Compliant joints composed of slit tubes or springs are commonly utilized for steerable endoscopes and catheters. Because this type of joint is actuated by means of its elasticity, it is difficult to bend it with a small radius of curvature. In order to overcome this problem, a hyper-redundant Pulleyless Rolling joint with Elastic Fixtures (PREF joint) is proposed. To enable miniaturization, the PREF joint does not have a pulley, and the rolling contact motion aids the actuation cables to maintain the tension. The elastic fixtures guarantee a stable rolling motion at the center of the rolling surfaces. In this paper, the fundamental characteristics for the unit and the hyper-redundant PREF joints are presented. Moreover, design considerations are proposed for the PREF joint including the rolling tooth shape, structure of the elastic fixtures, and cable actuation method. The validity of the design is verified using finite-element analysis and a 10 mm diameter prototype composed of 12 units of PREF joints for a 1 degree-of-freedom motion. As a result, the 55 mm long joint can be bent up to 짹180째 with low actuation tension. The presented guidelines will assist in the development of various steerable instruments for medical applications.
KSP 제안 키워드
Compliant joints, Degrees of freedom(DOF), Design considerations, Fundamental characteristics, Low actuation, Medical Applications, Radius of curvature, Rolling contact, Rolling surfaces, Tooth shape, finite element analysis(FEA)
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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