An MR-Safe Pneumatic Stepper Motor: Design, Control, and Characterization

步进电动机 步进电机 控制(管理) 工程类 控制工程 计算机科学 机械工程 材料科学 人工智能 纳米技术
作者
Gang Li,Pavel Yarmolenko,Kevin Cleary,Reza Monfaredi
出处
期刊:Journal of Medical Devices-transactions of The Asme [ASM International]
卷期号:19 (1): 011007-011007
标识
DOI:10.1115/1.4067605
摘要

Abstract Magnetic resonance imaging (MRI) can provide high contrast soft tissue visualization without ionizing radiation, which makes it an attractive imaging modality for interventional procedures. However, the strong magnetic and radio frequency (RF) fields impose significant challenges to the development of robotic systems within the magnetic resonance environment. Consequently, designing MRI-compatible actuators is crucial for advancing MRI-guided robotic systems. This paper reports the design, control, and characterization of a gear-based pneumatic stepper motor. The motor is designed with three actuating piston units and a geared rotor. The three actuating pistons are driven sequentially by compressed air to push the geared rotor and to generate bidirectional stepwise motion. Experiments were conducted to characterize the motor in terms of torque, speed, control, and MRI compatibility. The results demonstrate that the motor can deliver a maximum continuous torque of 1300 mNm at 80 pounds per square inch (PSI) (0.55 MPa) with 9 m air hoses. The closed-loop control evaluation demonstrates the steady-state error of position tracking was 0.81±0.52 deg. The MRI compatibility study indicated negligible image quality degradation. Therefore, the proposed pneumatic stepper motor can effectively serve as an actuator for MRI-guided robotic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
热情孤丹完成签到,获得积分10
3秒前
江晓婷发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小二郎应助N_xyz采纳,获得30
3秒前
4秒前
回火青年完成签到 ,获得积分10
4秒前
LS关闭了LS文献求助
5秒前
欣喜的砖头完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
xzy998应助平常的惜灵采纳,获得10
6秒前
也小喵发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
樂意发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
Nia完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
欢喜寄翠发布了新的文献求助10
8秒前
今后应助ShenghuiH采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
YL完成签到,获得积分10
10秒前
虚心的冷松完成签到,获得积分10
11秒前
p454q发布了新的文献求助10
11秒前
听话的刺猬完成签到 ,获得积分10
12秒前
好运偏爱完成签到,获得积分0
12秒前
潇洒的惋清应助Ayanami采纳,获得20
13秒前
13秒前
13秒前
顾北发布了新的文献求助10
13秒前
李健应助ATREE采纳,获得10
14秒前
凌露发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7689555
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9251657
关于积分的说明 19972512
捐赠科研通 7262498
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3290340
关于科研通互助平台的介绍 2447103
邀请新用户注册赠送积分活动 2295132