[发明专利]一种手术机器人的成像工具展开控制系统

摘要

本发明涉及一种手术机器人的成像工具展开控制系统，其包括主控端、受控端和执行端；主控端包括遥控操作设备和主控计算机；受控端包括嵌入式计算机、成像用嵌入式计算机和成像工具驱动模组；执行端包括成像工具；成像工具展开进入成像工具遥操作运动状态。本发明能有效保证单孔腔镜手术的正常施展。

主权项

1.一种手术机器人的成像工具展开控制系统，其特征在于，该系统包括：主控端、受控端和执行端；主控端包括遥控操作设备和主控计算机；受控端包括嵌入式计算机、成像用嵌入式计算机和成像工具驱动模组；执行端包括成像工具；控制成像工具展开；成像工具展开控制方法是将成像工具驱动模组和成像工具从初始状态依次切换为成像工具驱动模组回零状态、成像工具体外待安装状态、成像工具体外安装完毕状态成像工具闭合姿态状态、成像工具进给展开状态、成像工具保持当前位姿状态以及成像工具遥操作运动状态，完成展开实施；成像工具驱动模组从初始状态切换为回零状态过程如下：1)主控计算机接收成像工具驱动模组回零指令，并将产生的新状态信号经局域网发送至嵌入式计算机，嵌入式计算机将成像工具驱动模组的状态切换为回零状态；2)嵌入式计算机将状态切换信号通过局域网反馈至主控计算机，由主控计算机将回零状态信息传输至主控端的显示器进行显示；3)嵌入式计算机通过局域网向成像用嵌入式计算机发送状态切换信号，成像用嵌入式计算机通过通信总线向成像工具驱动模组中的控制模块发送控制信号，使成像工具驱动模组执行回零操作；4)嵌入式计算机通过通信总线监听成像用嵌入式计算机向成像工具驱动模组发送的控制信号，以及成像工具驱动模组中的控制模块向成像用嵌入式计算机发送的状态切换信号；成像工具驱动模组和成像工具从保持当前位姿状态切换为遥操作运动状态的过程，以遥控操作设备、踏板与成像工具建立遥控操作映射关系为例：1)建立遥控操作设备、踏板与成像工具的遥操作映射关系，即通过遥控操作设备和踏板控制成像工具的运动及状态；2)踩踏踏板，主控计算机读取踏板的踩下状态信息，开始接收遥控操作设备发送的目标位姿信号和成像用嵌入式计算机通过局域网发送的实际位姿信号；该实际位姿信号为成像工具驱动模组中电机转角传感器通过控制模块向成像用嵌入式计算机发送并经成像用嵌入式计算机通过正运动学算法解算后的信号；3)当目标位姿信号与实际位姿信号的差异小于预设误差阈值时，主控计算机将产生新状态信号，并通过局域网发送给嵌入式计算机，嵌入式计算机分别将成像工具驱动模组和成像工具对应的状态切换为遥操作运动状态；4)嵌入式计算机将状态切换信号通过局域网返回给主控计算机，主控计算机将遥操作运动状态信息传输至主控端的显示器进行显示；5)在遥操作运动状态下，主控计算机将遥控操作设备发送的目标位姿信号通过局域网发送给成像用嵌入式计算机，成像用嵌入式计算机对成像工具驱动模组、成像工具进行闭环控制，最终实现遥控操作设备对成像工具的遥操作。