一种应用于NOTES的装置和控制方法与流程

本发明涉及notes技术领域，尤其涉及一种应用于notes的装置和控制方法。

背景技术：

自然腔道内窥镜手术(notes)利用腔道内窥镜手术机器人

(naturalorificetransluminalendoscopicsurgeryrobot)有两种驱动模式：一种是通过人手直接驱动，另外一种就是通过驱动器驱动。通过驱动器驱动可以使医生不直接接触病人进行手术，并且允许两个医生同时操作该机器人进行同一个手术，对应驱动控制方案的代表为master(masterandslavetransluminalendoscopicrobot)的控制方案，但是master一一对应控制方案需要多个输入，造成使用者的不便利。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种应用于notes的装置和控制方法。

本发明采用的技术方案一方面为一种应用于notes的装置，包括：由第一按钮、第二按钮、第三按钮、第一编码器和第二编码器组成的输入端，由不同运动结构组成的执行端；所述第一编码器用于检测所述第一按钮、第二按钮的触发组合以载入对应的控制模式，所述第二编码器用于检测所述第三按钮的触发情况以输出用于驱动已激活的运动结构的控制指令，其中，所述控制模式用于定义所述运动结构属于已激活状态或未激活状态。

优选地，所述触发组合包括：第一按钮启动且第二按钮不启动，第一、二按钮均启动，第一按钮不启动且第二按钮启动，第一、二按钮均不启动。

优选地，所述运动结构包括若干枝干组件、驱动组件、转动组件、夹持组件和摆动组件，其中，所述枝干组件用于容纳所述驱动组件、转动组件、夹持组件和摆动组件；所述驱动组件用于为所述转动组件、夹持组件和摆动组件提供动力；所述转动组件用于旋转所述枝干组件；所述摆动组件用于调整所述枝干组件之间的角度。

本发明采用的技术方案另一方面为一种notes装置控制方法，适用于上述装置，包括：检测第一按钮、第二按钮的触发组合以定义运动结构属于已激活状态或未激活状态；检测第三按钮的触发情况以输出控制指令以驱动已激活的运动结构。

优选地，所述控制模式包括：用于激活夹持组件的夹持模式，用于激活摆动组件的摆动模式，用于锁死输入端的抱闸模式，用于激活驱动组件的伸缩模式。

优选地，在预设的循环时间内重新检测第一按钮、第二按钮的触发组合以定义运动结构属于已激活状态或未激活状态。

本发明的有益效果为通过两个按钮的组合来选择需要激活的运动结构，通过另一个按钮来驱动已激活的运动结构，能够在极少硬件的情况下完成对notes装置的功能实现，降低控制输入的数量，提供控制效率。

附图说明

图1所示为基于本发明实施例的内镜机器人的末端的示意图；

图2所示为基于本发明实施例的模式选择流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行说明。

基于发明的实施例，一种应用于notes的装置，包括：由第一按钮、第二按钮、第三按钮、第一编码器和第二编码器组成的输入端，由不同运动结构组成的执行端；所述第一编码器用于检测所述第一按钮、第二按钮的触发组合以载入对应的控制模式，所述第二编码器用于检测所述第三按钮的触发情况以输出用于驱动已激活的运动结构的控制指令，其中，所述控制模式用于定义所述运动结构属于已激活状态或未激活状态。

所述触发组合包括：第一按钮启动且第二按钮不启动，第一、二按钮均启动，第一按钮不启动且第二按钮启动，第一、二按钮均不启动。

所述运动结构包括若干枝干组件、驱动组件、转动组件、夹持组件和摆动组件，其中，所述枝干组件用于容纳所述驱动组件、转动组件、夹持组件和摆动组件；所述驱动组件用于为所述转动组件、夹持组件和摆动组件提供动力；所述转动组件用于旋转所述枝干组件；所述摆动组件用于调整所述枝干组件之间的角度。

基于发明的实施例，一种notes装置控制方法，适用于上述装置，包括：检测第一按钮、第二按钮的触发组合以定义运动结构属于已激活状态或未激活状态；检测第三按钮的触发情况以输出控制指令以驱动已激活的运动结构。

所述控制模式包括：用于激活夹持组件的夹持模式，用于激活摆动组件的摆动模式，用于锁死输入端的抱闸模式，用于激活驱动组件的伸缩模式。

在预设的循环时间内重新检测第一按钮、第二按钮的触发组合以定义运动结构属于已激活状态或未激活状态。

notes装置包括惯用的腔道内窥镜手术机器人的部件，(运动结构)主要包括摆动关节、转动关节、驱动关节和夹持关节；通过驱动组件、电机的供能，能实现上述各个关节的开合、转动、摆动等行为；因为腔道内窥镜手术机器人主要的功能的内容是驱动夹持关节进行夹持作业，相对的，机器人其他的例如转动、摆动和前进后退等行为都是辅助的作业，同时由于作业环境的特殊性，实际上进行辅助作业的各种动作的幅度都不会太大以防止伤及器官，在预设限制条件(摆动角度、旋转速度、伸缩长度等)的情况下，操作的精致程度并不需要太高，因此，简化驱动按钮可以节省操作的输入：通过两个按钮的触发组合，来选定某些关节是接下来的行为需要被操作(即被激活的部件)，其他的关节是暂时不需要被操作(即未激活的部件)，通过一个按钮实现对激活部件的控制就可以完成对机器人的使用过程。

作为实施例的进一步改进，如图1所示内窥镜手术机器人的执行端，实际结构不限于此结构。该图仅用于解释末端运动状态：提拉状态和腕关节转动状态、左右摆关节状态和夹持机构开合状态。

控制模式共有：提拉模式；腕关节转动模式；抱闸模式；调整模式；摆关节模式；夹持机构开合模式。

在本实施例中，第一臂段1为上述的枝干组件，第二臂段2为上述的转动组件，第三臂段3为上述的摆动组件，夹持结构4为上述的夹持组件；具体的，上述的驱动组件为驱动绳。

在提拉模式中，第二臂段2可带动夹持结构4和第三臂段3相对第一臂段1转动；

在左右摆关节模式中，第三臂段3可带动夹持结构4相对第二臂段2转动，第二臂段的转动方向与第三臂段3的转动方向各异，优选为相互垂直；

在腕关节转动模式中，夹持结构4的两个夹子可相对第三臂段3转动；两个夹子同向运动即为夹子闭合，背向运动即夹子张开；

在抱闸模式中，系统进入限制活动模式，防止误操作；在抱闸模式下，消化内镜机器人的机械结构锁死，医生不能继续对该设备进行操作；

由于操作杆在同一方向上连续操作的运动范围限制，提拉模式的转动角度、左右摆关节模式的转动角度、腕关节转动模式的转动角度或夹持结构开合模式的转动角度有可能无法一次运行到预期的位置，在这种情形下，开启调整模式；此时，电机停止转动，将该末端运动状态下对应的操作杆的位置重新调整，再进入相应的控制模式，使其对应的控制末端能够继续运动，直至预期的位置。

如图2所示的模式选择流程图。

开始启动装置，输入开机信号；进行归零(系统回到初始状态。检测触发装置的状态，进入不同的工作模式)；检测按钮a、b的状态以激活对应模式：包括a＝1，b＝0(激活masterencoder模式，腕关节转动模式)，a＝0，b＝1(激活masterencoder模式，提拉模式)；a＝0，b＝0(失活masterencoder模式，抱闸模式)；a＝1，b＝1(失活masterencoder模式，调整模式)。

同时当经过循环时间(设定为100ms)后，重新检测按钮a、b的状态以激活对应模式。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。