[发明专利]一种医疗机器人模块化控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种医疗机器人模块化控制系统，其包括有总线以及连接于所述总线的：电源模块；通信模块，用于与外部设备建立通信并采集模拟信号；I/O模块；导航模块，集成有RC控制器，且用于实现RC控制和激光导航功能；电缸驱动模块；电机驱动模块；通信模块内集成有MCU控制器，MCU控制器和RC控制器组成主控单元，所述主控单元与所述I/O模块和导航模块通过所述总线进行数据传输，所述主控单元通过所述总线向所述I/O模块、电缸驱动模块和电机驱动模块发送控制指令，以令所述电缸驱动模块、电机驱动模块和外部执行设备分别执行相应动作。本发明具有兼容性好、集成度高、应用灵活、节省空间、接线简单、系统资源的利用率高、节省成本等特点。

技术领域

本发明涉及医疗机器人，尤其涉及一种医疗机器人模块化控制系统及方法。

背景技术

半个多世纪以来，当工业机器人技术日趋成熟并成为机器人应用市场主流的时候，医疗健康机器人技术也得到全世界的关注，并取得了区域性进展。为满足人类对医疗健康手段和过程提出的精准、微创、高效及低成本等方面的更高需求，以及对人口老龄化及对医疗资源需求的增长，需进一步提高核心技术。我国在康复/辅助机器人技术领域已经取得了一些突破和进展，但这些机器人系统离临床应用还有一定的差距，手术和康复机器人系统的性能、集成度、兼容性、安全性及可靠性等方面仍需进一步的改善与提高。

目前，医疗辅助/机器人采用的系统架构一般为：操控手柄+集成处理器+驱动器+电机/电缸等外设。例如：捷昌驱动的JCB35E控制器系列，集成了主控制器及推杆驱动器，支持6路推杆输出，内置了备用电池、及充电器，可外部链接操作器及推动杆，实现了蓝牙通信、IO控制、记忆功能、LCD显示、防水相关技术，可用于自动医疗护理床等产品开发。虽然这种结构的控制系统结构简单，成本低，但仍存在以下技术缺点：

1、系统拓展能力不足：医疗机器人控制系统应具有灵活的扩展能力，根据不同的产品功能需求增加或删减相应的接口及资源；

2、不便于产品调试或系统升级：在保证系统硬件及电器结构不变的基础上，控制系统应便于研发人员持续开发。

3、集成度低、体积较大：控制器设备由于防护等级需求，会为电器设备做防水措施，导致设备体积大，接线及电器工艺繁琐。

4、兼容性差、防水成本高：一种控制器无法满足多种医疗产品的功能需求，若针对各种产品订做专用的控制器，会增加防水成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种兼容性好、集成度高、应用灵活、节省空间、接线简单、系统资源的利用率高、节省成本的医疗机器人模块化控制系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种医疗机器人模块化控制系统，其包括有总线以及连接于所述总线的：电源模块，用于向所述总线提供电源信号；通信模块，用于与外部设备建立通信并采集模拟信号；I/O模块，用于连接外部指令输入设备和外部执行设备；导航模块，集成有RC控制器，且用于实现RC控制和激光导航功能；电缸驱动模块，用于驱动电缸执行进退动作；电机驱动模块，用于驱动电机运转；所述通信模块内集成有MCU控制器，所述MCU控制器和RC控制器组成主控单元，所述主控单元与所述I/O模块和导航模块通过所述总线进行数据传输，所述主控单元通过所述总线向所述I/O模块、电缸驱动模块和电机驱动模块发送控制指令，以令所述电缸驱动模块、电机驱动模块和外部执行设备分别执行相应动作。

优选地，所述总线包括有电源总线和数据总线。

优选地，所述电源总线用于传输动力电和控制电，所述数据总线包括有CAN总线和485总线。

优选地，所述主控单元与所述I/O模块、导航模块、电缸驱动模块和电机驱动模块通过所述CAN总线传输数据，所述主控单元通过所述485总线实现多机通信、程序下载及软件更新。