一种磁力姿态控制器制造技术

本申请公开了一种磁力姿态控制器，包括：操作台，用于接收用户输入的控制指令，依据控制指令生成并发送被控对象控制信号至控制柜；控制柜，用于接收被控对象控制信号，将控对象控制信号转化为第一模拟信号和第二模拟信号并分别发送至机械臂和牵引机构；机械臂，用于利用第一模拟信号控制被控对象移动；牵引机构，用于利用第二模拟信号控制被控对象移动；本申请利用控制柜接收操作台发送的控制指令并将数字信号转换为模拟信号并发送至机械臂与牵引机构，通过位于上部的机械臂和位于下部的牵引机构，依据模拟信号执行相应的动作，使得被控对象可以在机械臂和牵引机构中间全方位的移动和接受控制，实现了检测范围更大、安全性更高、控制范围更广。

A magnetic attitude controller

The present application discloses a magnetic attitude controller, which includes the operating table, which receives the control instructions from the user input, generates and sends the controlled object control signal to the control cabinet according to the control instruction; the control cabinet is used to receive the control signal of the controlled object, and transforms the control object control signal into the first analog signal and the second mode. The proposed signal is sent to the manipulator and the traction mechanism respectively; the arm is used to control the controlled object to move with the first analog signal; the traction mechanism is used to control the controlled object to move with second analog signals; this application uses the control cabinet to receive the control instructions sent by the operating table and converts the digital signal into an analog signal. Sent to the manipulator and the traction mechanism, through the upper part of the manipulator and the lower traction mechanism, the corresponding action is carried out according to the analog signal, so that the controlled object can be moved and controlled in all directions in the middle of the manipulator and the traction mechanism, and the detection range is larger, the security is higher, and the control range is more. Wide.

【技术实现步骤摘要】
一种磁力姿态控制器
本专利技术涉及控制系统领域，特别涉及一种磁力姿态控制器。
技术介绍
随着医疗科技的不断进步和工业自动化的发展，越来越多的机器人应用到了医疗行业中，比如胶囊姿态控制器；胶囊姿态控制器是通过机械臂上安装永磁铁进行对胃胶囊的自动牵引以完成胃部的检查。目前的姿态控制器主要存在以下缺点：病人平躺的情况下，单方面的磁力牵引仅能让胶囊在上胃壁拖动、旋转，当胶囊下落至下部胃壁时，由于永磁铁的磁力有限，不足以达到能够牵引下落至胃底的胶囊的距离，不能进行有效控制，且由于没有能够反馈磁铁与患者距离的硬件，上位机无法得知机器人距离人体的位置，而且姿态控制器传感器由上位机控制，如果上位机死机，则传感器失效，会因此触发安全事故。为此，如何研发一种检测范围更大、安全性更高、控制范围更广的胶囊姿态控制器是当前需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种磁力姿态控制器，检测范围更大、安全性更高、控制范围更广。其具体方案如下：一种磁力姿态控制器，包括：操作台、控制柜、机械臂和牵引机构；其中，所述机械臂和所述牵引机构均设置有用于控制被控对象移动的磁铁，所述机械臂与所述牵引机构垂直设置，所述机械臂位于所述牵引机构上方；所述操作台，用于接收用户输入的控制指令，依据所述控制指令生成并发送被控对象控制信号至所述控制柜；所述控制柜，用于接收所述被控对象控制信号，将所述被控对象控制信号转化为第一模拟信号和第二模拟信号，发送所述第一模拟信号至所述机械臂和发送所述第二模拟信号至所述牵引机构；所述机械臂，用于利用所述第一模拟信号控制所述被控对象移动；所述牵引机构，用于利用所述第二模拟信号控制所述被控对象移动。可选的，所述操作台，包括：机械臂控制模块，用于利用所述控制指令生成被控对象控制信号发送至所述控制柜，并发送所述被控对象控制信号至牵引机构控制单元；牵引机构控制模块，用于利用所述被控对象控制信号，生成跟随控制信号并发送至所述控制柜。可选的，所述机械臂控制模块，包括：控制信号生成单元，用于利用插补算法依据所述控制指令生成被控对象控制信号。可选的，所述牵引机构控制模块，包括：控制信号生成单元，用于利用电子齿轮跟随算法依据所述被控对象控制信号，生成所述跟随控制信号。可选的，还包括：串联在控制柜中机械臂的供电电路上的第一限位传感器，用于当检测到所述机械臂的磁铁受到超过阈值的压力，则切断所述机械臂的供电电路；串联在控制柜中牵引机构的供电电路上的第二限位传感器，用于当检测到所述牵引机构的磁铁受到超过阈值的压力，则切断所述牵引机构的供电电路。可选的，还包括：安装于所述机械臂上与所述操作台中上位机相连的距离传感器，用于测量所述机械臂的磁铁到人体之间的距离，并反馈给所述上位机。可选的，所述距离传感器通过数模转换器与所述上位机相连。可选的，所述数模转换器为包括STC15芯片、USB串口、模拟量输入端子和RC滤波电路的单片机。本专利技术中，磁力姿态控制器，包括：操作台、控制柜、机械臂和牵引机构；其中，机械臂和牵引机构均设置有用于控制被控对象移动的磁铁，机械臂与牵引机构垂直设置，机械臂位于牵引机构上方；操作台，用于接收用户输入的控制指令，依据控制指令生成并发送被控对象控制信号至控制柜；控制柜，用于接收被控对象控制信号，将被控对象控制信号转化为第一模拟信号和第二模拟信号，发送第一模拟信号至机械臂和发送第二模拟信号至牵引机构；机械臂，用于利用第一模拟信号控制被控对象移动；牵引机构，用于利用第二模拟信号控制被控对象移动。本专利技术利用操作台接收用户输入的控制指令，通过控制柜将数字信号转换为模拟信号并发送至机械臂与牵引机构，机械臂和牵引机构接收各自的模拟信号，依据模拟信号执行相应的动作，实现对被控对象的方位控制，通过位于上部的机械臂和位于下部的牵引机构，使得被控对象可以在机械臂和牵引机构中间全方位的移动和接受控制，实现了检测范围更大、安全性更高、控制范围更广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种磁力姿态控制器结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的另一种磁力姿态控制器结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种磁力姿态控制器，参见图1所示，该控制器包括：操作台11、控制柜12、机械臂13和牵引机构14；其中，机械臂13和牵引机构14均设置有用于控制被控对象移动的磁铁，操作台11与控制柜12电气相连，控制柜12分别与机械臂13和牵引机构14电气相连，磁铁可以为永磁铁。具体的，操作台11可以包括上位机、运动控制卡和操纵杆，上位机和操纵杆用于接收用户输入的控制指令，运动控制卡依据控制指令生成并发送被控对象控制信号至控制柜12，上位机还可以通过记录仪显示被控对象在人体内部传回的胃部图像，可以理解的是，被控对象可以为胶囊式内窥镜，胶囊上设置有磁铁，以接受机械臂13和牵引机构14的控制，牵引机构14可以安装在病床内。具体的，由于机械臂13和牵引机构14均是由伺服电机驱动，因此只能接受模拟信号，为此控制柜12，用于接收被控对象控制信号，通过与机械臂13和牵引机构14对应的两块端子板，第一端子板将被控对象控制信号中与机械臂13对应的数字信号转化为第一模拟信号，第二端子板将被控对象控制信号中与牵引机构14对应的数字信号转化为第二模拟信号，控制柜12发送第一模拟信号至机械臂13和发送第二模拟信号至牵引机构14。具体的，机械臂13包括多个伺服电机，通过接收第一模拟信号，利用第一模拟信号控制被控对象移动，牵引机构14同样包括多个伺服电机，用于利用第二模拟信号控制被控对象移动。例如，机械臂13和牵引机构14可以各包括5个伺服电机，使得各自拥有5个自由度，一共10个自由度，其中，机械臂13的轴1、轴2和轴3可以控制安装在机械臂13的永磁铁在笛卡尔空间坐标系中的定位移动，轴4和轴5可以控制机械臂13的永磁铁在偏航、俯仰方向上的旋转；牵引机构14的轴6、轴7和轴8可以控制牵引机构14的永磁铁在笛卡尔空间坐标系中的定位移动，轴9和轴10可以控制牵引机构14的永磁铁在偏航、俯仰方向上的旋转。在实际应用中，胶囊位于顶部时，主要由机械臂13安装的永磁铁进行拖动，牵引机构14的永磁铁用作牵引，利用机械臂13的永磁铁令胶囊在顶部胃壁拍摄底部的图像，令胶囊向下从各个角度拍摄胃底和侧壁的图像；胶囊位于胃底部时，主要由牵引机构14托举的永磁铁做拖动，机械臂13的永磁铁做牵引，向上从各个角度拍摄顶部胃壁与贲门幽门的图像，用牵引机构14的永磁铁在胃底拍摄上部胃壁的图像。可见，本专利技术实施例利用操作台11接收用户输入的控制指令，通过控制柜12将数字信号转换为模拟信号并发送至机械臂13与牵引机构14，机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁力姿态控制器，其特征在于，包括：操作台、控制柜、机械臂和牵引机构；其中，所述机械臂和所述牵引机构均设置有用于控制被控对象移动的磁铁，所述机械臂与所述牵引机构垂直设置，所述机械臂位于所述牵引机构上方；所述操作台，用于接收用户输入的控制指令，依据所述控制指令生成并发送被控对象控制信号至所述控制柜；所述控制柜，用于接收所述被控对象控制信号，将所述被控对象控制信号转化为第一模拟信号和第二模拟信号，发送所述第一模拟信号至所述机械臂和发送所述第二模拟信号至所述牵引机构；所述机械臂，用于利用所述第一模拟信号控制所述被控对象移动；所述牵引机构，用于利用所述第二模拟信号控制所述被控对象移动。

【技术特征摘要】
1.一种磁力姿态控制器，其特征在于，包括：操作台、控制柜、机械臂和牵引机构；其中，所述机械臂和所述牵引机构均设置有用于控制被控对象移动的磁铁，所述机械臂与所述牵引机构垂直设置，所述机械臂位于所述牵引机构上方；所述操作台，用于接收用户输入的控制指令，依据所述控制指令生成并发送被控对象控制信号至所述控制柜；所述控制柜，用于接收所述被控对象控制信号，将所述被控对象控制信号转化为第一模拟信号和第二模拟信号，发送所述第一模拟信号至所述机械臂和发送所述第二模拟信号至所述牵引机构；所述机械臂，用于利用所述第一模拟信号控制所述被控对象移动；所述牵引机构，用于利用所述第二模拟信号控制所述被控对象移动。2.根据权利要求1所述的磁力姿态控制器，其特征在于，所述操作台，包括：机械臂控制模块，用于利用所述控制指令生成被控对象控制信号发送至所述控制柜，并发送所述被控对象控制信号至牵引机构控制单元；牵引机构控制模块，用于利用所述被控对象控制信号，生成跟随控制信号并发送至所述控制柜。3.根据权利要求2所述的磁力姿态控制器，其特征在于，所述机械臂控制模块，包括：控制信号生成单元，用于利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹烁，李彦俊，梁东，李佳坤，
申请(专利权)人：重庆金山医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50