Workspace optimization of a rotationalparallel platform for use in a laparoscopictraining tool

Abstract: Projektets mål var att optimisera och konstruera en rotationell parallel platform för användninginom träning för laparoskopi. Optimeringen baserades på fyra variabler; aktuator placering,aktuator vinkel, bottenben längd och toppbens längd. Optimeringens mål var att maximeraplatformens arbetsvolym. Två optimeringar utfördes, en baserad på translationell arbetsvolymoch en baserad på rotationell arbetsvolym.En mjukvarumodell av en rotationell platform utvecklades som ett objekt i Matlab. Detta tillät ettenkelt sätt att ändra variabler på platformen, utvärdera platformen baserat på nya variabler samtenkelt visualisera ändringarna.För att utvärdera volymerna av arbetsområdet utvecklades en algoritm som hittar kanterna avplatformens arbetsvolym. Denna algoritm anses vara betydligt effektivare än tidigare rutnätsmetoder som ofta använts för detta syfte. För att utvärdera rotationella arbetsvolymenutvecklades ett nytt mått som kallas angular agility där arean av en yta runt varje rotationsaxelvid noll grader beräknas. Detta implementerades då en komplett rotationsvolym kalkyl i allamöjliga positioner ansågs vara för tidskrävande.Plattformen optimerades med hjälp av en genetisk algoritm som implementerades i Matlab. Alloptimering utfördes med en population av 100 plattformer, mutation av -10 – 10 mm och graderoch en minimal förbättring med 2 procent per iteration.Den translationsoptimerade platformen ger en arbetsvolym som är 630% större änoriginalplatformen. Den rotationsoptimerade platformen ger en rotationsvolym som är 77%större än originalplatformen.Test av den translationsoptimerade platformen påvisade fel i originalkoden för platformen somåtgärdades. Efter åtgärdningen påvisade tester att mjukvarumodellen och den konstrueradeplatformen överrensstämde väl.All kod som skrevs under projektet är tillgänglig med bifogas ej i rapporten på grund avmändgen kod som producerades.