Effecteur de bras robotique

Le défi à relever

Le client avait besoin d’un retour de position absolue véritable pour plusieurs petits axes compacts et densément agencés pour l’effecteur final de son robot chirurgical à invasion minimale.

La solution

Le système novateur de codeur personnalisé Searchlight™ a alors été développé. Ce nouveau codeur absolu optique utilise une source laser VCSEL, un miroir cunéiforme et un réseau de détecteurs en forme d’anneau pour fournir une position absolue véritable, au sein d’une configuration extrêmement compacte et dans l’axe. La source lumineuse se trouve au milieu de l’anneau dans un endroit stationnaire et illumine le miroir positionné sur un arbre en rotation. Le miroir réfléchit la lumière laser en un certain emplacement de l’anneau détecteur.   Lorsque l’arbre tourne, le faisceau réfléchi balaie autour de l’anneau détecteur et génère un signal électrique sinusoïdal une fois par tour. Cette sinusoïde est ensuite interpolée 65 536 fois pour une résolution de 0,0055°.

Avantage

La conception compacte permet de réduire substantiellement la taille et le poids de chaque axe, de regrouper plusieurs axes au sein d’une configuration très dense, et de travailler avec des tolérances d’alignement généreuses entre le capteur et le miroir. Cela permet également d’installer les codeurs très près des moteurs, sans qu’ils soient affectés par leurs champs magnétiques. La position absolue véritable de ces codeurs élimine la nécessité d’initialiser les axes au démarrage ou en cas de coupure de courant en cours d’opération, alors que les effecteurs du robot sont encore à l’intérieur du patient. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une application à haute vitesse, la bande passante du détecteur de 50 kHz permet à ce codeur d’atteindre des vitesses allant jusqu’à 10 000 tr/min.

Caractéristiques techniques