一种多自由度医用追随照明机器人控制系统

摘要

本发明公开了一种多自由度医用追随照明机器人控制系统，包括照明单元，用于提供照明光源；信号指示单元，用于指示照明光源照射位置和照射角度；信号采集单元，用于采集信号指示单元发出的照明需求信号；空间运算单元，采用双目立体视觉获取照射信号的空间位姿；运动单元，将照明光源移动追随照明需求的空间位姿；防撞击单元，在照明光源及其移动部件运动过程中发生碰撞或阻挡触发停止命令；信号标识单元，指示照射位置和照射角度；控制单元，为不同模式提供特定控制方法。本发明提供手动、自动和恒定三种智能模式的追随照明，减少用户操作，增加照明控制方式，贴合用户使用场景，为医护人员提供特定角度的追随照明，便捷高效。

说明书

技术领域

本发明涉及医用器具的控制领域，尤其涉及一种手术时用于照明的医用照明装置的控制方法。

背景技术

手术是治疗患者疾病的一种有效的治疗方法，医护人员进行手术时需要对患者的手术部位良好照明，目前手术室单纯配置无影灯，无法适用不同工作情况，特别在一些临时医疗应急处置场所，缺乏灵活照明条件，照明控制需要人工干预，手术过程中对特定部位需要特定角度照明，医护人员在繁重的手术过程中手工调节或保持特定角度光源不仅增加工作负担，而且个体差异导致偏差。因此，解决手术照明装置的自动化追随照明的控制，显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种多自由度医用追随照明机器人控制系统，用于手术过程灵活角度的照明需求，提供三种照明模式：手动追随照明模式、自动追随照明模式和恒定追随照明模式。

手动追随照明模式，运动单元保持待机状态并维持照明机器人当前动作，当照明光源及其移动部件受到碰撞或超过限定的外力时触发防撞击单元，控制单元将运动单元的待机维持状态改为保持当前状态的阻尼状态，从而照明光源及其移动部件的位置姿态可由外力作用调整；

自动追随照明模式，医护人员通过信号指示单元标记照明需求的空间位置和照射角度，由信号采集单元采集信号指示单元发出的照明需求信号，经空间运算单元计算获取照射信号的空间位姿，控制单元控制运动单元将照明光源移动追随照明需求的空间位姿；

恒定追随照明模式，照明单元和运动单元相对静止，照明光源照射角度和空间位置固定。

照明光源及其移动部件在静止情形或是运动情形受到碰撞或超过限定的外力作用，防撞击单元触发指示信号，控制单元控制运动单元停止动作，仅提供保持当前状态的阻尼，超过限定的外力将迫使照明光源及其移动部件的位置姿态改变，当碰撞或超过限定的外力消失，控制单元根据当前照明模式指示运动单元作用：手动追随照明模式下，控制单元控制运动单元停止动作，仅提供保持当前状态的阻尼；自动追随照明模式下，控制单元控制运动单元继续追随当前照明需求的空间位姿；恒定追随照明模式下，控制单元控制运动单元驱动照明单元回归前一固定的空间位姿。

进一步改进在于，所述超过限定的外力可由防撞击单元调整，低于限定的外力不触发防撞击单元。

进一步改进在于，所述信号指示单元指示照明光源照射位置和照射角度，所述信号采集单元未收到照明需求信号，控制系统进入自动追随照明模式。

进一步改进在于，所述信号指示单元指示照明光源照射位置和照射角度的同时，触发自动追随照明模式。

进一步改进在于，所述恒定追随照明模式需要外部开关输入信号至控制单元触发。

附图说明

图1是本发明的一种多自由度医用追随照明机器人控制系统流程图；

图2是实施例所述一种多自由度医用追随照明机器人控制系统流程图；

图3是实施例所述一种多自由度医用追随照明机器人控制系统发生碰撞或外力作用的控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种多自由度医用追随照明机器人控制系统，包括照明单元，作为主要工作单元，提供照明光源；信号指示单元，用于使用者指示或标记照明光源照射位置和照射角度；信号采集单元，用于采集信号指示单元发出的照明需求信号；空间运算单元，采用双目立体视觉获取照射信号的空间位姿；运动单元，将照明光源移动追随照明需求的空间位姿；防撞击单元，在照明光源及其移动部件运动过程中发生碰撞或阻挡触发停止命令；信号标识单元，用于标识当前照明光源的照射空间姿态，指示照射位置和照射角度；控制单元，用于控制系统的模式选择，为不同模式提供特定控制方法。

控制系统开启后自发进入手动追随照明模式，运动单元保持待机状态并维持照明机器人当前动作，当照明光源及其移动部件受到碰撞或超过限定的外力时触发防撞击单元，控制单元将运动单元的待机维持状态改为保持当前状态的阻尼状态，从而照明光源及其移动部件的位置姿态可由外力作用调整；

自动追随照明模式，医护人员通过信号指示单元标记照明需求的空间位置和照射角度，由信号采集单元采集信号指示单元发出的照明需求信号，经空间运算单元计算获取照射信号的空间位姿，控制单元控制运动单元将照明光源移动追随照明需求的空间位姿；

信号指示单元发出恒定追随照明信号，系统进入恒定追随照明模式，照明单元和运动单元相对静止，照明光源照射角度和空间位置固定。

照明光源及其移动部件在静止情形或是运动情形受到碰撞或超过限定的外力作用，防撞击单元触发指示信号，控制单元控制运动单元停止动作，仅提供保持当前状态的阻尼，超过限定的外力将迫使照明光源及其移动部件的位置姿态改变，当碰撞或超过限定的外力消失，控制单元根据当前照明模式指示运动单元作用：手动追随照明模式下，控制单元控制运动单元停止动作，仅提供保持当前状态的阻尼；自动追随照明模式下，控制单元控制运动单元继续追随当前照明需求的空间位姿；恒定追随照明模式下，控制单元控制运动单元驱动照明单元回归前一固定的空间位姿。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。