用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及远程手术技术领域，具体地说，涉及用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置。包括该远程箱是机器人主操作端微创手术在基于网络的条件下展开的数据通讯模块，包括箱体。本发明专利技术设计通过设置带有箱盖的箱体，使远程箱结构紧凑简单且功能完善，提高远程箱的使用效果；其运行方法步骤简单、数据传输稳定、时延短，可以有效促进微创手术机器人主操作端的运行稳定性，可以远程控制机械从手运行，实现远程手术，给医生提供及时且清晰的术野信息，从而提高手术效率和成功率，促进患者就地就诊，节省就诊成本，促进微创手术更好的发展。

【技术实现步骤摘要】
用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置
本专利技术涉及远程手术
，具体地说，涉及用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置。
技术介绍
机器人外科手术已日益普及，已经形成了腹腔镜手术机器人、关节手术机器人、介入治疗机器人等多元化系列产品。手术机器人由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统。控制台(主端)及床旁机械臂系统(从端)采用主-从式操作模式，是革命性外科手术工具。既往手术机器人依赖进口，无法进行技术改进和创新。目前国产手术机器人日趋成熟，利用手术机器人开展远程手术是解决当前国内优势医疗资源不均衡分布的现状的有效方法之一。农村及县城患者到大型医疗中心就诊的时间成本，距离成本，医疗成本都明显高于当地就诊。而要实现远程手术，就必须设计一套便携、能够把控制台(主端)指令通过整合网络、视频处理系统等控制床旁机械臂系统的装备，但是，目前却没有结构紧凑简单且功能完善的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述技术问题的解决，本专利技术的目的之一在于，提供了用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，该远程箱是机器人主操作端微创手术在基于网络的条件下展开的数据通讯模块，包括箱体，所述箱体内集成有图像编解码单元、电源单元、网络通讯单元、运动控制与信号处理单元、状态显示单元、交互单元和接口单元。作为本技术方案的进一步改进，所述箱体包括箱壳，所述箱壳的顶端通过铰链铰接有箱盖，所述箱壳内侧顶端处滑动卡接有顶板，所述顶板的底端通过螺钉固定有支撑架，所述支撑架的底端通过螺钉固定有底板，所述支撑架的中间处通过螺钉固定有隔板，所述箱体用于布置远程箱各组成单元，方便整体运输。其中，所述顶板靠近所述交互单元一侧的两个边角处底端均通过螺钉固定有散热风扇，散热风扇对应位置的所述顶板上规则设有若干散热孔；所述支撑架的两边中间处均通过螺钉固定有散热风扇，散热风扇对应位置的所述箱壳侧壁上规则设有若干散热孔。其中，散热风扇通过导线与所述网络通讯单元电性连接。作为本技术方案的进一步改进，所述图像编解码单元由图像编码器组成，用于对立体内窥镜双路图像的编解码以及远程手术两端的传输。其中，所述图像编码单元通过螺钉固定在所述底板上，所述图像编码单元通过导线与所述电源单元电性连接，所述图像编码单元通过信号线与所述网络通讯单元信号连接。作为本技术方案的进一步改进，所述电源单元由工业电源模块组成，用于箱体内部各单元供电。其中，所述电源单元通过螺钉固定在所述隔板上。作为本技术方案的进一步改进，所述网络通讯单元由工控机组成，用于在远程手术两端传输操作命令。其中，所述网络通讯单元通过螺钉固定在所述隔板上，所述网络通讯单元通过导线与所述电源单元电性连接。作为本技术方案的进一步改进，所述运动控制与信号处理单元由多轴运动控制卡组成，用于读取与控制机器人各关节运动。其中，所述运动控制与信号处理单元通过螺栓固定在所述隔板上，所述运动控制与信号处理单元通过导线与所述电源单元电性连接，所述运动控制与信号处理单元通过信号线与所述网络通讯单元信号连接。作为本技术方案的进一步改进，所述状态显示单元由显示屏组成，用于显示网络通讯单元以及运动控制与信号处理单元的工作状态。其中，所述状态显示单元通过螺钉固定在所述顶板上，所述状态显示单元通过导线与所述电源单元电性连接，所述状态显示单元通过信号线与所述网络通讯单元信号连接。作为本技术方案的进一步改进，所述交互单元由操作键盘组成，用于修改网络通讯单元以及运动控制与信号处理单元的工作状态。其中，所述交互单元通过螺钉固定在所述顶板上，所述交互单元通过信号线与所述网络通讯单元信号连接。作为本技术方案的进一步改进，所述接口单元由若干各种类型的接口组成，用于实现箱体系统供电以及与外部网络和机器人单元的物理连接。其中，所述接口单元的各个接口均卡接嵌设在所述顶板的侧壁内，其中部分接口分别通过电源线与所述电源单元电性连接，另外部分接口分别通过信号线与所述网络通讯单元信号连接。本专利技术的目的之二在于，提供了用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置的工作方法，包括如下步骤：S1、将机器人主端的信号线以及主端医用监视器与远程箱连接，将远程箱通过RJ45接口接入互联网，同时给远程箱供入220V交流电，开机启动；S2、系统工作时，机器人主端各运动关节位置以及开关量、模拟量等数据通过EtherCAT与所述运动控制与信号处理单元连接，所述运动控制与信号处理单元即可获取对应运动控制数据；S3、同时，能量工具的脚踏开关等激励信号接入所述运动控制与信号处理单元的I/O模块，使所述运动控制与信号处理单元获取主端操作医生对能量工具的控制信息；S4、所述运动控制与信号处理单元在获取上述信息后，发送至所述网络通讯单元的工控机，工控机对获取的数据进行加密处理，并发送至互联网。S5、与此同时，所述图像编解码单元通过互联网获取从端发送的编码后的内窥镜立体影像数据，并对数据进行解码，再通过所述接口单元的HDMI接口输出至主端立体影像显示器，为主端医生提供术野信息。本专利技术的目的之三在于，提供了用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置的运行装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述任一的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置的工作步骤。本专利技术的目的之四在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置的工作步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：该用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置中，通过设置带有箱盖的箱体，在箱体内集成图像编码器、工业电源、工控机、运动控制器、显示屏、操作键盘及若干接口，使远程箱结构紧凑简单且功能完善，并配备多个散热风扇，提高远程箱的散热效果，提高远程箱的使用效果；其运行方法步骤简单、数据传输稳定、时延短，可以有效促进微创手术机器人主操作端的运行稳定性，可以通过该主端远程箱远程地控制远端的机械从手运行，实现远程手术，给医生提供及时且清晰的术野信息，从而提高手术效率和成功率，促进患者就地就诊，节省就诊成本，促进微创手术更好的发展。附图说明图1为本专利技术的整体产品结构示意图；图2为本专利技术的局部产品结构示意图；图3为本专利技术的局部产品结构示意图；图4为本专利技术的运行方法流程框图；图5为本专利技术的微创手术机器人主从手远程箱之间的产品连接框图。图中：1、箱体；11、箱壳；12、箱盖；13、顶板；14、支撑架；15、底板；16、隔板；2、图像编解码单元；3、电源单元；4、网络通讯单元；5、运动控制与信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，其特征在于：该远程箱是机器人主操作端微创手术在基于网络的条件下展开的数据通讯模块，包括箱体(1)，所述箱体(1)内集成有图像编解码单元(2)、电源单元(3)、网络通讯单元(4)、运动控制与信号处理单元(5)、状态显示单元(6)、交互单元(7)和接口单元(8)。/n

【技术特征摘要】
1.用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，其特征在于：该远程箱是机器人主操作端微创手术在基于网络的条件下展开的数据通讯模块，包括箱体(1)，所述箱体(1)内集成有图像编解码单元(2)、电源单元(3)、网络通讯单元(4)、运动控制与信号处理单元(5)、状态显示单元(6)、交互单元(7)和接口单元(8)。


2.根据权利要求1所述的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，其特征在于：所述箱体(1)包括箱壳(11)，所述箱壳(11)的顶端通过铰链铰接有箱盖(12)，所述箱壳(11)内侧顶端处滑动卡接有顶板(13)，所述顶板(13)的底端通过螺钉固定有支撑架(14)，所述支撑架(14)的底端通过螺钉固定有底板(15)，所述支撑架(14)的中间处通过螺钉固定有隔板(16)，所述箱体(1)用于布置远程箱各组成单元，方便整体运输。


3.根据权利要求1所述的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，其特征在于：所述图像编解码单元(2)由图像编码器组成，用于对立体内窥镜双路图像的编解码以及远程手术两端的传输。


4.根据权利要求1所述的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，其特征在于：所述电源单元(3)由工业电源模块组成，用于箱体内部各单元供电。


5.根据权利要求1所述的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，其特征在于：所述网络通讯单元(4)由工控机组成，用于在远程手术两端传输操作命令。


6.根据权利要求1所述的用于远程手术机器人操作系统的主端远程控制装置，其特征在于：所述运动控制与信号处理单元(5)由多轴运动控制卡组成，用于读取与控制机器人各关节运动。


7.根据权利要求1所述的用于远...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛海涛，王炳强，李建民，杨学成，褚光迪，苑航，
申请(专利权)人：青岛大学附属医院，
类型：发明
国别省市：山东;37