CN107468341B - 一种与手术机械臂匹配的控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种与手术机械臂匹配的新型控制器，包括控制器握柄、操控感应器、显示器和右操控杆，所述控制器握柄底端通过支撑杆安装在固定底座上，固定底座上设有四向槽，四向槽内安装有操控感应器，操控感应器内部安装有感应芯片，操控感应器安装在支撑杆底部,控制器握柄前侧底部安装有电源开关，所述控制器握柄顶端上侧安装有显示器，所述控制器握柄上安装有语音播报口、状态指示灯和若干按钮，所述控制器握柄两侧安装有左按键和右按键，控制器握柄侧壁上开设有散热孔；改进了握持角度与方式，更利于进行多角度操作，简化了操作难度。同时，这新型控制器匹配多功能外科机械臂，可以通过手柄按钮切换对不同机械臂的实施控制。

Description

一种与手术机械臂匹配的控制器
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体是一种与手术机械臂匹配的新型控制器。
背景技术
高新技术的发展医疗新材料新设备的出现将把外科医生从繁琐复杂的操作中解放出来，提高其智力因素所占的份额(例如DTI成像技术促使手术入路的改变、机器人手术消除人体动作误差)，依靠设备降低手术难度和风险，提高精细化、精准化程度，最终得以提高手术的质量和效率。不是依赖设备和技术弱化医生能力，而是将其作为工具，创新医疗思维模式、辅助疾病诊断治疗的快速化、精准化、微害化与舒适化！机器人辅助手术***比传统手术有几个优点。例如，它结合了人脑的决策能力与机器技术的精度和准确性，它也有助于在较小空间内进行手术，此外，实时结合手术和影像学消除手术过程中大脑移位的问题。因此，机器人手术已经成为未来外科手术发展的趋势，而在神经外科领域缺乏相应的辅助设备，成为制约其发展的瓶颈。其中，机器人辅助神经外科成功的先决条件是操作者将符合显微外科手术特点的动作传递到机械臂并控制器运动，因此有必要开发相匹配的手部控制器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与手术机械臂匹配的新型控制器，外壳机械臂的操作工具分别连接到手部控制器，手控制器的差分位移映射到差分位移的机械手末端执行器。同时多条臂通过操作杆上的按钮进行切换。将来增加机械臂的时候可以通过按钮切换，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种与手术机械臂匹配的新型控制器，包括控制器握柄、操控感应器、显示器和右操控杆，所述控制器握柄底端通过支撑杆安装在固定底座上，固定底座上设有四向槽，四向槽内安装有操控感应器，操控感应器内部安装有感应芯片，操控感应器安装在支撑杆底部,控制器握柄前侧底部安装有电源开关，所述控制器握柄顶端上侧安装有显示器，显示器两侧分别安装有操控感应器和右操控杆，操控感应器和右操控杆顶部安装有感应芯片，所述操控感应器内部安装的感应芯片与电路板上的机械臂参数显示模块相连；所述显示器嵌入在控制器握柄顶端上表面，显示器与电路板上安装的机械臂参数显示模块相连；
所述控制器握柄上安装有语音播报口、状态指示灯和若干按钮，所述控制器握柄两侧安装有左按键和右按键，控制器握柄侧壁上开设有散热孔，所述感应芯片、切换按键、按钮、电源开关、左按键和右按键构成机械臂控制器，机械臂控制器连接中央处理器的输入端，中央处理器的输出端连接机械臂驱动机构，机械臂驱动机构由驱动器和机械臂组成；所述中央处理器连接存储器和机械臂坐标生成器，所述存储器包括参数记录模块、动作记述程序以及控制程序，所述机械臂坐标生成器由安装在机械臂上的拍摄部和三维视觉传感器组成。
作为本发明进一步的方案：所述电源开关一端连接电源线另一端连接电路板，电源线连接市电或蓄电池，电路板安装在控制器握柄内部。
作为本发明进一步的方案：所述显示器侧面安装有切换按键。
作为本发明进一步的方案：所述语音播报口和状态指示灯分别与电路板上安装的语音播报模块和控制电路相连，所述散热孔与电路板上安装的散热模块相连。
作为本发明进一步的方案：所述驱动器为伺服电动机，所述机械臂由臂部和手部组成，臂部和手部分别与驱动器连接。
作为本发明进一步的方案：。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：神经外科手术精细程度高，操作较复杂，目前没有专门的神经外科手术机器人，同时，现有机器人操作部分是球部握持，或需仅仅左右移动就需要切换的操作杆，增加了神经外科医生的操作复杂性,特别是在同其他外科手术相比，神外手术时间长、易疲劳、操作精细度要求极高，本发明提供的新型控制器改进了握持角度与方式，更利于进行多角度操作，简化了操作难度。同时，这新型控制器匹配多功能外科机械臂，可以通过手柄按钮切换对不同机械臂的实施控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的***框图。
图中：1-固定底座、2-支撑杆、3-控制器握柄、4-散热孔、5-左按键、6-四向槽、7-操控感应器、8-感应芯片、9-显示器、10-语音播报口、11-状态指示灯、12-右操控杆、 13-切换按键、14-按钮、15-右按键、16-电路板、17-电源开关、18-机械臂控制器18、19- 中央处理器、20-存储器、21-机械臂坐标生成器、22-驱动器、23-臂部、24-手部、25-机械臂、26-机械臂驱动机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种与手术机械臂匹配的新型控制器，包括控制器握柄3、操控感应器7、显示器9和右操控杆12，所述控制器握柄3底端通过支撑杆2安装在固定底座1上，固定底座1上设有四向槽6，四向槽6内安装有操控感应器7，操控感应器7内部安装有感应芯片8，操控感应器7安装在支撑杆2底部，控制器握柄3前后控制机械臂上下运动，方便手持操作；所述控制器握柄3前侧底部安装有电源开关17，电源开关17一端连接电源线另一端连接电路板16，电源线连接市电或蓄电池，电路板16安装在控制器握柄3内部；所述控制器握柄3顶端上侧安装有显示器9，显示器9侧面安装有切换按键13，切换按键13切换显示器9切换显示的机械臂，双杆操作，每条杆可切换控制几条手臂，这样切换就解决手柄不够的问题。
具体的，所述显示器9嵌入在控制器握柄3顶端上表面，显示器9与电路板上安装的机械臂参数显示模块相连。
具体的，所述操控感应器7内部安装的感应芯片8与电路板上的机械臂参数显示模块相连，操控感应器7实时检测控制器握柄3的三维运动参数、运动速度及活动方向，并将数据转换后输送到内部感应芯片8中，控制器握柄3操作驱动手术机械臂，其操作性、协调性以及兼容性得到大大提高。
所述控制器握柄3上安装有语音播报口10、状态指示灯11和若干按钮14，按钮14方便对手术机械臂控制的各参数调节；所述控制器握柄3两侧安装有左按键5和右按键15，控制器握柄3侧壁上开设有散热孔4。
具体的，所述语音播报口10和状态指示灯11分别与电路板上安装的语音播报模块和控制电路相连，所述散热孔4与电路板上安装的散热模块相连。
所述感应芯片8、切换按键13、按钮14、电源开关17、左按键5和右按键15构成机械臂控制器18，机械臂控制器18连接中央处理器19的输入端，中央处理器19的输出端连接机械臂驱动机构26，机械臂驱动机构26由驱动器22和机械臂25组成。
具体的，所述驱动器22采用伺服电动机，所述机械臂25由臂部23和手部24组成，臂部23和手部24分别与驱动器22连接，方便控制机械臂25运动。
所述中央处理器19的反馈端口连接有显示器9、语音播报口10和状态指示灯11，方便将手术机械臂操作的参数通过显示器9显示以及语音播报口10播报，操作状态有状态指示灯11指示。
所述中央处理器19连接存储器20和机械臂坐标生成器21，具体的，所述存储器20包括参数记录模块、动作记述程序以及控制程序，方便将手术机械臂运动参数及运动过程记录；所述机械臂坐标生成器21由安装在机械臂25上的拍摄部和三维视觉传感器组成，实时记录机械臂25的坐标位置，方便对机械臂25的精确操作。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (6)

1.一种与手术机械臂匹配的控制器，包括控制器握柄(3)、操控感应器(7)、显示器(9)和右操控杆(12)，其特征在于，所述控制器握柄(3)底端通过支撑杆(2)安装在固定底座(1)上，固定底座(1)上设有四向槽(6)，四向槽(6)内安装有操控感应器(7)，操控感应器(7)内部安装有感应芯片(8)，操控感应器(7)安装在支撑杆(2)底部,控制器握柄(3)前侧底部安装有电源开关(17)，所述控制器握柄(3)顶端上侧安装有显示器(9)，显示器(9)两侧分别安装有操控感应器(7)和右操控杆(12)，操控感应器(7)和右操控杆(12)顶部安装有感应芯片(8)，所述控制器握柄(3)上安装有语音播报口(10)、状态指示灯(11)和若干按钮(14)，所述控制器握柄(3)两侧安装有左按键(5)和右按键(15)，控制器握柄(3)侧壁上开设有散热孔(4)，所述感应芯片(8)、切换按键(13)、按钮(14)、电源开关(17)、左按键(5)和右按键(15)构成机械臂控制器(18)，机械臂控制器(18)连接中央处理器(19)的输入端，中央处理器(19)的输出端连接机械臂驱动机构(26)，机械臂驱动机构(26)由驱动器(22)和机械臂(25)组成；
所述中央处理器(19)连接存储器(20)和机械臂坐标生成器(21)，所述存储器(20)包括参数记录模块、动作记述程序以及控制程序，所述机械臂坐标生成器(21)由安装在机械臂(25)上的拍摄部和三维视觉传感器组成；
外科机械臂的操作工具分别连接到所述控制器，所述控制器的差分位移映射到差分位移的机械手末端执行器；
所述操控感应器(7)内部安装的感应芯片(8)与电路板上的机械臂参数显示块相连，操控感应器(7)实时检测控制器握柄(3)的三维运动参数、运动速度及活动方向，并将数据转换后输送到内部感应芯片(8)中，控制器握柄(3)操作驱动手术机械臂，其操作性、协调性以及兼容性得到大大提高。
2.根据权利要求1所述的一种与手术机械臂匹配的控制器，其特征在于，所述电源开关(17)一端连接电源线另一端连接电路板(16)，电源线连接市电或蓄电池，电路板(16)安装在控制器握柄(3)内部。
3.根据权利要求1所述的一种与手术机械臂匹配的控制器，其特征在于，所述显示器(9)侧面安装有切换按键(13)。
4.根据权利要求1所述的一种与手术机械臂匹配的控制器，其特征在于，所述显示器(9)嵌入在控制器握柄(3)顶端上表面，显示器(9)与电路板上安装的机械臂参数显示模块相连。
5.根据权利要求1所述的一种与手术机械臂匹配的控制器，其特征在于，所述语音播报口(10)和状态指示灯(11)分别与电路板上安装的语音播报模块和控制电路相连，所述散热孔(4)与电路板上安装的散热模块相连。
6.根据权利要求1所述的一种与手术机械臂匹配的控制器，其特征在于，所述驱动器(22)为伺服电动机，所述机械臂(25)由臂部(23)和手部(24)组成，臂部(23)和手部(24)分别与驱动器(22)连接。
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