Ellipsoidal tontor step model of sensors for automated mechatronic systems

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorSkytsiouk, V.I.
dc.contributor.authorKlotchko, T.R.
dc.date.accessioned2023-07-26T09:51:24Z
dc.date.available2023-07-26T09:51:24Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractModern medicine widely uses mechatronic modules in systems of various purposes, such as automated systems of diagnostics, scanning, irradiation. Recently, mechatronic modules in robotic surgical complexes are gaining importance. Thus, with the use of integrated sensors in mechatronic modules, executive manipulators of automated systems, positioning accuracy in defined spatial coordinates can be maintained. This data helps the medical staff to diagnose, monitor the patient's condition and make treatment decisions. The main purpose of sensor support in mechatronic systems is to ensure the accuracy and reliability of the system's functioning. Sensors must be sensitive and stable enough to provide measurements with high accuracy and respond to changes in real time. In addition, similar mechatronic modules are combined with sensors to create bionic limb prostheses, to restore human movement functions in various orthopedic diseases. At the same time, the trajectory of the movement of the executive bodies of the mechatronic medical system, regardless of its purpose, during spatial transformations of searching for the coordinates of a real object, must be determined taking into account possible deformations. Therefore, the accuracy of real-world displacement in space is determined by sensors that measure the parameters of physical objects. Thus, real transformations can be defined by spatial deviations that can be described using an ellipsoidal model. Accuracy, like the strength of the mechatronic module of a robot arm, is a variable value. They depend not only on the number of joints and the mobility of the hinges, but also on the position of the manipulators in space. At one point of coordinates, the module can apply more force than at another. The same is true for positioning accuracy, where the positioning error is greater at some points than at others. Therefore, an important actual problem in the creation of medical robotic systems is to determine the step-by-step movement of such a module in the workspace. Therefore, the purpose of this work is to determine the ellipsoidal TONTOR step model of sensors for automated mechatronic systems, as the motion of the executive manipulators and sensors of the system during transformations from imaginary coordinate space to real space determines trajectory errors. Based on the existing opportunities analyzed in the work application of mechatronic modules in automated medical systems, relevant tasks related to maintaining the positioning accuracy of diagnostic manipulators and sensors are defined. The importance of sensory complexes in measuring various biological parameters that determine the patient's condition is noted. And this involves the application of models of spatial movement of the sensor in the working space of automated equipment, in particular, a robotic mechatronic complex. In the work, it is proposed to use the TONTOR step model to increase the accuracy of the realization of the movement trajectory of the sensors of the mechatronic automated system. The results of creating an ellipsoidal model of the TONTOR step, which most accurately reflects the features of moving an object in space during transformations of the transition to real space, are given.uk
dc.description.abstractotherСучасна медицина широко використовує мехатронні модулі в системах різного призначення, таких як автоматизовані системи діагностики, сканування, опромінення. Останнім часом все більшого значення набувають мехатронні модулі в роботизованих хірургічних комплексах. Таким чином, за допомогою інтегрованих датчиків у мехатронних модулях, виконавчих маніпуляторах автоматизованих систем, можна підтримувати точність позиціонування в заданих просторових координатах. Ці дані допомагають медичному персоналу визначити діагноз, контролювати стан пацієнта і прийняти рішення щодо лікування. Основним призначенням сенсорної підтримки в мехатронних системах є забезпечення точності та надійності функціонування системи. Датчики мають бути достатньо чутливими та стабільними, щоб забезпечувати вимірювання з високою точністю та реагувати на зміни в реальному часі. Крім того, подібні мехатронні модулі поєднуються з датчиками для створення біонічних протезів кінцівок, відновлення рухових функцій людини при різних ортопедичних захворюваннях. Водночас, траєкторія руху виконавчих органів мехатронної медичної системи, незалежно від її призначення, при просторових перетвореннях пошуку координат реального об’єкта повинна визначатися з урахуванням можливих деформацій. Тому точність реального переміщення в просторі визначається датчиками, які вимірюють параметри фізичних об'єктів. Таким чином, реальні перетворення можуть бути визначені просторовими відхиленнями, які можна описати за допомогою еліпсоїдальної моделі. Точність, як і міцність мехатронних модулів руки робота, є величиною змінною. Вони залежать не тільки від кількості шарнірів та їх рухливості, але й від положення маніпуляторів у просторі. В одній точці координат модуль може прикладати більше сили, ніж в іншій. Те саме стосується точності позиціонування, коли помилка позиціонування в одних точках більша, ніж в інших. Тому важливою актуальною проблемою при створенні медичних роботизованих систем є визначення покрокового руху такого модуля в робочому просторі. Тому метою даної роботи є визначення еліпсоїдальної моделі ТОНТОР кроку сенсорів для автоматизованих мехатронних систем, оскільки рух виконавчих маніпуляторів і сенсорів системи під час перетворень з уявного координатного простору в реальний простір визначає похибки траєкторії. На основі проаналізованих наявних можливостей у роботі застосування мехатронних модулів в автоматизованих медичних системах визначено актуальні завдання, пов’язані з підтримкою точності позиціонування діагностичних маніпуляторів і датчиків. Відзначено важливість сенсорних комплексів у вимірюванні різних біологічних параметрів, що визначають стан пацієнта. А це передбачає застосування моделей просторового переміщення датчика в робочому просторі автоматизованого обладнання, зокрема роботизованого мехатронного комплексу. У роботі запропоновано використовувати модель кроку ТОНТОР для підвищення точності реалізації траєкторії руху датчиків мехатронної автоматизованої системи. Наведено результати створення еліпсоїдальної моделі кроку ТОНТОР, яка найбільш точно відображає особливості переміщення об’єкта в просторі під час трансформацій переходу в реальний простір.uk
dc.format.pagerangePp. 128-133uk
dc.identifier.citationSkytsiouk, V.I. Ellipsoidal tontor step model of sensors for automated mechatronic systems / Skytsiouk V.I., Klotchko T.R. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 65(1). – С. 128-133. – Бібліогр.: 12 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.65(1).2023.283468
dc.identifier.issn0321-2211 (p)
dc.identifier.issn2663-3450 (e)
dc.identifier.orcid0000-0003-1783-3124uk
dc.identifier.orcid0000-0003-3911-5369uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/58636
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 65(1)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectTONTOR stepuk
dc.subjectsensoruk
dc.subjectmechatronic systemsuk
dc.subjectvector modeluk
dc.subjecttransformationuk
dc.subjectdistanceuk
dc.subjectкрок ТОНТОРuk
dc.subjectдатчикuk
dc.subjectмехатронні системиuk
dc.subjectвекторна модельuk
dc.subjectперетворенняuk
dc.subjectвідстаньuk
dc.subject.udc621.396.6uk
dc.titleEllipsoidal tontor step model of sensors for automated mechatronic systemsuk
dc.title.alternativeЕліпсоїдна модель кроку тонтор сенсорів автоматизованих мехатронних системuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
283468-653334-1-10-20230630.pdf
Розмір:
311.64 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 65(1)