CN107635308B - 一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法，涉及医疗领域。该方法包括以下步骤：步骤1:初始化并给整个设备进行供电；步骤2：在控制面板中选择手动控制和自动控制工作模式，其中自动控制包括辅助自动控制模式、全自动控制模式；步骤3：如果选择辅助自动控制模式，中央处理器控制坐标控制器自动获取当前发光二极管串联系统组的初始位置；并根据设置好的相对坐标，调整到预设位置；步骤4：可通过按键板进行手动调节位置；步骤5：控制面板中的各个传感器同时进行工作，监测当前环境相关参数和设备参数，如果发现问题，则中央处理模块控制报警器发出警报。该方法具有高度智能化、预警机制、照明质量好、操作方便等优点。

Description

一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法

技术领域

本发明涉及医疗领域，特别涉及一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法。

背景技术

随着医疗事业的发展和医学技术的进步，在手术过程中,将运用多种医疗设备对病人进行抢救和治疗。而先进、完善的装备,有利于保证手术质量,提高手术效率,避免人员在手术中反复出入而带来干扰和污染。

发光二极管是21世纪具有竞争力的新型电光源，LED技术产生于上世纪70年代，利用半导体材料的电子迁移释放特定波长的能量产生可见光。通过近50年的发展，该技术已经广泛地运用到日常生活照明和特殊作业的照明，其具有节能、环保、安全、可靠性高、实用性强、响应时间短等优点。

但由于发光强度的限制，一直没有突破手术照明的要求范围。2004年超高亮度的LED光引擎及光机的诞生使得这项技术运用到手术照明领域成为可能，我们将利用LED技术设计无障碍智能化LED节能手术间照明系统，该设计有冷光源、节能环保、色温和光强无级可调的优点。

即便如此，采用LED芯片制备的手术无影灯虽然能提供更加优越的手术照明效果，但是目前缺乏对手术无影灯的智能化控制手段，没有智能化控制就无法完全发挥手术无影灯的照明效果。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法，该发明具有高度智能化、预警机制、照明质量好、操作方便等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1:系统初始化，电源初始化，开始给整个设备进行供电；

步骤2：工作人员在控制面板中选择工作模式，可以选择手动控制和自动控制，其中自动控制可以选择辅助自动控制模式、全自动控制模式；

步骤3：如果工作人员选择辅助自动控制模式，将发送相应的命令至中央处理器；中央处理器控制坐标控制器自动获取当前发光二极管串联系统组的初始位置；并根据设置好的相对坐标，调整到预设位置；

步骤4：如果工作人员对该位置不满意，可以通过按键板进行手动调节位置；

步骤5：与此同时，控制面板中的各个传感器也在同时进行工作，监测当前环境相关参数和设备参数，如果发现问题，则发送中央处理模块进行处理，中央处理模块根据发送过来的命令，控制提醒装置发出警报；

所述坐标控制器的坐标控制方法包括如下步骤：

步骤1:系统初始化，进行中心位置定位，确定设备初始原点；

步骤2：设置坐标控制器中的两个累加器Dx和Ex的增量为P和Q；

步骤3：设置横坐标步数指针为M，设置纵坐标步数指针为N；

步骤4：根据直线所在象限确定横坐标和纵坐标的走步方向；

步骤5：将单片机中的中断源T0进行初始化，使得T0按频率F产生中断；

步骤6：判断对象的横坐标和纵坐标都已经到达指定位置，如果已经到达，则进行步骤7，如果没有到达，则跳转到步骤5继续运行；

步骤7：关闭坐标控制器的中断源T0。

采用以上技术方案，本发明产生了以下有益效果：

1、高度智能化：本发明提供的控制方法，可以实现整个设备的智能控制，对于某些要求较低的医用环境，甚至可以实现完全由机器自动控制。

2、预警机制：控制面板中继承了光传感器、温度传感器、报警器、脉冲装置；可以及时侦测整个设备和环境中的参数情况，对于异常情况可以实时提出预警。最大化保证医生医治过程中的安全性。

3、精准控制：本发明独创的坐标转换方法，直线及圆弧轨迹的两轴联动的控制方法实现了精准定位。对于一些精度要求较高的手术，完全可以提供非常精准的坐标控制。

附图说明

图1是本发明的一种智能化医用无影灯设备及其控制系统的设备结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明实施例1中提供了一种智能化医用无影灯设备，设备结构图如图1所示：

一种智能化医用无影灯设备，其特征在于，所述设备包括：发光二极管串联系统组、扩展端口、步进电机、坐标控制器、中央处理器、保护电路、电源和控制面板组成；

所述发光二极管串联系统组由多个发光二极管串联系统相互并联组成，用于制造无影照明环境，每个发光二极管串联系统与步进电机串联，每个发光二极管串联系统与扩展端口并联；所述步进电机与坐标控制器串联，用于驱动每个发光二极管串联系统移动；所述坐标控制器串联于中央处理器，用于将手术台上的平面坐标转化为系统坐标；所述中央处理器分别信号连接于坐标控制器、保护电路和控制面板，用于处理系统中的控制命令；所述保护电路，分别信号连接于中央处理器和电源，用于保护中央处理器；所述控制面板包括：控制系统和控制器，所述控制器信号连接于中央处理器，用于控制设备运行；所述电源，信号连接于保护电路，用于为整个设备提供动力来源。

所述无影灯串联系统组排列成花瓣状，固定在平衡臂悬挂杆上，根据步进电机的控制可围绕平衡臂悬挂作旋转运动和垂直上下运动；每个无影灯串联系统由25个高亮度发光二极管相互并联组成，若有单个发光二极管损坏其他发光二极管仍然能继续工作；每个发光二极管单独进行恒流驱动，可以根据用户需求接收来自中央处理器的PWM脉宽调节控制，进行无级调节；通过每个发光二极管的电流范围限定为：125-325mA。

所述控制器包括：光传感器、温度传感器、报警器、脉冲装置和按键板。

本发明实施例2中提供了一种智能化医用无影灯设备及其控制系统，设备结构图如图1所示：

一种智能化医用无影灯设备，其特征在于，所述设备包括：发光二极管串联系统组、扩展端口、步进电机、坐标控制器、中央处理器、保护电路、电源和控制面板组成；

所述发光二极管串联系统组由多个发光二极管串联系统相互并联组成，用于制造无影照明环境，每个发光二极管串联系统与步进电机串联，每个发光二极管串联系统与扩展端口并联；所述步进电机与坐标控制器串联，用于驱动每个发光二极管串联系统移动；所述坐标控制器串联于中央处理器，用于将手术台上的平面坐标转化为系统坐标；所述中央处理器分别信号连接于坐标控制器、保护电路和控制面板，用于处理系统中的控制命令；所述保护电路，分别信号连接于中央处理器和电源，用于保护中央处理器；所述控制面板包括：控制系统和控制器，所述控制器信号连接于中央处理器，用于控制设备运行；所述电源，信号连接于保护电路，用于为整个设备提供动力来源。

所述无影灯串联系统组排列成花瓣状，固定在平衡臂悬挂杆上，根据步进电机的控制可围绕平衡臂悬挂作旋转运动和垂直上下运动；每个无影灯串联系统由25个高亮度发光二极管相互并联组成，若有单个发光二极管损坏其他发光二极管仍然能继续工作；每个发光二极管单独进行恒流驱动，可以根据用户需求接收来自中央处理器的PWM脉宽调节控制，进行无级调节；通过每个发光二极管的电流范围限定为：125-325mA。

所述控制器包括：光传感器、温度传感器、报警器、脉冲装置和按键板。

一种智能化医用无影灯设备的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：所述控制系统包括：光照检测模块、温度检测模块、故障检测模块、提醒模块、中央处理模块和自动控制模块；

所述光照检测模块分别信号连接于光传感器和中央处理模块，用于将光传感器获取的光照数据进行分析判断；所述温度检测模块，分别信号连接于温度传感器和中央处理模块，用于将温度传感器获取的温度数据进行分析判断；所述故障检测模块分别信号连接于中央处理模块和脉冲装置，用于将脉冲装置搜集到的系统故障信息进行分析判断；所述提醒模块，分别信号连接于中央处理模块和提醒装置，用于根据中央处理装置发送过来的警报等级，控制报警器发出不同等级的提醒信号；所述自动控制模块，用于自动控制整个无影灯设备的运行；所述中央处理模块，分别信号连接于光检测模块、温度检测模块、故障检测模块、提醒模块、中央处理模块和自动控制模块，用于对整个控制系统中的数据信息进行分析、判断和处理。

所述自动控制模块包括：模式选择模块和控制模块；所述模式选择模块信号连接于按键板，用于根据用户通过按键板选择的自动控制模式，发送不同的自动控制命令至控制模块；所述控制模块，分别信号连接于模式选择模块和中央处理模块，用于根据模式选择模块发送过来的控制命令，对整个设备进行不同模式的控制。

所述自动控制模式有：辅助自动控制模式、全自动控制模式；所述辅助自动控制模式会自动监测用户是否有相应操作，如果有则以用户操作指令优先，如果没有监测到用户进行相关操作，则自动控制整个无影灯设备运行；所述全自动控制模式，则完全由控制模块自动控制整个无影灯设备运行，只有当用户暂停此模式后才能对整个无影灯设备进行操作。

本发明实施例3中提供了一种智能化医用无影灯设备及其控制系统和控制方法，设备结构图如图1所示：

一种智能化医用无影灯设备，其特征在于，所述设备包括：发光二极管串联系统组、扩展端口、步进电机、坐标控制器、中央处理器、保护电路、电源和控制面板组成；

所述发光二极管串联系统组由多个发光二极管串联系统相互并联组成，用于制造无影照明环境，每个发光二极管串联系统与步进电机串联，每个发光二极管串联系统与扩展端口并联；所述步进电机与坐标控制器串联，用于驱动每个发光二极管串联系统移动；所述坐标控制器串联于中央处理器，用于将手术台上的平面坐标转化为系统坐标；所述中央处理器分别信号连接于坐标控制器、保护电路和控制面板，用于处理系统中的控制命令；所述保护电路，分别信号连接于中央处理器和电源，用于保护中央处理器；所述控制面板包括：控制系统和控制器，所述控制器信号连接于中央处理器，用于控制设备运行；所述电源，信号连接于保护电路，用于为整个设备提供动力来源。

所述无影灯串联系统组排列成花瓣状，固定在平衡臂悬挂杆上，根据步进电机的控制可围绕平衡臂悬挂作旋转运动和垂直上下运动；每个无影灯串联系统由25个高亮度发光二极管相互并联组成，若有单个发光二极管损坏其他发光二极管仍然能继续工作；每个发光二极管单独进行恒流驱动，可以根据用户需求接收来自中央处理器的PWM脉宽调节控制，进行无级调节；通过每个发光二极管的电流范围限定为：125-325mA。

所述控制器包括：光传感器、温度传感器、报警器、脉冲装置和按键板。

一种智能化医用无影灯设备的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：所述控制系统包括：光照检测模块、温度检测模块、故障检测模块、提醒模块、中央处理模块和自动控制模块；

所述光照检测模块分别信号连接于光传感器和中央处理模块，用于将光传感器获取的光照数据进行分析判断；所述温度检测模块，分别信号连接于温度传感器和中央处理模块，用于将温度传感器获取的温度数据进行分析判断；所述故障检测模块分别信号连接于中央处理模块和脉冲装置，用于将脉冲装置搜集到的系统故障信息进行分析判断；所述提醒模块，分别信号连接于中央处理模块和提醒装置，用于根据中央处理装置发送过来的警报等级，控制报警器发出不同等级的提醒信号；所述自动控制模块，用于自动控制整个无影灯设备的运行；所述中央处理模块，分别信号连接于光检测模块、温度检测模块、故障检测模块、提醒模块、中央处理模块和自动控制模块，用于对整个控制系统中的数据信息进行分析、判断和处理。

所述自动控制模块包括：模式选择模块和控制模块；所述模式选择模块信号连接于按键板，用于根据用户通过按键板选择的自动控制模式，发送不同的自动控制命令至控制模块；所述控制模块，分别信号连接于模式选择模块和中央处理模块，用于根据模式选择模块发送过来的控制命令，对整个设备进行不同模式的控制。

所述自动控制模式有：辅助自动控制模式、全自动控制模式；所述辅助自动控制模式会自动监测用户是否有相应操作，如果有则以用户操作指令优先，如果没有监测到用户进行相关操作，则自动控制整个无影灯设备运行；所述全自动控制模式，则完全由控制模块自动控制整个无影灯设备运行，只有当用户暂停此模式后才能对整个无影灯设备进行操作。

一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1:系统初始化，电源初始化，开始给整个设备进行供电；

步骤2：工作人员在控制面板中选择工作模式，可以选择手动控制和自动控制，其中自动控制可以选择辅助自动控制模式、全自动控制模式；

步骤3：如果工作人员选择辅助自动控制模式，将发送相应的命令至中央处理器；中央处理器控制坐标控制器自动获取当前发光二极管串联系统组的初始位置；并根据设置好的相对坐标，调整到预设位置；

步骤4：如果工作人员对该位置不满意，可以通过按键板进行手动调节位置；

步骤5：与此同时，控制面板中的各个传感器也在同时进行工作，监测当前环境相关参数和设备参数，如果发现问题，则发送中央处理模块进行处理，中央处理模块根据发送过来的命令，控制提醒装置发出警报；

所述坐标控制器的坐标控制方法包括如下步骤：

步骤1:系统初始化，进行中心位置定位，确定设备初始原点；

步骤2：设置坐标控制器中的两个累加器Dx和Ex的增量为P和Q；

步骤3：设置横坐标步数指针为M，设置纵坐标步数指针为N；

步骤4：根据直线所在象限确定横坐标和纵坐标的走步方向；

步骤5：将单片机中的中断源T0进行初始化，使得T0按频率F产生中断；

步骤6：判断对象的横坐标和纵坐标都已经到达指定位置，如果已经到达，则进行步骤7，如果没有到达，则跳转到步骤5继续运行；

步骤7：关闭坐标控制器的中断源T0。

本发明提供的基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法，可以实现整个设备的智能控制，对于某些要求较低的医用环境，甚至可以实现完全由机器自动控制。

基于LED光源的二次光学设计，提高光源的光利用率并达到远距离聚光、光斑均匀性和无影化；此外LED光源寿命长达20000小时以上。另外，我们独创的发光二极管串联系统组，将发光二极管排列成花瓣状，固定在平衡臂悬挂杆上，根据步进电机的控制可围绕平衡臂悬挂作旋转运动和垂直上下运动；每个无影灯串联系统由25个高亮度发光二极管相互并联组成，若有单个发光二极管损坏其他发光二极管仍然能继续工作。

控制面板中继承了光传感器、温度传感器、报警器、脉冲装置；可以及时侦测整个设备和环境中的参数情况，对于异常情况可以实时提出预警。最大化保证医生医治过程中的安全性。

本发明独创的坐标转换方法，直线及圆弧轨迹的两轴联动的控制方法实现了精准定位。对于一些精度要求较高的手术，完全可以提供非常精准的坐标控制。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种基于智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1:系统初始化，电源初始化，开始给整个设备进行供电；

步骤2：工作人员在控制面板中选择工作模式，可以选择手动控制和自动控制，其中自动控制可以选择辅助自动控制模式、全自动控制模式；

步骤3：如果工作人员选择辅助自动控制模式，将发送相应的命令至中央处理器；中央处理器控制坐标控制器自动获取当前发光二极管串联系统组的初始位置；并根据设置好的相对坐标，调整到预设位置；

步骤4：如果工作人员对该预设位置不满意，可以通过按键板进行手动调节位置；

步骤5：与此同时，控制面板中的各个传感器也在同时进行工作，监测当前环境相关参数和设备参数，如果发现问题，则发送中央处理模块进行处理，中央处理模块根据发送过来的命令，控制报警器发出警报。

2.如权利要求1所述的智能化医用无影灯设备的控制系统的控制方法，其特征在于,所述坐标控制器的坐标控制方法包括如下步骤：

步骤1:系统初始化，进行中心位置定位，确定设备初始原点；

步骤2：设置坐标控制器中的两个累加器Dx和Ex的增量为P和Q；

步骤3：设置横坐标步数指针为M，设置纵坐标步数指针为N；

步骤4：根据直线所在象限确定横坐标和纵坐标的走步方向；

步骤5：将单片机中的中断源T0进行初始化，使得T0按频率F产生中断；

步骤6：判断对象的横坐标和纵坐标都已经到达指定位置，如果已经到达，则进行步骤7，如果没有到达，则跳转到步骤5继续运行；

步骤7：关闭坐标控制器的中断源T0。