Journal of Biomedical Engineering Research (대한의용생체공학회:의공학회지)

The Korean Society of Medical and Biological Engineering (대한의용생체공학회)
권호 표지

A Development of the Automated System for Adjusting the Hexapod Circular Fixator

6자유도 원형체외고정기 조정을 위한 자동화 시스템 개발에 관한 연구

  • Jung S. G. (Dep. of Mechatronics Engineering, Hanyang Univ.) ;
  • Park B. S. (Dep. of Precision Mechanical Engineering, Hanyang Univ.) ;
  • Sim H. J. (Dep. of Mechatronics Engineering, Hanyang Univ.) ;
  • Han C. S. (Dep. of Mechanical Engineering, Hanyang Univ.) ;
  • Han J. S. (Dep. of Mechanical Engineering, Hansung Univ.)
  • 정상길 (한양대학교 메카트로닉스공학과) ;
  • 박범석 (한양대학교 정밀기계공학과) ;
  • 심형준 (한양대학교 메카트로닉스공학과) ;
  • 한창수 (한양대학교 기계정보경영학부) ;
  • 한정수 (한성대학교 기계시스템공학부)
  • Published : 2004.12.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this article, we present an automated system for adjusting the 6 degree of freedom (D.O.F.) circular fixator. The system includes a scheduling software to adjust the Hexapod Circular Fixator (HCF) and an automated strut with the ability of the multiple synchronized motion and independent motion. The HCF was designed to control a 6 D.O.F. Ilizarov fixator and it's mechanism. The HCF adjustment software evaluates each value of altered length of the HCF struts to correct the complex skeletal deformity by using the X-ray data of the patient. The data of HCF adjustment software feed into the automated strut system which provides the scheduled adjustment. Then, the automated strut is synchronized by input data. Also the data of HCF adjustment software can be used to adjust HCF without automated struts. The proposed HCF system was verified by experiments.

본 논문에서 우리는 6자유도 원형 체외고정기의 조정을 위한 자동화 시스템에 관한 연구를 진행하였다. 6자유도 원형체외 고정기 자동화시스템은 HCF(Hexapod Circular Fixaotr)라는 체외 고정기를 자동화 한 것으로 HCF의 조정을 위한 소프트웨어와 HCF의 스트럿을 조정해주는 자동화 스트럿으로 구성된다. HCF는 일리자로프 고정기의 한 형태로서, 대표적인 병렬형 로봇인 스튜어트 플랫폼과 유사한 기구적 구조를 갖는다. HCF 조정 소프트웨어는 복잡한 골 변형의 교정을 쉽게 하기위한 소프트웨어로서, X-ray 사진을 이용하여 데이터를 획득한 후, 이 데이터를 HCF 조정 소프트웨어에 입력하여 스트럿의 길이 조정 값을 구한다. 또한 여기서 구한 스트럿 길이 조정 값을 자동화 스트럿 컨트롤러로 입력하여, 자동화 스트럿은 계획된 위치만큼 자동으로 구동된다. 또한 HCF 조정 소프트웨어 데이터는 자동화 스트럿 없이 일반 스트럿을 이용하여 HCF 조정을 위해 사용될 수 있다. 제안된 시스템은 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

Keywords

References

  1. 황건성, '신연골쟁성 : 원리와 적용', 한양의대학술지, 제17권, 2호, pp.34-37, 1997
  2. L. Martin, M. Farrell, K. Lambrenos, D. Nayagam, 'Living with the Ilizarov frame: adolescent perceptions', Journal of Advanced Nursing, Vol.43, pp.478-487, 2003
  3. ES. Holt, ST. Hansen ,KA. Mayo , 'Ankle arthrodesis using internal screw fixation', Clin Orthop, Vol.268, pp.21-28, 1991
  4. RC. Maurer ,WR. Cimino, Cox CV, 'Transarticular cross screw fixation. A technique of ankle arthrodesis', Clin Orthop, Vol.268, pp.56-64, 1991
  5. BJ. Hawkins , RJ. Langerman , DM. Anger, 'The Ilizarov technique in ankle fusion : a preliminary report', Bull Hosp Jt Kis, Vol.53, pp.17-64, 1993-95
  6. C. Khodadadyan-Klostermann, M. Raschke, T. Mittlmeier, I. Melcher, N. P. Haas, 'Ankle and pan-talar arthrodesis with Ilizarov composite hybrid fixation: operative technique and review of 21 cases', Foot and Ankle Surgery, Vol.7, pp.149-156, 2001
  7. D. Stewart, 'A platform with six degrees of freedom', in Proc. Inst. Mech. Engr, vol. 180, no. Vol.15, pp.371-386, 1965
  8. E.F Fichter, 'A Stewart platform-based manipulator: General theory and practical construction', Int. J. Pobotics Res., vol.5, pp.157-182, 1968
  9. K. Liu, M. John. Fitzgerald, F. L. Lewis, 'Kinematic Analysis of a Stewart Platform Manipulator', IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.40, pp.260-266, 1993
  10. 박범석, 한창수, 한정수, 최인호, '6자유도 원형채외고 정기 조정을 위한 오프라인 스프트웨어 개발에 관한 연구', 한국정밀공학회, 2003년도 춘계학술대회논문집, pp. 300-304, 2003
  11. M. Raghavan, 'The Stewart Platform of General Geomety Has 40 Configurations', ASME J. Mech. Des., Vol.115, pp.277-282, 1993
  12. C. Reinholtz, D. Gokhale, 'Design and Analysis of Variable Geometry Truss Robot' , Proc. 9th Applied Mechanisms Conference, pp.48-53, 1987
  13. F. Sternheim, 'Computation of the Direct and Inverse Kinematic Model of the Delta 4 Parallel Robot', Robotersysteme, Vol.3, pp.1999-2003, 1987
  14. 원주연, 섬형준, 한창수, ’로봇을 이용한 상지 재활 시스탱에 관한 연구', 의용생 체공학회지, Vol. 24, No. 4, pp.309-318, 2003