医疗机器人的驱动器调试方法、工控机及医疗机器人与流程

专利2024-07-14  64



1.本说明书涉及医疗机器人技术领域,特别涉及一种医疗机器人的驱动器调试方法、工控机及医疗机器人。


背景技术:

2.现有医疗机器人包括多个手术器械,每个手术器械包括多个关节。各个关节都有一台电机,每台电机都有对应的驱动器,驱动器需要配置参数后才可控制电机正常运动。目前,驱动器的调试需要上位机软件分别通过串口连接每一台电机驱动器进行。这样的调试方法操作繁琐且效率低。
3.针对上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素:

4.本说明书实施例提供了一种医疗机器人的驱动器调试方法、工控机及医疗机器人,以解决现有技术中医疗机器人的驱动器调试效率低的问题。
5.本说明书实施例提供了一种医疗机器人的驱动器调试方法,所述医疗机器人包括工控机和多个驱动器,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat通信连接,所述方法应用于所述工控机,包括:
6.响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;
7.根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;
8.响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
9.在一个实施例中,所述医疗机器人包括工控机和多个驱动器,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat通信连接,所述方法应用于所述工控机,包括:
10.响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;
11.根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;
12.响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中
13.在一个实施例中,在基于所述设备号确定所述多个驱动器是否成功安装之后,还包括:
14.对所述医疗机器人的器械关节进行图形化界面显示;
15.当确定所述多个驱动器中的一个或多个驱动器未成功安装时,对未成功安装的一个或多个驱动器对应的器械关节进行标记显示。
16.在一个实施例中,根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息,包括:
17.读取所述目标驱动器的设备号对应的伺服参数文件;
18.对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中;
19.扫描所述目标驱动器,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值;
20.基于所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值更新所述可视化表格,得到所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息。
21.在一个实施例中,对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中,包括:
22.确定所述伺服参数文件中的根节点元素,并基于所述根节点元素对所述目标驱动器的伺服参数进行分组;
23.从所述伺服参数文件中解析出各分组的根节点元素对应的子节点元素,并将所述各分组的根节点元素对应的子节点元素填入所述可视化表格中。
24.在一个实施例中,所述目标驱动器包括至少两个驱动器;所述伺服参数文件中包括所述多个驱动器中各驱动器对应的多个伺服参数的默认数据。
25.在一个实施例中,响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中,包括:
26.响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值;
27.基于所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
28.本说明书实施例还提供了一种医疗机器人的工控机,所述医疗机器人还包括多个驱动器,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat通信连接,所述工控机包括:
29.选定模块,用于响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;
30.获取模块,用于根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;
31.调试模块,用于响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
32.本说明书实施例还提供了一种医疗机器人,所述医疗机器人包括工控机、多个驱动器和多个器械关节,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat通信连接;
33.所述多个驱动器与所述多个器械关节一一对应,用于驱动对应的器械关节中的电机工作;
34.所述工控机用于响应于用户对器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;还用于根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;还用于响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
35.在一个实施例中,所述工控机中安装有运动控制软件和图形用户界面应用程序开发框架;所述图形用户界面应用程序开发框架中存储有开发人员预先开发的用户界面;
36.所述工控机利用所述用户界面响应于用户对器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;还利用所述用户界面响应于所述用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值;
37.所述用户界面将获得的所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值传送至所述运动控制软件的plc模块,以将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
38.本说明书实施例还提供一种医疗设备,包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器,所述处理器执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的医疗机器人的驱动器调试方法的步骤。
39.本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述指令被执行时实现上述任意实施例中所述的医疗机器人的驱动器调试方法的步骤。
40.在本说明书实施例中,提供了一种医疗机器人的驱动器调试方法,通过ethercat将工控机与医疗机器人中的多个驱动器通信连接,工控机能够接收用户对医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号,进而根据设备号获取该目标驱动器的伺服参数信息,还可以接收用户对目标驱动器的伺服参数信息的调试操作,获取该调试操作对应的调试后的伺服参数信息,并通过ethercat网络将调试后的伺服参数信息写入目标驱动器中。由于工控机连接多个驱动器,因此,可以通过工控机对医疗机器人的多个驱动器的参数进行调试,无需重复插拔线缆,可以同时修改多个驱动器的伺服参数,调试效率高,可以节约人工成本和时间成本。
附图说明
41.此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解,构成本说明书的一部分,并不构成对本说明书的限定。在附图中:
42.图1示出了驱动器调试的示意图;
43.图2示出了医疗机器人机械结构图;
44.图3示出了传统调试驱动器示意图;
45.图4示出了本说明书一实施例中医疗机器人的驱动器调试方法的流程图;
46.图5示出了本说明书一实施例中的驱动器调试的示意图;
47.图6示出了本说明书一实施例中的调试系统总流程图;
48.图7示出了本说明书一实施例中安装向导模块的流程图;
49.图8示出了本说明书一实施例中安装向导模块-关节安装示意图;
50.图9示出了本说明书一实施例中安装向导模块-关节报错示意图;
51.图10示出了本说明书一实施例中参数向导模块主界面显示图;
52.图11示出了本说明书一实施例中安装向导模块-选中关节示意图;
53.图12示出了本说明书一实施例中参数向导模块的主界面显示图;
54.图13示出了本说明书一实施例中参数向导模块解析xml流程图;
55.图14示出了本说明书一实施例中参数向导模块流程图;
56.图15示出了本说明书一实施例的医疗机器人的工控机的结构框图;
57.图16示出了本说明书一实施例的医疗设备组成结构示意图。
具体实施方式
58.下面将参考若干示例性实施方式来描述本说明书的原理和精神。应当理解,给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本说明书,而并非以任何方式限制本说明书的范围。相反,提供这些实施方式是为了使本说明书公开更加透彻和完整,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
59.本领域的技术人员知道,本说明书的实施方式可以实现为一种系统、装置设备、方法、计算机可读存储介质、计算机程序产品、数据结构或信号/数据流。因此,本说明书公开可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等),或者硬件和软件结合的形式。
60.图1示出了驱动器调试的示意图。如图1所示,电机驱动器在驱动电机前,需要借助调试软件配置电机的相关参数,如额定电流,额定电压等,参数跟电机实际参数匹配后,驱动器才能驱动电机正常运行。
61.医疗机器人可以包括多个手术器械,各手术器械包括多个器械关节,各器械关节中的电机均由单独的驱动器驱动。图2示出了医疗机器人机械结构图。如图2所示,医疗机器人的执行机构通常由医生控制台和患者手术平台组成。图2左侧为医生控制台,医生控制台可以包括两条主控臂,这两条主控臂的关节的驱动参数可以通用。图2的右侧为患者手术平台。患者手术平台包括至少一条操作臂,操作臂关节的驱动参数也可以通用。
62.图3示出了传统调试驱动器示意图。如图3所示,目前,医疗机器人的器械关节的驱动器的调试可以由电脑通过网线或者串口连接驱动器,配置好对应的电机参数后,电机可以正常运行,然后拔掉连接线接着连接下一个驱动器进行配置,重复以上步骤。医疗机器人总共有几十个关节,传统方法在医疗机器人领域有挺多的弊端,例如需要重复插拔线缆,无法同时修改多个驱动器参数,而且调试效率偏低等。
63.基于此,本说明书实施例提供了一种医疗机器人的驱动器调试方法。图4示出了本说明书一实施例中医疗机器人的驱动器调试方法的流程图。虽然本说明书提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构,但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中,这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本说明书实施例描述及附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时,可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构连接进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至分布式处理环境)。
64.具体地,如图4所示,本说明书一种实施例提供的医疗机器人的驱动器调试方法可以包括以下步骤:
65.步骤s401,响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号。
66.本说明书实施例中的医疗机器人的驱动器调试方法应用于所述工控机。工控机,即工业控制计算机,为医疗机器人的一部分。医疗机器人中的工控机是一种采用总线结构,对手术过程及手术器械进行检测与控制的工具总称。
67.医疗机器人可以包括工控机和多个驱动器。工控机作为主控制站,多个驱动器作为从站,工控机通过ethercat通讯方式与多个驱动器依次连接。请参考图5,示出了本说明书一实施例中的驱动器调试的示意图。如图5所示,借助医疗机器人原有的工控机环境,通过ethercat将作为主站的工控机与作为从站的驱动器连接即可。
68.ethercat(ether control automation technology,以太网控制自动化技术)是确定性的工业以太网,主要完成通信和控制应用两部分功能,ethercat物理层选用标准以太网物理层器件。ethercat的主站可以用软件在标准的以太网媒体接入控制器中实现。ethercat的从站需要特殊的ethercat从站控制器,才能实现飞速传输,例如,可以用fpga来实现,且已有现成的代码,此控制器也可以用asic来实现。
69.工控机可以在可视化图形界面中对医疗机器人的器械关节进行显示。用户可以对图形界面中显示的器械关节进行选择,进而对选择的器械关节对应的驱动器进行调试。工控机可以响应于用户对医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关机对应的目标驱动器的设备号。其中,设备号是指工控机上连接的所有驱动器的编号。例如,可以从0开始,按驱动器在总线上的连接顺序自动编号。
70.工控机中可以存储有器械关节与驱动器设备号之间的对应关系。在用户选定器械关节之后,工控机可以基于存储的器械关节与驱动器设备号之间的对应关系,确定该器械关节对应的目标驱动器的设备号。
71.步骤s402,根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息。
72.在获得目标驱动器的设备号之后,工控机可以获取目标驱动器对应的当前伺服参数信息。其中,伺服参数信息可以包括驱动器的多个伺服参数的信息,多个伺服参数可以包括以下至少之一:额定电流、额定电压、电机类型、刹车类型、传感器开关、检测开关、马达类型、编码器线数、电机电阻、电机电压、电机电感、编码器类型、电机增益等。工控机可以从目标驱动器获取该驱动器当前的所有伺服参数的信息。
73.步骤s403,响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
74.用户可以在工控机的图形显示界面中对目标驱动器对应的伺服参数信息进行调试操作。其中,调试操作可以是对目标驱动器的一个或多个参数的参数值进行调试。工控机可以响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取调试操作对应的调试后的伺服参数信息,并将调试后的伺服参数信息写入目标驱动器中。
75.上述实施例中,通过ethercat将工控机与医疗机器人中的多个驱动器通信连接,工控机能够接收用户对医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号,进而根据设备号获取该目标驱动器的伺服参数信息,还可以接收用户对目标驱动器的伺服参数信息的调试操作,获取该调试操作对应的调试后的伺服参数信息,并通过ethercat网络将调试后的伺服参数信息写入目标驱动器中。由于工控机连接多个驱动器,因此,可以通过工控机对医疗机器人的多个驱动器的参数进行调试,无需重复插拔线缆,可以同时修改多个驱动器的伺服参数,调试效率高,可以节约人工成本和时间成本。
76.在本说明书一些实施例中,在获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号之
前,还可以包括:对所述多个驱动器进行扫描,以获取多个设备号;基于所述设备号确定所述多个驱动器是否成功安装。
77.具体地,可以基于ethercat将工控机与多个驱动器进行通信连接,即安装驱动器或者说安装驱动器对应的器械关节。若安装成功,则在对多个驱动器进行扫描时,可以获得所有驱动器的设备号。若存在驱动器未成功安装,则获得的设备号少于驱动器的个数。一个驱动器未成功安装的情况下,一次连接在该驱动器之后的驱动器均未成功安装。
78.请参考图6,示出了本说明书一实施例中的调试系统总流程图。本实施例中,可以将工控机划分为安装向导模块和参数向导模块。利用安装向导模块通过ethercat通讯方式获取工控机连接到的设备,将获取的设备号按网线连接顺序依次对应机器人的关节,并通过图形化的界面显示,实现安装向导。利用参数向导模块选中需要调试的关节,且可以选中多个关节,并根据选择结果提供一套对应多个关节的标准参数及对应的参考范围,在用户编辑修改之后,可以对对驱动器参数进行读写,实现参数向导,即驱动器的调试,直至电机正常运行。
79.请参考图7,示出了本说明书一实施例中安装向导模块的流程图。如图7所示,可以安装对应关节,即将器械关节对应的驱动器连接至工控机。之后,可以扫描多个驱动器,获取对应的从站号(即,设备号)。在获得所有驱动器的从站号的情况下,更新用户界面对器械关节进行显示。在未获得所有驱动器的从站号的情况下,可以重新安装对应关节,直至所有驱动器安装成功。
80.请参考图8,示出了本说明书一实施例中安装向导模块-关节安装示意图。如图8所示,在本调试系统安装向导模块中,“o”形标识当前已经安装完成的关节,未安装的关节显示“/”,可以清晰地将当前机器的安装进度反馈给安装者,实现简易的人机交互。
81.图9示出了本说明书一实施例中安装向导模块-关节报错示意图。如图9所示,在安装完成后,可以检测当前从站的报错码,如果不为0则说明处于报错状态,ui中此关节会显示禁止符号
82.在本说明书一些实施例中,在基于所述设备号确定所述多个驱动器是否成功安装之后,还可以包括:对所述医疗机器人的器械关节进行图形化界面显示;当确定所述多个驱动器中的一个或多个驱动器未成功安装时,对未成功安装的一个或多个驱动器对应的器械关节进行标记显示。同时,对于标记显示的器械关节,不允许用户对其进行选择操作,即不允许用户对安装失败的驱动器进行参数调试。
83.在本说明书一些实施例中,根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息,可以包括:读取所述目标驱动器的设备号对应的伺服参数文件;对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中;扫描所述目标驱动器,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值;基于所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值更新所述可视化表格,得到所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息。
84.可以在伺服参数文件中提供驱动器的标准参数信息。在获得目标驱动器的设备号之后,可以读取目标驱动器对应的伺服参数文件。伺服参数文件可以是xml格式等。可以对伺服参数文件进行解析,以获取目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据。其中,默认数
据可以包括该参数的类型、默认数值、取值范围、参数描述等信息。可以将多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中。之后,可以扫描所述目标驱动器,以获取目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值。可以将可视化表格中的多个伺服参数的默认数值更新为当前数值,从而得到目标驱动器对应的伺服参数信息。上述实施例中,通过伺服参数文件存储驱动器伺服参数,若想要增加、修改或删除参数选项,只需该伺服参数文件即可,无需修改任何代码,提高代码易用性,方便以后的维护。
85.请参考图10,示出了本说明书一实施例中参数向导模块主界面显示图。如图10所示,在参数向导模块的图形显示界面中,可以显示目标驱动器对应的多个伺服参数的当前参数信息。对于参数向导模块功能区的选项,给出的解释如下面的表1所示。
86.表1
87.功能详细描述导入参数将之前保存的参数文件导入导出参数将当前参数数据保存为文件读取选中读取当前选中参数读取全部读取驱动器所有参数写入选中把当前修改的参数写入驱动器写入全部把所有修改的参数写入驱动器eeprom把数据写入flash
88.在本说明书一些实施例中,所述目标驱动器包括至少两个驱动器;所述伺服参数文件中包括所述多个驱动器中各驱动器对应的多个伺服参数的默认数据。
89.图10中的参数向导模块中的参数信息是针对一个器械关节被选中的情况,对应的是一个目标驱动器的参数信息。本实施例中,用户可以选定至少两个器械关节。相应的,目标驱动器可以包括至少两个驱动器。
90.请参考图11,示出了本说明书一实施例中安装向导模块-选中关节示意图。如图11所示,如果要修改参数,可以回到安装向导界面选中对应已安装的关节,相关关节会显示
“☆”
,可同时选中多个关节。
91.本实施例中,伺服参数文件可以是针对多个驱动器来设置的,可以包括驱动器的所有类型的参数,并对各类型参数的当前值进行分开显示。图12示出了本说明书一实施例中参数向导模块的主界面显示图。如图12所示,可以显示关节1和关节2的当前参数信息,同时也可以编辑关节1和关节2的伺服参数信息,实现同时调试多个驱动器的功能,可以进一步提高驱动器调节效率。
92.在本说明书一些实施例中,对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中,包括:确定所述伺服参数文件中的根节点元素,并基于所述根节点元素对所述目标驱动器的伺服参数进行分组;从所述伺服参数文件中解析出各分组的根节点元素对应的子节点元素,并将所述各分组的根节点元素对应的子节点元素填入所述可视化表格中。
93.本实施例中,伺服参数文件可以是xml文件等类型。在读取伺服参数文件之后,可以对伺服参数文件进行解析。为了便于用户调试驱动器,在伺服参数文件中可以对参数进
行分组,例如可以分为设备类型参数和马达参数。然后再针对各个分组,给出对应的参数信息。请参考图13,示出了本说明书一实施例中参数向导模块解析xml流程图。如图13所示,在读取伺服参数文件之后,可以确定伺服参数文件中的根节点元素,并根据根节点元素对伺服参数进行分组。之后,可以从伺服参数文件中解析出各分组的根节点元素对应的子节点元素,即具体参数的信息。之后,可以将各分组的根节点元素对应的子节点元素填入可视化表格中,即可以得到目标驱动器的默认数据信息。为了获取目标驱动器的当前参数信息,可以自动去取目标驱动器的所有参数当前值并对可视化表格进行更新,如图13所示。通过上述方式,可以实现对伺服参数文件的解析操作,得到驱动器当前参数信息。
94.在本说明书一些实施例中,响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中,可以包括:响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值;基于所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
95.在本说明书的一些实施例中,所述工控机中可以安装有运动控制软件和图形用户界面应用程序开发框架;所述图形用户界面应用程序开发框架中存储有开发人员预先开发的用户界面。所述工控机可以利用所述用户界面响应于用户对器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号。所述工控机还可以利用所述用户界面响应于所述用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值。之后,所述用户界面可以将获得的所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值传送至所述运动控制软件的plc模块,所述plc模块可以调用coe接口函数,以将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
96.其中,运动控制软件可以包括twincat等运动控制软件。应用程序开发框架可以是qt框架或者c#等类似写界面的语言框架。可以通过qt编写的上位机与twincat软件进行交互来获取用户的选中操作和调试操作。可以通过twincat软件与驱动器进行交互来实现参数的读写。
97.请参考图14,示出了本说明书一实施例中参数向导模块的流程图。如图14所示,在用户选中多个关节,并且修改参数保存后。qt上位机可以通过ads通讯将修改操作对应的从站号和sdo地址传入twincat的plc模块。plc模块接收到从站号和sdo地址之后,可以根据从站号调用coe接口函数来实现对目标驱动器的参数读写。
98.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。具体的可以参照前述相关处理相关实施例的描述,在此不做一一赘述。
99.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
100.基于同一发明构思,本说明书实施例中还提供了一种医疗机器人的工控机,如下面的实施例所述。所述医疗机器人包括工控机和多个驱动器,所述工控机与所述多个驱动
器基于ethercat通信连接。由于医疗机器人的工控机解决问题的原理与医疗机器人的驱动器调试方法相似,因此医疗机器人的工控机的实施可以参见医疗机器人的驱动器调试方法的实施,重复之处不再赘述。以下所使用的,术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图15是本说明书实施例的医疗机器人的工控机的一种结构框图,如图15所示,包括:选定模块151、获取模块152和调试模块153,下面对该结构进行说明。
101.选定模块151用于响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号。
102.获取模块152用于根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息。
103.调试模块153用于响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
104.在本说明书一些实施例中,所述装置还包括安装模块,安装模块可以用于:对所述多个驱动器进行扫描,以获取多个设备号;基于所述设备号确定所述多个驱动器是否成功安装。
105.在本说明书一些实施例中,安装模块还可以用于:对所述医疗机器人的器械关节进行图形化界面显示;当确定所述多个驱动器中的一个或多个驱动器未成功安装时,对未成功安装的一个或多个驱动器对应的器械关节进行标记显示。
106.在本说明书一些实施例中,获取模块可以具体用于:读取所述目标驱动器的设备号对应的伺服参数文件;对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中;扫描所述目标驱动器,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值;基于所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值更新所述可视化表格,得到所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息。
107.在本说明书一些实施例中,对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中,可以包括:确定所述伺服参数文件中的根节点元素,并基于所述根节点元素对所述目标驱动器的伺服参数进行分组;从所述伺服参数文件中解析出各分组的根节点元素对应的子节点元素,并将所述各分组的根节点元素对应的子节点元素填入所述可视化表格中。
108.在本说明书一些实施例中,所述目标驱动器包括至少两个驱动器;所述伺服参数文件中包括所述多个驱动器中各驱动器对应的多个伺服参数的默认数据。
109.在本说明书一些实施例中,调试模块可以具体用于:响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值;基于所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
110.基于同一发明构思,本说明书实施例中还提供了一种医疗机器人,所述医疗机器人包括工控机、多个驱动器和多个器械关节,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat
通信连接;所述多个驱动器与所述多个器械关节一一对应,用于驱动对应的器械关节中的电机工作;所述工控机用于响应于用户对器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;还用于根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;还用于响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
111.在本说明书的一些实施例中,所述工控机中安装有运动控制软件和图形用户界面应用程序开发框架;所述图形用户界面应用程序开发框架中存储有开发人员预先开发的用户界面;所述工控机利用所述用户界面响应于用户对器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;还利用所述用户界面响应于所述用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值;所述用户界面将获得的所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值传送至所述运动控制软件的plc模块,以将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。
112.从以上的描述中,可以看出,本说明书实施例实现了如下技术效果:通过ethercat将工控机与医疗机器人中的多个驱动器通信连接,工控机能够接收用户对医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号,进而根据设备号获取该目标驱动器的伺服参数信息,还可以接收用户对目标驱动器的伺服参数信息的调试操作,获取该调试操作对应的调试后的伺服参数信息,并通过ethercat网络将调试后的伺服参数信息写入目标驱动器中。由于工控机连接多个驱动器,因此,可以通过工控机对医疗机器人的多个驱动器的参数进行调试,无需重复插拔线缆,可以同时修改多个驱动器的伺服参数,调试效率高,可以节约人工成本和时间成本。
113.本说明书实施方式还提供了一种医疗设备,具体可以参阅图16所示的基于本说明书实施例提供的医疗机器人的驱动器调试方法的医疗设备组成结构示意图,所述医疗设备具体可以包括输入设备161、处理器162、存储器163。其中,所述存储器163用于存储处理器可执行指令。所述处理器162执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的医疗机器人的驱动器调试方法的步骤。
114.在本实施方式中,所述输入设备具体可以是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备可以包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等;输入设备用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。所述输入设备还可以获取接收其他模块、单元、设备传输过来的数据。所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如,处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述存储器具体可以是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。所述存储器可以包括多个层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如ram、fifo等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、tf卡等。
115.在本实施方式中,该医疗设备具体实现的功能和效果,可以与其它实施方式对照解释,在此不再赘述。
116.本说明书实施方式中还提供了一种基于医疗机器人的驱动器调试方法的计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机程序指令,在所述计算机程序指令被执行时实现上述任意实施例中所述医疗机器人的驱动器调试方法的步骤。
117.在本实施方式中,上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(random access memory,ram)、只读存储器(read-only memory,rom)、缓存(cache)、硬盘(hard disk drive,hdd)或者存储卡(memory card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的,用于进行网络连接通信的接口。
118.在本实施方式中,该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果,可以与其它实施方式对照解释,在此不再赘述。
119.显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本说明书实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本说明书实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
120.应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本说明书的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。
121.以上所述仅为本说明书的优选实施例而已,并不用于限制本说明书,对于本领域的技术人员来说,本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本说明书的保护范围之内。

技术特征:
1.一种医疗机器人的驱动器调试方法,其特征在于,所述医疗机器人包括工控机和多个驱动器,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat通信连接,所述方法应用于所述工控机,包括:响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。2.根据权利要求1所述的医疗机器人的驱动器调试方法,其特征在于,在获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号之前,还包括:对所述多个驱动器进行扫描,以获取多个设备号;基于所述设备号确定所述多个驱动器是否成功安装。3.根据权利要求2所述的医疗机器人的驱动器调试方法,其特征在于,在基于所述设备号确定所述多个驱动器是否成功安装之后,还包括:对所述医疗机器人的器械关节进行图形化界面显示;当确定所述多个驱动器中的一个或多个驱动器未成功安装时,对未成功安装的一个或多个驱动器对应的器械关节进行标记显示。4.根据权利要求1所述的医疗机器人的驱动器调试方法,其特征在于,根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息,包括:读取所述目标驱动器的设备号对应的伺服参数文件;对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中;扫描所述目标驱动器,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值;基于所述目标驱动器对应的多个伺服参数的当前数值更新所述可视化表格,得到所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息。5.根据权利要求4所述的医疗机器人的驱动器调试方法,其特征在于,对所述伺服参数文件进行解析,以获取所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据,并将所述目标驱动器对应的多个伺服参数的默认数据写入可视化表格中,包括:确定所述伺服参数文件中的根节点元素,并基于所述根节点元素对所述目标驱动器的伺服参数进行分组;从所述伺服参数文件中解析出各分组的根节点元素对应的子节点元素,并将所述各分组的根节点元素对应的子节点元素填入所述可视化表格中。6.根据权利要求4所述的医疗机器人的驱动器调试方法,其特征在于,所述目标驱动器包括至少两个驱动器;所述伺服参数文件中包括所述多个驱动器中各驱动器对应的多个伺服参数的默认数据。7.根据权利要求1所述的医疗机器人的驱动器调试方法,其特征在于,响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中,包括:响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对
应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值;基于所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。8.一种医疗机器人的工控机,其特征在于,所述医疗机器人还包括多个驱动器,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat通信连接,所述工控机包括:选定模块,用于响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;获取模块,用于根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;调试模块,用于响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。9.一种医疗机器人,其特征在于,所述医疗机器人包括工控机、多个驱动器和多个器械关节,所述工控机与所述多个驱动器基于ethercat通信连接;所述多个驱动器与所述多个器械关节一一对应,用于驱动对应的器械关节中的电机工作;所述工控机用于响应于用户对器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;还用于根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;还用于响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。10.根据权利要求9所述的医疗机器人,其特征在于,所述工控机中安装有运动控制软件和图形用户界面应用程序开发框架;所述图形用户界面应用程序开发框架中存储有开发人员预先开发的用户界面;所述工控机利用所述用户界面响应于用户对器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;还利用所述用户界面响应于所述用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,获取所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值;所述用户界面将获得的所述调试操作对应的设备号、伺服参数标识和伺服参数数值传送至所述运动控制软件的plc模块,以将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。11.一种医疗设备,其特征在于,包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器,所述处理器执行所述指令时实现权利要求1至7中任一项所述医疗机器人的驱动器调试方法的步骤。12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述医疗机器人的驱动器调试方法的步骤。

技术总结
本说明书涉及医疗机器人技术领域,具体地公开了一种医疗机器人的驱动器调试方法、工控机及医疗机器人,所述医疗机器人包括工控机和多个驱动器,所述工控机与所述多个驱动器基于EtherCAT通信连接,所述方法应用于所述工控机,包括:响应于用户对所述医疗机器人的器械关节的选择操作,获取选定的器械关节对应的目标驱动器的设备号;根据所述目标驱动器的设备号,获取所述目标驱动器对应的当前伺服参数信息;响应于用户对所述目标驱动器对应的伺服参数信息的调试操作,将调试后的伺服参数信息写入所述目标驱动器中。上述方案可以提高医疗机器人的驱动器调试效率。器人的驱动器调试效率。器人的驱动器调试效率。


技术研发人员:ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者:上海微创医疗机器人(集团)股份有限公司
技术研发日:2022.07.18
技术公布日:2022/11/1
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