CN109730773A - 软体机器人气动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软体机器人气动控制系统，包括第一气道、第二气道用于软体机器人的U型吸附结构抽真空硬化；第三气道用于软体机器人的U型吸附结构抽真空吸附；第四气道、第五气道用于软体机器人支撑臂抽真空硬化；上述气道分别连接真空气路；真空气路上分别依次设有真空发生器、调压阀、电磁阀，压缩机通过气源底座分别为真空气路提供或抽取空气。本发明的软体机器人控制系统，解决了现有技术中控制系统灵活性、适应性差，刚性结构容易造成人体内部组织损伤的问题，采用柔性度较好的气动控制，并采用终端PLC控制器智能控制各气路气压，系统可靠性高，抗干扰能力强。

Description

软体机器人气动控制系统

技术领域

本发明涉及医疗机器人领域，尤其涉及一种软体机器人气动控制系统。

背景技术

非体外循环冠状动脉搭桥术可显著改善心肌缺血、最大限度的避免设备对患者各脏器造成的损伤，在治疗重症冠心病方面效果显著。但是，为了达到良好的治疗效果，必须采用有效的技术和仪器对患者进行精确的检测，并借助先进的手术器械完成手术。

心脏固定器是非体外循环冠状动脉搭桥手术中必不可少的装置，它可以保证在心脏跳动情况下，其所固定的局部手术操作区域相对稳定，为微小血管吻合提供保障。但是，现有心脏固定器所提供的吸附力较为固定且需要手工调整，为了维持手术视野的稳定清晰，医生通常忽视患者心肌所能承受的压力进行固定，容易造成患者术后心脏固定区域出现心肌损伤、心脏水肿、心功能不全等。同时现有可调机械臂式固定器对心脏位置的调整幅度有限，固定后机械臂对心脏的固定生硬，导致桥血管吻合过程中血压变化较大，可能引起脑血管并发症等，手术风险大幅提高。

基于刚性机构的机器人广泛应用于医疗领域各类手术，但这类机器人的灵活性、适应性和安全性差，容易造成人体组织损伤。近年来，采用软性材料制作而成软体机器人,能够柔软连续地变形适应各类组织结构，通过气动等方式实现软体机构的动作及转换，可显著提高手术机器人系统的适应性和安全性。软体机器人技术作为一项新兴的前沿技术迅速发展，逐渐在医疗领域得到应用，已成为手术机器人技术的重要发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种软体机器人的气动控制系统，解决软体机器人现有控制系统灵活性、适应性差，刚性机构容易造成人体内部组织损伤的问题。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种软体机器人气动控制系统，包括：

第一气道、第二气道，第一气道、第二气道用于软体机器人的U型吸附结构抽真空硬化；

第三气道，第三气道用于软体机器人的U型吸附结构抽真空吸附；

第四气道、第五气道，第四气道、第五气道用于软体机器人支撑臂抽真空硬化；

第一气道、第二气道分别连接第一真空气路、第二真空气路，第三气道连接第三真空气路，第四气道、第五气道分别连接第四真空气路、第五真空气路；

第一真空气路、第二真空气路、第三真空气路、第四真空气路、第五真空气路上分别依次设有真空发生器、调压阀、电磁阀，并同时连接到气源底座，压缩机通过气源底座分别为第一真空气路、第二真空气路、第三真空气路、第四真空气路、第五真空气路提供或抽取空气。

优选的，真空发生器、电磁阀均连接至终端PLC控制器，终端PLC控制器根据软体机器人工作需要适时调节真空发生器、电磁阀的工作状态。

优选的，终端PLC控制器连接计算机，计算机内设有控制终端PLC控制器工作的程序，计算机设有显示模块，用于实时显示软体机器人工作状态，及第一气道、第二气道、第三气道、第四气道、第五气道的压力值。

本发明的有益效果是：

本发明的软体机器人控制系统，解决了现有技术中控制系统灵活性、适应性差，刚性结构容易造成人体内部组织损伤的问题，采用柔性度较好的气动控制，并采用终端PLC控制器智能控制各气路气压，系统可靠性高，抗干扰能力强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种软体机器人气动控制系统，包括：第一气道1、第二气道2，第一气道1、第二气道2用于软体机器人的U型吸附结构6抽真空硬化；

第三气道3，第三气道3用于软体机器人的U型吸附结构6抽真空吸附；

第四气道4、第五气道5，第四气道4、第五气道5用于软体机器人支撑臂7抽真空硬化；

第一气道1、第二气道2分别连接第一真空气路、第二真空气路，第三气道连接第三真空气路，第四气道、第五气道分别连接第四真空气路、第五真空气路；

第一真空气路依次设有第一真空发生器1-1、第一调压阀1-2、第一电磁阀1-3，并最终连接到气源底座8；

第二真空气路依次设有第二真空发生器2-1、第二调压阀2-2、第二电磁阀2-3，并最终连接到气源底座8；

第三真空气路依次设有第三真空发生器3-1、第三调压阀3-2、第三电磁阀3-3，并最终连接到气源底座8；

第四真空气路依次设有第四真空发生器4-1、第四调压阀4-2、第四电磁阀4-3，并最终连接到气源底座8；

第五真空气路依次设有第五真空发生器5-1、第五调压阀5-2、第五电磁阀5-3，并最终连接到气源底座8；

压缩机9通过气源底座8分别为第一真空气路、第二真空气路、第三真空气路、第四真空气路、第五真空气路提供或抽取空气。

上述所有真空发生器、电磁阀均连接至终端PLC控制器10，终端PLC控制器10根据软体机器人工作需要适时调节所有真空发生器、电磁阀的工作状态。终端PLC控制器10通过数字量输出，控制电磁阀和真空发生器进行正负压调节控制，实现无损吸附智能调控。

终端PLC控制器10连接计算机11，计算机11内设有控制终端PLC控制器10工作的程序，计算机11设有显示模块，用于实时显示软体机器人工作状态，及第一气道1、第二气道2、第三气道3、第四气道4、第五气道5的压力值。

本发明上位机计算机11以及下位机的终端PLC控制器10，通过计算机11给终端PLC控制器10发送信号使控制器工作，进而控制整个气路系统的供气达到控制心脏固定器软体机构动作的目的.

本发明采用PLC控制整个系统，可靠性高，抗干扰能力强；控制系统主要由计算机和PLC两大部分组成，结构简单，操作方便。

基于软体机器人技术的柔性吸附机构及调控技术，通过实时监测、自适应调节作业机构刚度及吸附力，有效固定心脏组织，并防止造成损伤，提升了手术质控水平。

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。

Claims (3)

1.一种软体机器人气动控制系统，其特征在于，所述包括：

第一气道、第二气道，所述第一气道、第二气道用于所述软体机器人的U型吸附结构抽真空硬化；

第三气道，所述第三气道用于所述软体机器人的U型吸附结构抽真空吸附；

第四气道、第五气道，所述第四气道、第五气道用于所述软体机器人支撑臂抽真空硬化；

所述第一气道、第二气道分别连接第一真空气路、第二真空气路，所述第三气道连接第三真空气路，所述第四气道、第五气道分别连接第四真空气路、第五真空气路；

所述第一真空气路、第二真空气路、第三真空气路、第四真空气路、第五真空气路上分别依次设有真空发生器、调压阀、电磁阀，并同时连接到气源底座，压缩机通过所述气源底座分别为所述第一真空气路、第二真空气路、第三真空气路、第四真空气路、第五真空气路提供或抽取空气。

2.根据权利要求1所述的软体机器人气动控制系统，其特征在于，所述真空发生器、电磁阀均连接至终端PLC控制器，所述终端PLC控制器根据软体机器人工作需要适时调节所述真空发生器、电磁阀的工作状态。

3.根据权利要求2所述的软体机器人气动控制系统，其特征在于，所述终端PLC控制器连接计算机，所述计算机内设有控制终端PLC控制器工作的程序，所述计算机设有显示模块，用于实时显示软体机器人工作状态，及所述第一气道、第二气道、第三气道、第四气道、第五气道的压力值。