[发明专利]用于手术机器人的电动升降装置的控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及手术机器人，尤其涉及一种用于手术机器人的医生控制台上的操作手柄的电动升降装置的控制方法和系统。

背景技术

近年来，手术机器人已经用于世界各地的许多手术室中。这些机器人不是真正的自动化机器人，它们不能自已进行手术，但是它们对手术提供了有用的机械化帮助。这些机器人仍然需要外科医生来操作它们并对其输入指令。医生通过手术机器人的医生控制台上的操作手柄来控制手术机器人的机械臂及手术器械，完成手术操作。这种主从控制的工作方式增加了操作的精确性和平稳性。

由于医生的身高和操作习惯不同，经常需要对医生控制台上的操作手柄的高度进行调节，以使医生更顺利地进行操控。典型地，通过医生控制台上的电动升降装置来实现操作手柄的高度调节。传统的电动升降装置的控制方式是通过上升和下降按钮直接驱动电机正向运转和反向运转，从而实现操作手柄的升降。但是，这种方式存在很多弊端，例如，控制线路凌乱复杂、不便于安装及扩展功能、需额外增加限位装置、控制不灵活等等。

因此，亟需一种用于实现操作手柄升降的电动升降装置的新的控制方式。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种用于手术机器人的医生控制台上的操作手柄的电动升降装置的控制方法和系统，其使得操作者能够通过在医生控制台的触摸屏上进行操作来调整电动升降装置，从而调整操作手柄的高度。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于手术机器人的电动升降装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过设置于所述手术机器人的医生控制台上的触摸控件接收控制指令，所述触摸控件设置于触摸屏中，用于指示所述电动升降装置的上升和下降；

根据预设的通信协议将所述控制指令通过所述触摸屏的RS232接口串行传输至工控机；

通过所述工控机接收所述控制指令并解析为控制逻辑电平信号，通过所述工控机的GPIO口的PIN2和PIN4将所述控制逻辑电平信号传输至中继板；以及

根据所述控制逻辑电平信号，通过所述中继板产生分别控制所述电动升降装置的电机正向运转和反向运转的电机驱动信号，以驱动所述电动升降装置的上升和下降。

在一实施例中，所述预设的通信协议包括：帧头FF FB+命令+参数+帧尾FFFE。

在另一实施例中，所述中继板对所述控制逻辑电平信号进行放大处理。

在又一实施例中，所述中继板包括继电器。

在再一实施例中，所述电动升降装置具有自动限位功能。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于手术机器人的电动升降装置的控制系统，其特征在于，包括：

触摸屏，其设置于所述手术机器人的医生控制台上，所述触摸屏中设置有用于指示所述电动升降装置的上升和下降的触摸控件，所述触摸控件用于接收控制指令；

工控机，用于接收根据预设的通信协议通过所述触摸屏的RS232接口串行传输的所述控制指令并解析为控制逻辑电平信号，并且通过所述工控机的GPIO口的PIN2和PIN4输出所述控制逻辑电平信号；以及

中继板，用于接收所述控制逻辑电平信号，并根据所述控制逻辑电平信号产生分别控制所述电动升降装置的电机正向运转和反向运转的电机驱动信号，以驱动所述电动升降装置的上升和下降。

在一实施例中，所述预设的通信协议包括：帧头FF FB+命令+参数+帧尾FFFE。

在另一实施例中，所述中继板对所述控制逻辑电平信号进行放大处理。

在又一实施例中，所述中继板包括继电器。

在再一实施例中，所述电动升降装置具有自动限位功能。

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：由于采用触摸屏操作，使操作者使用起来更加直观、简洁、灵活；由于采用自定义的通信协议，使得通信更安全且更易于实现；由于通过工控机实现对电动升降装置的上升下降的控制，有利于远程更加智能化的控制；整个控制线路简易，性能稳定，隔离安全；电机控制方式稳定可靠且可实现自动限位功能，电机升降噪音极低。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，并且附图并未按照实际的比例绘制。