一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)及方法，手術(shù)機(jī)器人包括N條機(jī)械臂，電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)包括主控制器、一級(jí)CAN總線、分別與每條機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線、位于每條機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)及與每個(gè)站點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接的電機(jī)，每條機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)中包括一個(gè)中繼站點(diǎn)。本發(fā)明中無(wú)論是一級(jí)CAN總線還是二級(jí)CAN總線，單條CAN總線上的站點(diǎn)數(shù)量都大大減少，減小了數(shù)據(jù)幀沖突的可能性，減小了部分通信數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)時(shí)間，另外，單條CAN總線上的通信量大大減?。划?dāng)某一機(jī)械臂上的站點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響到手術(shù)機(jī)器人的其他機(jī)械臂，穩(wěn)定性高，整體性能佳。
【專利說(shuō)明】
一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CAN總線是一種串行通信協(xié)議，具有較高的通訊速率，最高通信比特率可達(dá)IMbits，物理層上采用雙絞線作為通信介質(zhì)，因此具有較強(qiáng)的抗干擾能力?，F(xiàn)有技術(shù)中CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的連接方式通常采用單級(jí)CAN總線結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在一根CAN雙絞屏蔽線上，主控制器連接到該CAN雙絞屏蔽線的一端，該CAN雙絞屏蔽線的另一端連接多個(gè)CAN站點(diǎn)設(shè)備，同一條CAN雙絞屏蔽線的站點(diǎn)設(shè)備能夠相互之間快速通信。
[0003]基于單級(jí)CAN總線結(jié)構(gòu)的連接方式，如果在一條CAN總線上掛在的站點(diǎn)數(shù)量較多，可能會(huì)導(dǎo)致CAN總線的通信負(fù)擔(dān)較重，由于CAN通信的沖突檢測(cè)機(jī)制，有可能導(dǎo)致某些站點(diǎn)的數(shù)據(jù)會(huì)一直發(fā)生沖突，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。y也即，如果使用單級(jí)CAN總線并且總線中一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常并且不停地想要占用總線控制權(quán)，會(huì)使得整個(gè)總線中的所有節(jié)點(diǎn)不能正常的獲得總線控制權(quán)，致使整套系統(tǒng)癱瘓，而且越龐大的節(jié)點(diǎn)數(shù)量會(huì)增大發(fā)生此異常的幾率。而一般手術(shù)機(jī)器人擁有多條機(jī)械手臂，且每條手臂擁有多個(gè)自由度，導(dǎo)致系統(tǒng)整體可能會(huì)擁有數(shù)十個(gè)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器，如果使用單級(jí)CAN總線可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的總線控制權(quán)沖突，最終導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能不佳。
[0004]因此，如何解決上述技術(shù)問(wèn)題是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，減小了數(shù)據(jù)幀沖突的可能性，減小了部分通信數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)時(shí)間，另外，單條CAN總線上的通信量大大減?。划?dāng)某一機(jī)械臂上的站點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響到手術(shù)機(jī)器人的其他機(jī)械臂，穩(wěn)定性高，整體性能佳;本發(fā)明的另一目的是提供一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，所述手術(shù)機(jī)器人包括N條機(jī)械臂，N不小于2，所述電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)包括主控制器、一級(jí)CAN總線、分別與每條機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線、位于每條所述機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)及與每個(gè)所述站點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接的電機(jī)，每條所述機(jī)械臂上的多個(gè)所述站點(diǎn)中包括一個(gè)中繼站點(diǎn);所述一級(jí)CAN總線的一端與所述主控制器連接，另一端分別與N個(gè)所述中繼站點(diǎn)的第一端連接，每條所述二級(jí)CAN總線的一端與對(duì)應(yīng)機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第二端連接，另一端分別與對(duì)應(yīng)機(jī)械臂上除中繼站點(diǎn)之外的其他站點(diǎn)連接。
[0007]優(yōu)選地，所述手術(shù)機(jī)器人包括4條機(jī)械臂。
[0008]優(yōu)選地，所述電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)包括24個(gè)站點(diǎn)及所述站點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接的電機(jī)。
[0009]優(yōu)選地，4條所述機(jī)械臂分別為第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂以及第四機(jī)械臂，其中:
[0010]所述第一機(jī)械臂包括第一中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)；
[0011 ]所述第二機(jī)械臂包括第二中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)；
[0012]所述第三機(jī)械臂包括第三中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)；
[0013]所述第四機(jī)械臂包括第四中繼站點(diǎn)以及兩個(gè)其他站點(diǎn)。
[0014]優(yōu)選地，所述手術(shù)機(jī)器人包括5條機(jī)械臂。
[0015]優(yōu)選地，所述手術(shù)機(jī)器人包括6條機(jī)械臂。
[0016]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法，用于上述任一項(xiàng)所述的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，該方法包括:
[0017]步驟SlOl:主控制器將需要控制的電機(jī)的控制參數(shù)通過(guò)一級(jí)CAN總線發(fā)送至該電機(jī)所在的機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)；
[0018]步驟SI02:所述中繼站點(diǎn)將接收到的所述控制參數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線分別發(fā)送至所在機(jī)械臂上的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)，以便所述對(duì)應(yīng)各站點(diǎn)依據(jù)所述控制參數(shù)控制對(duì)應(yīng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。
[0019]優(yōu)選地，步驟S102具體包括:
[0020]所述中繼站點(diǎn)將接收到的所述控制參數(shù)保存至自身的緩存裝置中，當(dāng)接收到所述主控制器在發(fā)送完所有的所述控制參數(shù)后發(fā)送的統(tǒng)一觸發(fā)指令后，所述中繼站點(diǎn)將所述控制參數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線分別發(fā)送至所在機(jī)械臂上的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)，以便所述對(duì)應(yīng)各站點(diǎn)依據(jù)所述控制參數(shù)控制對(duì)應(yīng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。
[0021]優(yōu)選地，所述緩存裝置為寄存器。
[0022]本發(fā)明提供了一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)及方法，手術(shù)機(jī)器人包括N條機(jī)械臂，與現(xiàn)有技術(shù)中的單級(jí)CAN總線結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明將電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)中的所有站點(diǎn)按照所在機(jī)械臂進(jìn)行劃分，每條機(jī)械臂上包括一個(gè)中繼站點(diǎn)，主控制器通過(guò)一級(jí)CAN總線分別與每條機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第一端連接，每條機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第二端再通過(guò)二級(jí)CAN總線與該機(jī)械臂上的其他站點(diǎn)連接，主控制器無(wú)需將控制參數(shù)直接發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)及電機(jī)，只需通過(guò)一級(jí)CAN總線發(fā)送至中繼站點(diǎn)，再由中繼站點(diǎn)通過(guò)二級(jí)CAN總線發(fā)送至所在機(jī)械臂上的其他站點(diǎn)，可見(jiàn)，本發(fā)明中無(wú)論是一級(jí)CAN總線還是二級(jí)CAN總線，單條CAN總線上的站點(diǎn)數(shù)量都大大減少，減小了數(shù)據(jù)幀沖突的可能性，減小了部分通信數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)時(shí)間，另外，單條CAN總線上的通信量大大減??；當(dāng)某一機(jī)械臂上的站點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響到手術(shù)機(jī)器人的其他機(jī)械臂，穩(wěn)定性高，整體性能佳。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的連接示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明提供的一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明提供的一種用于腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明提供的一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法的過(guò)程的流程圖；
[0028]圖5為本發(fā)明提供的一種用于腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法中，控制參數(shù)發(fā)送的時(shí)間流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明的核心是提供一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，減小了數(shù)據(jù)幀沖突的可能性，減小了部分通信數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)時(shí)間，另外，單條CAN總線上的通信量大大減??；當(dāng)某一機(jī)械臂上的站點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響到手術(shù)機(jī)器人的其他機(jī)械臂，穩(wěn)定性高，整體性能佳;本發(fā)明的另一核心是提供一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法。
[0030]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031 ]首先需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)中提到的站點(diǎn)指的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
[0032]請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為本發(fā)明提供的一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]該手術(shù)機(jī)器人包括N條機(jī)械臂，N不小于2，電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)包括主控制器3、一級(jí)CAN總線1、分別與每條機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線、位于每條機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)及與每個(gè)站點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接的電機(jī)，每條機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)中包括一個(gè)中繼站點(diǎn)；一級(jí)CAN總線I的一端與主控制器3連接，另一端分別與N個(gè)中繼站點(diǎn)的第一端連接，每條二級(jí)CAN總線的一端與對(duì)應(yīng)機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第二端連接，另一端分別與對(duì)應(yīng)機(jī)械臂上除中繼站點(diǎn)之外的其他站點(diǎn)連接。
[0034]需要說(shuō)明的是，電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)中的所有的站點(diǎn)按照機(jī)械臂來(lái)進(jìn)行劃分，且每條機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)中均包括一個(gè)中繼站點(diǎn)，主控制器3分別與每條機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第一端連接，每條機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第二端再通過(guò)與該機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線與該機(jī)械臂上的其他站點(diǎn)連接。則進(jìn)一步可以理解，這里的“分別與每條機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線”中的“對(duì)應(yīng)”指的是機(jī)械臂與將該機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)連接起來(lái)的二級(jí)CAN總線對(duì)應(yīng)，例如圖2中的機(jī)械臂I與CAN21對(duì)應(yīng)，電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)一共包括N條二級(jí)CAN總線。
[0035]本發(fā)明提供的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)采用的是樹狀CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，中繼站點(diǎn)的第一端和第二端是相互獨(dú)立的，中繼站點(diǎn)的第二端與對(duì)應(yīng)機(jī)械臂上除中繼站點(diǎn)之外的其他站點(diǎn)連接在同一個(gè)電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)中?？梢詫⑦@樣的CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為二級(jí)CAN總線電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，一級(jí)CAN總線I實(shí)現(xiàn)主控制器3與N個(gè)機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)之間的通信，把機(jī)械臂作為一個(gè)整體;二級(jí)CAN總線實(shí)現(xiàn)中繼站點(diǎn)與該機(jī)械臂上的其他站點(diǎn)之間的通信，采用這樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以減少主控制器3所在CAN總線上的站點(diǎn)數(shù)量，由于二級(jí)CAN總線直接控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，有利于中繼站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂電機(jī)的同步控制。
[0036]具體地，機(jī)械臂I上的二級(jí)CAN總線21的一端與機(jī)械臂I上的中繼站點(diǎn)411連接，另一端分別與站點(diǎn)412直至站點(diǎn)41X連接。機(jī)械臂2上的二級(jí)CAN總線22的一端與機(jī)械臂2上的中繼站點(diǎn)421連接，另一端分別與站點(diǎn)422直至站點(diǎn)42Y連接。同理，機(jī)械臂N上的二級(jí)CAN總線2N的一端與機(jī)械臂N上的中繼站點(diǎn)4N1連接，另一端分別與站點(diǎn)4N2直至站點(diǎn)4NZ連接，其中，X、Y、Z均為正整數(shù)。
[0037]作為優(yōu)選地，手術(shù)機(jī)器人包括4條機(jī)械臂。
[0038]當(dāng)然，這里的手術(shù)機(jī)器人還可以包括5條機(jī)械臂或者6條機(jī)械臂，具體數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定。
[0039]進(jìn)一步地，電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)包括24個(gè)站點(diǎn)及站點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接的電機(jī)。
[0040]進(jìn)一步地，4條機(jī)械臂分別為第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂以及第四機(jī)械臂，其中:
[0041 ]第一機(jī)械臂包括第一中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)；
[0042]第二機(jī)械臂包括第二中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)；
[0043]第三機(jī)械臂包括第三中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)；
[0044]第四機(jī)械臂包括第四中繼站點(diǎn)以及兩個(gè)其他站點(diǎn)。
[0045]需要說(shuō)明的是，對(duì)于每條機(jī)械臂上的站點(diǎn)的個(gè)數(shù)是不做特別的限定的，站點(diǎn)數(shù)可能相同，也可能不同，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定。
[0046]具體地，請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明提供的一種用于腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]具體地，機(jī)械臂I上的二級(jí)CAN總線21的一端與機(jī)械臂I上的中繼站點(diǎn)411連接，另一端分別與站點(diǎn)412直至站點(diǎn)417連接。機(jī)械臂2上的二級(jí)CAN總線22的一端與機(jī)械臂2上的中繼站點(diǎn)421連接，另一端分別與站點(diǎn)422直至站點(diǎn)427連接。同理，機(jī)械臂3上的二級(jí)CAN總線23的一端與機(jī)械臂3上的中繼站點(diǎn)431連接，另一端分別與站點(diǎn)432直至站點(diǎn)437連接。機(jī)械臂4上的二級(jí)CAN總線24的一端與機(jī)械臂4上的中繼站點(diǎn)441連接，另一端分別與站點(diǎn)442以及站點(diǎn)443連接。
[0048]可以理解的是，圖3只是本發(fā)明提供的一種具體的實(shí)例，具體手術(shù)機(jī)器人包括多少條機(jī)械臂，每條機(jī)械臂上包括多少個(gè)站點(diǎn)，這些都是很據(jù)實(shí)際情況來(lái)定的，本發(fā)明在此不作特別的限定。
[0049]當(dāng)然，本發(fā)明提供的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)還可以用于其他類型的手術(shù)機(jī)器人，本發(fā)明在此不做特別的限定。
[0050]圖3所提供的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0051]I)該電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)為由24個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和主控制器組成25個(gè)節(jié)點(diǎn)的龐大CAN總線網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)采用本發(fā)明提供的二級(jí)CAN總線網(wǎng)絡(luò)，4條機(jī)械臂組成了 I條一級(jí)CAN總線I和4條二級(jí)CAN總線，共5條CAN總線，而每條CAN總線上最多只有7個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少，減少了CAN數(shù)據(jù)幀沖突的可能性，減小了部分通信數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)時(shí)間。
[0052]2)二級(jí)CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，由于中繼站點(diǎn)的PLC對(duì)第二級(jí)CAN總線站點(diǎn)所有數(shù)據(jù)的封裝與合并，二級(jí)CAN總線的通訊數(shù)據(jù)幀最多只有七個(gè)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)幀，一級(jí)CAN總線上只有五個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通訊數(shù)據(jù)。因此，任何一個(gè)CAN總線上的數(shù)據(jù)量都大大減少。
[0053]3)當(dāng)某個(gè)機(jī)械臂的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的CAN端口出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響到整個(gè)手術(shù)機(jī)器人，穩(wěn)定性高。
[0054]4)主控制器只需要發(fā)送給4個(gè)CAN中繼站點(diǎn)，這樣發(fā)送完24個(gè)電機(jī)的控制數(shù)據(jù)時(shí)間將會(huì)縮短。每個(gè)機(jī)械臂的中繼站點(diǎn)收到所在機(jī)械臂的7個(gè)電機(jī)的控制參數(shù)后，再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0055]綜上所述，本發(fā)明提供了一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，手術(shù)機(jī)器人包括N條機(jī)械臂，與現(xiàn)有技術(shù)中的單級(jí)CAN總線結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明將電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)中的所有站點(diǎn)按照所在機(jī)械臂進(jìn)行劃分，每條機(jī)械臂上包括一個(gè)中繼站點(diǎn)，主控制器通過(guò)一級(jí)CAN總線分別與每條機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第一端連接，每條機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第二端再通過(guò)二級(jí)CAN總線與該機(jī)械臂上的其他站點(diǎn)連接，主控制器無(wú)需將控制參數(shù)直接發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)及電機(jī)，只需通過(guò)一級(jí)CAN總線發(fā)送至中繼站點(diǎn)，再由中繼站點(diǎn)通過(guò)二級(jí)CAN總線發(fā)送至所在機(jī)械臂上的其他站點(diǎn)，可見(jiàn)，本發(fā)明中無(wú)論是一級(jí)CAN總線還是二級(jí)CAN總線，單條CAN總線上的站點(diǎn)數(shù)量都大大減少，減小了數(shù)據(jù)幀沖突的可能性，減小了部分通信數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)時(shí)間，另外，單條CAN總線上的通信量大大減小；當(dāng)某一機(jī)械臂上的站點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響到手術(shù)機(jī)器人的其他機(jī)械臂，穩(wěn)定性高，整體性能佳。
[0056]與上述電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法，請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4為本發(fā)明提供的一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法的過(guò)程的流程圖，用于上述裝置實(shí)施例中的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，該方法包括:
[0057]步驟SlOl:主控制器將需要控制的電機(jī)的控制參數(shù)通過(guò)一級(jí)CAN總線發(fā)送至該電機(jī)所在的機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)；
[0058]可以理解的是，主控制器會(huì)將需要控制的各電機(jī)的控制參數(shù)發(fā)送至各電機(jī)所在的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械臂(由電機(jī)決定)的中繼站點(diǎn)的PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)中。
[0059]結(jié)合圖3，如果機(jī)械臂1、機(jī)械臂2以及機(jī)械臂4中有電機(jī)需要控制的話，則主控制器會(huì)將各電機(jī)的控制參數(shù)分別依次對(duì)應(yīng)發(fā)送至機(jī)械臂1、機(jī)械臂2以及機(jī)械臂4。
[0060]步驟S102:中繼站點(diǎn)將接收到的控制參數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線分別發(fā)送至所在機(jī)械臂上的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)，以便對(duì)應(yīng)各站點(diǎn)依據(jù)控制參數(shù)控制對(duì)應(yīng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。
[0061 ]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)機(jī)械臂的同步控制:
[0062]作為優(yōu)選地，步驟S102具體包括:
[0063]中繼站點(diǎn)將接收到的控制參數(shù)保存至自身的緩存裝置中，當(dāng)接收到主控制器在發(fā)送完所有的控制參數(shù)后發(fā)送的統(tǒng)一觸發(fā)指令后，中繼站點(diǎn)將控制參數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線分別發(fā)送至所在機(jī)械臂上的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)，以便對(duì)應(yīng)各站點(diǎn)依據(jù)控制參數(shù)控制對(duì)應(yīng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。
[0064]PLC在接收到控制參數(shù)后，會(huì)將控制參數(shù)保存至自身的緩存裝置中。
[0065]具體地，請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5為本發(fā)明提供的一種用于腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法中，控制參數(shù)發(fā)送的時(shí)間流程圖。
[0066]可以理解的是，主控制器將每一個(gè)機(jī)械臂上的各電機(jī)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)壓縮成一個(gè)數(shù)據(jù)包，再將各數(shù)據(jù)包發(fā)送至各機(jī)械臂的中繼站點(diǎn)，主控制器在發(fā)送完所有的控制參數(shù)后，會(huì)立即向接收到控制參數(shù)的中繼站點(diǎn)發(fā)送統(tǒng)一觸發(fā)指令(對(duì)應(yīng)圖5中的同步指令)，各中繼站點(diǎn)的PLC在接收到統(tǒng)一觸發(fā)指令后會(huì)立即將解壓后的控制參數(shù)通過(guò)二級(jí)CAN總線發(fā)送至對(duì)應(yīng)的站點(diǎn)，站點(diǎn)再依據(jù)該控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。
[0067]作為優(yōu)選地，緩存裝置為寄存器。
[0068]本發(fā)明提供了一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法，該方法包括主控制器將需要控制的電機(jī)的控制參數(shù)通過(guò)一級(jí)CAN總線發(fā)送至該電機(jī)所在的機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)；中繼站點(diǎn)將接收到的控制參數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線分別發(fā)送至所在機(jī)械臂上的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)，以便對(duì)應(yīng)各站點(diǎn)依據(jù)控制參數(shù)控制對(duì)應(yīng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作?？梢?jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)中的單級(jí)CAN總線結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明將電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)中的所有站點(diǎn)按照所在機(jī)械臂進(jìn)行劃分，主控制器無(wú)需將控制參數(shù)直接發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)及電機(jī)，只需通過(guò)一級(jí)CAN總線發(fā)送至中繼站點(diǎn)，再由中繼站點(diǎn)通過(guò)二級(jí)CAN總線發(fā)送至所在機(jī)械臂上的其他站點(diǎn)，本發(fā)明中無(wú)論是一級(jí)CAN總線還是二級(jí)CAN總線，單條CAN總線上的站點(diǎn)數(shù)量都大大減少，減小了數(shù)據(jù)幀沖突的可能性，減小了部分通信數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)時(shí)間，另外，單條CAN總線上的通信量大大減?。划?dāng)某一機(jī)械臂上的站點(diǎn)的端口出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響到手術(shù)機(jī)器人的其他機(jī)械臂，穩(wěn)定性高，整體性會(huì)M圭。
[0069]需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0070]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，所述手術(shù)機(jī)器人包括N條機(jī)械臂，N不小于2，其特征在于，所述電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)包括主控制器、一級(jí)CAN總線、分別與每條機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線、位于每條所述機(jī)械臂上的多個(gè)站點(diǎn)及與每個(gè)所述站點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接的電機(jī)，每條所述機(jī)械臂上的多個(gè)所述站點(diǎn)中包括一個(gè)中繼站點(diǎn);所述一級(jí)CAN總線的一端與所述主控制器連接，另一端分別與N個(gè)所述中繼站點(diǎn)的第一端連接，每條所述二級(jí)CAN總線的一端與對(duì)應(yīng)機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)的第二端連接，另一端分別與對(duì)應(yīng)機(jī)械臂上除中繼站點(diǎn)之外的其他站點(diǎn)連接。2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述手術(shù)機(jī)器人包括4條機(jī)械臂。3.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)包括24個(gè)站點(diǎn)及所述站點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接的電機(jī)。4.如權(quán)利要求3所述的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，4條所述機(jī)械臂分別為第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂以及第四機(jī)械臂，其中: 所述第一機(jī)械臂包括第一中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)； 所述第二機(jī)械臂包括第二中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)； 所述第三機(jī)械臂包括第三中繼站點(diǎn)以及六個(gè)其他站點(diǎn)； 所述第四機(jī)械臂包括第四中繼站點(diǎn)以及兩個(gè)其他站點(diǎn)。5.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述手術(shù)機(jī)器人包括5條機(jī)械臂。6.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述手術(shù)機(jī)器人包括6條機(jī)械臂。7.—種用于手術(shù)機(jī)器人的電機(jī)控制方法，用于如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，該方法包括: 步驟SlOl:主控制器將需要控制的電機(jī)的控制參數(shù)通過(guò)一級(jí)CAN總線發(fā)送至該電機(jī)所在的機(jī)械臂上的中繼站點(diǎn)； 步驟S102:所述中繼站點(diǎn)將接收到的所述控制參數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線分別發(fā)送至所在機(jī)械臂上的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)，以便所述對(duì)應(yīng)各站點(diǎn)依據(jù)所述控制參數(shù)控制對(duì)應(yīng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。8.如權(quán)利要求7所述的電機(jī)控制方法，其特征在于，步驟S102具體包括: 所述中繼站點(diǎn)將接收到的所述控制參數(shù)保存至自身的緩存裝置中，當(dāng)接收到所述主控制器在發(fā)送完所有的所述控制參數(shù)后發(fā)送的統(tǒng)一觸發(fā)指令后，所述中繼站點(diǎn)將所述控制參數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的二級(jí)CAN總線分別發(fā)送至所在機(jī)械臂上的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)，以便所述對(duì)應(yīng)各站點(diǎn)依據(jù)所述控制參數(shù)控制對(duì)應(yīng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。9.如權(quán)利要求8所述的電機(jī)控制方法，其特征在于，所述緩存裝置為寄存器。
【文檔編號(hào)】A61B34/30GK106073896SQ201610427728
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】張德成, 梁東, 劉星
【申請(qǐng)人】重慶金山科技（集團(tuán)）有限公司