不第一旋转传感器，例如光学传感器或磁性传感器，第一旋转传感器安装在传感器主体22中。第一传感器40具有编码构件41，这里是盘，和编码器42。编码器42相对于盘41的相对旋转可以被检测，且导致表征旋转的传感器信号。第一传感器40这里与在印刷电路板51上的电路50进行电接触，传感器信号可以从印刷电路板51通过信号接口 52被输出。
[0037]编码器42固定地附接至传感器主体22。盘41可旋转地固定至旋转体套筒23，这里旋转体套筒23借助于套筒23的部分23a部分地延伸至传感器主体22中。套筒23相对于传感器主体22的旋转将因此使盘41相对于编码器42旋转，且在信号接口 52处产生可获得的第一检测信号。
[0038]除了第一旋转传感器40，这里的装置包括第二旋转传感器46，第二旋转传感器46相对于套筒23布置在第一传感器40的外面。第二传感器46也具有码盘47和编码器48。编码器48固定地布置在传感器主体22中。盘47旋转地连接至扭矩传递构件49，扭矩传递构件49沿手柄的纵向轴线C同轴地布置在部分23a内。构件49因此超过第一编码器40延伸至传感器主体22的外部且还穿过旋转体套筒23。在构件49的远侧端49a处，构件49旋转地连接至刚性轴21。两部分被“旋转地连接”或“旋转地固定”的表述这里旨在表示当一部分旋转时，另一部分也将旋转。因此，当传感器主体22相对于刚性轴21旋转时，盘47将相对于编码器48旋转，且传感器46将产生第二检测信号。第二传感器46也与在印刷电路板51上的电路50电接触，第二检测信号可以通过信号接口 52从印刷电路板51输出。
[0039]手柄的各部分，以及特别是传感器主体的操作的细节现在将参考附图4进行讨论。
[0040]就像在实际的相机中，器械10的旋转将旋转显示在显示器4上的视野。由于接口的轴21相对于旋转是固定的，因此器械的旋转将对应于套筒23(套筒23具有握持部分)相对于轴21的旋转。在套筒23与轴21之间的相对旋转可以通过组合来自第一传感器40的第一检测信号(对应于套筒23与轴21之间的相对旋转)和来自第二旋转传感器46的第二检测信号(对应于传感器主体22与轴21之间的相对旋转)的信息来重获。如上面提到的，传感器主体22和旋转体套筒23优选地通过一定的摩擦被联接，使得传感器主体22和旋转体套筒23通常一起旋转。这样的手柄旋转将导致来自第一传感器40和第二传感器46的相同的信号。注意，传感器信号的组合可以由电路50提供。可选地，第一传感器信号和第二传感器信号未改变地提供至处理单元3，且该组合在那里被提供。
[0041]实际的相机器械还具有相对于该器械旋转图像传感器的功能，以便旋转提供在显示器4上的视图，而实质上不改变视野。在相机接口 1中，这样的图像传感器的调整的模拟可以通过检测传感器主体22相对于套筒23的相对旋转来提供。这样的旋转直接由第一传感器40检测。
[0042]参考附图2，参考53表示触敏用户接口的示例性实施方案。图示的用户接口 53具有四个按钮54，该四个按钮54在模拟系统中用于控制特性，例如锁定用户接口 1，使得手术模拟系统2不再寄存来自用户接口 1的输入，从而允许使用者释放接口且允许使用者集中精力至其它的器械。在用户接口 53上的其它的按钮可以例如控制特性，例如用于显示在显示器4上的图像的模拟缩放和聚焦。用户接口 53与在印刷电路板51上的电路50电接触，输入信号可以从印刷电路板51通过信号接口 52输出。
[0043]与用户接口 53的互动将因此在信号接口 52处产生可获得的互动的信号。该按钮的构造、数量或功能决不限于该实施方案，另外的可能性包括单个按钮或例如触敏显示器，该触敏显示器可以动态地显示代表了手术模拟系统2上的功能或菜单的任何数量的区域。
[0044]参考图4，在印刷电路板51上的电路50可以能够将来自第一传感器40和第二传感器46的模拟信号转化成数字信号。例如，电路50可以适合于转化模拟信号以提供分别代表旋转体套筒23相对于轴21的旋转和传感器主体22相对于轴的旋转的信号。电路50还可以转化来自用户接口 53的数字信号。在一个示例性实施方案中，电路50适合于将信号转化成符合USB标准的数字数据信号。接口 52这里通过信号线55 (见附图1)连接至处理单元3。该连接可以可选地是无线的，例如，蓝牙或WiFi。
[0045]本领域的技术人员意识到，本发明决不限于上文描述的优选的实施方案。相反地，在所附的权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。例如，可以使用其它类型的传感器和编码器，以用于检测旋转以及平移。例如，霍尔效应传感器或压电传感器。
【主权项】
1.一种用于手术模拟系统(2)的用户接口设备(1)，所述接口包括: 支架(11)，其具有支撑件(15)和围绕第一轴线(A)相对于所述支撑件(15)可旋转的悬架部分(16)， 器械(10)，其具有刚性轴(21)，所述刚性轴(21)具有沿着不平行于所述第一轴线(A)的纵向轴线(C)的主延伸部， 所述轴(21)由所述悬架部分(16)悬接以便沿所述纵向轴线(C)相对于所述悬架部分(16)是可平移的，和 第一旋转传感器(25)，其布置成检测所述悬架部分(16)围绕所述第一轴线(A)相对于所述支撑件(15)的旋转， 其特征在于， 引导表面(18a)，其布置在距所述第一轴线(A) —距离处，并且相对于所述支撑件(15)被固定，以及 第一滚子(30)，其布置在所述第一轴线(A)与所述引导表面(18a)之间，所述第一滚子与所述引导表面(18a)摩擦地接合，以便当所述悬架部分(16)围绕所述第一轴线(A)相对于所述支撑件(15)旋转时旋转， 其中所述第一旋转传感器(25)布置成检测所述第一滚子(30)的旋转。2.根据权利要求1所述的接口，其中，所述支撑件(15)包括布置成覆盖所述悬架部分(16)的罩(18)，其中所述引导表面(18a)由所述罩(18)的内表面形成。3.根据权利要求1或2所述的接口，其中，所述第一滚子(30)布置在第一杆(29)上，所述第一杆(29)抵靠所述引导表面(18a)被弹簧加载。4.根据前述权利要求中任一项所述的接口，还包括第二滚子(37)和第二旋转传感器(26)，所述第二滚子(37)与所述刚性轴(21)摩擦地接合，以便当所述刚性轴(21)沿所述纵向轴线(C)相对于所述悬架部分(16)平移时旋转，所述第二旋转传感器(26)布置成检测所述第二滚子(37)的旋转。5.根据权利要求4所述的接口，其中，所述第二滚子(37)布置在第二杆(36)上，所述第二杆(36)抵靠所述刚性轴(21)被弹簧加载。6.根据前述权利要求中任一项所述的接口，其中，所述支撑件(15)相对于所述支架(11)的固定底座(12)围绕第二轴线(B)是可旋转的，所述第二轴线(B)不平行于所述第一轴线(A)，使得所述轴(21)围绕所述第二轴线(B)是可枢转的。7.根据前述权利要求中任一项所述的用户接口，其中，所述刚性轴(21)就围绕所述纵向轴线(C)的旋转而言相对于所述悬架部分(16)被固定。8.根据前述权利要求中任一项所述的用户接口，其中，所述器械(10)是相机模拟器。9.根据权利要求8所述的用户接口，其中，所述相机接口包括: 刚性轴(21)，其具有沿纵向轴线(C)的主延伸部，所述刚性轴由支架(11)可枢转地支撑并且相对于所述支架在所述轴向方向上是可移动的，所述刚性轴就围绕所述纵向轴线的旋转而言相对于所述支架被固定， 手柄(20)，其刚性地附接至所述刚性轴(21)，所述手柄(20)具有围绕所述纵向轴线相对于所述刚性轴(21)是可旋转的旋转体套筒(23)，和传感器主体(22)，所述传感器主体(22)围绕所述纵向轴线(C)相对于所述刚性轴(21)和所述旋转体套筒(23)是可旋转的，并且所述传感器主体(22)包括: 第一旋转传感器(40)，其适合于检测所述旋转体套筒(23)相对于所述传感器主体(22)的旋转， 第二旋转传感器(46)，其适合于检测所述传感器主体(23)相对于所述刚性轴(21)的旋转，和 信号接口(52)，其连接成接收来自所述第一旋转传感器(40)的第一检测信号并且接收来自所述第二旋转传感器(46)的第二检测信号。10.根据权利要求9所述的用户接口，还包括处理电路(50)，所述处理电路(50)适合于组合所述第一传感器信号和所述第二信号以提供代表了所述套筒(23)与所述刚性轴(21)之间的相对转动的信号。11.一种手术模拟系统，包括: 处理单元(3)，其用于执行用于模拟手术过程的模拟软件， 显示器(4)，其用于显示所模拟过程的显像，和 根据前述权利要求中任一项所述的用户接口(1)，所述用户接口(1)连接至所述处理单元，以用于允许用户与在所述显示器中可视化的计算机模拟互动。
【专利摘要】一种用户接口设备(1)，包括支架(11)，该支架(11)具有支撑件(15)和围绕第一轴线(A)可旋转的悬架部分(16)。还包括相机模拟器(10)，相机模拟器(10)具有刚性轴(21)，刚性轴(21)具有沿纵向轴线(C)的主延伸部，刚性轴(21)由悬架部分(16)悬接使得其可以沿纵向轴线(C)平移。第一旋转传感器(25)布置成检测悬架部分(16)围绕第一轴线(A)的旋转，引导表面(18a)布置在距第一轴线(A)一距离处，并且第一滚子(30)布置在轴线(A)和引导表面(18a)之间，以当悬架部分(16)围绕第一轴线(A)旋转时旋转，其中第一旋转传感器(25)布置成检测第一滚子(30)的旋转。该解决方案能够得到价格更加合理的令人满意的测量分辨率。
【IPC分类】G09B23/28
【公开号】CN105378819
【申请号】CN201480031503
【发明人】安德斯·拉尔森, 克里斯特尔·约翰逊, 马蒂亚斯·尼斯托姆
【申请人】外科科学瑞典有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年6月3日
【公告号】EP2811479A1, US20160117956, WO2014195282A1