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저자정보
Debadrata Sarkar (CSIR Central Mechanical Engineering Research Institute) Sagnik Chakraborty (Bengal College of Engineering and Technology) Aman Arora (CSIR Central Mechanical Engineering Research Institute) Soumen Sen (CSIR Central Mechanical Engineering Research Institute)
저널정보
제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 ICCAS 2021
발행연도
2021.10
수록면
903 - 908 (6page)

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Physically interactive applications like tissue sampling have become essential in present day minimally invasive endoscopy/colonoscopy applications. This calls for specialized steering heads with force exertion ability, still maintaining simplified actuation mechanisms having inherent softness and steerability. This article presents development of soft hyperelastic material (silicone) based pneumatically actuated steering head with improved performance achieved through O-ring reinforcements. The design attains omnidirectional bending operations as well as extension capability enabling needle insertion by the steering head. The ring reinforcement not only contains the bulging effect but also enhances extension ability and range of bending. Additionally, it improves stiffness, structural stability and force exertion capability. The presented work implements two layer design principle - the inner actuator is made from silicone of harder shore hardness followed by a thin outer layer of softer silicone, embedding the O-rings in between. The steering head has been designed iteratively through in depth Finite Element modeling and analyses after obtaining material models of silicones experimentally. The actuator has undergone detailed characterization through simulation for its workspace and blocked-tip force capabilities at various configurations. The characteristics have been experimentally validated on the developed prototype.
#Soft Robots #Silicone Actuators #Robotic Endoscopy #Tissue Sampling #FE Analysis of Silicone Actuators

목차

Abstract
1. INTRODUCTION
2. SOFT STEERING HEAD
3. FINITE ELEMENT MODELLING: SIMULATION AND ANALYSIS
4. EXPERIMENTAL CHARACTERIZATIONS
5. RESULTS AND DISCUSSIONS
5. CONCLUSIONS
REFERENCES

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