[发明专利]基于闭环反馈的软性内窥镜手术机器人系统及其控制方法

说明书

本发明提出的一种基于闭环反馈的软性内窥镜手术机器人系统，包括：手术机器人、操作机构和控制模块；手术机器人包括：第一承重底板、顶板、内窥镜固定架、光纤驱动模块和导引支架；操作机构包括：第二承重底板、操作台和座椅；第一伸缩杆连接有驱动其垂直伸缩的第一驱动装置；位移板块连接有驱动其位移的第二驱动装置；旋转本体连接有驱动其旋转的第三驱动装置；内窥镜固定架连接有驱动其调节内窥镜蛇骨弯曲角度的第四驱动装置；光纤驱动模块连接有第五驱动装置。本发明实现了对手术机器人的智能控制和灵活操作，以便通过手术机器人进行手术。

技术领域

本发明涉及智能医疗技术领域，尤其涉及一种基于闭环反馈的软性内窥镜手术机器人系统及其控制方法。

背景技术

众所周知，内窥镜手术是一种十分高效复杂的肾脏手术，在手术过程中通常需要医生长期手持内窥镜，同时通过内窥镜光纤成像系统结合移动旋转内窥镜查找到结石进行手术操作，不仅劳动负荷大，而且需要医生高超的经验与持镜移动手感使光纤头移动到正确的角度，也直接关系到手术是否能顺利高效的进行。而随着自动化技术的发展，如何应用机械手臂技术与目前医疗机构常用的手术推车进行结合，提高内窥镜手术系统的适用范围，提高其灵活性是当务之急。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于闭环反馈的软性内窥镜手术机器人系统及其控制方法。

本发明提出的一种基于闭环反馈的软性内窥镜手术机器人系统，包括：手术机器人、操作机构和控制模块；

手术机器人包括：第一承重底板、顶板、内窥镜固定架、光纤驱动模块和导引支架；第一承重底板上安装有竖直设置并伸缩运动的第一伸缩杆，顶板水平安装在第一伸缩杆顶部；顶板上安装有在水平方向上直线移动的位移板块；位移板块上转动安装有旋转本体，旋转本体的转动轴平行于位移板块的位移直线；内窥镜固定架转动安装在旋转本体上；光纤驱动模块安装在内窥镜固定架上，并用于夹持光纤并带动光纤在内窥镜插入管内移动；

导引支架安装在旋转本体上，内窥镜插入管安装在导引支架上，且内窥镜插入管两端均安装有导引鞘固定座；导引支架导引支架第一伸缩杆连接有驱动其垂直伸缩的第一驱动装置；位移板块连接有驱动其位移的第二驱动装置；旋转本体连接有驱动其旋转的第三驱动装置；内窥镜固定架连接有驱动其调节内窥镜蛇骨弯曲角度的第四驱动装置；光纤驱动模块连接有第五驱动装置；

操作机构包括：第二承重底板、操作台和座椅；操作台和座椅均安装在第二承重台上，操作台上设有第一操作手柄、第二操作手柄、拨动手轮和触摸屏；

第一操作手柄和第二操作手柄安装在操作台相对的两侧，并分别对应位于座椅上的人的左右手设置；拨动手轮和触摸屏均安装在第一操作手柄和第二操作手柄之间；第二承重底板上还安装有脚踏开关；

控制模块分别连接第一操作手柄、第二操作手柄、拨动手轮、触摸屏和脚踏开关；控制模块用于根据第一操作手柄的操作指令控制第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置工作，并用于根据第二操作手柄的操作指令控制第五驱动装置工作；控制模块还用于根据拨动手轮的操作指令控制第四驱动装置工作，用于根据触摸屏的触控信号控制第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置工作；

操作台顶部还安装有显示屏，控制模块分别连接内窥镜和显示屏，用于控制显示屏对内窥镜的监控图像进行显示。

优选的，第一操作手柄上安装有三轴霍尔传感器，控制模块与三轴霍尔传感器连接，并用于根据三轴霍尔传感器检测到的角度变化控制第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置工作。