[发明专利]一种骨科手术动力监测系统及其监测方法

说明书

本发明公开了一种骨科手术动力监测系统及其监测方法，包括UPS，提供不间断电能，所述UPS为交流输入、交流输出，并且所述UPS上有工字型交流输入口和标准10A品字型插座；带有485输出的智能电能表，利用分压原理，实时计算瞬时电压、电流、功率和功率因数，并将计算得到的上述电能数据通过485信号进行传输；电源控制台，将交流电能转换成低压直流电能，并且交流电能和直流电能互相隔离，保证直流电能的安全。该骨科手术动力监测系统方便在骨科手术中实时监测骨科动力系统的钻枪状态。

技术领域：

本发明涉及骨科医用机器人领域，具体讲是一种骨科手术动力监测系统及其监测方法。

背景技术：

目前骨科手术设备中，一般采用传感器的方式检测动力系统的钻枪状态，但是传感器需要裸露在无菌环境中，不能采用任何一种消毒措施，故而无法使用在骨科手术中。因此，在实际操作中，通常很难采集这个钻枪状态的数据，导致不能给医生提供精确的手术导航，医生不能够实时的获得钻枪运动的结果，也就是说，目前在骨科动力系统在使用过程中，医用钻枪的运动状态得不到实时监测，影响医生的实际使用情况，不能够实时监测钻枪的运动状态，不能够实时的获得钻枪运动的结果，就不能实时显示真实的磨削的情况。因此，如何可以在骨科手术中利用骨科手术设备来获取钻枪状态是亟待解决的技术问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种方便在骨科手术中实时监测骨科动力系统的钻枪状态的骨科手术动力监测系统。

本发明的技术解决方案是，提供一种骨科手术动力监测系统，包括

UPS，提供不间断电能，所述UPS为交流输入、交流输出，并且所述UPS上有工字型交流输入口和标准10A品字型插座；

带有485输出的智能电能表，利用分压原理，实时计算瞬时电压、电流、功率和功率因数，并将计算得到的上述电能数据通过485信号进行传输；

电源控制台，将交流电能转换成低压直流电能，并且交流电能和直流电能互相隔离，保证直流电能的安全；

骨科动力系统，为钻枪磨削提供动能；

工控机，用于数据解析和分析；

485抄读器，为所述工控机和所述智能电能表提供桥接，实现所述工控机和所述智能电能表数据交换；

其中，所述UPS给所述智能电能表供电，所述智能电能表给钻枪供电并通过485信号线将485信号传输给所述485抄读器，所述485抄读器将得到的485信号转换成串口信号，所述工控机实时接收并计算所述485抄读器传输的串口数据。

目前骨科手术设备中，需要针对整个设备做电磁兼容，如果在检测过程中被检测设备过多，过于繁琐，势必会导致设备的电磁兼容不合格。而智能电能表出厂时，对于电磁兼容标准，是远远高于医疗设备的电磁兼容标准。所以智能电能表应用在医疗设备行业，风险是最低的。

作为优选的技术方案，所述智能电能表的485输出口采用双屏蔽双绞线连接到所述485抄读器上。。

作为优选的技术方案，接入到智能电能表的电能经过分压电阻处理之后，再输出到电源控制台中。

本发明还提供一种骨科手术动力监测系统的监测方法，包括以下步骤，

智能电能表给钻枪供电，实时计算钻枪瞬时电压、电流、功率和功率因数，并将计算得到的上述电能数据传输给工控机，工控机根据电压数据，判断该系统是否存在异常，若电压为220V，则判定为系统正常；然后，工控机将得到的电流、功率、功率因数带入到电能状态模型中，根据模型反馈的数据来判断骨科动力系统所处的状态，从而实现对钻枪的实时监测。

作为优选的技术方案，所述模型通过以下公式获得：

x：功率kW