CN216754599U - 一种基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，包括：设备控制模块；与所述设备控制模块连接并识别语音信号的语音识别模块；与所述语音识别模块连接的语音输出模块；与所述语音识别模块连接的图形指示模块；以及与所述语音识别模块连接的手术机器人。本实用新型基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，能够通过语音识别并播报，手术机器人根据确认的控制信号执行相应的操作，手术机器人提供准确和精确的移动的同时，提高手术机器人的智能化应用，大大方便在临床上外科上的使用。

Description

一种基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统

技术领域

本实用新型涉及手术机器人领域，具体涉及一种基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统。

背景技术

随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人。

随着现代科技和计算机技术的不断发展，人们在与机器的信息交流中，需要一种更加方便、自然的交互方式，而从机器人的发展和应用以及国内外对语音识别技术的研究现状来看，把语音识别技术与机器人控制技术相结合,正成为目前研究的热点，特别是对手术机器人的人机交互问题的研究，不但具有理论意义，而且有较大的实用价值。

手术机器人是指具有代替外科医生进行手术活动的功能的机器人。与人相比，手术机器人可以提供准确和精确的移动以及能够远程手术的优点。随着医疗技术的不断发展，手术机器人用途广泛，在临床上外科上有大量的应用。外科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，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。

因此，为了能够适应手术机器人的智能化，亟需要开发一种能够语音识别及图形显示的手术机器人控制系统。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，能够通过语音识别并播报，手术机器人根据确认的控制信号执行相应的操作，提高手术机器人的智能化应用。

一种基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，包括：

设备控制模块；

与所述设备控制模块连接并识别语音信号的语音识别模块；

与所述语音识别模块连接的语音输出模块；

与所述语音识别模块连接的图形指示模块；

以及与所述语音识别模块连接的手术机器人。

所述的设备控制模块为微处理器(MCU)。

语音识别模块要通过拾音器拾取特定的语音信号，通过特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术将其准确的转变为相应的命令。即所述的语音识别模块包括：拾音器，所述的拾音器与所述微处理器连接。

语音输出模块在语音识别模块接收到相应的语音信号之后，通过喇叭以语音的形式将当前的动作指令更能直观的反馈给手术机器人的使用者。所述的语音输出模块包括：扬声器，所述的扬声器与所述微处理器连接。

图形指示模块在语音识别模块接收到相应的有语音控制信号之后，通过图形的方式显示在屏幕上。图形指示模块能同时显示需要动作的手术机器人代号以及该手术机器人的动作方位。所述的图形指示模块包括显示屏，所述的显示屏与所述微处理器连接。图形显示模块的电源电路包括：依次连接的过压保护电路、滤波电路以及稳压电路。图形显示模块的串口通信电路采用收发器设置回环的电路。

设备控制模块可以接入多种不同的手术机器人，通过接入的语音确认模块下发对应的控制指令。所述的语音确认模块包括：控制输入屏，所述的控制输入屏与所述微处理器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，能够通过语音识别并播报，手术机器人根据确认的控制信号执行相应的操作，手术机器人提供准确和精确的移动的同时，提高手术机器人的智能化应用，大大方便在临床上外科上的使用。

附图说明

图1为本实用新型基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型中图形显示模块的电源电路原理设计的结构示意图；

图3为本实用新型中图形显示模块的串口通信电路原理设计的结构示意图；

图4为本实用新型中图形显示模块的驱动电路原理设计的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统作进一步详细描述。

如图1所示，本系统包括语音识别模块①、语音输出模块②、图形指示模块③、语音确认模块④和设备控制模块⑤五个模块。基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，包括：设备控制模块⑤；与设备控制模块⑤连接并识别语音信号的语音识别模块①；与语音识别模块①连接的语音输出模块②；与语音识别模块②连接的图形指示模块③；以及与语音识别模块②连接的多个手术机器人。设备控制模块⑤为微处理器(MCU)。

语音识别模块①主要通过拾音器拾取特定的语音信号，通过特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术将其准确的转变为相应的命令。

语音输出模块②在语音识别模块①接收到相应的语音信号之后，通过喇叭以语音的形式将当前的动作指令更能直观的反馈给手术机器人的使用者。

图形指示模块③在语音识别模块①接收到相应的有语音控制信号之后，通过图形的方式显示在屏幕上。图形指示模块能同时显示需要动作的手术机器人代号以及该手术机器人的动作方位。

设备控制模块⑤可以接入多种不同的手术机器人，通过接入的语音确认模块④下发对应的控制指令。

其中，图形显示模块③的电源电路原理设计如图2所示，图形显示模块③的电源电路包括：依次连接的过压保护电路、滤波电路以及稳压电路。输入DC24V电源，其中TVS管D2(P6SMB30CA)输入过压保护，R7为LED限流电阻，电源输入之后，电源指示灯D4点亮，经过C7、C8电容滤波之后通过DC-DC芯片U1(TPS5430DDAR)，VCC(Vout)＝1.221V*(R4+R6)/R6，以及滤波电容C5、C6滤波输出DC5V，DC5V经过VR1(LDO AMS1117-3.3)稳压芯片以及滤波电容C3、C4输出DC3.3V。

图形显示模块③的串口通信电路原理设计如图3所示，RS232收发器U7(SP3232)9脚、11脚分别接入主控芯片MCU的RX、TX引脚进行数据交互，第14脚为1通道的发送输出端接入第13脚1通道的接收输入端，第7脚为2通道的发送输出端接入2通道的接收输入端在串口通信电路设计中增加了U7-RS232收发器的回环设计，对TTL数据通信进行数据隔离，大大提高了数据的稳定性、可靠性。

图形显示模块③的驱动电路原理设计如图4所示，通过两个驱动芯片TM1681驱动8个8*8的点阵模组，构成一个16*32的点阵屏。4个点阵模块显示操作的手术机器人编号，4个点阵模块显示手术机器人操作方位。其中TM1681为一种存储器交换LED显示控制的驱动芯片，可以选择多重的ROW/COM模式(32ROW/8COM和24ROW/16COM)用来驱动点阵LED。提供了软件设置的16个级别的脉宽调制控制输出，可以调整LED循环显示的亮度。其中TM1681四线串行接口(DATA\WR\RD\CS)通过主控U2-MCU提供进行控制。COM0-CM7是驱动芯片TM1681公共输出端,经限流电阻R10、R19、R25、R32、R38、R44、R49、R56，限流电阻阻值4.7K，经过大电流MOS管Q2-Q9，使Q2-Q9工作在开关状态，控制点阵模组上面的数码管的点亮，MOS的使用解决了点阵屏模组中因为电流过小导致亮度不均匀的问题。行驱动输出端信号ROW0-ROW31是驱动芯片TM1681经过100R电阻限流，然后依次给点阵模组提供电源。

以上所述的具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，包括：

设备控制模块；

与所述设备控制模块连接并识别语音信号的语音识别模块；

与所述语音识别模块连接的语音输出模块；

与所述语音识别模块连接的图形指示模块；

以及与所述语音识别模块连接的手术机器人。

2.根据权利要求1所述的基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，所述的设备控制模块为微处理器。

3.根据权利要求2所述的基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，所述的语音识别模块包括：拾音器，所述的拾音器与所述微处理器连接。

4.根据权利要求2所述的基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，所述的语音输出模块包括：扬声器，所述的扬声器与所述微处理器连接。

5.根据权利要求2所述的基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，所述的图形指示模块包括显示屏，所述的显示屏与所述微处理器连接。

6.根据权利要求1所述的基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，所述的图形显示模块的电源电路包括：依次连接的过压保护电路、滤波电路以及稳压电路。

7.根据权利要求1所述的基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，所述的图形显示模块的串口通信电路采用收发器设置回环的电路。

8.根据权利要求2所述的基于语音识别及图形显示的手术机器人控制系统，其特征在于，还包括语音确认模块，所述的语音确认模块包括：控制输入屏，所述的控制输入屏与所述微处理器连接。

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