[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711452238.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108113751A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯西龍;宿敬然;汪坤;李鵬;李延青;楊嘉林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市羅伯醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/30
• 分類號(hào): A61B34/30;A61B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，具有控制裝置以及執(zhí)行末端，控制裝置發(fā)送控制指令控制執(zhí)行末端運(yùn)動(dòng)；其中控制裝置包括觸發(fā)裝置以及控制主體，觸發(fā)裝置與控制主體相連接；觸發(fā)裝置輸出第一控制指令選擇執(zhí)行末端的運(yùn)動(dòng)模式；控制主體能夠進(jìn)行多自由度的移動(dòng)，輸出第二控制指令控制執(zhí)行末端的轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明還提供與上述控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的控制方法，本發(fā)明的控制系統(tǒng)與控制方法通過編碼器與觸發(fā)裝置的配合使用，降低控制輸入的數(shù)量，完成對(duì)多種工作模式的控制，降低了使用者的操作難度，提高控制效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

自然腔道內(nèi)窺鏡手術(shù)(NOTES)利用腔道內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人(Natural OrificeTransluminal Endoscopic Surgery Robot)實(shí)現(xiàn)，目前有兩種驅(qū)動(dòng)模式：一種是通過人手直接驅(qū)動(dòng)，另外一種就是通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)可以使醫(yī)生不直接接觸病人進(jìn)行手術(shù)，并且允許兩個(gè)醫(yī)生同時(shí)操作該機(jī)器人進(jìn)行同一個(gè)手術(shù)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)控制方案的代表為MASTER(Master And Slave Transluminal Endoscopic Robot)的控制方案，但是MASTER的各個(gè)關(guān)節(jié)由與其對(duì)應(yīng)的外部輸入端進(jìn)行控制，導(dǎo)致其輸入端復(fù)雜，醫(yī)生操作起來相對(duì)困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

為了解決上述問題，本發(fā)明的另一目的是提供一種應(yīng)用于上述控制系統(tǒng)的一種應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人的控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，具有控制裝置以及執(zhí)行末端，控制裝置發(fā)送控制指令控制執(zhí)行末端運(yùn)動(dòng)；其中控制裝置包括觸發(fā)裝置以及控制主體，觸發(fā)裝置與控制主體相連接；觸發(fā)裝置輸出第一控制指令選擇執(zhí)行末端的運(yùn)動(dòng)模式；控制主體能夠進(jìn)行多自由度的移動(dòng)，輸出第二控制指令控制執(zhí)行末端的轉(zhuǎn)動(dòng)。

更進(jìn)一步的方案是，控制主體為具有二自由度的萬向節(jié)，萬向節(jié)具有第一編碼器以及第二編碼器，第一編碼器所在部件上連接有觸發(fā)裝置；第一編碼器輸出所在自由度的第一移動(dòng)信號(hào)，第二編碼器輸出所在自由度的第二移動(dòng)信號(hào)；第一移動(dòng)信號(hào)輸出控制執(zhí)行末端第一方向的擺動(dòng)，第二移動(dòng)信號(hào)輸出控制執(zhí)行末端第二方向的擺動(dòng)。

更進(jìn)一步的方案是，執(zhí)行末端為機(jī)械臂，機(jī)械臂包括夾持機(jī)構(gòu)、多個(gè)臂段以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)的開合以及多個(gè)臂段的轉(zhuǎn)動(dòng)。

更進(jìn)一步的方案是，運(yùn)動(dòng)模式包括提拉模式，轉(zhuǎn)動(dòng)模式，抱閘模式以及調(diào)整模式；在提拉模式中，第一編碼器輸出第一移動(dòng)信號(hào)控制第二臂段的第一方向的擺動(dòng)，第二編碼器輸出第二移動(dòng)信號(hào)控制第三臂段的第二方向的擺動(dòng)；在轉(zhuǎn)動(dòng)模式中，第一編碼器輸出第一移動(dòng)信號(hào)控制夾持機(jī)構(gòu)的第一方向的擺動(dòng)，第二編碼器輸出第二移動(dòng)信號(hào)控制第三臂段的第二方向的擺動(dòng)；在抱閘模式中，執(zhí)行末端被鎖死；在調(diào)整模式中，執(zhí)行末端保持位置不變，操作控制主體移動(dòng)到任意位置。

更進(jìn)一步的方案是，觸發(fā)裝置為多個(gè)觸發(fā)結(jié)構(gòu)，通過第一觸發(fā)結(jié)構(gòu)和第二觸發(fā)結(jié)構(gòu)之間的通斷組合輸出第一控制指令控制執(zhí)行末端進(jìn)入運(yùn)動(dòng)模式；通過第三觸發(fā)結(jié)構(gòu)控制夾持機(jī)構(gòu)的開合角度。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人的控制方法，檢測觸發(fā)裝置狀態(tài)，輸出第一控制指令控制執(zhí)行末端進(jìn)入不同的運(yùn)動(dòng)模式；操作控制主體進(jìn)行多自由度的移動(dòng)，輸出第二控制指令控制執(zhí)行末端的轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的通過編碼器與觸發(fā)裝置的配合使用，降低控制輸入的數(shù)量，完成對(duì)多種工作模式的控制，降低了使用者的操作難度，提高控制效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中控制系統(tǒng)的功能模塊圖。