一种器械控制方法转让专利

申请号 : CN202010472559.X

文献号 : CN111843978B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 李耀吴德长张俊平

申请人 : 成都博恩思医学机器人有限公司

摘要 :

本申请涉及医疗器械控制领域,具体涉及一种器械控制方法,解决了现有技术中不能在保证器械动作的精确性和稳定性的同时,通过与器械对应的多条控制指令控制器械同时执行复杂动作,导致器械控制灵活性低的问题。方法包括:通过上位机生成并发送与器械的器械类型对应的控制指令,其中,控制指令包括器械控制指令和滑台控制指令;利用器械控制装置根据接收到的器械控制指令控制器械进行相应的动作;利用滑台控制装置根据接收到的滑台控制指令控制滑台装置中的滑块按照该滑台控制指令中的预设运动轨迹沿该滑台装置的滑轨运动,以带动设置于该滑块的器械沿该滑台装置的滑轨运动。

权利要求 :

1.一种器械控制方法,其特征在于,所述方法包括:

通过上位机生成并发送与器械的器械类型对应的控制指令,其中,所述控制指令包括器械控制指令和滑台控制指令;

利用器械控制装置根据接收到的所述器械控制指令控制所述器械进行相应的动作,其中,所述动作包括夹持动作、旋转动作以及弯曲动作;

利用滑台控制装置根据接收到的所述滑台控制指令控制滑台装置中的滑块按照该滑台控制指令中的预设运动轨迹沿该滑台装置的滑轨运动,以带动设置于该滑块的器械沿该滑台装置的滑轨运动;

将所述器械控制装置或所述滑台控制装置中任意一个作为目标装置,且该目标装置包括目标控制器、目标编码器、目标电机以及目标电机驱动器时,所述方法还包括:利用所述目标控制器在首次接收到所述目标编码器发送的所述目标电机的抖动模拟信号时开始计时,并将该目标电机的抖动模拟信号转换为抖动数字信号;

当计时达到预设时长阈值时,利用所述目标控制器确定计时达到该预设时长阈值的时长内的所有抖动数字信号中抖动幅度值为最小的抖动数字信号,并将该抖动数字信号的抖动幅度值作为预设最小抖动幅度值;

通过所述目标控制器向所述目标电机驱动器发送包括所述预设最小抖动幅度值的目标电机抖动调控指令,以使所述目标电机按照所述预设最小抖动幅度值抖动,从而使所述目标电机由预启动模式进入工作模式,其中,所述目标电机抖动调控指令中包括用于控制所述目标电机按照所述预设最小抖动幅度值运动的电机运行参数,当所述目标装置为器械控制装置时,所述目标电机抖动调控指令为器械电机抖动调控指令,当所述目标装置为滑台控制装置时,所述目标电机抖动调控指令为滑台电机抖动调控指令。

2.根据权利要求1所述的器械控制方法,其特征在于,所述通过上位机生成并发送与所述器械的器械类型对应的控制指令,包括:利用所述器械控制装置根据获得的所述器械的器械参数,判断所述器械的类型,并将所述器械的类型发送给所述上位机,以使所述上位机根据所述器械的类型生成与所述器械的器械类型对应的控制指令,并将该控制指令发送给所述器械控制装置或所述滑台控制装置。

3.根据权利要求1所述的器械控制方法,其特征在于,当所述器械控制装置中包括的器械电机驱动器、器械电机以及器械编码器分别为多个且每个所述器械电机驱动器对应一个器械电机和一个器械编码器时,所述方法还包括:利用所述器械控制器根据所述器械控制指令中包括的预设运动方式,将该器械控制指令发送给与该预设运动方式对应的器械电机驱动器,以使所述器械电机驱动器根据所述器械控制指令驱动与该器械电机驱动器对应的器械电机,以带动所述器械按照该器械控制指令中的预设运动方式进行运动;

利用与所述器械电机驱动器对应的器械编码器将采集到的所述器械电机转动时产生的电信号发送给所述器械控制器。

4.根据权利要求1所述的器械控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

利用所述目标编码器获取所述目标电机的实时位置信号并发送给所述目标控制器;

利用所述目标控制器根据所述实时位置信号获得所述目标电机的实时位置信息,并确定该实时位置信息与预设位置信息的差值,并将根据该差值生成的目标电机位置调控指令发送至所述目标电机驱动器,以使该目标电机驱动其根据该目标电机位置调控指令调整所述目标电机的位置,使所述目标电机的实时位置信息与所述预设位置信息一致,其中,当所述目标装置为器械控制装置时,所述目标电机位置调控指令为器械电机位置调控指令,当所述目标装置为滑台控制装置时,所述目标电机位置调控指令为滑台电机位置调控指令。

5.根据权利要求1所述的器械控制方法,其特征在于,当所述目标装置还包括目标电机电流采集器时,所述方法还包括:利用所述目标电机电流采集器检测所述目标电机的电流信号,以得到实时电流值,并将所述实时电流值发送给所述目标控制器;

利用所述目标控制器确定所述实时电流值与预设电流值的差值,当该差值大于第一预设电流差值阈值时,根据所述差值生成电流反馈调整量,并根据该电流反馈调整量调整所述目标电机驱动器的电压,以根据所述目标电机驱动器的电压调整与该目标电机驱动器连接的目标电机的电流,以稳定所述目标电机的电流。

6.根据权利要求5所述的器械控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

当所述差值大于第二预设电流差值阈值时,利用所述目标控制器切断所述目标电机的电源,以使所述目标电机停止运转,其中,所述第二预设电流差值阈值大于所述第一预设电流差值阈值。

7.根据权利要求1所述的器械控制方法,其特征在于,当所述滑台装置包括设置于所述滑轨末端部的位移传感器时,所述方法还包括:利用所述位移传感器检测所述滑块的实时位置,在该实时位置到达预设极限位置时,生成运动终止信号,并将该运动终止信号发送给所述滑台控制装置,以使所述滑台控制装置根据所述运动终止信号终止所述滑块的运动。

8.根据权利要求1所述的器械控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

通过所述上位机接收所述器械控制装置执行所述器械控制指令时的器械控制装置运行数据以及所述滑台控制装置执行所述滑台控制指令时的滑台控制装置运行数据,并根据所述器械控制装置运行数据和所述滑台控制装置运行数据分析出所述器械控制装置和所述滑台控制装置的运行状态,以控制与所述上位机通信连接的指示灯通过颜色变化指示所述器械控制装置和所述滑台控制装置的运行状态。

说明书 :

一种器械控制方法

技术领域

[0001] 本申请涉及医疗器械控制领域,具体而言,涉及一种器械控制方法。

背景技术

[0002] 外科手术通常由医生借助各种医疗器械人工完成,对医生的动作的精确性和动作稳定性具有很高的要求,然而,当外科手术需要持续较长时间时,医生往往会因为感觉到疲惫而导致其手部出现不可避免的颤抖,导致作用于病人的动作不准确,从而有可能导致手术失败。因此,手术机器人应运而生,实践表明,手术时间的持续长度对手术机器人的动作稳定性几乎不存在负面影响,然而,目前的手术机器人为了保证其控制器械的手术动作的精确性和稳定性,只能降低其控制器械的手术动作的灵活性,通常只能在固定位置进行单一的机械动作,以辅助医生的人工动作,因此,现有技术存在不能在保证器械动作的精确性和稳定性的同时,通过与器械对应的多条控制指令控制器械同时执行复杂动作,因此器械控制灵活性低的问题。

发明内容

[0003] 针对上述问题,本申请提供了一种器械控制方法,解决了现有技术存在的不能在保证器械动作的精确性和稳定性的同时,通过与器械对应的多条控制指令控制器械同时执行复杂动作,因此器械控制灵活性低的问题。
[0004] 本申请提供了一种器械控制方法,所述方法包括:
[0005] 通过上位机生成并发送与器械的器械类型对应的控制指令,其中,所述控制指令包括器械控制指令和滑台控制指令;
[0006] 利用器械控制装置根据接收到的所述器械控制指令控制所述器械进行相应的动作,其中,所述动作包括夹持动作、旋转动作以及弯曲动作;
[0007] 利用滑台控制装置根据接收到的所述滑台控制指令控制滑台装置中的滑块按照该滑台控制指令中的预设运动轨迹沿该滑台装置的滑轨运动,以带动设置于该滑块的器械沿该滑台装置的滑轨运动。
[0008] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,所述通过上位机生成并发送与所述器械的器械类型对应的控制指令,包括:
[0009] 利用所述器械控制装置根据获得的所述器械的器械参数,判断所述器械的类型,并将所述器械的类型发送给所述上位机,以使所述上位机根据所述器械的类型生成与所述器械的器械类型对应的控制指令,并将该控制指令发送给所述器械控制装置或所述滑台控制装置。
[0010] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,当所述器械控制装置中包括的器械电机驱动器、器械电机以及器械编码器分别为多个且每个所述器械电机驱动器对应一个器械电机和一个器械编码器时,所述方法还包括:
[0011] 利用所述器械控制器根据所述器械控制指令中包括的预设运动方式,将该器械控制指令发送给与该预设运动方式对应的器械电机驱动器,以使所述器械电机驱动器根据所述器械控制指令驱动与该器械电机驱动器对应的器械电机,以带动所述器械按照该器械控制指令中的预设运动方式进行运动;
[0012] 利用与所述器械电机驱动器对应的器械编码器将采集到的所述器械电机转动时产生的电信号发送给所述器械控制器。
[0013] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,将所述器械控制装置或所述滑台控制装置中任意一个作为目标装置,且该目标装置包括目标控制器、目标编码器、目标电机以及目标电机驱动器时,所述方法还包括:
[0014] 利用所述目标控制器在首次接收到所述目标编码器发送的所述目标电机的抖动模拟信号时开始计时,并将该目标电机的抖动模拟信号转换为抖动数字信号;
[0015] 当计时达到预设时长阈值时,利用所述目标控制器确定计时达到该预设时长阈值的时长内的所有抖动数字信号中抖动幅度值为最小的抖动数字信号,并将该抖动数字信号的抖动幅度值作为预设最小抖动幅度值;
[0016] 通过所述目标控制器向所述目标电机驱动器发送包括所述预设最小抖动幅度值的目标电机抖动调控指令,以使所述目标电机按照所述预设最小抖动幅度值抖动,从而使所述目标电机由预启动模式进入工作模式,其中,所述目标电机抖动调控指令中包括用于控制所述目标电机按照所述预设最小抖动幅度值运动的电机运行参数,当所述目标装置为器械控制装置时,所述目标电机抖动调控指令为器械电机抖动调控指令,当所述目标装置为滑台控制装置时,所述目标电机抖动调控指令为滑台电机抖动调控指令。
[0017] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,所述方法还包括:
[0018] 利用所述目标编码器获取所述目标电机的实时位置信号并发送给所述目标控制器;
[0019] 利用所述目标控制器根据所述实时位置信号获得所述目标电机的实时位置信息,并确定该实时位置信息与预设位置信息的差值,并将根据该差值生成的目标电机位置调控指令发送至所述目标电机驱动器,以使该目标电机驱动其根据该目标电机位置调控指令调整所述目标电机的位置,使所述目标电机的实时位置信息与所述预设位置信息一致,其中,当所述目标装置为器械控制装置时,所述目标电机位置调控指令为器械电机位置调控指令,当所述目标装置为滑台控制装置时,所述目标电机位置调控指令为滑台电机位置调控指令。
[0020] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,当所述目标装置还包括目标电机电流采集器时,所述方法还包括:
[0021] 利用所述目标电机电流采集器检测所述目标电机的电流信号,以得到实时电流值,并将所述实时电流值发送给所述目标控制器;
[0022] 利用所述目标控制器确定所述实时电流值与预设电流值的差值,当该差值大于第一预设电流差值阈值时,根据所述差值生成电流反馈调整量,并根据该电流反馈调整量调整所述目标电机驱动器的电压,以根据所述目标电机驱动器的电压调整与该目标电机驱动器连接的目标电机的电流,以稳定所述目标电机的电流。
[0023] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,所述方法还包括:
[0024] 当所述差值大于第二预设电流差值阈值时,利用所述目标控制器切断所述目标电机的电源,以使所述目标电机停止运转,其中,所述第二预设电流差值阈值大于所述第一预设电流差值阈值。
[0025] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,当所述滑台装置包括设置于所述滑轨末端部的位移传感器时,所述方法还包括:
[0026] 利用所述位移传感器检测所述滑块的实时位置,在该实时位置到达预设极限位置时,生成运动终止信号,并将该运动终止信号发送给所述滑台控制装置,以使所述滑台控制装置根据所述运动终止信号终止所述滑块的运动。
[0027] 根据本申请的实施例,优选地,在上述器械控制方法中,所述方法还包括:
[0028] 通过所述上位机接收所述器械控制装置执行所述器械控制指令时的器械控制装置运行数据以及所述滑台控制装置执行所述滑台控制指令时的滑台控制装置运行数据,并根据所述器械控制装置运行数据和所述滑台控制装置运行数据分析出所述器械控制装置和所述滑台控制装置的运行状态,以控制与所述上位机通信连接的指示灯通过颜色变化指示所述器械控制装置和所述滑台控制装置的运行状态。
[0029] 与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:所述方法通过上位机生成并发送与器械的器械类型对应的控制指令,其中,所述控制指令包括器械控制指令和滑台控制指令;利用器械控制装置根据接收到的所述器械控制指令控制所述器械进行相应的动作,其中,所述动作包括夹持动作、旋转动作以及弯曲动作;利用滑台控制装置根据接收到的所述滑台控制指令控制滑台装置中的滑块按照该滑台控制指令中的预设运动轨迹沿该滑台装置的滑轨运动,以带动设置于该滑块的器械沿该滑台装置的滑轨运动,从而解决了现有技术存在的不能在保证器械动作的精确性和稳定性的同时,通过与器械对应的多条控制指令控制器械同时执行复杂动作,因此器械控制灵活性低的问题,达到了通过上位机向与器械相连的多个控制装置发送控制指令从而使器械能够同时执行复杂动作的目的,增加了器械控制的灵活性。

附图说明

[0030] 通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本申请公开的范围。其中所包括的附图是:
[0031] 图1为本申请实施例一提供的器械控制方法的流程图;
[0032] 图2为本申请实施例一提供的器械控制系统的结构框架图;
[0033] 图3为本申请实施例一提供的器械控制方法中电机电流反馈功能的流程图;
[0034] 图4为本申请实施例二提供的器械控制方法中器械识别功能的流程图;
[0035] 图5为本申请实施例二提供的器械控制方法中电机自动找零功能的流程图;
[0036] 图6为本申请实施例二提供的器械控制方法中电机位置闭环控制功能的流程图;
[0037] 图7为本申请实施例二提供的器械控制方法中行程限位功能的流程图;
[0038] 图8为本申请实施例二提供的器械控制方法中电机电流反馈功能的流程图。
[0039] 图标:100‑器械控制系统;110‑上位机;120‑器械控制装置130‑滑台控制装置;140‑滑台装置;150‑器械。
[0040] 在附图中,相同的部使用相同的附图标记,附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

[0041] 以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题,并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征,在不相冲突前提下可以相互结合,所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为只是或暗示相对重要性。
[0042] 实施例一
[0043] 请参阅图1,本申请实施例提供了一种器械控制方法,所述方法包括步骤S110 至步骤S130。所述方法能够被应用于如图2所示的器械控制系统100。
[0044] 步骤S110,通过上位机110生成并发送与器械150的器械类型对应的控制指令。
[0045] 其中,所述控制指令包括器械控制指令和滑台控制指令;
[0046] 步骤S120,利用器械控制装置120根据接收到的所述器械控制指令控制所述器械150进行相应的动作。
[0047] 其中,所述动作包括夹持动作、旋转动作以及弯曲动作。
[0048] 步骤S130,利用滑台控制装置130根据接收到的所述滑台控制指令控制滑台装置140中的滑块按照该滑台控制指令中的预设运动轨迹沿该滑台装置140的滑轨运动,以带动设置于该滑块的器械150沿该滑台装置140的滑轨运动。
[0049] 在本实施例中,所述通过上位机110生成并发送与所述器械150的器械类型对应的控制指令,包括:利用所述器械控制装置120根据获得的所述器械150的器械参数,判断所述器械150的类型,并将所述器械150的类型发送给所述上位机110,以使所述上位机110根据所述器械150的类型生成与所述器械150的器械类型对应的控制指令,并将该控制指令发送给所述器械控制装置120或所述滑台控制装置130。
[0050] 可以理解,所述上位机110获得所述器械150的器械类型的方式可以是根据用户输入的器械150的名称来获得所述器械150的器械类型,也可以是根据图像识别的方式采集并识别器械150的图像以获得所述器械150的器械类型,特别的,本实施例所述的器械控制系统100具有根据图像识别的方式进行器械类型识别的功能。所述上位机110接收并展示所述器械类型信息,以使用户在获知该器械类型信息后,选择所述上位机110中存储的与所述器械类型对应的控制指令,并将所述控制指令发送给所述器械控制系统100,以使所述器械控制系统100基于所述控制指令执行对所述器械150的自动控制。
[0051] 应当说明的是,当所述控制器判断其数据库中不存在与所述拨码开关的状态信号一致的状态信号时,表示所述器械150的器械类型不能被所述器械控制装置 120的控制器识别,即该器械控制系统100不能控制该器械150,此时所述控制器发送提醒信息至所述上位机110,以提醒用户该器械150的器械类型未知,此时用户可以通过手动控制的方式控制所述器械150。
[0052] 在本实施例中,当所述器械控制装置120中包括的器械电机驱动器、器械电机以及器械编码器分别为多个且每个所述器械电机驱动器对应一个器械电机和一个器械编码器时,所述方法还包括:利用所述器械控制器根据所述器械控制指令中包括的预设运动方式,将该器械控制指令发送给与该预设运动方式对应的器械电机驱动器,以使所述器械电机驱动器根据所述器械控制指令驱动与该器械电机驱动器对应的器械电机,以带动所述器械150按照该器械控制指令中的预设运动方式进行运动;利用与所述器械电机驱动器对应的器械编码器将采集到的所述器械电机转动时产生的电信号发送给所述器械控制器。
[0053] 可以理解,所述器械控制系统100能够接入多种类型的器械150,每种器械 150能够执行的动作也各不相同,为了使各种所述器械150的运行互不干扰,所述器械控制装置120的器械控制器能够与多个器械编码器和多个电机驱动器连接,每个器械编码器和与该器械编码器对应的器械电机驱动器一同控制与该器械电机驱动器对应的器械电机的运动,以达到对各种所述器械150进行独立控制的目的。
[0054] 本实施例中所述的器械电机或滑台电机包括直流电动机、异步电动机以及同步电动机。任何种类的电机在运行时均会产生抖动,为了尽可能地减小电机产生的抖动对器械150的运动造成的影响,本实施例所述的器械控制系统100具有电机自动找零功能,在本实施例中,将所述器械控制装置120或所述滑台控制装置 130中任意一个作为目标装置,且该目标装置包括目标控制器、目标编码器、目标电机以及目标电机驱动器时,所述方法还包括步骤S1411至步骤S1413。
[0055] 步骤S1411,利用所述目标控制器在首次接收到所述目标编码器发送的所述目标电机的抖动模拟信号时开始计时,并将该目标电机的抖动模拟信号转换为抖动数字信号。
[0056] 步骤S1412,当计时达到预设时长阈值时,利用所述目标控制器确定计时达到该预设时长阈值的时长内的所有抖动数字信号中抖动幅度值为最小的抖动数字信号,并将该抖动数字信号的抖动幅度值作为预设最小抖动幅度值。
[0057] 步骤S1413,通过所述目标控制器向所述目标电机驱动器发送包括所述预设最小抖动幅度值的目标电机抖动调控指令,以使所述目标电机按照所述预设最小抖动幅度值抖动,从而使所述目标电机由预启动模式进入工作模式。
[0058] 其中,所述目标电机抖动调控指令中包括用于控制所述目标电机按照所述预设最小抖动幅度值运动的电机运行参数,当所述目标装置为器械控制装置120时,所述目标电机抖动调控指令为器械电机抖动调控指令,当所述目标装置为滑台控制装置130时,所述目标电机抖动调控指令为滑台电机抖动调控指令。
[0059] 可以理解,当所述目标装置为器械控制装置120时,所述目标控制器为器械控制器,所述目标电机驱动器为器械电机驱动器,所述目标电机为器械电机,所述目标编码器为器械编码器;当所述目标装置为滑台控制装置130时,所述目标控制器为滑台控制器,所述目标电机驱动器为滑台电机驱动器132,所述目标电机为滑台电机,所述目标编码器为滑台编码器。
[0060] 可以理解,以所述目标装置为器械控制装置120时为例,所述器械编码器能够将角位移或直线位移转换为电信号的编码器,所述器械编码器在所述器械电机处于预启动模式时,将在预设时长阈值内采集到的所述器械电机的抖动幅度转换为所述器械电机的抖动模拟信号,以使所述器械控制器获知所述器械电机的抖动数据,从而将预设时长阈值内电机的最小抖动幅度值设置为所述器械电机进入工作模式时的初始抖动幅度值,并控制所述器械电机驱动器调节电压和电流,从而保证所述器械电机处于工作模式时抖动的稳定性。当所述目标装置为滑台控制装置130时,通过滑台编码器实现滑台电机的自动找零功能的原理与所述目标装置为器械控制装置120时一致,在此不再赘述。
[0061] 本实施例所述的器械控制系统100能够实现电机位置闭环控制功能,在实现该功能时,所述器械控制方法包括步骤S1421至步骤S1422。
[0062] 步骤S1421,利用所述目标编码器获取所述目标电机的实时位置信号并发送给所述目标控制器;
[0063] 步骤S1422,利用所述目标控制器根据所述实时位置信号获得所述目标电机的实时位置信息,并确定该实时位置信息与预设位置信息的差值,并将根据该差值生成的目标电机位置调控指令发送至所述目标电机驱动器,以使该目标电机驱动其根据该目标电机位置调控指令调整所述目标电机的位置,使所述目标电机的实时位置信息与所述预设位置信息一致。
[0064] 其中,当所述目标装置为器械控制装置120时,所述目标电机位置调控指令为器械电机位置调控指令,当所述目标装置为滑台控制装置130时,所述目标电机位置调控指令为滑台电机位置调控指令。
[0065] 可以理解,所述器械150的运动基于所述器械电机和所述滑台电机的带动,在本实施例中对带动该器械150进行运动的所述器械电机和所述滑台电机的位置进行实时监测,当所述器械电机或和所述滑台电机的位置与预设位置不相符时,需要及时调整所述器械电机或所述滑台电机的位置,以保证所述器械150的运动精度。
[0066] 在本实施例中,当所述滑台装置140包括设置于所述滑轨末端部的位移传感器时,所述方法还包括:利用所述位移传感器检测所述滑块的实时位置,在该实时位置到达预设极限位置时,生成运动终止信号,并将该运动终止信号发送给所述滑台控制装置130,以使所述滑台控制装置130根据所述运动终止信号终止所述滑块的运动。
[0067] 可以理解,所述器械150设置于所述滑块,当所述滑块运动到预设极限位置时,若滑块带动器械继续运动,其运动范围将超出预期的安全范围,用户无法对超出安全范围的运动的安全性进行有效评估,因此,利用位移传感器的检测和报警能够避免滑块的运动超出安全范围的情况发生。
[0068] 请参阅图3,在本实施例中,当所述目标装置还包括目标电机电流采集器时,能够实现目标电机电流反馈功能,所述目标电机电流采集器包括器械电机电流采集器和滑台电机电流采集器,所述电机电流反馈功能的实现包括步骤S1431至步骤S1433。
[0069] 步骤S1431,利用所述目标电机电流采集器检测所述目标电机的电流信号,以得到实时电流值,并将所述实时电流值发送给所述目标控制器。
[0070] 步骤S1432,利用所述目标控制器确定所述实时电流值与预设电流值的差值,并判断该差值是否大于第一预设电流差值阈值。
[0071] 当该差值大于第一预设电流差值阈值时,执行步骤S1433;当该差值不大于第一预设电流差值阈值时,不做处理。
[0072] 步骤S1433,根据所述差值生成电流反馈调整量,并根据该电流反馈调整量调整所述目标电机驱动器的电压,以根据所述目标电机驱动器的电压调整与该目标电机驱动器连接的目标电机的电流,以稳定所述目标电机的电流。
[0073] 在本实施例中,当所述差值大于第二预设电流差值阈值时,利用所述目标控制器切断所述目标电机的电源,以使所述目标电机停止运转,其中,所述第二预设电流差值阈值大于所述第一预设电流差值阈值。
[0074] 可以理解,所述器械控制系统100中的器械电机在绝大多数情况下均能够正常运行,为了避免所述器械电机由于突发意外情况对所述器械控制系统100造成的恶劣影响,实时监测流经器械电机的电流并尽可能地调整所述器械电机驱动器和所述器械电机的运行参数以保持电流值的稳定,当器械电机的电流超出可调整范围,即电流过大时,立即切断所述器械电机的电源,及时止损,避免所述器械电机在电流过大的情况下继续运行造成不可挽回的损失。
[0075] 在本实施例中,所述方法还包括:通过所述上位机110接收所述器械控制装置120执行所述器械控制指令时的器械控制装置运行数据以及所述滑台控制装置 130执行所述滑台控制指令时的滑台控制装置运行数据,并根据所述器械控制装置运行数据和所述滑台控制装置运行数据分析出所述器械控制装置120和所述滑台控制装置130的运行状态,以控制与所述上位机110通信连接的指示灯通过颜色变化指示所述器械控制装置120和所述滑台控制装置130的运行状态。
[0076] 实施例二
[0077] 请结合参阅图1和图2,本实施例提供了一种器械控制方法,应用于实施例一中所述的器械控制系统100,该方法包括:
[0078] 利用上位机根据识别到的器械类型生成与该器械类型对应的器械控制指令和滑台控制指令,并将器械控制指令发送给器械控制装置,将滑台控制指令发送给滑台控制装置,以使所述器械控制装置和所述滑台控制装置分别按照所述器械控制指令和所述滑台控制指令同时控制所述器械的运动。
[0079] 请参阅图4,在本实施例中,在所述器械控制装置包括器械识别器时,所述器械控制方法包括:装配手术器械,利用所述器械识别器读取器械150的内部编码并发送至所述器械控制装置的MCU(即器械控制器),从而使器械控制器识别器械内部编码,并将所述器械内部编码与数据库内存储的编码进行比较,当从数据库中能够查找到与所述器械内部编码对应的编码时,确认该器械类别,并读取数据库中存储的该类器械的相关信息,将该相关信息发送给上位机,以使上位机根据所述相关信息生成器械控制指令和滑台控制指令,并将器械控制指令发送至器械控制装置中的器械控制器,以使所述器械控制器驱动器械电机执行相关动作。
[0080] 可以理解,通过执行相关动作,能够实现医疗的目的。特别的,通过在手术器械内嵌入5位拨码开关,通过拨码开关的5位状态信号传递给MCU,与MCU 内预置的数据库进行比较,确认当前的手术器械的种类,从而执行该器械种类相应的功能,本实施例中的器械识别的种类数量最多能达到32种,足以满足当前的医疗需求。
[0081] 请参阅图5,在本实施例中,当器械控制系统100上电后,滑台控制器发送命令给滑台电机驱动器,滑台电机开始转动,此时滑台编码器会实时的检测并记录滑台电机当前抖动位置值的最小值和最大值,在计时达到预设时间阈值后自动回到最小值,从而实现了滑台电机的自动找零功能。同理,器械电机自动找零功能的实现原理与所述滑台电机自动找零功能的实现原理相同,在此不再赘述。
[0082] 请参阅图6,在本实施例中,当滑台电机开始工作,滑台编码器实时检测滑台电机当前的方向和位置值,将该位置值与滑台控制器中设定的位置值进行比较,将比较结果输入到滑台控制器内的PID调节模块进行调节,输出PWM信号到驱动模块进行滑台电机当前位置的调节,从而实现了滑台电机位置闭环控制。同理,器械电机位置闭环控制的实现原理与所述滑台电机位置闭环控制的实现原理相同,在此不再赘述。
[0083] 请参阅图7,在本实施例中,所述滑台控制装置通过滑台电机的运动来控制器械150整体的移动,在移动的路径终点处设置有位移传感器,当器械150运动到该位置时,位移传感器就会产生终止信号输入到MCU内,MCU一方面关闭滑台电机133的驱动器让滑台电机停止转动,另一方面通过UART接口发出报警信息告知上位机110目前器械150已到达终点,不能移动。
[0084] 请参阅图8,在本实施例中,当所述滑台电机控制器检测到的滑台电机的电流信号出现抖动影响电机工作时,所述滑台电机控制器通过调节外部的数字电位器控制滑台电机驱动器的电压,从而保持流经滑台电机的电流稳定,以提高滑台电机的可靠性。此外,如果检测到当前所述滑台电机的电流大大超过了规定的电流时,所述滑台电机控制器会切断驱动电路让滑台电机停止工作,保证了系统的安全性。同理,器械电机电流控制功能的实现原理与所述滑台电机电流控制功能的实现原理相同,在此不再赘述。
[0085] 综上所述,本申请提供的器械控制方法,方法包括:通过上位机生成并发送与器械的器械类型对应的控制指令,其中,控制指令包括器械控制指令和滑台控制指令;利用器械控制装置根据接收到的器械控制指令控制器械进行相应的动作;利用滑台控制装置根据接收到的滑台控制指令控制滑台装置中的滑块按照该滑台控制指令中的预设运动轨迹沿该滑台装置的滑轨运动,以带动设置于该滑块的器械沿该滑台装置的滑轨运动。能够解决现有技术中存在的不能在保证器械动作的精确性和稳定性的同时,通过与器械对应的多条控制指令控制器械同时执行复杂动作,导致器械控制灵活性低的问题。
[0086] 进一步地,通过设置器械编码器采集器械电机的器械电机的抖动模拟信号,设置滑台编码器采集滑台电机的抖动模拟信号,并根据所述抖动模拟信号设置所述器械电机或所述滑台电机的最小抖动幅度值,尽可能地减小了所述器械电机或所述滑台电机运转产生的抖动对器械的运动造成的影响。
[0087] 进一步地,通过所述器械编码器或所述滑台编码器实时采集所述器械电机或所述滑台电机的实时位置信息,从而根据该实时位置信息与预设位置信息的差值调整所述器械电机或所述滑台电机的位置,能够保证被所述器械电机带动的器械的运动精度,也能够保证被所述滑台电机带动的滑台装置的运动精度。
[0088] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之间,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之间。
[0089] 虽然本申请所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式,并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员,在不脱离本申请所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本申请的保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。