一种用于远程控制医疗器械的控制系统技术方案

本实用新型专利技术的目的是提出一种适于操控柔性器械、精度高及能灵活多自由度运动的用于远程控制医疗器械的控制系统。本实用新型专利技术的用于远程控制医疗器械的控制系统包括将操作动作转化为控制信号的控制端、用于收集和处理控制端的控制信号，并将控制信号传输给执行端的中央控制器，用于实现多自由度运动控制的执行端；关键在于所述控制端设有旋钮及检测旋钮转动角度的控制编码器，所述执行端设有驱动电机及用于检测驱动电机转动角度的执行编码器，所述控制编码器、执行编码器、驱动电机分别与中央控制器通讯连接，中央控制器根据控制编码器传输的控制信号以及执行编码器的反馈信号，来控制驱动电机的动作，使得驱动电机的转动角度与旋钮的转动角度成正比。

【技术实现步骤摘要】
一种用于远程控制医疗器械的控制系统
本技术涉及医疗器械控制技术，具体来说是一种用于远程控制医疗器械的控制系统。
技术介绍
专利号为201310342710.8的技术专利公开了一种用于远程控制医疗器械的控制系统，包括用于实现各种输入方式输入并转化为电信号、显示相关信息及通过通讯模块将控制信号传输给执行控制器模块的中央控制器、用于提供各种信号传输通道及信号转换的通讯模块、用于实现多自由度运动控制的执行控制器模块；其中，中央控制器、通讯模块及执行控制器模块依次信号连接。具体来说，该专利以操作杆来控制各个部件的动作，其操作杆输入模块包括第一操作杆、第一操作杆位置传感器、第二操作杆、第二操作杆位置传感器；其中，第一操作杆位置传感器设于第一操作杆内，第二操作杆位置传感器设于第二操作杆内；第一操作杆有5个方向，分别是前、后、左、右以及旋转，前、后两个方向分别对应着上下维的向上、向下；左、右两个方向分别对应着左右维的向左、向右；旋转对应着转轴维的旋转，当顺时针旋转时，医疗器械也顺时针旋转，逆时针旋转时，医疗器械也逆时针旋转；第二操作杆有3个方向，分别是前、后及旋转，前、后两个方向对应着前后维的向前、向后，旋转则对应着拨盘维，控制着医疗器械的弯曲度。操作杆的信号是通过操作杆内安装位置传感器来检测的，在操作杆的各个方向安装位置传感器，当操纵操作杆时对应方向的位置传感器获得信号，传感器采集到这些信号并将该信号发送给主控制器，主控制器将信号的处理后通过CAN把信号传输到执行端控制器，执行端控制器接收到信号即时驱动伺服控制系统驱动电机动作。上述技术专利中的操作杆只能向主控制器发出方向信号，主控制器根据收到的方向信号来控制执行端动作，这种操作方式的弊端如下：1、难以保证执行端的控制精度，因为操作杆的动作与执行端的动作之间存在一定的时间延迟，特别是远程控制的时候，当操作人员通过远程的观察或者其它信号得知执行端已经执行到位而停止操作杆的动作时，执行端仍然要继续动作一定时间，从而造成了执行端位置的偏差，这对于医疗等
来说是不可接受的；2、无法从操作杆的位置、状态直接地观察到执行端的位置、状态，也就是说，操作杆只能提供给执行端的运动方向的信号，操作杆自身的位置、状态（例如说旋转或倾斜角度）等与执行端的位置、状态完全无关，操作人员只能通过其他途径来获知执行端的位置、状态，不仅具有延时，而且出错的机会也多。3、当需要同时控制多个执行端的多自由度运动时，由于操作杆发出的是方向信号，因此人手难以同时精确控制多个执行端，使其停止在预定的位置及状态。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种适于操控柔性器械、精度高及能灵活多自由度运动的用于远程控制医疗器械的控制系统。本技术的用于远程控制医疗器械的控制系统包括将操作动作转化为控制信号的控制端、用于收集和处理控制端的控制信号，并将控制信号传输给执行端的中央控制器、用于实现多自由度运动控制的执行端；关键在于所述控制端设有旋钮及检测旋钮转动角度的控制编码器，所述执行端设有驱动电机及用于检测驱动电机转动角度的执行编码器，所述控制编码器、执行编码器、驱动电机分别与中央控制器通讯连接，中央控制器根据控制编码器传输的控制信号以及执行编码器的反馈信号，来控制驱动电机的动作，使得驱动电机的转动角度与旋钮的转动角度成正比。上述控制系统与现有技术的不同之处在于：现有技术中的控制端只能提供前进或旋转或弯曲的方向性动作控制信号，并不能提供关于控制端位置、形态的状态控制信号，因此其执行端的动作只能按照动作控制信号持续进行相应的动作，造成了控制的延迟和不精准。而在本技术的控制系统中，控制端提供的不再是前进或旋转或弯曲的方向性动作控制信号，而是关于控制端转动角度的状态控制信号，中央控制器接收到状态控制信号后，通过执行编码器来检测执行端中的驱动电机与控制端中的旋钮所处角度之间的差异，并根据该差异来控制执行端的驱动电机，使得驱动电机向减少该角度差异的方向转动，直到驱动电机的转动角度与旋钮的转动角度相对应（即驱动电机的转动角度与旋钮的转动角度成正比），这样，操作人员只要将控制端的旋钮角度转动至预定角度，即可控制执行端的驱动电机的角度也转动至相应的预定角度，保证了执行端的驱动电机角度控制的精确度，并避免了控制延迟而可能造成的执行端的驱动电机转动过度的问题。进一步地，上述控制编码器可采用绝对值型编码器，所述控制编码器传输的控制信号为反映旋钮当前角度信息的信号，所述执行编码器的反馈信号为反映执行端当前角度信息的信号。上述绝对值型编码器就是对应每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量，从而正确检测旋钮及执行端的当前所处的角度。进一步地，在某些医疗器械中，需要操作人员一手控制两个执行端的转动，为方便操作，本技术提出下述方案：所述控制端包括第一旋钮和第二旋钮，所述第一旋钮与第一控制编码器固定连接，所述第二旋钮与第二控制编码器固定连接；所述第一旋钮内部中空而形成空腔，空腔的侧壁设有镂空部，所述第二旋钮及第二控制编码器均安装于空腔内，第二旋钮的部分通过镂空部露出于第一旋钮外；所述第一旋钮还设有供第二控制编码器的导线引出的引线通道。操作人员可以在用手掌控第一旋钮转动的同时，利用单个手指来同时控制第二旋钮的转动，提高了操作的方便性。进一步地，所述控制端包括第一安装板和第二安装板，所述第一旋钮与第一控制编码器分别位于第一安装板的两侧，第一旋钮的转轴穿过第一安装板，并通过联轴器与第一控制编码器的转轴固定连接；第一安装板在位于第一控制编码器的一侧固定设有第一控制编码器支架，所述第一控制编码器固定于第一控制编码器支架上；所述第二旋钮与第二控制编码器分别位于第二安装板的两侧，第二旋钮的转轴穿过第二安装板，并通过联轴器与第二控制编码器的转轴固定连接；第二安装板在位于第二控制编码器的一侧固定设有第二控制编码器支架，所述第二控制编码器固定于第二控制编码器支架上；第二安装板或第二控制编码器支架与第一旋钮的空腔的侧壁固定连接。上述第一安装板、第二安装板提供了相应旋钮及控制编码器的安装基础，使得第一旋钮、第二旋钮及对应的控制编码器各自形成独立、稳定的结构模块，非常便于装配。进一步地，所述第一安装板上还通过螺栓安装有第一调阻尼板，所述第一旋钮的转轴设有突出的环形板，所述第一调阻尼板与第一旋钮的环形板之间，以及第一旋钮的环形板与第一安装板之间均夹设有弹性阻尼材料；所述第二安装板上还通过螺栓安装有第二调阻尼板，所述第二旋钮的转轴设有突出的环形板，所述第二调阻尼板与第二旋钮的环形板之间，以及第二旋钮的环形板与第二安装板之间均夹设有弹性阻尼材料。上述旋钮调节其转动阻尼的原理如下：调阻尼板、弹性阻尼材料、旋钮的环形板、弹性阻尼材料、安装板依次叠放，使得旋钮的环形板上下两侧均与弹性阻尼材料接触，当调阻尼板在螺栓的作用下朝向安装板移动时，就会增加环形板与弹性阻尼材料之间的压力，从而增加环形板与弹性阻尼材料之间的摩擦力，提高旋钮的转动阻尼。相应地，需要减少旋钮转动阻尼时，只需要增加调阻尼板与安装板之间的间距即可，此处不再赘述。进一步地，所述第一安装板上还通过螺栓安装有第一稳定盘，所述第一稳定盘设有供第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于远程控制医疗器械的控制系统，包括将操作动作转化为控制信号的控制端、用于收集和处理控制端的控制信号，并将控制信号传输给执行端的中央控制器、用于实现多自由度运动控制的执行端；其特征在于所述控制端设有旋钮及检测旋钮转动角度的控制编码器，所述执行端设有驱动电机及用于检测驱动电机转动角度的执行编码器，所述控制编码器、执行编码器、驱动电机分别与中央控制器通讯连接，中央控制器根据控制编码器传输的控制信号以及执行编码器的反馈信号，来控制驱动电机的动作，使得驱动电机的转动角度与旋钮的转动角度成正比。

【技术特征摘要】
1.一种用于远程控制医疗器械的控制系统，包括将操作动作转化为控制信号的控制端、用于收集和处理控制端的控制信号，并将控制信号传输给执行端的中央控制器、用于实现多自由度运动控制的执行端；其特征在于所述控制端设有旋钮及检测旋钮转动角度的控制编码器，所述执行端设有驱动电机及用于检测驱动电机转动角度的执行编码器，所述控制编码器、执行编码器、驱动电机分别与中央控制器通讯连接，中央控制器根据控制编码器传输的控制信号以及执行编码器的反馈信号，来控制驱动电机的动作，使得驱动电机的转动角度与旋钮的转动角度成正比。2.根据权利要求1所述的用于远程控制医疗器械的控制系统，其特征在于所述控制编码器为绝对值编码器，所述控制编码器传输的控制信号为反映旋钮当前角度信息的信号，所述执行编码器的反馈信号为反映执行端当前角度信息的信号。3.根据权利要求1或2所述的用于远程控制医疗器械的控制系统，其特征在于所述控制端包括第一旋钮和第二旋钮，所述第一旋钮与第一控制编码器固定连接，所述第二旋钮与第二控制编码器固定连接；所述第一旋钮内部中空而形成空腔，空腔的侧壁设有镂空部，所述第二旋钮及第二控制编码器均安装于空腔内，第二旋钮的部分通过镂空部露出于第一旋钮外；所述第一旋钮还设有供第二控制编码器的导线引出的引线通道。4.根据权利要求3所述的用于远程控制医疗器械的控制系统，其特征在于所述控制端包括第一安装板和第二安装板，所述第一旋钮与第一控制编码器分别位于第一安装板的两侧，第一旋钮的转轴穿过第一安装板，并通过联轴器与第一控制编码器的转轴固定连接；第一安装板在位于第一控制编码器的一侧固定设有第一控制编码器支架，所述第一控制编码器固定于第一控制编码器支架上；所述第二旋钮与第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立志，
申请(专利权)人：广州泰晶智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44