Sisteme Mecatronice pentru Industrie si Medicina - Modelarea si simularea biosistemelor

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" DIN BRASOV

CATEDRA INGINERIE MECANICA

Specializarea: Sisteme Mecatronice pentru Industrie si Medicina

 

Modelarea si simularea biosistemelor

TD Handy-Scan,

o noua alternativa in ceea ce priveste

aparatura avansata portabila de scanare cu ultrasunete

Pe parcursul ultimilor ani, retelele dispozitivelor cu ultrasunete si celelalte forme informationale cu ultrasunete au inregistrat o crestere fenomenala, ceea ce a dus la un enorm val de oferte.

Unele sisteme furnizeaza doar informatii referitoare la retelele parcurse de aceste dispozitive, altele sunt multi functionale si ofera facilitati functionale referitoare la alte tehnici cum ar fi ToFD si pulse-echo, in diferite feluri.

Ofertele realizate de diversi producatori sunt numeroase si variate iar sistemele pot fi clasificate in functie de pret si functionalitate in benzi inalte, mijlocii si mici. Doar cateva sisteme au dovedit ca sunt cu adevarat portabile si sunt folosite in mod curent.

Handy TD-Scan este un nou sistem multifunctional computerizat, cu ultrasunete, care a fost oferit de catre Organizatia AGR ca o alternativa la sistemele deja avansate si care are inradacinate in aceste dispozitive portabile anumite tehnici cum ar fi: ToFD sau pulse-echo.

Descrierea

Handy TD-Scan este un instrument portabil avansat multi-functional, cu ultrasunete care prevede facilitati pentru pulse-echo, ToFD, precum si pentru retelele dispozitivelor cu ultrasunete. Instrumentul cuprinde 64 de conexiuni pentru retele fazate, dintre care 32 pot fi impulsionate in acelasi timp si 8 pot fi considerate ca fiind conexiuni sonda conventionale pentru ToFD sau pulse-echo. Ecranul este unul de 8,5 inch TFT, iar unitatea este controlata de o tastatura cu mouse pad, taste de comenzi rapide si de un telefon alfa-style cu taste numerice. Unitatea este protejata de o incinta, 280x290x85 mm, din policarbonat cu aspect industrial, iar manerul este invelit in cauciuc albastru de protectie, atunci cand este manevrat. De asemenea, sistemul cuprinde intrare si iesire video, 2 USB, internet, surse de alimentare principale de la 110 240V si conexiuni pozitionale. Pe plan intern sistemul are 1 GB RAM si 20 GB HDD. Sistemul poate rula, de asemenea, pe bateria detasabila cu ioni de litiu, care poate fi reincarcata folosind incarcatorul furnizat ca   dotare optionala.

Dezvoltare

Handy TD-Scan a fost proiectat si dezvoltat de inginerii de design tehnologic in cooperare cu operatorii din acest domeniu si cu alti specialisti tehnici. Designul sau are ca scop functionalitatea si mobilitatea acestui aparat. Aceste aparate electronice au fost elaborate cu scopul de a avea inalta performanta functionala, amprenta la sol minima si cost mic. Rezultatul s-a dovedit a fi un instrument elegant, care permite utilizatorului o gama larga de optiuni de aplicare si este probabil unul dintre cele mai puternice sisteme de ultrasunete de pe piata.

Software-ul

AGR-a utilizat Software-ul de pe platforma Windows XP la care au mai facut unele adaugari pentru a consolida capacitatea utilizatorilor de a controla sistemul in locatii in care accesul este o provocare. Interfata utilizatorului este aproape identica pentru diferitele instrumente din gama TD, cu mici diferente in functie de hardware-ul existent.

Aceasta uniformitate recunoscuta pe plan international si usurinta de utilizare, ofera o buna gestionare, dobandire de competente profesionale si reduce la minimum erorile aparute din cauza lipsei de familiarizare intr-o serie de disparate de software si sisteme hardware.

Pe scurt, acest sistem trebuia sa se inrudeasca cu un hardware de lumina si trebuia sa fie si portabil. Scopul a fost atins ceea ce a dus la un instrument care, cu siguranta ofera din punct de vedere tehnic si comercial un plus atractiv si pe langa, o alternativa la portofoliul de UT mici informatizate, sisteme deja existente pe piata.

Bazat pe tehnologia revolutionara Handyscan 3D, EXAscan ofera utilizatorului profesionist rezolutia maxima de care acesta are nevoie.

EXAscan are ca si aplicatii urmatoarele

Analizarea si raportarea GD&T

Inspectia si masurarea non contact

Scanarea completa a formelor analizate

Reconstructia suprafetelor

Analizarea deformatiilor

Intretinere si reparare

Rezolutie foarte mare

Are incorporata o camera ultra performanta cu o acuratete de peste 40 de microni, si care poate detecta schimbari ale suprafetie scanate mult mai mici de 50 de microni

Buton de activare a modului de scanare.

Pentru o buna realizare a scanarilor, este necesara respectarea urmatorilor pasi

Calibrarea

Testarea senzorului

Configurarea senzorului

Scanarea marker elor scan position) - se porneste cu work scan si se opreste cu stop scan

Scan features (scan surface).

Este foarte important de retinut faptul ca pozitia scanner ului trebuie sa fie perpendiculara pe piesa.

Utilizare

in spatiu

in biomecanica

in industria consumatorului

in cercetare si dezvoltare

in educatie

in arhitectura

in antropologie si arheologie

Handyscan3D este cea mai noua descoperire tehnologica de scanare cu laser, care ofera utilizatorului posibilitatea de a obtine scanari 3D intr-un mod rapid, comod si cu acuratete. Pe suprafata obiectului scanat sunt pozitionate marker-e, care au rolul de a ajuta camerele sa scaneze imaginea dorita. Softwear-ul care primeste aceste imagini foloseste aceste marker-e ca puncte de referinta pentru a calcula pozitia obiectului in spatiul 3D.

Aceasta tehnica este similara cu cea a triangulatiei realizata de un GPS in legatura cu lumina transmisa de sateliti, in vederea pozitionarii acestora. Aceste camere inregistreaza de asemenea si unda laser reflectata de marker-ele situate pe suprafata pe care este asezat obiectul. Zeci pana la sute de puncte ale suprafetei sunt scanate in timp real. Aceasta tehnologie noua de scanare permite miscarea obiectului in timpul realizarii acestui proces.

Aplicatii ale Handyscan 3D

Prototipare rapida

Scanarea obiectelor de orice marime si culoare

Ofera imagini 3D ale obiectelor fizice

Ofera analiza de comformitate a componentelor pieselor realizate manual fata de cele realizate in fabrica

Analiza de conformitate in comparatie cu CAD

Compararea acelorasi parti a diferitelor grupuri de unelte

Ofera arhivarea tuturor obiectelor scanate corect in format 3D

Capturarea rapida a texturii si a culorii obiectelor scanate.

Scanner-le 3D din familia Handyscan 3D au fost optimizate in functie de cerere si in functie de bugetul fiecarui client care a dorit sa achizitioneze un astfel de aparat.

Astfel ca exista 5 tipuri de Handyscan 3D, acestea fiind prezentate in cele ce urmeaza.

REVscan

REVscan este primul scanner cu laser, portabil, care asigura o pozitionare corecta si sigura.

EXAscan

EXAscan este scanner ul care ofera cea mai buna rezolutie si acuratete, dintre toate cele 5 scannere existente, oferind totodata flexibilitate in aplicatii.

VIUscan

VIUscan este cea mai noua inventie, acesta oferind totodata scanarea 3D in culori a obiectului respectiv.

MAXscan

MAXscan combina toate caracteristicile scanarilor laser cu tehnologia Handyscan 3D cu capabilitatile de optimizare ale fotografierii. MAXscanpresupune acuratete inalta mai ales in vederea scanarii obiectelor mai mari, ca masinile, avioanele etc. 

HandyPROBE

HandyPROBE permite masurarea cu acuratete a coordonatelor sistemului

Scanarea mastii cu ajutorul EXAscan ului

Bibliografie

[1] https://www.metronom.com.au/3d_laser_scanner.html;

[2] https://www.globalspec.com/FeaturedProducts/Detail/EXAscan_part_of_the_  Handyscan_ lineup/54682/0

[3] Laboratoarele si cursurile de MSBI".