CN115157324A - 一种手术机器人的故障保护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种手术机器人的故障保护系统及方法，包括：前端监测模块、故障判断模块、显示模块和故障处理模块；前端监测模块与故障判断模块连接，用于监测手术机器人的各项工作数据，并在手术机器人故障时将异常数据输出至故障判断模块中；故障判断模块还与显示模块和故障处理模块连接，用于基于所述异常数据进行处理分析得到故障类型；显示模块用于基于故障类型发出警报，并向用户提供故障类型信息；故障处理模块用于基于故障类型进行处理方法查找，并对故障进行处理。本申请实时监测手术机器人工作状态，并在故障出现后可迅速反应，并对故障进行在线处理。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械保护领域，具体涉及一种手术机器人的故障保护系统及方法。
背景技术
手术机器人是集多项现代高科技手段于一体的综合体，其用途广泛，在临床上有大量的应用。医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术概念，在世界医学领域是当之无愧的革命性手术工具。
利用手术机器人做手术时，医生的双手不碰触患者,一旦切口位置被确定，装有照相机和其他外科工具的机械臂将实施切断、止血及缝合等动作，外科医生只需坐在通常是手术室的控制台上，观测和指导机械臂工作，该技术可让医生在地球的一端对另一端的患者实施手术。
但是，在医生进行手术的过程中，为保障病人的生命安全，必须要保证手术机器人在手术过程中不停机，而且，使用手术机器人做外科手术的成本比较高，因此，对手术机器人的故障监测和处理就显得尤为重要。
发明内容
本申请提供了一种手术机器人的故障保护系统及方法，对手术机器人异常工作数据进行监控，根据异常工作数据判断故障类型，并基于故障类型完成相应的故障处理。
为实现上述目的，本申请提供了一下方案：
一种手术机器人的故障保护系统，包括：前端监测模块、故障判断模块、显示模块和故障处理模块；
所述前端监测模块与所述故障判断模块连接，所述前端监测模块用于监测手术机器人的各项工作数据，并在所述手术机器人故障时将异常数据输出至所述故障判断模块中；
所述故障判断模块还与所述显示模块和所述故障处理模块连接，所述故障判断模块用于基于所述异常数据进行处理分析得到故障类型；
所述显示模块用于基于所述故障类型发出警报，并向用户提供故障类型信息；
所述故障处理模块用于基于所述故障类型进行处理方法查找，并对故障进行处理。
优选的，所述前端监测模块包括：传感器装置和第一通讯装置；
所述传感器装置与所述第一通讯装置连接，所述传感器装置用于监测手术机器人的各项工作数据，若所述手术机器人发生故障，所述传感器装置将异常工作数据发送至所述第一通讯装置；
所述第一通讯装置与所述故障判断模块连接，用于将所述异常工作数据进行处理得到第一数据，并将所述第一数据传输至所述故障判断模块。
优选的，所述故障判断模块包括：第一处理器和第二通讯装置；
所述第一处理器与所述前端监测模块连接，所述第一处理器用于基于所述第一数据进行故障分析，得到发生的故障类型，并将所述故障类型发送至所述第二通讯装置；
所述第二通讯装置分别与所述第一处理器、所述显示模块和所述故障处理模块连接，所述第二通讯装置用于将所述故障类型进行处理得到第二数据，并将所述第二数据分别传输至所述显示模块和所述故障处理模块。
优选的，所述显示模块包括：第二处理器、显示屏和报警装置；
所述第二处理器分别与所述故障判断模块、所述显示屏和所述报警装置连接，所述第二处理器用于对所述第二数据进行处理，得到报警信号和视频信号，并将所述报警信号传输至所述报警装置，将所述视频信号传输至所述显示屏；
所述报警装置用于基于所述报警信号发出警报；
所述显示屏用于对所述视频信号进行解码，并显示故障相关信息。
优选的，所述显示屏选用触摸屏。
优选的，所述故障处理模块包括：第三处理器、故障信息库和故障处理装置；
所述第三处理器分别与所述故障判断模块、所述故障信息库和所述故障处理装置连接，所述第三处理器用于对所述第二数据进行处理，得到故障类型，并将所述故障类型传输至所述故障信息库；
所述故障信息库用于基于所述故障类型匹配相应的故障处理方法，并将所述故障处理方法传输至所述第三处理器中；
所述故障处理装置还与所述第二通讯装置连接，用于基于所述故障处理方法对手术机器人进行故障处理，并将处理结果反馈至所述第二通讯装置。
优选的，所述故障信息库基于手术机器人说明书和历史故障信息建立。
本申请还提供了一种手术机器人的故障保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.基于手术机器人工作状态采集工作数据，若手术机器人发生故障，则采集异常工作数据，并将所述异常工作数据进行处理，得到第一数据；
S2.基于所述第一数据进行故障分析，得到故障类型；
S3.将所述故障类型通过视频信号方式进行显示，并基于所述故障类型发出警报；
S4.基于所述故障类型查找相应的故障处理方法，并基于所述故障处理方法对故障进行处理。本申请的有益效果为：
(1)本申请实时监测手术机器人工作状态，并在故障出现后可迅速反应，并对故障进行在线处理，有效的降低了因机器人故障导致医生无法正常进行手术而耽误病人病情的风险；
(2)可以降低手术机器人因处理故障不及时而导致报废的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的手术机器人的故障保护系统结构图；
图2为本申请实施例的手术机器人的故障保护方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
实施例一
在本实施例一中，如图1所示，一种手术机器人的故障保护系统，包括：前端监测模块、故障判断模块、显示模块和故障处理模块。
前端监测模块包括：传感器装置和第一通讯装置；传感器装置可选用电流传感器，与第一通讯装置连接，用于监测手术机器人的各关键线路电流大小情况，并将监测到的电流信息转换为电信号，第一通讯装置可选用外接AD转化电路的RS-485串口通讯装置，与故障判断模块连接；当手术机器人发生故障时，电流传感器将检测到的异常工作情况的电流信息进行处理得到电信号，并发送至第一通讯装置，经第一通讯装置的AD转换电路处理得到数字信号并生成第一数据，将第一数据传输至故障判断模块中。
故障判断模块包括：第一处理器和第二通讯装置；第一处理器可选用单片机处理器，与前端监测模块和第二通讯装置连接，用于基于第一数据进行故障分析，得到发生的故障类型，并将故障类型发送至第二通讯装置；第二通讯装置可选用RS-485通讯装置，还与显示模块和故障处理模块连接，用于将故障类型进行处理得到第二数据，并将第二数据分别传输至显示模块和故障处理模块。
显示模块包括：第二处理器、显示屏和报警装置；第二处理器可选用单片机处理器，分别与第二通讯装置、显示屏和报警装置连接，用于对所述第二数据进行处理，得到报警信号和视频信号，并将报警信号传输至报警装置，将视频信号传输至显示屏；报警装置可选用蜂鸣器，用于基于报警信号发出警报；显示屏可选用触摸屏，用于对所述视频信号进行解码，显示故障相关信息。
所述故障处理模块包括：第三处理器、故障信息库和故障处理装置；第三处理器可选用CPU处理器，分别与故障判断模块、故障信息库和故障处理装置连接，用于对第二数据进行处理得到故障类型，并基于故障类型在故障信息库中查找，匹配相应的故障处理方法；故障信息库基于手术机器人说明书和历史故障信息建立，包括各类故障的处理方法；故障处理装置还与第二通讯装置连接，用于基于故障处理方法对手术机器人进行故障处理，并将故障处理结果反馈至第二通讯装置。
在医生对病人进行手术过程中，手术机器人某一关键线路出现短路故障导致机器人无法正常工作，前端监测模块中的电流传感器检测到该线路出现短路电流，并将异常电流情况传输至故障判断模块；故障判断模块对异常电流进行分析，确定该线路出现短路故障，并将该故障信息分别传输至显示模块和故障处理模块；显示模块接收到故障信息后，发出警报并将故障信息显示在显示屏上；故障处理模块接收到故障信息后，根据短路情况在故障信息库中查找处理方法，故障处理装置基于处理方法切换至备用线路，以保证机器人的正常工作。
实施例二
在本实施例二中，如图2所示，一种手术机器人的故障保护方法，包括以下步骤：
S1、基于手术机器人工作状态采集工作数据，当手术机器人发生故障时，将检测到的异常工作状态的图像信息进行处理得到电信号，电信号经第一通讯装置处理得到数字信号并生成第一数据；
S2、基于第一数据进行故障分析，得到发生的故障类型，并将故障类型发送至第二通讯装置，第二通讯装置将故障类型进行处理得到第二数据，并将第二数据分别传输至显示模块和故障处理模块；
S3、对所述第二数据进行处理，得到报警信号和视频信号，将报警信号传输至报警装置，基于报警信号发出警报，将视频信号传输至显示屏，对视频信号进行解码，显示故障相关信息；
S4、对第二数据进行处理得到故障类型，并基于故障类型在故障信息库中查找，匹配相应的故障处理方法，基于故障处理方法对手术机器人进行故障处理，并将故障处理结果反馈至第二通讯装置。
以上所述的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种手术机器人的故障保护系统，其特征在于，包括：前端监测模块、故障判断模块、显示模块和故障处理模块；
所述前端监测模块与所述故障判断模块连接，所述前端监测模块用于监测手术机器人的各项工作数据，并在所述手术机器人故障时将异常数据输出至所述故障判断模块中；
所述故障判断模块还与所述显示模块和所述故障处理模块连接，所述故障判断模块用于基于所述异常数据进行处理分析得到故障类型；
所述显示模块用于基于所述故障类型发出警报，并向用户提供故障类型信息；
所述故障处理模块用于基于所述故障类型进行处理方法查找，并对故障进行处理。
2.根据权利要求1所述的手术机器人的故障保护系统，其特征在于，所述前端监测模块包括：传感器装置和第一通讯装置；
所述传感器装置与所述第一通讯装置连接，所述传感器装置用于监测手术机器人的各项工作数据，若所述手术机器人发生故障，所述传感器装置将异常工作数据发送至所述第一通讯装置；
所述第一通讯装置与所述故障判断模块连接，用于将所述异常工作数据进行处理得到第一数据，并将所述第一数据传输至所述故障判断模块。
3.根据权利要求2所述的手术机器人的故障保护系统，其特征在于，所述故障判断模块包括：第一处理器和第二通讯装置；
所述第一处理器与所述前端监测模块连接，所述第一处理器用于基于所述第一数据进行故障分析，得到发生的故障类型，并将所述故障类型发送至所述第二通讯装置；
所述第二通讯装置分别与所述第一处理器、所述显示模块和所述故障处理模块连接，所述第二通讯装置用于将所述故障类型进行处理得到第二数据，并将所述第二数据分别传输至所述显示模块和所述故障处理模块。
4.根据权利要求3所述的手术机器人的故障保护系统，其特征在于，所述显示模块包括：第二处理器、显示屏和报警装置；
所述第二处理器分别与所述故障判断模块、所述显示屏和所述报警装置连接，所述第二处理器用于对所述第二数据进行处理，得到报警信号和视频信号，并将所述报警信号传输至所述报警装置，将所述视频信号传输至所述显示屏；
所述报警装置用于基于所述报警信号发出警报；
所述显示屏用于对所述视频信号进行解码，并显示故障相关信息。
5.根据权利要求4所述的手术机器人的故障保护系统，其特征在于，所述显示屏选用触摸屏。
6.根据权利要求3所述的手术机器人的故障保护系统，其特征在于，所述故障处理模块包括：第三处理器、故障信息库和故障处理装置；
所述第三处理器分别与所述故障判断模块、所述故障信息库和所述故障处理装置连接，所述第三处理器用于对所述第二数据进行处理，得到故障类型，并将所述故障类型传输至所述故障信息库；
所述故障信息库用于基于所述故障类型匹配相应的故障处理方法，并将所述故障处理方法传输至所述第三处理器中；
所述故障处理装置还与所述第二通讯装置连接，用于基于所述故障处理方法对手术机器人进行故障处理，并将处理结果反馈至所述第二通讯装置。
7.根据权利要求6所述的手术机器人的故障保护系统，其特征在于，所述故障信息库基于手术机器人说明书和历史故障信息建立。
8.一种手术机器人的故障保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.基于手术机器人工作状态采集工作数据，若手术机器人发生故障，则采集异常工作数据，并将所述异常工作数据进行处理，得到第一数据；
S2.基于所述第一数据进行故障分析，得到故障类型；
S3.将所述故障类型通过视频信号方式进行显示，并基于所述故障类型发出警报；
S4.基于所述故障类型查找相应的故障处理方法，并基于所述故障处理方法对故障进行处理。
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