Diseño mecánico de un brazo robótico para la automatización de un sistema VarioGuide-Brainlab para realizar cirugías estereotácticas.

Abstract

El diseño descrito en éste paper tiene como fin automatizar el movimiento de un brazo robótico asistencial a través de la incorporación de motores Stepper NEMA 11 y sistemas de transmisión de potencia para reemplazar los sistemas manuales del brazo original. Según las características que cada sistema de transmisión de potencia del brazo robótico necesitaba, se eligieron los sistemas que mejor lo cumplían. El primer grado de libertad debía ser capaz de mover todo el brazo, tener una calidad de movimiento de 0.01 grados y bloquearse automáticamente, por lo que se eligió un sistema Tornillo Sinfín - Corona. El segundo grado de libertad debía moverse linealmente con una exactitud de 0.1mm, por lo que se utilizó un husillo de bola para convertir el movimiento rotacional del motor en movimiento lineal, con un paso de 1mm por vuelta del motor. Debido a las limitaciones de espacio, se diseñaron los últimos grados de libertad para funcionar solo con la instalación del NEMA 11, sin la necesidad del sistema de transmisión de potencia utilizado en los grados anteriores. Durante todo el diseño se tuvieron en cuenta las medidas de desfase entre los ejes de rotación y traslación del brazo original, ya que son las medidas con las que trabaja el sistema de guía por computadora para indicar la posición actual del brazo y los movimientos que debe efectuar para ir a la posición deseada. Se mejoró el ensamble y movimiento del brazo anterior para que funcionara de base y acople para el brazo automático que se diseñó en este trabajo. (A)