手术机器人臂的看门狗电路制造技术

一种手术机器人包括手术机器人臂和手术机器人臂控制器。手术机器人臂包括一组关节和关节控制器。所述关节控制器被配置成驱动所述一组关节中的关节。所述手术机器人臂控制器包括处理器和看门狗电路。所述处理器被配置成在通信链路上将关节驱动信号发送至所述关节控制器。所述看门狗电路被配置成：从所述处理器接收序列值；确定每个所接收的序列值是否与预定序列中的下一个期望值匹配；并且如果所接收的序列值与所述预定序列中的下一个期望值不匹配，则禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路。的通信链路。的通信链路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手术机器人臂的看门狗电路

技术介绍

[0001]使用机器人来辅助和执行手术是已知的。图1示出了典型的手术机器人系统。手术机器人100由基座102、臂104和器械106组成。基座支撑机器人，并且本身可以刚性地附接到例如手术室地面、手术室天花板或推车。臂在基座与器械之间延伸。臂借助于沿其长度的多个柔性关节108而铰接，所述多个柔性关节用于将手术器械相对于患者定位在期望位置。手术器械附接到机器人臂的远端。手术器械在端口处穿透患者的身体，以便进入手术部位。手术器械包括通过关节铰接连接到远端末端执行器110的轴。末端执行器参与手术程序。在图1中，所示的末端执行器为一对钳口。外科医生经由远程外科医生控制台112控制手术机器人100。外科医生控制台包括一个或多个外科医生输入装置114。这些可以采用手动控制器或脚踏板的形式。外科医生控制台还包括显示器116。
[0002]控制系统118将外科医生控制台112连接到手术机器人100。控制系统从外科医生输入装置接收输入，并将这些输入转换成控制信号以移动机器人臂104的关节和末端执行器110。控制系统将这些控制信号发送至机器人。机器人臂104上的关节控制器驱动关节108相应地移动。
[0003]机器人臂104可包括检测臂中的故障的机器人臂控制器。臂中的故障通信网络将检测到的故障发信号通知机器人臂104上的关节控制器。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了一种手术机器人，包括：手术机器人臂，所述手术机器人臂包括一组关节和关节控制器，所述关节控制器被配置成驱动所述一组关节中的关节；以及手术机器人臂控制器，所述手术机器人臂控制器包括处理器和看门狗电路，所述处理器被配置成在通信链路上将关节驱动信号发送至所述关节控制器，所述看门狗电路被配置成：从所述处理器接收序列值；确定每个所接收的序列值是否与预定序列中的下一个期望值匹配；以及如果所接收的序列值与所述预定序列中的下一个期望值不匹配，则禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路。
[0005]所述看门狗电路可以被配置成：对从接收到序列值起消逝的时间进行计数；将消逝的时间与超时值进行比较；以及如果在接收到另一序列值之前所述消逝的时间超过所述超时值，则禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路。
[0006]所述手术机器人可包括在所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路上的开关，所述开关的状态可由所述看门狗电路控制，其中所述看门狗电路可以被配置成打开所述开关以禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路。
[0007]所述通信链路可以是以太网链路，并且所述开关可以是以太网开关。
[0008]所述关节控制器可以被配置成：对从所述处理器接收通信起消逝的时间进行计数；将消逝的时间与另一超时值进行比较；以及如果在从所述处理器接收到另一通信之前所述消逝的时间超过所述另一超时值，则进入故障状态。
[0009]如果所述关节控制器被配置成驱动的关节在所述关节控制器进入所述故障状态
时是静止的，则所述关节控制器可以将所述关节保持在适当位置。
[0010]如果所述关节控制器被配置成驱动的关节在所述关节控制器进入所述故障状态时在移动，则所述关节控制器可以将所述关节减速到停止，然后将所述关节保持在适当位置。
[0011]在禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路时，所述看门狗电路可以被配置成将预设的关节驱动信号发送至所述关节控制器，这些预设的关节驱动信号使得所述关节控制器将所述关节保持在适当位置。
[0012]在禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路时，所述看门狗电路可以被配置成复位所述处理器。
[0013]在被复位时，所述处理器可以被配置成在所述复位之后的预定时间向所述看门狗电路发送预定启动序列值。
[0014]在禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路时，所述看门狗电路可以被配置成发出警报。
[0015]所述预定序列可以是格雷码。
[0016]所述看门狗电路可以被配置成在运行中生成所述预定序列。
[0017]所述处理器可以被配置成在运行中生成所述序列值，并将所述序列值发送至所述看门狗电路。
[0018]所述手术机器人臂控制器可以(i)集成在所述手术机器人臂中，或(ii)集成到用于支撑所述手术机器人臂的支撑件中。
[0019]所述手术机器人臂可包括一组关节控制器，每个关节控制器被配置成驱动所述一组关节中的相应关节，并且所述处理器可以被配置成在所述通信链路上将关节驱动信号发送至每个关节控制器。
[0020]所述关节控制器可以线性链连接在一起，使得禁用所述通信链路防止关节驱动信号从所述处理器被发送到每个关节控制器。
[0021]所述手术机器人臂可包括一组关节控制器，每个关节控制器被配置成驱动所述一组关节中的相应关节，并且所述处理器可以被配置成在所述处理器与每个关节控制器之间的相应通信链路上将关节驱动信号发送至该关节控制器。
[0022]如果所接收的序列值与所述预定序列的对应值不匹配，则所述看门狗电路可以被配置成禁用所述处理器与所述一组关节控制器之间的每个通信链路。
[0023]每个关节控制器可以被配置成：对从所述处理器接收通信起消逝的时间进行计数；将消逝的时间与另一超时值进行比较；以及如果在从所述处理器接收到另一通信之前所述消逝的时间超过所述另一超时值，则进入故障状态。
附图说明
[0024]现在将参考附图以举例的方式描述本专利技术。在附图中：
[0025]图1示出了用于执行手术程序的手术机器人系统；
[0026]图2示出了手术机器人；
[0027]图3示出了示例性手术机器人臂控制器；
[0028]图4示出了手术机器人臂控制器的看门狗电路的示例性内部部件；
[0029]图5是描绘由手术机器人臂控制器的看门狗电路执行的方法的流程图；以及
[0030]图6是描绘由手术机器人臂的关节控制器执行的方法的流程图。
具体实施方式
[0031]下文描述了图1中所示的类型的手术机器人系统。该手术机器人系统包括一个或多个手术机器人臂和手术器械，以及远程外科医生控制台。远程外科医生控制台经由控制系统连接到手术机器人臂，所述控制系统包括远离手术机器人臂定位的中央控制器。
[0032]图2示出了示例性手术机器人200。机器人包括基座201，当正在执行手术程序时，所述基座固定在适当位置。适当地，基座201安装到底盘。在图2中，底盘是推车202。此推车可以是用于将机器人安装在床高处的床头推车。替代地，底盘可以是安装在天花板上的装置或安装在床上的装置。
[0033]机器人臂203从机器人的基座201延伸到用于附接到手术器械205的末端204。臂是柔性的。它借助于沿着其长度的多个柔性关节206来铰接。在关节之间是刚性臂连杆207。适当地，关节是回转关节。机器人臂在基座与末端之间具有至少七个关节。图2中所示的机器人臂200在基座201与末端204之间总共具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种手术机器人，包括：手术机器人臂，所述手术机器人臂包括一组关节和关节控制器，所述关节控制器被配置成驱动所述一组关节中的关节；以及手术机器人臂控制器，所述手术机器人臂控制器包括处理器和看门狗电路，所述处理器被配置成在通信链路上将关节驱动信号发送至所述关节控制器，所述看门狗电路被配置成：从所述处理器接收序列值；确定每个所接收的序列值是否与预定序列中的下一个期望值匹配；以及如果所接收的序列值与所述预定序列中的下一个期望值不匹配，则禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路。2.根据权利要求1所述的手术机器人，其中所述看门狗电路被配置成：对从接收到序列值起消逝的时间进行计数；将消逝的时间与超时值进行比较；以及如果在接收到另一序列值之前所述消逝的时间超过所述超时值，则禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路。3.根据权利要求1或2所述的手术机器人，包括在所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路上的开关，所述开关的状态可由所述看门狗电路控制，其中所述看门狗电路被配置成打开所述开关以禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路。4.根据权利要求3所述的手术机器人，其中所述通信链路是以太网链路，并且所述开关是以太网开关。5.根据任一前述权利要求所述的手术机器人，其中所述关节控制器被配置成：对从所述处理器接收到通信起消逝的时间进行计数；将消逝的时间与另一超时值进行比较；以及如果在从所述处理器接收到另一通信之前所述消逝的时间超过所述另一超时值，则进入故障状态。6.根据权利要求5所述的手术机器人，其中如果所述关节控制器被配置成驱动的关节在所述关节控制器进入所述故障状态时是静止的，则所述关节控制器将所述关节保持在适当位置。7.根据权利要求5或6所述的手术机器人，其中如果所述关节控制器被配置成驱动的关节在所述关节控制器进入所述故障状态时在移动，则所述关节控制器将所述关节减速到停止，然后将所述关节保持在适当位置。8.根据任一前述权利要求所述的手术机器人，其中在禁用所述处理器与所述关节控制器之间的通信链路时，所述看门狗电路被配置成将预设的关节驱动信号发送至所述关节控制器，这些预设的关节驱动信号使得所述关节控制器将所述关节保持在适当位置。9.根据任一前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈米什，
申请(专利权)人：CMR外科有限公司，
类型：发明
国别省市：