[发明专利]一种应用于内窥镜手术机器人的控制系统及方法

说明书

本发明提供一种应用于内窥镜手术机器人的控制系统，具有控制装置以及执行末端，控制装置发送控制指令控制执行末端运动；其中控制装置包括触发装置以及控制主体，触发装置与控制主体相连接；触发装置输出第一控制指令选择执行末端的运动模式；控制主体能够进行多自由度的移动，输出第二控制指令控制执行末端的转动。本发明还提供与上述控制系统对应的控制方法，本发明的控制系统与控制方法通过编码器与触发装置的配合使用，降低控制输入的数量，完成对多种工作模式的控制，降低了使用者的操作难度，提高控制效率。

技术领域

本发明涉及内窥镜手术机器人领域，尤其涉及一种应用于内窥镜手术机器人的控制系统及方法。

背景技术

自然腔道内窥镜手术(NOTES)利用腔道内窥镜手术机器人(Natural OrificeTransluminal Endoscopic Surgery Robot)实现，目前有两种驱动模式：一种是通过人手直接驱动，另外一种就是通过驱动器驱动。通过驱动器驱动可以使医生不直接接触病人进行手术，并且允许两个医生同时操作该机器人进行同一个手术，对应驱动控制方案的代表为MASTER(Master And Slave Transluminal Endoscopic Robot)的控制方案，但是MASTER的各个关节由与其对应的外部输入端进行控制，导致其输入端复杂，医生操作起来相对困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种应用于内窥镜手术机器人的控制系统。

为了解决上述问题，本发明的另一目的是提供一种应用于上述控制系统的一种应用于内窥镜手术机器人的控制方法。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供的一种应用于内窥镜手术机器人的控制系统，具有控制装置以及执行末端，控制装置发送控制指令控制执行末端运动；其中控制装置包括触发装置以及控制主体，触发装置与控制主体相连接；触发装置输出第一控制指令选择执行末端的运动模式；控制主体能够进行多自由度的移动，输出第二控制指令控制执行末端的转动。

更进一步的方案是，控制主体为具有二自由度的万向节，万向节具有第一编码器以及第二编码器，第一编码器所在部件上连接有触发装置；第一编码器输出所在自由度的第一移动信号，第二编码器输出所在自由度的第二移动信号；第一移动信号输出控制执行末端第一方向的摆动，第二移动信号输出控制执行末端第二方向的摆动。

更进一步的方案是，执行末端为机械臂，机械臂包括夹持机构、多个臂段以及驱动机构，驱动机构驱动夹持机构的开合以及多个臂段的转动。

更进一步的方案是，运动模式包括提拉模式，转动模式，抱闸模式以及调整模式；在提拉模式中，第一编码器输出第一移动信号控制第二臂段的第一方向的摆动，第二编码器输出第二移动信号控制第三臂段的第二方向的摆动；在转动模式中，第一编码器输出第一移动信号控制夹持机构的第一方向的摆动，第二编码器输出第二移动信号控制第三臂段的第二方向的摆动；在抱闸模式中，执行末端被锁死；在调整模式中，执行末端保持位置不变，操作控制主体移动到任意位置。

更进一步的方案是，触发装置为多个触发结构，通过第一触发结构和第二触发结构之间的通断组合输出第一控制指令控制执行末端进入运动模式；通过第三触发结构控制夹持机构的开合角度。

为了实现本发明的另一目的，本发明提供的一种应用于内窥镜手术机器人的控制方法，检测触发装置状态，输出第一控制指令控制执行末端进入不同的运动模式；操作控制主体进行多自由度的移动，输出第二控制指令控制执行末端的转动。

本发明的有益效果是：本发明的通过编码器与触发装置的配合使用，降低控制输入的数量，完成对多种工作模式的控制，降低了使用者的操作难度，提高控制效率。

附图说明

图1是本发明第一实施例中控制系统的功能模块图。