基于漫反射激光感应器的手术机器人操作台监测系统的制作方法

本实用新型涉及手术机器人操作监测领域，具体的说是涉及基于漫反射激光感应器的手术机器人操作台监测系统。

背景技术：

以达芬奇系统为代表的手术机器人目前发展迅速。和普通腹腔镜相比，手术机器人可以允许主刀医生以坐姿在主操作台上，通过手指控制手柄操作机械手臂进行手术。手术机器人的主刀医生大多有丰富的腹腔镜手术经验，在腹腔镜手术中养成的习惯，会带入到手术机器人的操作中。其中一个重要表现是双手臂会不自主地抬离托台，造成悬空，这样既造成术者的肩部疲劳，又影响到手指的精确操作，不符合人体工学设计，因此，需要在基础训练时就养成良好的习惯。需要监测系统能自动识别术者前臂抬离托台时的状态，并且进行提醒。为了不影响术者的操作和手感，该系统不能和术者身体接触，以免增加负重。因此，我们设计了基于漫反射激光感应器的手术机器人操作台监测系统。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型的目的在于提供基于漫反射激光感应器的手术机器人操作台监测系统。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提供了基于漫反射激光感应器的手术机器人操作台监测系统，包括手术机器人操作台，手术机器人操作台包括操作手柄和手臂托台，所述手臂托台中间设有隔板，将手臂托台分隔成左手臂托台和右手臂托台，所述手臂托台两端分别设有一个漫反射激光感应器，每个所述漫反射激光感应器均与控制器电连接。

上述技术方案中，还包括语音提醒单元；所述语音提醒单元与控制器连接。

上述技术方案中，每个所述漫反射激光感应器是扩散反射式光电开关，包括发光器和收光器；手术过程中，手术操作人员的两前臂放在手臂托台上，两个漫反射激光感应器的发光器分别对准对应位置的左手臂托台和右手臂托台发射光束，放在手臂托台上两前臂挡住了光，并把光部分反射回来，与每个发光器对应设置的收光器就收到光信号，并分别输出相应开关控制信号到中心控制器。

上述技术方案中，所述漫反射激光感应器通过RS232、USB或者以太网接口与控制器5的接口连接。

上述技术方案中，所述控制器是具有RS232、网口、USB接口且主板具有PCIE×4或者以上的工控机、PC机或服务器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的基于漫反射激光感应器的手术机器人操作台监测系统，通过漫反射激光感应器作为检测元件，能自动识别手术操作人员前臂抬离托台时的状态，并且进行提醒。同时，不影响手术操作人员的操作和手感，且本实用新型提供的监测系统不与手术操作人员身体接触，不会增加负重。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的原理示意图；

图3为漫反射激光感应器的结构示意图；

附图标记说明：

1、手术机器人操作台；2、操作手柄；3、手臂托台；33、隔板；左 31、手臂托台；32、右手臂托台；4、漫反射激光感应器；41、发光器；42、收光器；5、控制器；6、语音提醒单元；

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。

如图1和图2所示，本实用新型提供了基于漫反射激光感应器的手术机器人操作台监测系统，包括手术机器人操作台1，手术机器人操作台1包括操作手柄2和手臂托台3，所述手臂托台3中间设有隔板4，将手臂托台3分隔成左手臂托台31和右手臂托台32，所述手臂托台3两端分别设有一个漫反射激光感应器4，每个所述漫反射激光感应器4均与控制器5电连接。

本实用新型中，还包括语音提醒单元6；所述语音提醒单元6与控制器5连接。具体的语音提醒单元6为蜂鸣器。

本实用新型中，每个所述漫反射激光感应器4是扩散反射式光电开关，包括发光器41和收光器42，但前方没有反光板；发光器41 对准手臂托台3发射光束，一般情况下发光器41对准手臂托台3发出的光收光器42是收不到的。手术过程中，手术操作人员的两前臂放在手臂托台3上，两个漫反射激光感应器4的发光器41分别对准对应位置的左手臂托台31和右手臂托台32发射光束，放在手臂托台 3上两前臂挡住了光，并把光部分反射回来，与每个发光器41对应设置的收光器42就收到光信号，并分别输出相应开关控制信号到中心控制器5。

扩散反射式光电开关通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路；发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器由光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在接收器后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号，并将信号通过接口发送给控制器5。具体的，所述漫反射激光感应器4通过RS232、USB或者以太网接口与控制器5的接口连接。

本实用新型中，漫反射激光感应器4可以是ELC-D40N漫反射激光传感器。

本实用新型中，所述控制器5是具有RS232、网口、USB接口且主板具有PCIE×4或者以上的工控机、PC机或服务器。

系统安装说明：

本系统采用漫反射激光感应器4作为检测元件，采用语音提示模块(蜂鸣器)作为报警装置。将2个漫反射激光感应器4分别装置在手臂托台两端，以能检测到手臂托台中间最高位置，且安装位置保证光束不会打到设置在手臂托台3中间的隔板33处为准，通过测试来调整漫反射激光感应器4到合适的位置；漫反射激光感应器4最大检测距离为30cm。本实用新型采用5V或12V供电，采用适配器进行转换。

工作原理：

当手术操作人员的两手握住前方操作手柄2且两手臂分别放在左手臂托台31和右手臂托台32上时，安装在手臂托台两端的两个漫反射激光感应器4的发光器一起发射小光点束到手臂托台中间，放在手臂托台3上两前臂挡住了光，并把光部分反射回来，与每个发光器 41对应设置的收光器42就收到光信号，并分别输出一个开关控制信号给控制器5，控制器同时接收到两个信号时，说明两端均检测到目标，蜂鸣器不响；当有不规范操作时，手术操作人员的两手未放在手臂托台或其中一只手未放在手臂托台时，存在两端未均收到光信号，控制器5无法同时接收到两个信号时，说明手臂未均与手臂托台接触，则蜂鸣器报警。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。