JP2022513836A - スイッチ制御装置及びその制御方法並びにロボット支援手術装置 - Google Patents
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Abstract
Description
起動/停止動作をトリガするための起動/停止キーと、
前記起動/停止キーの停止動作を検出し、且つヒューマンマシンインタラクションにより停止意図を取得するための起動/停止制御モジュールと、
起動動作を検出し、且つ給電を開始する信号を送信する起動/停止ハードウェア回路と、を備え、前記起動/停止ハードウェア回路は、前記起動/停止キーの停止動作と、起動/停止制御モジュールからの停止制御信号とを同時に検出し、給電を遮断する信号を送信する。
ステップS1である起動準備、
ロボット支援手術装置を起動する前に、システム電源モジュールは外部網の電圧に接続され、起動/停止ハードウェア回路に給電を開始することと、
ステップS2である起動、
起動/停止キーは、システムの各モジュールが対応する作動電圧を得て、システムが起動動作を完了するように起動動作をトリガすることと、
ステップS3である停止及び誤り停止防止、
起動動作が完了された後、システムが電源オンの状態になり、各モジュールが電力を得て作動し、この時、起動/停止ボタンが再度に押されると、起動/停止制御モジュールは、起動/停止キーの停止動作を検出し、ヒューマンマシンインタラクションにより停止意図を取得し、起動/停止ハードウェア回路は、起動/停止キーの停止動作及び起動/停止制御モジュールからの停止制御信号を同時に検出する場合に、システム電源モジュールを制御して給電を遮断し、システムが停止状態になり、起動/停止ハードウェア回路は、起動/停止キーの停止動作及び起動/停止制御モジュールからの停止制御信号を同時に検出しない場合に、今回の操作が誤り停止の操作であると判断することと、を含む。
起動と停止は、いずれも同一のボタンS1によりトリガされ、ロボット支援手術装置が起動される前に、システム電源モジュールは、外部網の電圧に接続され、起動/停止ハードウェア回路にVCC1給電を開始し、システムの他のモジュールに対する給電(VCC2,VCC3など)は、システム電源モジュールのリレーK3が閉されないため、遮断される。
起動/停止ボタンS1を押すと、リレーK1が閉じ、リレーK1の全ての接点が動作することで、リレーK3が電力を得て閉じる。リレーK3の各常開接点が閉されることで、システムの各モジュールが対応する作動電圧を得て、システムの起動スタート動作が完了する。起動/停止キーに内蔵された表示ランプLED1は、リレーK3の常開接点を閉じて点灯する。リレーK2は、リレーK4の常開接点及びリレーK1の常閉接点が遮断されることにより、閉されなくなる。リレーK5は、電力を得て閉じるため、その接点が、スイッチS1が押されたことをフィードバックすることができる。ボタンS1を離すと、リレーK1のコイルが電力を失い、リレーK3のコイルは、自身の常開接点が閉じているので、K1の常閉接点が開いても電力を失わない。また、リレーK5も、ボタンS1が遮断されることにより電力を失い、そのときボタンが離されたことをフィードバックすることができる。
起動動作が完了した後、システムは、電源オンの状態になり、各モジュールは、電力を得て作動する。このとき、起動/停止ボタンS1が再度に押されると(意図的であるかどうか、又はハードウェアの失陥によりスイッチS1が閉じたかによらず)、リレーK5のみが電力を得て閉じ、リレーK1は、リレーK3の常閉接点が動作して開になったため、電力を得ることができない。リレーK2も、リレーK4の常開接点が閉じていないことより電力を得ることができないため、システムは、正常に作動し続ける。
Claims (10)
- 起動/停止動作をトリガするための起動/停止キーと、
前記起動/停止キーの停止動作を検出し、且つヒューマンマシンインタラクションにより停止意図を取得するための起動/停止制御モジュールと、
起動動作を検出し、且つ給電を開始する信号を送信する起動/停止ハードウェア回路とを備え、前記起動/停止ハードウェア回路は、前記起動/停止キーの停止動作と、起動/停止制御モジュールからの停止制御信号とを同時に検出し、給電を遮断する信号を送信することを特徴とするロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。 - ロボット支援手術装置の各受電モジュールに電力を供給するために給電電源と接続するシステム電源モジュールを更に備え、前記システム電源モジュールは、給電スイッチ制御回路を備えることを特徴とする請求項1に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。
- 前記起動/停止キーには、起動と停止を同時にトリガする機能を担うスイッチボタンが用いられ、あるいは、前記起動/停止キーは、起動及び停止のそれぞれに用いる2つの起動/停止ボタンを備えることを特徴とする請求項1に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。
- 前記起動/停止ハードウェア回路は、起動/停止ボタン検出回路と、起動動作回路と、停止動作回路とを備え、
前記起動/停止ボタン検出回路の入力端は、前記起動/停止キーの状態を検出して対応する制御信号を出力するために前記起動/停止キーに接続され、起動キー動作は、前記起動/停止ボタン検出回路をトリガして起動制御信号を出力し、前記起動制御信号を前記起動動作回路に出力し、停止キー動作は、前記起動/停止ボタン検出回路をトリガしてハードウェア停止信号を出力し、前記ハードウェア停止信号を前記停止動作回路に出力し、前記起動動作回路は、前記起動制御信号を受信した後、前記システム電源モジュールの給電スイッチ制御回路を導通に制御し、給電を開始して起動を実現し、
前記停止動作回路は、前記ハードウェア停止信号を受信するとともに前記起動/停止制御モジュールからのソフトウェア停止信号を受信した場合に、前記給電スイッチ制御回路を遮断に制御して停止を実現することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。 - 前記起動/停止制御モジュールは、コントローラと、入力回路と、出力回路とを備え、
前記入力回路は、前記起動/停止ボタン検出回路からの停止ボタン信号を受信し、前記コントローラは、操作者が停止の意図を有することをヒューマンマシンインタラクションにより認識した場合に、前記出力回路を介して前記ソフトウェア停止信号を前記停止動作回路に出力することを特徴とする請求項4に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。 - 前記システム電源モジュールは、AC/DC電圧変換モジュールを更に備え、前記AC/DC電圧変換モジュールは、外部交流網の電圧をシステムの各モジュールに必要な直流電圧に変換し、前記AC/DC電圧変換モジュールの出力端は、前記起動/停止ハードウェア回路へ作動に必要な電圧を供給する一方、前記出力端は、前記給電スイッチ制御回路に接続されることを特徴とする請求項5に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。
- 前記AC/DC変換モジュールの出力は、一つのリレーの常開接点又は遅延リレーの常開接点の一端にそれぞれ直列に接続され、他端に各システム機能モジュールが接続されることを特徴とする請求項6に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。
- 前記起動/停止ハードウェア回路は、少なくとも第1~第5リレーと、遅延リレーと、漏洩ダイオードと、限流抵抗とを備え、前記第1リレーの制御コイルは、第1漏洩ダイオードと並列に接続された後、一端が作動電圧に接続され、他端が前記第2リレーの常閉接点の一端に接続され、前記第2リレーの常閉接点の他端は、前記第1リレーの常開接点と第3リレーの常閉接点の一端と並列に接続され、前記第1リレーの常開接点と前記第3リレーの常閉接点の他端は並列に接続された後、前記起動/停止ボタンの一端に接続され、前記起動/停止ボタンの他端は、接地基準に接続され、前記第3リレーの制御コイルと、第2漏洩ダイオードと、遅延リレーの制御コイルと、第3漏洩ダイオードとは並列に接続された後、一端が作動電圧に接続され、他端が前記第2リレーの常閉接点の一端に接続され、前記第2リレーの常閉接点の他端は、前記第1リレーの常開接点及び第3リレーの常開接点の一端に並列に接続され、他端は基準接地に接続され、前記第2リレーの制御コイルは、第4漏洩ダイオードに並列に接続された後、一端が作動電圧に接続され、他端が前記第4リレーの常開接点の一端に接続され、前記第4リレーの常開接点の他端は、前記第1リレーに接続された常閉接点に接続され、前記第1リレーの常閉接点の他端は、前記第2リレーの常開接点及び第3リレーの常開接点の一端に並列に接続され、他端は、前記起動/停止ボタンの一端に接続され、前記起動/停止ボタンの他端は、基準接地に接続され、前記第5リレーの制御コイルと前記第5漏洩ダイオードとは並列に接続された後、一端は作動電圧に接続され、他端は前記起動/停止ボタンの一端に接続され、前記起動/停止ボタンの他端は基準接地に接続され、前記限流抵抗は、一端が作動電圧に接続され、他端が前記第3リレーの常開接点に接続され、当該常開接点の他端は、前記起動/停止キーの表示ランプのアノードに接続され、表示ランプのカソードは、基準接地に接続されることを特徴とする請求項6に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。
- 前記起動/停止制御モジュールは、制御チップを備え、前記第4リレーの制御コイルは、漏洩ダイオードに並列に接続された後、一端が前記制御チップの出力端に接続され、他端が基準接地に接続され、前記第4リレーの常開接点は、一端が作動電圧に接続され、他端が前記制御チップの入力端に接続され、前記第5リレーの一つの常開接点は、一端が作動電圧に接続され、他端が前記制御チップの入力端に接続され、前記制御チップは、通信インターフェースを介してヒューマンマシンインタラクションモジュールに接続して通信を実現することを特徴とする請求項8に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置。
- ステップS1である起動準備、
ロボット支援手術装置を起動する前に、システム電源モジュールは外部網の電圧に接続され、起動/停止ハードウェア回路に給電を開始することと、
ステップS2である起動、
起動/停止キーは、システムの各モジュールが対応する作動電圧を得て、システムが起動動作を完了するように起動動作をトリガすることと、
ステップS3である停止及び誤り停止防止、
起動動作が完了された後、システムが電源オンの状態になり、各モジュールが電力を得て作動し、この時、起動/停止ボタンが再度に押されると、起動/停止制御モジュールは、起動/停止キーの停止動作を検出し、ヒューマンマシンインタラクションにより停止意図を取得し、起動/停止ハードウェア回路は、起動/停止キーの停止動作及び起動/停止制御モジュールからの停止制御信号を同時に検出する場合に、システム電源モジュールを制御して給電を遮断し、システムが停止状態になり、起動/停止ハードウェア回路は、起動/停止キーの停止動作及び起動/停止制御モジュールからの停止制御信号を同時に検出しない場合に、今回の操作が誤り停止の操作であると判断することと、を含むことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載のロボット支援手術装置に用いる誤り停止防止用のスイッチ制御装置の制御方法。
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