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GPC Y ASOCIADOS S.A.

Veléz Sarsfield 201640 Martinez

Buenos Aires

Tel.: +54 (9) 11 5993 8719

info@gpcasoc.com.ar

Horne Technologies cc

PO Box 536

Betty's Bay, 7141

Tel.: +27 (0)76 563 2084

info@hornet.cc

www.hornetechnologies.co.za

FAULHABER MINIMOTOR SA

Zona Artigianale 8, Madonna del Piano

6980 Croglio

Tel.: +41 (0)91 611 31 00

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Gebäude von FAULHABER MICROMO LLC, Wien, Austria

FAULHABER MICROMO LLC

14881 Evergreen Avenue

Clearwater, FL 33762-3008

Tel.: +1 (727) 572 0131

marketing@micromo.com

www.faulhaberUSA.com

NRC Engineering & Precision Drives Co., Ltd.

17F., No. 890, Jingguo Rd., Luzhu Dist.

Taoyuan City 33858, Taiwan, R.O.C.

Tel.: +886 (0) 3-316-1838

info@nrc.com.tw

www.nrc-precidrives.com

EDEL Teknoloji Sistemleri Sanayi ve Ticaret Ltd.Şti

Folkart TowersAdalet Mah.Manas Blv. No:47B/2809

35530 Bayraklı/İzmir

Tel.: + 90 232 215 08 91

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www.edelteknoloji.com

FAULHABER Asia Pacific Pte Ltd.

Blk 67 Ubi Road 1, #06-07 Oxley Bizhub

Singapore 408730

Tel.: +65 6562 8270

info@faulhaber.com.sg

Compotech Provider AP

Gustavslundsvägen 145, 4 tr

167 51 Bromma

Tel.: +46 (0) 8 441 58 00

info@compotech.se

www.compotech.se

MICROPRIVOD Ltd.

56 (bldg. 32), Shosse Enthusiastov

111123 Moscow

Tel.: +7 495 2214 052

info@microprivod.ru

www.microprivod.ru

FAULHABER Polska sp. z o.o.

Ul. Górki 7

60-204 Poznan

Tel.: +48 61 278 72 53

info@faulhaber.pl

Staubo Elektro-Maskin a.s.

Bjørnerudveien 12C

1266 Oslo

Tel.: +47 22 75 35 00

post@staubo.no

www.staubo.no

FAULHABER Malaysia Sdn Bhd

1A-2-01 & 02 · One Precinct · Lengkok Mayang Pasir

11950 Bayan Baru · Penang · Malaysia

Tel.: +60 4 619 2570

info@faulhaber.my

Swiss Amiet Co., Ltd.

W-903, SK V1 Center, 11 Dangsan-ro 41-g

Yeongdeungpo-gu,07217, Seoul

Tel.: +82 (0) 2 783 4774

info@swissamiet.com

www.swissamiet.com

Shinkoh Electronics Co., Ltd.

Tokyo Sales Office, Motor Sales Division8F, REID-C OMORI building, 6-20-8

Minami-oi, Shinagawa-ku, Tokyo 140-0013

Tel.: +81 (0) 3 6404 1003

motor-info@shinkoh-elecs.co.jp

www.shinkoh-faulhaber.jp

FAULHABER Italia S.r.l.

Via Cavour 2

22074 Lomazzo CO

Tel.: +39 0236714708

info@faulhaber-italia.it

Inteltek Automation JV

S.No. 100/5, Ambegaon

Pune - 411046

Tel.: +91 (0) 20 39392150

info@inteltekindia.com

www.inteltekindia.com

Lewenstein Technologies Ltd.

1 Ha'arava St. Givat Shmuel

5400804 Israel

Tel.: +972 3 9780 800

info@l-tech.co.il

www.l-tech.co.il

Electro Mechanical Systems Ltd.

Eros House, Calleva Industrial Park, Aldermaston

Reading, RG7 8LN

Tel.: +44 (0) 118 9817 391

info@ems-ltd.com

www.ems-limited.co.uk

FAULHABER France SAS

Parc d’activités du Pas du Lac2, Rue Michaël Faraday

78180 Montigny-le-Bretonneux

Tel.: +33 (0) 1 30 80 45 00

info@faulhaber-france.fr

www.faulhaber.com

ELMEQ Motor

Passeig Ferrocarrils Catalans 178

Cornellà de Llobregat 08940 (Barcelona)

Tel.: +34 93 422 70 33

marketing@elmeq.es

www.elmeq.es

MOVETEC OY

Suokalliontie 9

01740 Vantaa

Tel.: +358 (0) 9 5259 230

info@movetec.fi

www.movetec.fi

Routech s.r.o.

Dr. Milady Horákové 185/66

460 06 Liberec

Tel.: +420 489 202 971

info@routech.cz

www.routech.cz

Compower ApS

Marielundvej 29

2730 Herlev

Tel.: +45 (0) 44 92 66 20

info@compower.dk

www.compower.dk

Marte Científica e Instrumentação Industrial Ltda

Av Fco Andrade Ribeiro 430

37540-000 Santa Rita do Sapucai, MG

Tel.: +55 (11) 3411 4500

motores@marte.com.br

www.marte.com.br

FAULHABER Drive System Technology (Taicang) Co., Ltd.

Eastern Block, Incubator Building, No. 6 Beijing Road West

Taicang 215400, Jiangsu Province

Tel.: +86 (0) 512 5337 2626

info@faulhaber.cn

FAULHABER Benelux B.V.

High Tech Campus 9

5656 AE Eindhoven

Tel.: +31 (0) 40 85155-40

info@faulhaber.nl

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High Tech Campus 9

5656 AE Eindhoven

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FAULHABER Austria GmbH

Modecenterstraße 22/C89

1030 Wien

Tel.: +43 1 7963149-0

info@faulhaber-austria.at

ERNTEC Pty. Ltd.

15 Koornang Road

Scoresby, VIC 3179

Tel.: +61 (0) 3 9756 4000

sales@erntec.com.au

www.erntec.net

Headquarter

DR. FRITZ FAULHABER GMBH & CO. KG

Daimlerstr. 23

71101 Schönaich

Tel.: +49 7031 638 0

Fax: +49 7031 638 100

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Jan-Christopher Mohr

Area Sales Manager

Tel.: +49 (7031) 638 158

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Daniel Brönnimann

Area Sales Manager

Tel.: +41 (0) 79 570 0814

daniel.broennimann@faulhaber.ch

Michael Schütte

Area Sales Manager

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Qujiang New District, Xi’an 710061, Shaanxi Province

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Bürstenlose DC-Motoren im High-tech medizinische Roboterassistent

Die TMS ist nicht nur ein nützliches Werkzeug in der neurowissenschaftlichen Forschung, sie wird auch bei der Diagnose und Behandlung gewisser neurologischer und psychischer Erkrankungen eingesetzt, insbesondere bei Depressionen. Bei dieser Technik wird in der Großhirnrinde ein starkes Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld kann per Induktion die elektrische Aktivität der Neuronen anregen oder hemmen. Die Spule, die das fokussierte Magnetfeld erzeugt, muss exakt und reproduzierbar positioniert und auf die richtigen Punkte im Gehirn ausgerichtet werden. Mit dieser Vorgabe entwickelte die französische Axilum Robotix gemeinsam mit deren Partner Streb & Weil den weltweit ersten Robotassistenten speziell für die TMS. Auf vorab für jeden Patienten speziell definierten Gehirnbereichen positioniert das System die TMS-Spule höchst präzise und sicher. Mit dem Ziel, ein stabiles, kompaktes und präzises Gerät zu erhalten, arbeiteten die Entwickler mit den Applikationsingenieuren von FAULHABER zusammen, um durch die Integration spielarmer Getriebe in den Führungsarm für die Spule einen möglichst reproduzierbar positionierenden Antrieb zu erhalten.

Bürstenlose DC-Motoren im High-tech medizinische Roboterassistent
Das Kontrollsystem und leistungsstarke Motoren ermöglichen die präzise und dynamische Positionierung der TMS-Spule

Neue medizinische Methode

Erste transkranielle Magnetstimulationen gelangen dem Arzt und Physiker Jacques-Arsène d'Arsonval Ende des 19. Jahrhunderts am Collège de France in Paris. An der University of Sheffield arbeitete Anthony Barker 1985 an der modernen Variante der transkraniellen Magnetstimulation. Deutlich kleinere Spulen, die die Großhirnrinde nur in einem kleinen Bereich stimulieren, verbesserten die Ergebnisse. Die Magnetstimulation des schädelnahen Kortex ist heute nahezu ohne Unannehmlichkeiten für die Probanden bzw. Patienten. Jedoch erfordern die kleinen Spulen eine äußerst präzise Positionierung der Magnetfeldquelle. Das Prinzip ist einfach: Eine tangential am Schädel angelegte TMS-Spule, die mit einem Stimulator verbunden ist, liefert für wenige Millisekunden ein Magnetfeld mit einer Stärke von bis zu 3 Tesla. Die dadurch ausgelöste elektrische Potentialänderung in der schädelnahen Hirnrinde bewirkt eine Depolarisation von Neuronen mit Auslösung von Aktionspotentialen. Die Stärke dieses elektrischen Felds nimmt mit der Entfernung zur Spule exponentiell ab. Diese Abnahme ist ein weiterer Grund, die Spule möglichst nahe an das zu stimulierende Hirnareal zu bringen, also in direkten Kontakt mit dem Schädel, ohne dabei die Präzision der Positionierung einzubüßen.

Bürstenlose DC-Motoren im High-tech medizinische Roboterassistent
Kompakte Ausführung des Systems dank der geringen Baugröße der FAULHABER Antriebe

Kompaktroboter übernimmt Spulenführung

Ausgehend von diesen Anforderungen entwickelten die Experten aus Frankreich einen Roboter, der sehr präzise und reproduzierbar die TMS-Spule um den Kopf des Probanden herum positionieren kann. Der Patient sitzt dabei in einem bequemen, elektrisch verstellbaren Sessel mit Kopfstütze, um so die Kopfbewegungen zu minimieren. Der Roboter wird von einem Neuronavigationssystem gesteuert, wobei ein optisches Überwachungssystem es ermöglicht, etwaige Kopfbewegungen zu erkennen und zu kompensieren. Die Spule ist mit einem Kontaktsensor ausgestattet und kann so sicher mit dem Schädel in Berührung gebracht werden.
Der hemisphärische Aufbau des Roboterarms mit sieben Achsen garantiert eine gute Zugänglichkeit. Die Getriebe und Antriebe sitzen möglichst nahe an den Achsen. Die Leistungsregler sind ebenfalls sehr dicht an den Antrieben platziert, um eine möglichst kurze Verbindung zu Motor und Encoder zu gewährleisten. Die Leistungsregler sind mit gemeinsamer Stromversorgung und Busverbindung zur Kommunikation mit dem Steuer- und Bediensystem (Zentraleinheit mit Prozessor) ausgestattet. Zusätzlich übernimmt das Steuer- und Bediensystem das Sicherheitsmanagement u.a. für Not-Aus sowie alle übergeordneten Steuerungsaufgaben, wie die Berechnung der Kinematik des Roboterarms, Lageregelung mit Hilfe des Kontaktsensors etc. Die Getriebemotoren und deren Steller müssen aufgrund technischer und medizinischer Beschränkungen besonderen Anforderungen entsprechen. Die gepulsten Magnetfelder, die von der TMS-Spule abgegeben werden, erfordern auf Höhe des Roboterarms eine sehr hohe EMC-Immunität (Elektromagnetische Verträglichkeit). Die Elektronikeinheit darf generell nur sehr niedrige Emissionen erzeugen, um medizinische Geräte im Umfeld nicht zu stören. Daher müssen die Leitungen möglichst kurz und geschirmt sein, um Datenfehler durch die therapeutischen Magnetfelder auszuschließen. Außerdem ist die Schirmung der Kabel wichtig, da diese sonst zu Antennen werden und andere Geräte stören können. Um Kopfbewegungen schnell kompensieren zu können, müssen die Motoren ein hohes Anlaufmoment haben und dürfen trotzdem nicht überhitzen. Encoder mit hoher Auflösung und Getriebe mit reduziertem Spiel sorgen für eine präzise Positionierung.

Bürstenlose DC-Motoren im High-tech medizinische Roboterassistent
Der weltweit erste TMS-Roboter­assistent zur gezielten Magnet­stimulation der Großhirnrinde

Im Einzelnen

In der Praxis setzen die Roboterspezialisten im Arm unterschiedliche bürstenlose Motoren ein, die so dimensioniert sind, dass sie das erforderliche Drehmoment aufbringen können und dabei möglichst klein bleiben. Folglich sind zwei 44-mm-Motoren und vier 32-mm-Motoren im Roboterarm untergebracht. Hinzu kommt ein 22-mm-Getriebemotor, bestehend aus Motor und Planetengetriebe passenden Durchmessers. Der kleine Vierpolmotor leistet rund 9 W, sein Encoder generiert 1024 Impulse je Umdrehung, was zu einer Auflösung von 4096 Punkten pro Umdrehung führt. Zusammen mit der Untersetzung des dreistufigen Planetengetriebes von 86 :  1 ergibt das eine sehr hohe Auflösung der Drehbewegung und ermöglicht eine äußerst präzise Spulenpositionierung. Die sechs größeren Motoren leisten 33 bzw. 210 W an der Abtriebswelle und sind auch mit hochauflösenden Encodern ausgestattet. Vorgespannte, wartungsfreie Kugellager sorgen für einen langen, spielfreien Betrieb. Die Antriebe erfüllen neben den speziellen Anforderungen der TMS unter den Gesichtspunkten der Sicherheit und Normenkonformität alle Bedingungen für den Einsatz im medizinischen Bereich.

Um die Antriebe optimal auf die besonderen Bedingungen abzustimmen, arbeiteten die Ingenieure von Axilum eng mit den Spezialisten von FAULHABER zusammen. So konnten sie gemeinsam schnell Fragen der elektromagnetischen Kompatibilität klären, Kabellängen und -schirmung bestimmen und spezielle Steckverbinder integrieren. Diese Vorgehensweise beschleunigte die Entwicklung und Erprobung des TMS-Roboters, ohne dass dabei Kompromisse bei Sicherheit oder Zuverlässigkeit eingegangen werden mussten.

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