Poignet articulé pour le domaine médical

Description

Il s'agit d'un dispositif d'articulation robotique constituant un système à 3 ou 4 degrés de liberté (3 degrés en rotation, 1 degré en translation) selon le montage.

Cette articulation à structure parallèle se compose : ­ d'un plateau mobile ou élément ­ d'un plateau fixe ou embase ­ et de quatre actionneurs interposés entre l'embase et l'élément mobile.

Chaque actionneur est relié à l'élément mobile par une articulation et déplaçable individuellement; l'élément mobile présente un point central de pivotement situé entre les articulations des 4 actionneurs.

  
Figure 4: Poignet articulé

Ce pivot central peut être constitué par une rotule interposée entre l'éléments mobile et un appui de l'embase. Lorsque cet appui est déplaçable l'élément mobile a 4 degrés de liberté.

Cette articulation peut être aménagée en associant aux actionneurs : ­ un dispositif de guidage en coulissement, ­ un dispositif de détection d'élongation ­ un dispositif de détection de déplacement en rotation ­ des moteurs fixés sur l'embase.

Originalité

Ce poignet articulé présente une morphologie nouvelle organisée autour d'une structure parallèle. Il est technologiquement plus simple, moins lourd et moins coûteux que les dispositifs à structure parallèle préexistants. Léger et rigide, comme tout dispositif à structure parallèle, il présente une maniabilité et une dextérité plus grandes que les autres poignets à structure parallèle existants.

L'originalité de ce dispositif réside dans sa capacité à orienter un organe terminal (par exemple un bistouri) selon n'importe quelle direction de l'espace, au moyen de quatre actions dirigées selon des directions parallèles. Cette dernière particularité est essentielle car elle permet le fonctionnement en télémanipulation grâce à un couplage particulier des deux dispositifs, l'un jouant le rôle de robot maître, l'autre celui d'esclave.

Dans ce cas, le robot maître et le robot esclave sont reliés mécaniquement par quatre organes de transmission d'effort, travaillant en traction et en compression.

Domaines d'application

- Robotique Médicale - Télémanipulation

L'une des vocations (bien que non exhaustive) du dispositif est de constituer un poignet possédant trois axes de rotation, c'est-à-dire d'orienter de façon quelconque un organe terminal (bistouri, par exemple) [4]. Mais surtout la possibilité offerte de transmettre toutes les mobilités de rotation au travers d'un tube très fin, lui ouvre la porte de nombreuses applications médicales.