درجات آزادي پيچ، ياو، حركت نفوذي، رول و بازو بسته شدن پنجه كه عملگرنهايي ربات مي باشد را شامل مي شود و محدوده فضاي كاري لازم براي انجام جراحي لاپاروسكوپي را پوشش مي هد. ربات مذكور داراي مكانيزمي ابداعي بوده كه حركت خطي را در پايه مكانيزم كنترل مي كند كه منجر به كاهش اينرسي شناور مي شود. ربات داراي بازخورد نيرو در تمامي درجات آزادي مي باشد و مي تواند بطور مناسب و با حداقل تعداد درجات آزادي لازم حركات جراح را ثبت كرده و با انعكاس نيرو حس لامسه را ايجاد كند و به منظور انجام جراحي از راه دور كاربرد دارد. به اين ترتيب كه جراح مي تواند در محلي دور از بيمار قرار داشته باشد و جراحي را انجام دهد. مهمترين ويژگي ربات فوق اين است كه جراح هنگام جراحي با آن دست خود را دااخل بدن بيمار حس كرده و در واقع جراح در وضعيتي قرار ندارد كه ابزاري را در دست داشته باشد بلكه دست او در نقش ابزار جراحي خواهد بود. ربات فوق پيچيدگي هايي نظير حركت آينه ا ي نوك ابزار نسبت به دست جراح را برطرف نموده و امكان انجام جراحي لاپاروسكوپي را براي پزشكاني كه تجربه اين نوع جراحي را ندارند نيز فراهم مي كند. مزاياي اختراع انجام شده شامل موارد زير است: ايجاد 5 درجه آزادي مجهز به بازخورد نيرو ارائه ي يك مكانيزم ابداعي نوين با قابليت ايجاد و كنترل حركت خطي در پايه مكانيزم به منظور كاهش اينرسي شناور ربات. انتقال مركز دوران به پشت دست جراح و حل مشكل آينه ا ي بودن حركت دست جراح و نوك ابزار در تصوير در جراحي لاپاروسكوپي كه منجر به رفع پيچيدگي هاي موجود در اين روش جراحي مي شود و به جراح حس ورود دست به داخل بدن بيمار را مي دهد. استفاده از حداقل درجات آزادي لازم براي تامين كردن نيازهاي طراحي. /. ايجاد دامنه ي نيرويي و گشتاوري متناسب با جراحي ارگان هاي حجيم. /. فراهم آوردن شرايط ارگونوميكي مناسب براي جراح حين هدايت جراحي.

سامانه اختراع حاضر ابزاري براي محاسبه اطلاعات سينماتيكي اندام هاي بدن با استفاده از داده هاي خام سنسورهاي اينرشيال مي باشد. روش هاي متعددي از جمله روش نوري براي اندازه گيري مستقيم داده هاي سينماتيكي اعضاي بدن وجود دارد كه بزرگترين مشكل آن ها فضاي ردگيري محدود و نياز به ديد مستقيم بين سنسورها مي باشد. در اختراع حاضر اطلاعات سينماتيكي شامل زواياي اويلر موقعيت سرعت خطي و زاويه اي شتاب خطي و دوراني و ماتريس دوران هفده لينك از اعضاي بدن با استفاده از داده هاي خام سنسورهاي اينرشيال شامل خروجي شتاب سنج ها و ژيروسكوپ ها استخراج مي شود. ابزار لازم براي اين سامانه سنسورهاي اينرشيال مي باشد. كه در اين اختراع براي تست سامانه از سنسورهاي اينرشيال شركت Xsens هلندي استفاده شده است. همچنين لباسي براي جايگذاري سنسورها طراحي شده است. اين لباس با استفاده از اطلاعات آناتوميكي بدون و منطبق بر استانداردهاي دستگاه هاي مختصات آناتوميكي طراحي شده است. با قرار دادن سنسورها در محل هاي از پيش تعيين شده لباس دستگاه هاي مختصات سنسورها بر دستگاه هاي مختصات آناتوميكي اندام ها و مفاصل منطبق شده و اين كمك مي كند كه پردازش و تحليل هاي نهايي با كمترين خطا انجام شود. براي نمايش اطلاعات سينماتيكي نرم افزار گرافيكي واسطي نيز طراحي شده كه ارتباط بين كاربر و سامانه است. كاربر داده هاي خام سنسورها را به همراه اطلاعات لوليه شامل قد و وزن به نرم افزار اعمال كرده و با انتخاب گزينه هايي كه مايل به نمايش آن ها است تصاوير و فيلم هاي متناسب نشان داده مي شود. در نهايت كل اطلاعات سينماتيكي در فايلي ذخيره شده و در اختيار كاربر قرار مي گيرد.