Systém řízení nástroje robotické ruky z operačního robota Da Vinci v LabVIEW

Abstract

Práce popisuje tvorbu ovládacího rozhraní pro nástroj ruky operačního robota Da Vinci firmy Intuitive Surgical. Prvotním cílem je základní seznámení s funkcemi operačního robota, kterým je věnována první část. V dalších částech následuje návrh komunikace, jejímž základem je ergonomické ovládací zařízení - gamepad, které pomocí páček umožňuje kontrolu nad dvěma nezávislými čepelemi na operačním nástroji. Přenos pohybu hlavy nástroje ruky zajišťuje program sestavený v LabVIEW. Vyhodnocuje vstupní data z ovladače a na základě předem definovaných mezí odesílá bitové instrukce. Komunikace je sestavena v závěrečné části programu v LabVIEW a data jsou prostřednictvím sériového protokolu odeslána na cílové zařízení. Program poskytuje také omezené možnosti nastavení pro snadnou přenositelnost na jiné PC a modulovatelnost. Díky uživatelskému prostředí má uživatel plnou vizuální kontrolu nad vstupními hodnotami. V návrhu rozhraní je počítáno s reálnými možnostmi ovládání a mechanického návrhu supportu za pomocí krokových motorků.

Bachelor work describes creation of interface for surgical robotic hand Da Vinci made by Intuitive Surgical. First goal was to get familiarized with its functions. This is the contents of the first few chapters. The rest of the work focuses on communication design between computer and Da Vinci arm instrument. On the user side, there is a controlling device connected, a gamepad with levers, which allows user to move two independent blades on the instrument. Transmission of this movement to the robotic arm instrument is task of a software programmed in LabVIEW. It evaluates entry data from the gamepad and after comparing them to predefined bounds, it sends bit instructions to Da Vinci. The communication is opened in the last part of the sofware solution and the data (2 bytes) are sent through serial protocol to target device. Program provides also a limited options, which can be set by the user. These settings are primarily used for easy portability between computers. Via graphical interface has user complete visual control over input values. The whole design is based on the real possibilities of arm instrument manoeuvreability and mechanical support design using stepping motors.