Diseño y control de un sistema de acoplamiento de un instrumento endowrist para un brazo robótico UR3

Abstract

En las ultima décadas, los sistemas robóticos se han convertido en una relidad cotidiana en muchos hospitales de todo el mundo, ofreciendo numerosas ventajas que mejoran la destreza de los cirujanos mediante movimientos más precisos e intuitivos. En este escenario, este Trabajo Fin de Grado presenta el diseño y control de un sistema de acoplamiento para un instrumento EndoWrist y un brazo robótico UR3. El EndoWrist es un instrumento robótico especializado para cirugía laparoscópica, utilizado por el robot comercial daVinci,que ofrece más grados de libertad que los instrumentos convencionales. Este instrumento comercial tiene un mecanismo de acople especialmente diseñado para el robot daVinci, por lo que no es posible utilizarlo de forma directa con otro tipo de sistema. En este proyecto se ha desarrollado un mecanismo que permite acoplar este instrumento a un brazo robótico UR3, con el que actualmente trabaja el grupo de investigación de Robótica Médica de la Universidad de Málaga. La realización de este proyecto se divide en tres partes: una parte de diseño y montaje hardware, otra de implementación software, y una última de experimentación. En la primera parte se han empleado como dispositivos hardware 4 servomotores para controlar los grados de libertad del instrumento EndoWrist y un “Pololu Maestro Servo Controller” que gestiona el movimiento de éstos. En la parte de implementación software se ha hecho uso de Solidworks para el diseño 3D del sistema de acoplamiento y Matlab y ROS para las comunicaciones entre el brazo robótico y el Controlador Pololu. Por ultimo, el proyecto concluye con la parte de experimentación, en el que se valida la correcta implementación del sistema de acoplamiento.