液体喷射控制装置、液体喷射系统以及控制方法_4

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电压波形的重复频率(例如数十[Hz]?数百[Hz])进行增减操作。对各刻度盘位置,例如以与对应的刻度的数值成比例地按一定量逐级升高的方式事先分配有重复频率指示值。需要注意的是,刻度盘位置的级数并不限定于五个级别,可以适当地设定级数。另外,还可以是与动量刻度盘811不同的级数。
[0120]这样,在实施例1中,外科医生在手术过程中进行的操作设为两个操作、S卩、使用动量刻度盘811进行的动量P的增减操作和使用重复频率刻度盘813进行的重复频率的增减操作。于是,固定电压振幅,对应每个重复频率,事先使规定的电压振幅下的动量P与上升沿频率之间的对应关系表格化。例如,如果将电压振幅设为图11所示的V5时,使与各等高线的交点A52、A53、……上的上升沿频率f52、f53、……对应于相应的等高线的动量P52、P53、……,从而创建电压振幅为V5的关于重复频率F51的数据表。对于其它重复频率也按照相同要领分别创建数据表。
[0121]需要注意的是,在此是固定电压振幅来创建数据表。相反,还可以是,例如在图11所示的坐标空间内定下基准线,获得基准线与动量P的各等高线相交的各交点上的上升沿频率及电压振幅来创建表格。例如,如果以图11中用虚线示出的直线作为基准线时,也可以使与各等高线的交点上的上升沿频率及电压振幅对应于相应的等高线的动量P5 1、P52、……来创建数据表。需要注意的是,图11中虚线所示的基准线还可以不是直线而例如是曲线。
[0122]于是,对动量刻度盘811的每个刻度盘位置1、2、……按照递升顺序分配各等高线的动量P51、P52、……作为动量指示值。由此,能够使动量刻度盘811移动一个刻度时的动量P的变化量为同程度。
[0123]另一方面,对重复频率刻度盘813的每个刻度盘位置1、2、……按照从低值到高值的顺序分配创建了所述数据表的各重复频率作为重复频率指示值。例如,如果不移动动量刻度盘811而仅移动重复频率刻度盘813的刻度,则可以在不改变动量P的情况下调整切削速度。
[0124]电源按钮82用于切换电源的开/关。喷射按钮84用于切换脉冲液体射流的喷射开始及喷射停止,提供与图1所示的喷射踏板83相同的功能。栗驱动按钮85用于切换从送液栗装置20向液体喷射装置30供给液体的供给开始及供给停止。
[0125]并且,在操作面板80-1上,显示有动量P、即一个脉冲的主射流的动量|>Ns] 851、重复频率[Hz] 853、和将它们相乘后的每单位时间的动量、S卩力[mN] 855的显示画面显示在液晶监视器87上,并且,在液晶监视器87上更新显示各值(下面统称为“动量信息”)的当前值。在此,在主射流动量851上显示的是动量指示值的当前值,在重复频率853上显示的是重复频率指示值。通过该显示画面,在手术过程中,外科医生能够边掌握从液体喷射开口部61喷射的脉冲液体射流有关的动量P、重复频率、每单位时间的动量(力)等当前值的同时,边进行作业。
[0126]需要注意的是,在手术过程中的显示画面上无需如图12这样将动量P、重复频率以及每单位时间的动量这三个全部显示,构成为显示动量P以及重复频率中至少一方即可。并且,除了动量P、重复频率等之外,还可以一并显示当前的上升沿频率(或者上升沿时间Tpr)和电压振幅中的至少一方或双方。并且,各值的显示并不限定于通过图12所示的数值的显示来进行各值的显示这种情况,还可以通过仪表显示来进行各值的显示,或者也可以用图表来显示从开始喷射脉冲液体射流起伴随增减操作的动量P、重复频率等的变化。
[0127]图13是示出实施例1中的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。如图13所示,液体喷射控制装置70-1具备操作部71、显示部73、控制部75以及存储部77。
[0128]操作部71通过按钮开关、杠杆开关、刻度盘开关、踏板开关等各种开关、触摸面板、触控板、鼠标等输入装置来实现,向控制部75输出对应于操作输入的操作信号。该操作部71具备动量刻度盘811以及重复频率刻度盘813。并且,虽未图示,但操作部71包括图1的喷射踏板83、图12所示的操作面板80-1上的电源按钮82、喷射按钮84、栗驱动按钮85。
[0129]显示部73通过LCD(Liquid Crystal D i sp I ay:液晶显示器)、EL显示器(Electroluminescence display:电致发光显示器)等显示装置来实现,基于从控制部75输入的显示信号,显示图12所示的显示画面等各种画面。例如,图12的液晶监视器87相当于显示部73。
[0130]控制部75通过CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)、DSP(DigitalSignal Processor:数字信号处理器)等微处理器、ASIC(Applicat1n SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)等控制装置及运算装置来实现,其统一控制液体喷射系统I的各部分。该控制部75具备压电元件控制部751、栗控制部756以及作为显示控制部的动量显示控制部757。需要注意的是,构成控制部75的各部也可以由专用的模块电路等硬件构成。
[0131]压电元件控制部751具备作为上升沿指标值设定部的上升沿频率设定部752、电压振幅设定部753以及重复频率设定部754,并且,根据动量刻度盘811的刻度盘位置和重复频率刻度盘813的刻度盘位置,由上升沿频率设定部752设定驱动电压波形的上升沿频率,由电压振幅设定部753设定驱动电压波形的电压振幅,由重复频率设定部754设定驱动电压波形的重复频率。
[0132]该压电元件控制部751进行按照各部752、753、754设定的上升沿频率、电压振幅以及重复频率来设定驱动电压波形,并使所设定的波形的驱动信号施加于压电元件45的控制。这时,压电元件控制部751作为上升沿形状设定部,按照图10的(a)所示的要领可变地设定驱动电压波形的下降沿部分的波形形状(下降沿波形),以使重复频率成为被重复频率设定部754设为重复频率指示值的频率。
[0133]栗控制部756向送液栗装置20输出驱动信号,驱动送液栗装置20。动量显示控制部757进行在显示部73上显示分配给选择中的动量刻度盘811的刻度盘位置的动量指示值(SP动量P的当前值)、分配给选择中的重复频率刻度盘813的刻度盘位置的重复频率指示值(SP重复频率的当前值)、和将它们相乘所求得的每单位时间的动量的控制。
[0134]存储部77通过R0M(ReadOnly Memory:只读存储器)、闪存R0M、RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器)等各种IC(Integrated Circuit:集成电路)存储器、或者硬盘等存储介质实现。存储部77中事先存储有用于启动液体喷射系统I来实现该液体喷射系统I所具有的各种功能的程序、执行该程序的过程中使用的数据等,或者每次处理时对程序和数据进行临时存储。
[0135]并且,存储部77存储动量转换表771。该动量转换表771是参照图11设定了上述的每个重复频率的动量P与上升沿频率及电压振幅的对应关系的数据表。
[0136]图14是动量转换表771的数据构成例的示意图。如图14所示,动量转换表771是重复频率刻度盘813的刻度盘位置(刻度)、分配给该刻度盘位置的重复频率指示值、动量刻度盘811的刻度盘位置、分配给该刻度盘位置的动量指示值、上升沿频率、及电压振幅相互对应的数据表,对应每个重复频率,设有规定的电压振幅V_001下的动量P与上升沿频率的对应关系。
[0137]参照该动量转换表771,上升沿频率设定部752从动量转换表771中读出与选择中的动量刻度盘811及重复频率刻度盘813的各刻度盘位置的组合对应的上升沿频率并加以设定,并且,当动量刻度盘811及重复频率刻度盘813中的任意一个被操作了时,从动量转换表771中读出与各刻度盘811、813的刻度盘位置的组合对应的上升沿频率并更新该设定。电压振幅设定部753将电压振幅固定设为V_001。
[0138]重复频率设定部754从动量转换表771中读出与选择中的重复频率刻度盘813的刻度盘位置对应的重复频率指示值来设定重复频率,并且,当重复频率刻度盘813被操作了时,从动量转换表771中读出所选择的刻度盘位置的重复频率指示值并更新重复频率的设定。
[0139][处理流程]
[0140]图15是示出喷射脉冲液体射流时、控制部75所进行的处理流程的流程图。首先,栗控制部756驱动送液栗装置20,压电元件控制部751驱动压电元件45,开始脉冲液体射流的喷射(步骤S111)。这时,上升沿频率设定部752获得选择中的动量刻度盘811以及重复频率刻度盘813的刻度盘位置,并从动量转换表771中读出对应于该组合的上升沿频率加以设定。并且,电压振幅设定部753读出设定在动量转换表771中的作为固定值的电压振幅。进一步地,重复频率设定部754从动量转换表771中读出分配给选择中的重复频率刻度盘813的刻度盘位置的重复频率指示值并设定重复频率。之后,压电元件控制部751根据这些上升沿频率、电压振幅以及重复频率设定驱动电压波形,并向压电元件45施加所设定的驱动电压波形的驱动信号。
[0141]并且,动量显示控制部757进行使显示部73显示动量信息的控制(步骤SI 13)。例如,动量显示控制部757从动量转换表771中读出分配给动量刻度盘811的刻度盘位置的动量指示值,并算出与在步骤Slll中读出的重复频率指示值的乘积、即每单位时间的动量。之后,动量显示控制部757在显示部73上对将这些动量指示值、重复频率指示值以及每单位时间的动量作为动量信息显示的显示画面进行显示处理。需要注意的是,关于每单位时间的动量,并不限于在进行动量信息的显示控制时算出的构成,也可以构成为在动量转换表771中进行设定等来对其进行读出。
[0142]之后,在至根据喷射踏板83、喷射按钮84的操作判断为结束脉冲液体射流的喷射为止的期间(步骤S133:否),控制部75在步骤SI 15中监视动量刻度盘811的操作,并在步骤S123中监视重复频率刻度盘813的操作。
[0143]之后,当操作了动量刻度盘811时(步骤SI15:是),上升沿频率设定部752从动量转换表771中读出与所选择的刻度盘位置和选择中的重复频率刻度盘813的刻度盘位置的组合对应的上升沿频率,并更新上升沿频率的设定(步骤S117)。之后,压电元件控制部751根据所设定的重复频率、上升沿频率以及电压振幅,设定驱动电压波形,并向压电元件45施加所设定的驱动电压波形的驱动信号(步骤S119)。
[0144]并且,动量显示控制部757进行从动量转换表771中读出分配给所选择的刻度盘位置的动量指示值并更新显示部73的显示的控制(步骤S121)。
[0145]另一方面,当操作了重复频率刻度盘813时(步骤S123:是),重复频率设定部754从动量转换表771中读出分配给所选择的刻度盘位置的重复频率指示值,并更新重复频率的设定(步骤S125)。接着,上升沿频率设定部752从动量转换表771中读出与所选择的刻度盘位置和选择中的动量刻度盘811的刻度盘位置的组合对应的上升沿频率,并更新上升沿频率的设定(步骤S127)。之后,压电元件控制部751根据所设定的重复频率、上升沿频率以及电压振幅设定驱动电压波形,并向压电元件45施加所设定的驱动电压波形的驱动信号(步骤SI29)。
[0146]并且,动量显示控制部757进行从动量转换表771中读出分配给所选择的刻度盘位置的重复频率并更新显示部73的显示的控制(步骤S131)。
[0147]根据该实施例1,针对每个重复频率,事先设定规定的电压振幅下的动量P与上升沿频率的对应关系,从而可以基于该对应关系设定最适合达到符合操作感觉的切削深度及切削体积的上升沿频率来控制压电元件45的驱动电压波形。例如,如果将动量刻度盘811移动一个刻度,则动量P变化相当于刻度间隔的量,因此,能够实现与用户的意愿、操作感觉匹配的切削深度、切削体积,能够提高操作性。
[0148]并且,能够增
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