[发明专利]基于电机控制方式的闭环力控制系统和方法

摘要

本发明提供的基于电机控制方式的闭环力控制系统和方法，采用基于电机控制方式实现力闭环控制，可以对拉拽力进行精确的控制，对拉拽力的步进值进行设定，对拉拽力进行实时显示，拉拽力设定阈值保证操作的安全，避免误操作。通过本发明提供的系统，可以使得手术方法规范化，更加安全可靠，节省医疗资源。

主权项

一种基于电机控制方式的闭环力控制系统，包括： 触摸屏、按键/脚踏、数字控制器、电流传感器、直流伺服电机、传动机构、手腕夹持器及末端拉力传感器，所述数字控制器包括电机驱动模块； 所述触摸屏和按键/脚踏分别信号连接于所述数字控制器，用于设置直流伺服电机的控制参数； 所述数字控制器接收所述控制参数，判断是否开始力控制，并通过所述电机驱动模块输出驱动所述直流伺服电机的电流信号；所述电流传感器采样所述电流信号，并将所述电流信号反馈至所述数字控制器，所述数字控制器采样所述电流信号并将所述电流信号作为电流闭环算法的电流反馈值； 所述直流伺服电机通过所述传动机构带动所述手腕夹持器产生拉拽力；所述末端拉力传感器检测所述拉拽力的大小，并将所述拉拽力的大小信号处理后反馈至所述数字控制器，所述数字控制器采样所述拉拽力，并将所述拉拽力的大小作为力闭环控制算法的力反馈值； 所述数字控制器对所述力反馈值进行增量PI计算，输出作为电流环的目标值；所述数字控制器根据控制参数，电流环的目标值和电流反馈值进行增量PI计算，输出作为电机驱动模块的输入，并将计算后的值作为所述电机驱动模块的输入值，根据所述输入值，所述电机驱动模块控制所述直流伺服电机输出给定转矩带动所述传动机构转动，所述传动机构带动所述手腕夹持器转动力产生轴向拉拽力。