一种新型协同医疗机器人电气控制系统技术方案

本技术提供了一种新型协同医疗机器人电气控制系统，包括：配电单元模块、变压器、UPS、工控机、主控制器模块、辅助控制器模块。其中，所述配电单元模块包括：缓起电路、限流电路、脉冲群抑制器、浪涌抑制器、熔断器。本技术提供的电气控制系统采用模块化的方式进行供电，将供电模块和控制模块严格区分开来，通过密闭处理、新增抑制器件抑制电源对外部环境干扰以及内部控制电路的干扰，降低了EMC对环境中其他设备的影响。此外采用主从方式进行控制，将高速信号和低速信号区分开来，降低了某一路通讯异常对整个系统的影响，减轻了供电方式对通讯质量造成的干扰，降低了手术过程中因控制异常导致的控制精度不达标的风险。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气控制，具体为一种新型协同医疗机器人电气控制系统。

技术介绍

1、协同医疗手术机器人系统供电及通讯方式对机器人使用过程中的安全性及通讯质量有直接的关联，对医生、患者、操作者的生命安全有着较为直接的影响，与手术过程中的精准度息息相关，对手术室其他设备是否正常运行有着较为直接的作用。

2、近年来，随着国产医疗手术设备的高速发展，新型手术机器人的电气控制系统均采用网电源集中供电的方式。这种方式电源系统的稳定性、安全性较差，易受到外界电网波动的影响；且没有对电源输入和输出进行处理，没有通过保护性措施降低emc对环境中其他设备的影响；同时网电源集中为机器人内部设备供电的模式可能导致电源信号与通讯信号互相干扰，使得通讯质量下降，影响设备的稳定性和精度，造成手术的失败；另外控制方式采用传统的一对多的控制方式进行控制，即主站直接控制所有设备，当通讯路径因干扰或者接口松动等问题发生时，所有通讯信号将无法传输，造成机器人控制系统通讯的崩溃，直接影响手术的进行。

技术实现思路

1、本技术的目的在于解决上述
技术介绍
中描述的现有技术方案的缺点，提供一种新型协同医疗机器人电气控制系统。该电气控制系统采用模块化的方式进行供电，将供电模块和控制模块严格区分开来，通过密闭处理、新增抑制器件抑制电源对外部环境干扰以及内部控制电路的干扰，降低emc对环境中其他设备的影响。此外采用主从方式进行控制，将高速信号和低速信号区分开来，降低某一路通讯异常对整个系统的影响，减轻供电方式对通讯质量造成的干扰，降低手术过程中因控制异常导致的控制精度不达标的风险。

2、为实现以上目的，本技术采用以下技术方案予以实现：提供一种新型协同医疗机器人电气控制系统，包括：配电单元模块、变压器、ups、工控机、主控制器模块、辅助控制器模块。

3、优选的，所述配电单元模块包括：缓起电路、限流电路、脉冲群抑制器、浪涌抑制器、熔断器。

4、其中，所述缓起电路用于防止机器人系统频繁上下电产生冲击电流对后端用电设备的影响；所述限流电路用于保护后端感性负载频繁的启动，反向电动势对前端电路以及网电源的冲击；所述脉冲群抑制器和所述浪涌抑制器用于系统内部电路对脉冲群和浪涌的抑制作用；所述熔断器用于异常情况的发生，设备能够及时切断电源，避免对操作者造成危害，造成电气安全事故。

5、进一步地，所述变压器起到保护、隔离、滤波的作用，提升变压器后端供电电路的稳定性和可靠性。

6、进一步地，所述ups提供不间断电能，用于手术过程中意外断电，手术设备的撤离，预防外部电压输入不稳定，电压跌落、暂降后对后端用电设备的影响。

7、进一步地，所述工控机用于实现高速信号的拾取和控制以及主控制器和辅助控制器之间的信息交互，避免不同控制信号之间的相互干扰对整体系统精度造成影响。

8、进一步地，所述主控制器模块用于机械臂的控制，通过接收所述工控机发送的控制指令，使机械臂按照预定轨迹运动。

9、进一步地，所述辅助控制器模块用于辅助设备-电机启停的控制，接受所述工控机发送的控制指令，使电机按照预定的行程进行运动。

10、进一步地，所述电气控制系统的连接方式：通过网电源给配电单元模块供电，所述配电单元模块先对电源进行处理后传输给所述变压器和所述ups进行二次处理，接着由所述ups回传给配电单元模块，由所述配电单元模块分别给所述工控机、所述主控制器模块、所述辅助控制器模块和外接设备供电。

11、进一步地，所述电气控制系统采用主从控制的方式进行通讯，核心控制单元为工控机，高速信号的控制直接由工控机来完成，所述主控制器模块和所述辅助控制器模块作为辅助控制单元，协助所述工控机完成整个电气控制系统的控制。

12、本技术提供了一种新型协同医疗机器人电气控制系统，与现有技术相比较，具有以下技术优点：

13、网电源供电输入后，采用模块化、封闭式的方式进行供电，将供电模块和控制模块严格区分开来，通过密闭处理、新增抑制器件抑制电源对外部环境干扰以及内部控制电路的干扰，降低emc对环境中其他设备的影响；

14、采用主从控制方式进行通讯，将高速信号和低速信号区分开来，按照不同的控制需求，控制信号可从不同的通道进行传输，从根本上提高了通讯系统的抗干扰性，降低某一路控制器因干扰或者通讯异常失效的情况下导致整套控制系统崩溃，从而影响手术进行的风险；

15、利用脉冲群抑制器、浪涌抑制器、变压器、ups、缓起电路和限流电路，实现网电源与内部设备的滤波及隔离，经滤波、隔离后的电源再次给系统中的其他设备供电，避免网电源波动或异常输入时对整套系统供电能力的影响以及造成的内部设备损坏，同时将供电系统与通讯系统进行隔离，可以有效的降低供电系统对通讯系统的干扰，提升电源配电和通讯信号的质量，降低手术过程中因控制异常导致的控制精度不达标的风险。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新型协同医疗机器人电气控制系统，其特征在于，包括：配电单元模块、变压器、UPS、工控机、主控制器模块、辅助控制器模块；

2.根据权利要求1所述的一种新型协同医疗机器人电气控制系统，其特征在于，电气控制系统的连接方式：通过网电源给配电单元模块供电，所述配电单元模块先对电源进行处理后传输给所述变压器和所述UPS进行二次处理，接着由所述UPS回传给配电单元模块，由所述配电单元模块分别给所述工控机、所述主控制器模块、所述辅助控制器模块和外接设备供电。

3.根据权利要求1所述的一种新型协同医疗机器人电气控制系统，其特征在于，所述电气控制系统采用主从控制的方式进行通讯，核心控制单元为工控机，高速信号的控制直接由工控机来完成，所述主控制器模块和所述辅助控制器模块作为辅助控制单元，协助所述工控机完成整个电气控制系统的控制。

【技术特征摘要】

1.一种新型协同医疗机器人电气控制系统，其特征在于，包括：配电单元模块、变压器、ups、工控机、主控制器模块、辅助控制器模块；

2.根据权利要求1所述的一种新型协同医疗机器人电气控制系统，其特征在于，电气控制系统的连接方式：通过网电源给配电单元模块供电，所述配电单元模块先对电源进行处理后传输给所述变压器和所述ups进行二次处理，接着由所述ups回传给配电单元模...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，董旭亮，章子昭，周毅刚，
申请(专利权)人：杭州键嘉医疗科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：