Lage-, Form- und Kraft-Momenten-Sensorik

Question 1

Erläutern Sie Prinzipien sowie Vor-und Nachteile von mechanischen Lokalsierungssystemen

Answer 1

Vorwärtskinematik
\+ Genau (0,1-0,5mm)
\+ Hohe Samplingraten (z.B. 1000Hz)
\+ Robust gegen Störungen
\+ Preisgünstig
- Jeweils nur ein Objekt lokalisierbar
- nicht inheränt sterilisierbar

Question 2

Erläutern Sie Prinzipien sowie Vor-und Nachteile von Ultraschall-Lokalsierungssystemen

Answer 2

Laufzeitmessung zwischen Empfängern und Sendern (Echo)
+ Günstig
- Schwankungen der Schallgeschwindigkeit (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Konvektion)

Question 3

Erläutern Sie Prinzipien sowie Vor-und Nachteile von magnetischen Lokalsierungssystemen

Answer 3

\+ Kein Sichtkontakt notwendig
\+ transkutanes Tracking von Instrumenten
\+ Abtastraten >100Hz
\+ Kleine Sensoren
- Störeinflüsse elektrische Geräte und leitende/magnetische Gegenstände
- MR - Kompatibilität
- Genauigkeit
- geringe Reichweite

Question 4

Erläutern Sie Prinzipien sowie Vor-und Nachteile von optischen Lokalsierungssystemen

Answer 4

Prinzip: Triangulation mit kalibrierter Kamera
+ geringe Störeinflüsse
+ hohe Samplingraten bei aktivem Tracking
+ genau
- Sichtkontakt notwendig
- Rigid Bodies benötigt (invasiv, je kleiner desto ungenauer)
- Passive Marker anfällig für Verschmutzung

Question 5

Erläutern Sie Prinzipien sowie Vor-und Nachteile von intertial-Lokalsierungssystemen

Answer 5

+ Keine Sichteinschränkung
+ Hohe Samplingrate
+ Kabellos
- Integrationsfehler steigt mit der Zeit

Question 6

Hybridtracking-Beispiel

Answer 6

Intertial + EM

Question 7

Erläutern Sie das Prinzip der aktiven Lasertriangulation bzw. des Lichtschnittverfahrens und deren Bedeutung für die CUC

Answer 7

Erzeugung eines markanten Punktes auf der Oberfläche mit Laser
Berechnung des Abstands durch gestellten Ausstrahlwinkel alpha und gemessenen Einfallswinkel beta.

Question 8

Nennen Sie Beispiele für die Anwendungen von Kraft-Momentensensorik in der CUC (Begründung?)

Answer 8

Haptik
Sicherheit
Fräskraft-Messung
Gelenkkraftmessung