Het boek Werktuigkundige Systemen is een compacte inleiding op het systeemdenken in de werktuigbouwkunde, met nadruk op inzicht en grafische methoden, gelardeerd met prikkelende werkingsprincipes en constructie-elementen. Velen merken dat ze nog lang nadat ze het vak gedaan hebben dit boek als naslagwerk gebruiken en het steeds meer gaan waarderen, ook omdat het boek de basis legt voor veel vervolgvakken en projecten. Het boek is al jarenlang in gebruik bij eerstejaars studenten Werktuigbouwkunde aan de TU Delft. Diverse docenten gebruiken het bij vakken of ontwerp­projecten. De oorsprong van dit boek in de tachtiger jaren is een college geweest, waarin op eenvoudige wijze de werking van bestaande apparaten en machines werd geanalyseerd. In een later stadium is deze stof uitgebreid met een aantal constructieve bijzonderheden. Daarbij heeft de systeemleer en de modelvorming een belangrijke basis gevormd. Meer uitgebreid: De fundamentele principes bij ontwerpen komen in dit boek ‘Werktuigkundige Systemen’ naar voren. Zo wordt de systeemleer toegepast op werktuigkundige constructies en wordt in het hoofdstuk over modelvorming de weg aangegeven om de complexe fysische werkelijkheid om te zetten in een overzichtelijk werkingsinzicht. Ook onder meer mechanische versterkers komen aan bod en is een hoofdstuk gewijd aan de belangrijke begrippen sterkte en stijfheid. Er is ruim aandacht gegeven aan wrijving en weerstand, alsmede aan de middelen om deze te vergroten of te verkleinen. Omdat veren tot de essentiële werktuigonderdelen behoren is een hoofdstuk gewijd aan de toepassing van veren in een ontwerp. Hier is het belangrijke begrip voorspanning behandeld. Het onderwerp Aandrijving wordt behandeld en daarin wordt aangegeven op welke wijze een motor met een last moet worden gekoppeld. Het hoofdstuk over comparalogie laat de problemen zien bij het verkleinen of vergroten van reeds bestaande constructies en bij de vaak noodzakelijke modelproeven. Het hoofdstuk over energie ten slotte, geeft een inleiding in de ‘warme werktuigbouwkunde’. Hierin is een technologisch rendement beschreven dat aangeeft in welke mate een machine warmtetechnisch goed is geconstrueerd. Dit boek kan gebruikt worden bij verschillende soorten technisch hoger onderwijs; zowel door het globale overzicht van de gehele werktuigbouwkunde, de introductie van systeemleer en modelvorming, als door de specialistische behandeling van enkele bijzondere onderwerpen.@en

Background: The objective consisted of 2 elements, primarily to define 2 bone geometry variations of the ankle that may be of prognostic value on ankle instability and secondly to translate these bone variations from a 3D model to a simple 2D radiographic measurement for clinical use. Methods: The 3D tibial and talar shape differences derived from earlier studies were translated to two 2D radiographic parameters: the medial malleolar height angle (MMHA) and talar convexity angle (TCA) respectively to ensure clinical use. To assess validity, the MMHA and TCA were measured on 3D polygons derived from lower leg computed tomographic (CT) scans and 2D digitally reconstructed radiographs (DRRs) of these polygons. To assess reliability, the MMHA and TCA were measured on standard radiographs by 2 observers calculating the intraclass correlation coefficient (ICC). Results: The 3D angle measurements on the polygons showed substantial to excellent agreement with the 2D measurements on DRR for both the MMHA (ICC 0.84-0.93) and TCA (ICC 0.88-0.96). The interobserver reliability was moderate with an ICC of 0.58 and an ICC of 0.64 for both the MMHA and TCA, respectively. The intraobserver reliability was excellent with an ICC of 0.96 and 0.97 for the MMHA and the TCA, respectively. Conclusion: Two newly defined radiographic parameters (MMHA and TCA) are valid and can be assessed with excellent intraobserver reliability on standard radiographs. The interobserver reliability was moderate and indicates training is required to ensure uniformity in measurement technique. The current method may be used to translate more variations in bone shape prior to implementation in clinical practice. Level of Evidence: Level III, cohort study.

@en

The bones forming the talocrural joint (TCJ) and subtalar joint (STJ) are often assumed to be bilaterally symmetric. Therefore, the contralateral limb (i.e. the fibula, tibia, calcaneus and talus) is used as a template or an intra-subject control in clinical and research practice. However, the validity of the symmetry assumption is controversial, because insufficient information is available on the shape variations and bilateral (a)symmetry of the fibula, tibia, calcaneus and talus. Using three-dimensional spatially dense sampled representations of bone shapes extracted from bilateral computed tomography scans of 66 individuals (55 male, mean age: 61 ± 10 years; 11 female, mean age: 53 ± 15 years), we analyzed whether: (i) similar shape patterns exist in the left and right bones of the same type; (ii) gender has an effect on bone shape variations; (iii) intra-subject shape variation is smaller than that of inter-subject for a given shape variance direction. For the first set of analyses, all left and right instances of the same type of bone were considered as two separate groups, and statistically compared with each other on multiple aspects including group location (central tendency), variance-covariance scale (dispersion) and orientation (covariance structure) using distance-based permutational tests. For the second and third sets of analyses, all left and right bones of the same type were pooled into one group, and shape variations in the TCJ and STJ bones were extracted using principal component analysis. The effects of gender on age-adjusted bone shape differences were assessed using an analysis of covariance. Moreover, intra-class correlation was employed to evaluate intra- and inter-subject bone shape variations. For each bone type, both sides had similar shape patterns (P_{permutational}-values > 0.05). After Bonferroni adjustment, gender led to shape differences, which were mainly in the lateral and medial condyles of the tibia (P = 0.003), the length and height of the calcaneus (P < 0.001), the posterior and anterior talar articular surfaces of the calcaneus (P = 0.001), and in the posterior aspect of the talus (P = 0.001). Intra-subject shape variations in the tibial tuberosity together with the diameter of the tibia, and the curvature of the fibula shaft and the diameter of the fibula were as high as those of inter-subject. This result suggests that the shape symmetry assumption could be violated for some specific shape variations in the fibula and tibia.

@en

A compliant bone drill provides advantages over conventional straight drills, because it allows surgical access via a minimally invasive approach. Hydropower allows the transfer of pressurized water with a compliant hose. The goal is to select the hydraulic actuator for this compliant bone drill by reviewing existing actuator principles. The selection was performed with a theoretical analysis. Design requirements were derived from a challenging minimally invasive bone drill procedure, and were set: a speed of 750 rpm, a torque of 0.015 Nm and a maximum dimensional volume of 5 mm × 5 mm × 10 mm to drill Ø 1.5 mm holes in human bone. A literature search was performed. For each actuator, the fluid flow and the required pressure difference were described as a function of the actuator dimensions and the rotational speed. Selection of the actuator was performed by it meeting the set output power, the torque, realistic input dimensions, and requiring the lowest pressure and number of parts. Existing literature provided six hydraulic actuators: external gear motor, gear ring motor, axial turbine, radial turbine, Pelton wheel, and Ossberger turbine. The latter four are hydrodynamic turbines, which could not meet the rotational speed. The external gear motor was selected for its lowest required pressure difference (11.5×105 Pa) and design simplicity. This theoretical design approach can be used for other applications.@en