antriebstechnik 12/2023

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK FÜR MEDIZIN UND LABOR
MEDIZINROBOTIK
MINIATURMOTOREN FÜR
CHIRURGISCHE PRÄZISION
Seit den 1980er Jahren kommen Roboter in der
Chirurgie zum Einsatz. Medizinische Roboter wurden
ursprünglich für das US-Militär entwickelt,
um verwundete Soldaten aus der Ferne operieren zu
können. Seitdem hat sich einiges getan und die
robotergestützte Chirurgie spielt heute eine wichtige
Rolle im Operationssaal. Roboterarme ermöglichen
dabei präzise und fein abgestimmte Bewegungen und
stellen in Kombination mit bildgebender Technologie
eine deutliche Verbesserung gegenüber
herkömmlichen chirurgischen Methoden dar.
Die Motoren in solchen chirurgischen Robotern
müssen dabei die Geschicklichkeit des Operateurs
optimal unterstützen und besonders kompakt sein.
In den letzten Jahren hat sich die chirurgische Robotik stark weiterentwickelt,
chirurgische Paradigmen neugestaltet und eine
Flexibilität und Präzision möglich gemacht, die menschliche
Fähigkeiten übertrifft. Von der Orthopädie bis hin zu weniger
invasiven gängigen Eingriffen: Mit der Diversifizierung der chirurgischen
Methoden steigt auch die Nachfrage nach vielseitigen
und anwendungsgerechten Motorlösungen.
WENN DER ROBOTER DAS SKALPELL FÜHRT
Herkömmliche Motoren, die typischerweise in chirurgischen Umgebungen
verwendet werden, haben oft konstruktionsbedingte
Einschränkungen. Insbesondere ihre Größe kann zu Kompromissen
im Aufbau von Roboterarmen führen. Darüber hinaus arbeiten
sie mit gewickelten Eisenkernen, was Probleme wie Rastmomente
oder eine unerwünschte pulsierende Kraft mit sich bringt.
Verursacht wird sie durch die Anziehung zwischen den Magneten
des Motors und den Eisenkernwicklungen, was den reibungslosen
Betrieb beeinträchtigen kann. In der chirurgischen Robotik
zählt jede Mikrobewegung, selbst das geringste Ruckeln kann sich
negativ auswirken.
Ein weiteres Problem herkömmlicher Motoren ist die erhebliche
Wärmeentwicklung während des Betriebs. Die übermäßige
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