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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2017.tde-14112017-110506
Document
Author
Full name
Thiago Balan Moretti
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2014
Supervisor
Committee
Bagnato, Vanderlei Salvador (President)
Carneiro, Antônio Adilton Oliveira
Pereira, Antônio Henrique Alves
Title in Portuguese
Desenvolvimento e caracterização do transdutor piezelétrico de potência e da pinça laparoscópica para o projeto do Bisturi Ultrassônico Nacional
Keywords in Portuguese
Bisturi ultrassônico
Elementos finitos
Pinça laparoscópica
Transdutor piezelétrico
Abstract in Portuguese
Este trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar um conjunto transdutor piezelétrico de potência e pinça laparoscópica para cortes homeostáticos, o qual constitui parte fundamental do projeto do Bisturi Ultrassônico Nacional. O transdutor, do tipo Langevin, é composto por quatro cerâmicas piezelétricas que convertem energia elétrica em deslocamento mecânico. Um componente importante do transdutor é o amplificador mecânico, cuja finalidade é aumentar a amplitude do deslocamento. O transdutor e o amplificador foram desenvolvidos através de um modelo axissimétrico de elementos finitos implementado no software ANSYS e a lâmina foi desenvolvida através de um modelo tridimensional em elementos finitos. Para cada associação, entre os componentes, os resultados numéricos da resposta em frequência da impedância elétrica e do coeficiente de acoplamento eletromecânico, foram comparados com os resultados experimentais. Também foi desenvolvido um mecanismo inovador de acionamento da pinça laparoscópica. O resultado desta pesquisa proporcionou uma inovação tecnológica na área médica, contribuindo assim para o progresso tecnológico do país.
Title in English
Development and characterization of a high power piezoelectric transducer and laparoscopic forceps for the National Ultrasonic Scalpel Project
Keywords in English
Finite element
Laparoscopic forceps
Piezoelectric transducer
Ultrasonic scalpel
Abstract in English
The aim of this work was to develop and characterize a high power piezoelectric transducer coupled to a laparoscopic forceps for homeostatic cuts, which is a fundamental part of the National Ultrasonic Scalpel Project. The Langevin type transducer consists of four piezoelectric ceramics that convert electrical energy into mechanical displacement. An important component of the transducer is the mechanical amplifier, which increases the amplitude of displacement. The transducer and amplifier have been developed through an axisymmetric finite element model, implemented in ANSYS, and the blade was developed using a three-dimensional finite element model. For each association between the components, the numerical results of the frequency response of the electrical impedance and electromechanical coupling coefficient were compared with the experimental results. An innovative drive mechanism was developed for the laparoscopic forceps. The result of this research provided a technological innovation in the medical field, thus contributing to the technological progress of the country.
 
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Publishing Date
2017-11-14
 
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