CN114833824A - 一种微创进针机器人控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微创进针机器人控制系统及方法。该系统包括：微创进针机器人控制模块、可编程逻辑控制器模块、指令输入模块、步进电机驱动器及步进电机；可编程逻辑控制器模块与微创进针机器人控制模块、指令输入模块及步进电机驱动器连接，用于获取指令输入模块的输入信号，判断对应的动作指令类型，基于动作指令类型和步进电机驱动器来控制步进电机带动柔性针执行相应的主控操作；还用于获取基于微创进针机器人控制模块输入的运行参数和使能控制信号，基于运行参数和使能控制信号控制所述步进电机带动柔性针执行相应的辅助操作。本发明提供的系统，操作简单，能够提高弯曲复杂运动路径的进针控制精度，降低因疲劳、手抖动带来的操作误差。

Description

一种微创进针机器人控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能医疗设备技术领域，具体涉及一种微创进针机器人控制系统及方法。

背景技术

近年来，随着人工智能技术的快速发展。其在医疗领域的应用也越来也广泛。随着医疗设备商业化发展的不断深入，各种智能医疗设备等越来越多，为解决医疗难题提供重要的保障。当前穿刺手术主要通过手动采用刚性针直接穿刺，但是由于微细神经的压迫、损伤、粘连等症状，导致微细病变的微创极其困难，其穿刺精度与穿刺质量完全依靠个人的经验与能力，对人体的破坏性损伤十分严重。因此，为了降低手术风险、减轻患者痛苦和降低医务人员的工作强度，有效提高弯曲复杂运动路径的进针控制精度，降低因疲劳、手抖动带来的操作误差，如何设计一种适用于微创过程的毫米级多自由度柔性微创进针机器人控制系统成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明提供一种微创进针机器人控制系统，以解决现有技术中存在的利用刚性针直接穿刺的方案局限性较高，使得无法进行弯曲复杂运动路径下的进针控制操作，导致操作误差较高，风险较大的缺陷。

第一方面，本发明提供一种微创进针机器人控制系统，包括：微创进针机器人控制模块、可编程逻辑控制器模块、指令输入模块、步进电机驱动器以及步进电机；

所述可编程逻辑控制器模块分别与所述微创进针机器人控制模块、所述指令输入模块以及所述步进电机驱动器相连接，用于获取所述指令输入模块的输入信号，并判断所述输入信号对应的动作指令类型，基于所述动作指令类型和所述步进电机驱动器来控制所述步进电机带动柔性针执行相应的主控操作；还用于获取基于所述微创进针机器人控制模块输入的运行参数和使能控制信号，基于所述运行参数和使能控制信号控制所述步进电机带动柔性针执行相应的辅助操作。

进一步的，所述步进电机包括预设的微创进针机器人中用于通过丝杆带动柔性针进行穿刺运动的滑台步进电机、用于通过蜗杆和蜗轮带动柔性针进行弯曲运动的第一步进电机以及用于通过齿轮带动柔性针进行旋转运动的第二步进电机；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：

若判断所述输入信号对应的动作指令类型为穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若判断所述输入信号对应的动作指令类型为弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第一步进电机带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若判断所述输入信号对应的动作指令类型为旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第二步进电机带动柔性针执行相应的旋转针动作，以实现所述主控操作。

进一步的，所述微创进针机器人控制模块，用于获取用户输入的使能控制信号；其中，所述使能控制信号包括所述第一步进电机对应的使能控制信号、所述第二步进电机对应的使能控制信号以及所述滑台步进电机对应的使能控制信号；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：根据所述第一步进电机对应的使能控制信号确定所述第一步进电机开始运行或者停止运行；根据所述第二步进电机对应的使能控制信号确定所述第二步进电机开始运行或者停止运行；根据所述滑台步进电机对应的使能控制信号确定所述滑台步进电机开始运行或者停止运行。

进一步的，所述微创进针机器人控制模块，用于获取用户输入的运行参数；其中，所述运行参数包括所述第一步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数、所述第二步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数以及所述滑台步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：根据所述第一步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述第一步进电机运行在第一目标范围内；根据所述第二步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述第二步进电机运行在第二目标范围内；根据所述滑台步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述滑台步进电机运行在第三目标范围内。

进一步的，所述运行参数还包括柔性针对应的执行穿刺针动作的第三位置参数、执行旋转针动作的第二位置参数以及执行弯曲针动作的第一位置参数；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：

根据所述第一位置参数控制所述第一步进电机带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行弯曲针动作；根据所述第二位置参数控制所述第二步进电机带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行旋转针动作；根据所述第三位置参数控制所述滑台步进电机带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行穿刺针动作，以实现所述辅助操作。

进一步的，所述微创进针机器人控制模块包括：下位机模块和上位机模块两部分；所述下位机模块运行于所述可编程逻辑控制器模块内部，用于控制步进电机运行；所述上位机模块运行于工控机上，用于实现人机交互的功能；其中，所述步进电机为第一步进电机、第二步进电机或者滑台步进电机。

进一步的，所述可编程逻辑控制器模块具体用于：采集指令输入模块的模拟量电压信号，通过模数转化器将模拟量电压信号转化成数字量信号，并基于所述数字量信号控制所述步进电机驱动器带动相应的步进电机运行；其中，所述步进电机驱动器包括：驱动所述第一步进电机运行的第一步进电机驱动器、驱动所述第二步进电机运行的第二步进电机驱动器以及驱动所述滑台步进电机运行的滑台步进电机驱动器。

进一步的，所述柔性针内部为中空结构，所述中空结构内设置有两端分别连接柔性针针头和蜗轮的丝线；所述可编程逻辑控制器模块具体用于：根据弯曲针动作指令触发步进电机驱动器运行来带动第一步进电机运转，并通过所述第一步进电机运转来带动蜗轮转动为丝线提供向上的拉力，以基于所述拉力来使得所述柔性针执行相应的弯曲针动作。

进一步的，所述微创进针机器人包含滑台步进电机、第一步进电机及相应的蜗轮和蜗杆、第二步进电机及相应的齿轮；所述滑台步进电机用于基于丝杆带动滑台做上下直线运动；所述第一步进电机和第二步进电机安装在所述滑台上；所述第一步进电机用于基于所述蜗轮和蜗杆带动柔性针进行弯曲运动；所述第二步进电机用于基于所述齿轮带动柔性针进行旋转运动。

第二方面，本发明还提供一种微创进针机器人控制方法，应用于如上任一项所述的微创进针机器人控制系统，包括：

获取所述指令输入模块采集的用户的输入信号；

判断所述输入信号对应的动作指令类型，若所述动作指令类型为穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若所述动作指令类型为弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第一步进电机带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若所述动作指令类型为旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第二步进电机带动柔性针执行相应的旋转针动作。

本发明提供的微创进针机器人控制系统，包括微创进针机器人控制模块、可编程逻辑控制器模块、指令输入模块、步进电机驱动器以及步进电机；通过将所述可编程逻辑控制器模块分别与所述微创进针机器人控制模块、所述指令输入模块以及所述步进电机驱动器相连接，能够用于获取所述指令输入模块的输入信号，并判断所述输入信号对应的动作指令类型，基于所述动作指令类型和所述步进电机驱动器来控制所述步进电机带动柔性针执行相应的主控操作；还用于获取基于所述微创进针机器人控制模块输入的运行参数和使能控制信号，基于所述运行参数和使能控制信号控制所述步进电机带动柔性针执行相应的辅助操作。其操作更加简单，能够提高弯曲复杂运动路径下的微创进针机器人控制精度，从而降低因疲劳、手抖动、手眼协调问题带来的操作误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的微创进针机器人控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的微创进针机器人控制系统对应的微创进针机器人的结构流程图；

图3是本发明实施例提供的微创进针机器人控制系统中微创进针机器人控制模块的控制界面示意图；

图4是本发明实施例提供的微创进针机器人控制方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的微创进针机器人控制方法的完整流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面基于本发明所述微创进针机器人控制系统，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本发明实施例提供的微创进针机器人控制系统的结构示意图，具体实现过程包括以下部分：指令输入模块101、可编程逻辑控制器模块102、步进电机驱动器103、步进电机104以及微创进针机器人控制模块105。所述可编程逻辑控制器模块102分别与所述微创进针机器人控制模块105、所述指令输入模块101以及所述步进电机驱动器103相连接。所述步进电机驱动器103与可编程逻辑控制器模块102、步进电机104相相连。所述指令输入模块101可以是指用于采集用户输入指令的手柄。所述可编程逻辑控制器模块102可以是指预设的S7-1217C型号的PLC(Programmable Logic Controller)。比如，可通过手柄能够将用户发出的指令转化成电信号(电压信号)，发送给S7-1217C型号的PLC；该PLC采集手柄发送的电压信号，通过模数转化器将模拟量电压信号转化成数字量信号，以使得微创进针机器人控制模块105能够使用，然后控制相应的步进电机104进行相应的运动，从而实现多自由度变路径进针微创手术作业。

所述可编程逻辑控制器模块102用于获取所述指令输入模块101的输入信号，并判断所述输入信号对应的动作指令类型，基于所述动作指令类型和所述步进电机驱动器103来控制所述步进电机104带动柔性针执行相应的主控操作；还用于获取基于所述微创进针机器人控制模块105输入的运行参数和使能控制信号，基于所述运行参数和使能控制信号控制所述步进电机104带动柔性针执行相应的辅助操作。具体的，可编程逻辑控制器模块102与步进电机驱动器103相连。步进电机驱动器103将可编程逻辑控制器模块102发出的频率最高可达1MHz的脉冲指令转化成能够驱动步进电机104运动的信号，驱动步进电机104带动柔性针进行上下、弯曲、旋转动作，能够实现柔性针高精度的运动，同时能够降低医生因疲劳、手抖动带来的操作误差。

其中，所述步进电机104为预设的微创进针机器人中用于通过丝杆带动柔性针进行穿刺运动的滑台步进电机1041、用于通过蜗杆107和蜗轮108带动柔性针进行弯曲运动的第一步进电机1042以及用于通过齿轮106带动柔性针进行旋转运动的第二步进电机1043。因此，在本发明实施例执行主控操作过程中，所述可编程逻辑控制器模块102具体用于若判断所述输入信号对应的动作指令类型为穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器103来控制滑台步进电机1041带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若判断所述输入信号对应的动作指令类型为弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器103来控制第一步进电机1042带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若判断所述输入信号对应的动作指令类型为旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器103来控制第二步进电机1043带动柔性针执行相应的旋转针动作，以实现所述主控操作，完成多自由度柔性微创进针机器人控制。其中，如图2所示，所述微创进针机器人包含滑台步进电机1041、第一步进电机1042及相应的蜗轮和蜗杆107、第二步进电机1043及相应的齿轮106；所述滑台步进电机1041用于基于丝杆带动滑台做上下直线运动；所述第一步进电机1042和第二步进电机1043安装在所述滑台上；所述第一步进电机1042用于通过所述蜗轮和蜗杆107带动柔性针进行弯曲运动；所述第二步进电机1043用于通过所述齿轮106带动柔性针进行旋转运动。

需要说明的是，在本发明实施例中，之所以能够触发步进电机驱动器103来控制第一步进电机1042带动柔性针执行相应的弯曲针动作，是因为所述柔性针内部为中空结构，所述中空结构内设置有两端分别连接柔性针针头和蜗轮108的丝线。所述可编程逻辑控制器模块102具体用于：根据弯曲针动作指令触发步进电机驱动器103运行来带动第一步进电机1042运转，并通过所述第一步进电机1042运转来带动蜗轮108转动为丝线提供向上的拉力，以基于所述拉力来使得所述柔性针执行相应的弯曲针动作。所述滑台步进电机1041通过丝杆控制柔性针的穿刺运动。第一步进电机1042上装有蜗杆107，与蜗轮108配合使用，为柔性针的弯曲提供动力。第二步进电机1043通过齿轮106带动柔性针进行旋转运动。

进一步的，所述微创进针机器人控制模块105用于获取用户输入的使能控制信号。其中，所述使能控制信号包括所述第一步进电机1042对应的使能控制信号、所述第二步进电机1043对应的使能控制信号以及所述滑台步进电机1041对应的使能控制信号。具体的，如图3所示，所述第一步进电机1042对应的使能控制信号包括轴向为弯曲对应的使能信号和不使能信号，该弯曲对应的使能信号和不使能信号分别可通过用户点击相应的触控使能按键和不使能按键实现；所述第二步进电机1043对应的使能控制信号包括轴向为旋转对应的使能信号和不使能信号，该旋转对应的使能信号和不使能信号也可通过用户点击相应的触控使能按键和不使能按键实现；所述滑台步进电机1041对应的使能控制信号包括轴向为穿刺针对应的使能信号和不使能信号，该穿刺针对应的使能信号和不使能信号同样可通过用户点击相应的触控使能按键和不使能按键实现。相应的，所述可编程逻辑控制器模块102具体用于：根据所述第一步进电机1042对应的使能控制信号确定所述第一步进电机1042开始运行或者停止运行；根据所述第二步进电机1043对应的使能控制信号确定所述第二步进电机1043开始运行或者停止运行；根据所述滑台步进电机1041对应的使能控制信号确定所述滑台步进电机1041开始运行或者停止运行。

除此之外，如图3所示，所述微创进针机器人控制模块105还可用于获取用户输入的运行参数，即用于控制微创医疗机器人的动作和监控、修改参数。其中，所述运行参数包括所述第一步进电机1042对应的速度限值参数和加速度限值参数、所述第二步进电机1043对应的速度限值参数和加速度限值参数以及所述滑台步进电机1041对应的速度限值参数和加速度限值参数。相应的，所述可编程逻辑控制器模块102具体用于：根据所述第一步进电机1042对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述第一步进电机1042运行在第一目标范围内；根据所述第二步进电机1043对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述第二步进电机1043运行在第二目标范围内；根据所述滑台步进电机1041对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述滑台步进电机1041运行在第三目标范围内。

另外，所述运行参数还包括柔性针对应的执行穿刺针动作的第三位置参数、执行旋转针动作的第二位置参数以及执行弯曲针动作的第一位置参数。具体的，如图3所示，所述执行穿刺针动作的第三位置参数包括当前位置参数和目标位置参数；所述执行旋转针动作的第二位置参数包括当前位置参数和目标位置参数；所述执行弯曲针动作的第一位置参数同样包括当前位置参数和目标位置参数。需要说明的是，所述当前位置参数和目标位置参数为毫米级参数，等待初始化完成后，可通过用户手动输入具体的数值，在微创进针机器人控制模块105中将穿刺针、弯曲、旋转使能，操作遥感控制三个轴的运动，从而实现毫米级多自由度柔性微创进针机器人控制。

通过如图3所示操作界面可以监控和修改微创医疗机器人的参数，包括电机使能、速度、加速度等参数，通过操作界面的按键可以控制微创进针机器人的运动，操作简单易上手。该系统具有操作简单，界面友好，控制精度高，可极大增加微创穿刺手术的救治范围，并明显提高手术精度，降低医生因疲劳、手抖动带来的操作误差，解决了多自由度弯曲复杂的运动路径的进针微创手术的难题，大大降低患者痛苦和手术者工作强度。

其中，在基于操作界面实现监控过程中，所述当前位置参数还能够实时显示当前通过指令输入模块101实时控制柔性针移动时所在空间坐标系位置中的信息。所述可编程逻辑控制器模块102具体用于：根据所述第一位置参数控制所述第一步进电机1042带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行弯曲针动作；根据所述第二位置参数控制所述第二步进电机1043带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行旋转针动作；根据所述第三位置参数控制所述滑台步进电机1041带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行穿刺针动作，以实现所述辅助操作，从而结合之前实现的主控操作，有效提高弯曲复杂运动路径的进针控制精度，避免因疲劳、手抖动、手眼协调问题带来的操作误差。

在具体实施过程中，所述微创进针机器人控制模块105可包括：下位机模块和上位机模块两部分。所述下位机模块运行于所述可编程逻辑控制器模块102内部，用于控制步进电机运行；所述上位机模块运行于工控机上，用于实现人机交互的功能。其中，所述步进电机为第一步进电机1042、第二步进电机1043或者滑台步进电机1041。所述可编程逻辑控制器模块102具体用于：采集指令输入模块101的模拟量电压信号，通过模数转化器将模拟量电压信号转化成数字量信号，并基于所述数字量信号控制所述步进电机驱动器103带动相应的步进电机运行。其中，所述步进电机驱动器103包括：驱动所述第一步进电机1042运行的第一步进电机1042步进电机驱动器103、驱动所述第二步进电机1043运行的第二步进电机1043步进电机驱动器103以及驱动所述滑台步进电机1041运行的滑台步进电机1041步进电机驱动器103。

本发明实施例所述的微创进针机器人控制系统，操作更加简单，能够解决人们急需的多自由度弯曲复杂的运动路径的进针微创手术控制的难题，提高弯曲复杂运动路径下的微创进针机器人控制精度，降低因疲劳、手抖动、手眼协调问题带来的操作误差，可极大增加微创穿刺手术的救治范围，并明显提高手术精度，适用于解决微小病灶活检、治疗癌症的转移、小淋巴结、前哨淋巴结等手术问题。

与上述提供的一种微创进针机器人控制系统相对应，本发明还提供一种微创进针机器人控制方法。由于该方法的实施例相似于上述方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处请参见上述系统实施例部分的说明即可，下面描述的微创进针机器人控制方法的实施例仅是示意性的。请参考图4所示，其为本发明实施例提供的微创进针机器人控制方法的流程示意图。

本发明所述的微创进针机器人控制方法，应用于如上任一项所述的微创进针机器人控制系统，具体包括：

步骤S401：获取所述指令输入模块采集的用户的输入信号。

步骤S402：判断所述输入信号对应的动作指令类型，若所述动作指令类型为穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若所述动作指令类型为弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第一步进电机带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若所述动作指令类型为旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第二步进电机带动柔性针执行相应的旋转针动作。

在具体实施过程中，所述指令输入模块可以是指用于获取用户输入信号的手柄，如图5所示，可编程逻辑控制器模块自动初始化后，采集手柄信号，首先判断有无穿刺针动作指令、判断有无弯曲针动作指令、判断有无旋转针动作指令；若有穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若有弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若有旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的旋转针动作，从而实现多自由度变路径进针的操作。

本发明实施例所述的微创进针机器人控制方法，通过获取所述指令输入模块采集的用户的输入信号，并判断所述输入信号对应的动作指令类型，若所述动作指令类型为穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若所述动作指令类型为弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第一步进电机带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若所述动作指令类型为旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第二步进电机带动柔性针执行相应的旋转针动作。其能够提高弯曲复杂运动路径下的微创进针机器人控制精度，从而降低因疲劳、手抖动、手眼协调问题带来的操作误差。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种微创进针机器人控制系统，其特征在于，包括：微创进针机器人控制模块、可编程逻辑控制器模块、指令输入模块、步进电机驱动器以及步进电机；

所述可编程逻辑控制器模块分别与所述微创进针机器人控制模块、所述指令输入模块以及所述步进电机驱动器相连接，用于获取所述指令输入模块的输入信号，并判断所述输入信号对应的动作指令类型，基于所述动作指令类型和所述步进电机驱动器来控制所述步进电机带动柔性针执行相应的主控操作；还用于获取基于所述微创进针机器人控制模块输入的运行参数和使能控制信号，基于所述运行参数和使能控制信号控制所述步进电机带动柔性针执行相应的辅助操作。

2.根据权利要求1所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述步进电机包括预设的微创进针机器人中用于通过丝杆带动柔性针进行穿刺运动的滑台步进电机、用于通过蜗杆和蜗轮带动柔性针进行弯曲运动的第一步进电机以及用于通过齿轮带动柔性针进行旋转运动的第二步进电机；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：

若判断所述输入信号对应的动作指令类型为穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若判断所述输入信号对应的动作指令类型为弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第一步进电机带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若判断所述输入信号对应的动作指令类型为旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第二步进电机带动柔性针执行相应的旋转针动作，以实现所述主控操作。

3.根据权利要求2所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述微创进针机器人控制模块，用于获取用户输入的使能控制信号；其中，所述使能控制信号包括所述第一步进电机对应的使能控制信号、所述第二步进电机对应的使能控制信号以及所述滑台步进电机对应的使能控制信号；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：根据所述第一步进电机对应的使能控制信号确定所述第一步进电机开始运行或者停止运行；根据所述第二步进电机对应的使能控制信号确定所述第二步进电机开始运行或者停止运行；根据所述滑台步进电机对应的使能控制信号确定所述滑台步进电机开始运行或者停止运行。

4.根据权利要求2所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述微创进针机器人控制模块，用于获取用户输入的运行参数；其中，所述运行参数包括所述第一步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数、所述第二步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数以及所述滑台步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：根据所述第一步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述第一步进电机运行在第一目标范围内；根据所述第二步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述第二步进电机运行在第二目标范围内；根据所述滑台步进电机对应的速度限值参数和加速度限值参数控制所述滑台步进电机运行在第三目标范围内。

5.根据权利要求4所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述运行参数还包括柔性针对应的执行穿刺针动作的第三位置参数、执行旋转针动作的第二位置参数以及执行弯曲针动作的第一位置参数；

所述可编程逻辑控制器模块具体用于：

根据所述第一位置参数控制所述第一步进电机带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行弯曲针动作；根据所述第二位置参数控制所述第二步进电机带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行旋转针动作；根据所述第三位置参数控制所述滑台步进电机带动柔性针运行到相应的目标位置，并执行穿刺针动作，以实现所述辅助操作。

6.根据权利要求1所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述微创进针机器人控制模块包括：下位机模块和上位机模块两部分；所述下位机模块运行于所述可编程逻辑控制器模块内部，用于控制步进电机运行；所述上位机模块运行于工控机上，用于实现人机交互的功能；其中，所述步进电机为第一步进电机、第二步进电机或者滑台步进电机。

7.根据权利要求6所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器模块具体用于：采集指令输入模块的模拟量电压信号，通过模数转化器将模拟量电压信号转化成数字量信号，并基于所述数字量信号控制所述步进电机驱动器带动相应的步进电机运行；其中，所述步进电机驱动器包括：驱动所述第一步进电机运行的第一步进电机驱动器、驱动所述第二步进电机运行的第二步进电机驱动器以及驱动所述滑台步进电机运行的滑台步进电机驱动器。

8.根据权利要求1所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述柔性针内部为中空结构，所述中空结构内设置有两端分别连接柔性针针头和蜗轮的丝线；所述可编程逻辑控制器模块具体用于：根据弯曲针动作指令触发步进电机驱动器运行来带动第一步进电机运转，并通过所述第一步进电机运转来带动蜗轮转动为丝线提供向上的拉力，以基于所述拉力来使得所述柔性针执行相应的弯曲针动作。

9.根据权利要求2所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，所述微创进针机器人包含滑台步进电机、第一步进电机及相应的蜗轮和蜗杆、第二步进电机及相应的齿轮；所述滑台步进电机用于基于丝杆带动滑台做上下直线运动；所述第一步进电机和第二步进电机安装在所述滑台上；所述第一步进电机用于基于所述蜗轮和蜗杆带动柔性针进行弯曲运动；所述第二步进电机用于基于所述齿轮带动柔性针进行旋转运动。

10.一种微创进针机器人控制方法，应用于权利要求1至9中任一项所述的微创进针机器人控制系统，其特征在于，包括：

获取所述指令输入模块采集的用户的输入信号；

判断所述输入信号对应的动作指令类型，若所述动作指令类型为穿刺针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制滑台步进电机带动柔性针执行相应的穿刺针动作；若所述动作指令类型为弯曲针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第一步进电机带动柔性针执行相应的弯曲针动作；若所述动作指令类型为旋转针动作指令，则触发步进电机驱动器来控制第二步进电机带动柔性针执行相应的旋转针动作。

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