[发明专利]便携式遥操作无线微管道机器人的控制系统及工作方法

权利要求书

1.一种便携式遥操作无线微管道机器人的控制系统，其特征在于它是由控制器主端部分、控制器从端部分和三轴亥姆霍兹线圈单元构成；其中所述控制器主端部分和控制器从端部分通过无线通讯进行数据传输；所述控制器主端部分的输入端接收医生的操作信号，其输出端与控制器从端部分通过无线连接并交互信息；所述控制器从端部分的输出端通过三轴亥姆霍兹线圈单元发出驱动信号和控制信号，控制机器人的动作和位置。

2.根据权利要求1所述一种便携式遥操作无线微管道机器人的控制系统，其特征在于所述三轴亥姆霍兹线圈单元内有磁传感器阵列；所述磁传感器阵列是由不少于一个的霍尼韦尔传感器HMC1021以阵列的分布形式构成。

3.根据权利要求1所述一种便携式遥操作无线微管道机器人的控制系统，其特征在于所述控制器主端部分包括主控制器单元、主端电源处理单元、AD采集处理单元、摇杆信息单元、主端状态显示单元和无线发射模块单元；其中，所述控制器主端部分的主控制器单元的输入端连接AD采集处理单元的输出端，其输出端与主端状态显示单元和无线发射模块单元的输入端连接；所述主端电源处理单元的输入端连接开关电源，其输出端为主控制器单元、AD采集处理单元、摇杆信息单元、主端状态显示单元和无线发射模块单元供电；所述AD采集处理单元的输入端接收摇杆信息单元输出的摇杆位置信息；所述摇杆信息单元的输入端采集医生的摇杆动作信号；所述主端状态显示单元显示当前控制器主端部分的控制状态。

4.根据权利要求3所述一种便携式遥操作无线微管道机器人的控制系统，其特征在于所述主控制器单元由STC89C52单片机最小系统构成；所述主端电源处理单元由开关S2、稳压模块P2、5V电源供电电路I以及3.3V电源供电电路I构成；其中，所述主端电源处理单元通过开关S2接收+5V输入电压，其输出端通过稳压模块P2分别输出+5V电压和+3.3V电压；其中+5V电压通过5V电源供电电路I为主控制器单元、AD采集处理单元、摇杆信息单元和主端状态显示单元供电；所述+3.3V电压通过3.3V电源供电电路I为无线发射模块单元供电；所述5V电源供电电路I由发光二极管D1、电阻R2、电容C4和电容C5构成；所述发光二极管D1和电阻R2相互串联，与电容C4和电容C5相互并联组成的滤波电容组并联连接后，一端连接稳压模块P2的5V输出端，另一端接地；所述3.3V电源供电电路I由发光二极管D2、电阻R3、电容C6和电容C7构成；所述发光二极管D2和电阻R3相互串联，与电容C6和电容C7相互并联组成的滤波电容组并联连接后，一端连接稳压模块P2的3.3V输出端，另一端接地；所述电源的上电由开关S2控制，并由发光二极管显示当前的上电情况；所述AD采集处理单元由74LS74芯片和ADC0809芯片构成；其中，所述74LS74芯片的输出端与ADC0809芯片连接，为ADC0809芯片提供时钟信号；所述ADC0809芯片接收摇杆信息单元的输出信号，其输出端连接主控制器单元；所述摇杆信息单元的输入端采集医生操纵摇杆动作时的信号，包括X轴摇杆位置信息、Y轴摇杆位置信息和Z轴摇杆位置信息；其中，所述摇杆信息单元由Joystick摇杆I和Joystick摇杆II构成；所述Joystick摇杆I控制摇杆操作时的X轴位置信息和Y轴位置信息；所述Joystick摇杆II控制摇杆操作时的Z轴位置信息；所述主端状态显示单元由数码管、三极管和电阻构成；其中，所述三极管的输出与所述数码管连接，为数码管提供片选信号；所述主控制器单元的输出为数码管提供段选信号；所述无线发射模块单元由nRF905无线模块构成，其控制信号由所述主控制器单元的输出端提供。

5.根据权利要求1所述一种便携式遥操作无线微管道机器人的控制系统，其特征在于所述控制器从端部分包括从控制器单元、从端电源处理单元、按键输入单元、继电器组输出单元、从端状态显示单元和无线接收模块单元；其中，所述从控制器单元的输入端分别与按键输入单元及无线接收模块单元的输出端连接，其输出端连接从端状态显示单元和继电器组输出单元的输入端；所述从端电源处理单元的输入端连接开关电源，其输出端为从控制器单元、继电器组输出单元、从端状态显示单元和无线接收模块单元供电；所述按键输入单元接收医生的手动操作信号；所述无线接收模块单元接收控制器主端部分的无线发射模块单元发出的控制信号；所述继电器组输出单元的输入端与从控制器单元的输出端连接，其输出端与三轴亥姆霍兹线圈连接。