内窥镜手术器械更换方法
阅读说明：本技术 内窥镜手术器械更换方法 (Endoscopic surgical instrument replacement method ) 是由 王炳强 王淑林 孙之建 于 2021-01-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种内窥镜手术器械更换方法,其解决现有腹腔镜手术机器人的手术器械更换方法安全性低的技术问题,其通过弹簧针检测有手术器械安装,然后控制系统执行安装器械程序,控制系统向快换接口中的驱动电机发送信号,控制驱动电机带动器械转接座的中间连接轮逆时针转动至限位处,再控制驱动电机带动器械转接座的中间连接轮运动至命令位置数值,当驱动电机转至命令位置数值时停止转动；最后控制系统向器械安装指示灯发送信号将指示灯点亮,手术器械安装完成。本发明广泛用于腹腔镜手术机器人系统。(The invention relates to an endoscopic surgical instrument replacing method, which solves the technical problem of low safety of the surgical instrument replacing method of the existing laparoscopic surgical robot, and the method detects that a surgical instrument is installed through a spring needle, then a control system executes an instrument installing program, the control system sends a signal to a driving motor in a quick-change interface, controls the driving motor to drive a middle connecting wheel of an instrument adapter to rotate anticlockwise to a limiting position, controls the driving motor to drive the middle connecting wheel of the instrument adapter to move to a command position value, and stops rotating when the driving motor rotates to the command position value; and finally, the control system sends a signal to the instrument installation indicator lamp to light the indicator lamp, so that the installation of the surgical instrument is completed. The invention is widely applied to the laparoscopic surgery robot system.)
技术领域
本发明涉及微创手术机器人技术领域，具体而言，涉及一种内窥镜手术器械更换方法。
背景技术
参考授权公告号为CN109091237B，名称为微创手术器械辅助系统的中国发明专利以及授权公告号为CN109091238B、名称为分体式微创手术器械辅助系统的中国发明专利，以及授权公告号为CN210872029U、名称为医生操作台的实用新型专利，以及，微创手术器机器人被设计为在内窥镜下，由医生在手术室内操作，控制手术器械做手术的设备系统。医生坐在医生操作台前，通过观看3D影像显示器，操作医生机械臂，医生可如同平常手术般，利用患者机械臂精准的控制手术器械执行各种手术动作。
参考公开号为CN105286999A、CN105286989A的发明专利申请，手术器械可以执行不同功能，包括夹持、切除、切割、缝合、吻合等。手术器械具有不同的配置，其包括执行末端，腕节、器械杆、器械盒等。
手术器械快换装置采用申请公开号为CN111700683A的发明专利申请或者专利号为201920794599.9的实用新型专利中的结构，或者专利号为201922031305.X的实用新型中的结构。
在手术过程中，医生需要频繁更换手术器械以完成夹持、切割、分离、缝合和打结等操作，因此手术器械更换的快速性及安全性对整个手术有较大的影响，其中手术器械更换的安全性则是腹腔镜手术机器人研究的关键问题之一。目前大多数腹腔镜手术机器人的手术器械更换方法只是单纯依靠人手更换器械，控制快换接口位置，这种方法对更换器械前后器械末端与病灶位置的距离没有保障，大大降低了器械更换的安全性。
发明内容
本发明就是为了解决现有腹腔镜手术机器人的手术器械更换方法安全性低的技术问题，提供了一种操作方便、简单、快捷并且对于器械上次插入位置有记忆功能的内窥镜手术器械更换方法。
本发明提供一种内窥镜手术器械更换方法，包括以下步骤：
步骤一：按下手术器械上的手术器械按钮，快换接口上的弹簧针与手术器械中芯片之间的电路断开，回传信号断开，器械安装指示灯熄灭；
步骤二：控制系统向快换接口中用来控制手术器械闭合的驱动电机发送信号，控制手术器械的末端执行器张开，避免器械撤出时加持着组织有干扰；
步骤三：记录下当前快换接口的位置数值X0，具体过程是，定义变量P，读取升降电机的编码器的读数X0，并将读数赋值给变量P，变量P记录的值即为快换接口的位置数值；
步骤四：拔出当前的手术器械，控制系统向器械升降座的升降电机发送信号，控制快换接口上升至器械升降座的顶端；
步骤五：手动安装新的手术器械，控制系统检测到器械回传信号；
步骤六：系统执行安装器械程序，控制系统向快换接口中的驱动电机发送信号，控制驱动电机带动器械转接座的中间连接轮逆时针转动至限位处，再控制驱动电机带动器械转接座的中间连接轮运动至命令位置数值，当驱动电机转至命令位置数值时停止转动；
步骤七：控制系统向器械安装指示灯发送信号将指示灯点亮，手术器械安装完成；
步骤八：按住快换接口的控制按钮手动向下推动器械；
步骤九：系统实时读取当前快换接口的位置数值X1，并与控制系统记录的位置数值X0比较，当X1＜X0时，即手术器械插入深度比记录位置浅时，手术器械可以按照需求随意选择停止位置；
步骤十：直到X1＝X0，控制系统向器械升降座的升降电机发送信号，使升降电机停止转动，手术器械下行停止，即手术器械更换完成。
本发明还提供一种内窥镜手术器械更换方法，包括以下步骤：
步骤一：手术机器人上电初始化完成后，控制系统定时向快换接口上的弹簧针发送信号，当有手术器械安装时，弹簧针通过器械转换座上的导电铜片与手术器械中的芯片导通，控制系统检测到回传信号，表示首次有手术器械安装；
步骤二：控制系统执行安装器械程序，控制系统向快换接口中的驱动电机发送信号，控制驱动电机带动器械转接座的中间连接轮逆时针转动至限位处，再控制驱动电机带动器械转接座的中间连接轮运动至命令位置数值，当驱动电机转至命令位置数值时停止转动；
步骤三：控制系统向器械安装指示灯发送信号将指示灯点亮，手术器械安装完成。
本发明的有益效果是：操作方便、简单、快捷，并且对于器械上次插入位置有记忆功能。能够保障换器械前后器械末端与病灶位置的距离没有保障，大大提高了器械更换的安全性。
本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的
具体实施方式
的描述中，得以清楚地记载。
附图说明
图1是手术器械安装到快换接口上的结构示意图；
图2是快换接口的结构示意图；
图3是器械转换座的结构示意图。
图中符号说明：
1.器械升降座，101.滚珠丝杆，102.升降电机，2.快换接口，201.控制按钮，202.按钮开关，203.弹簧针，3.器械转换座，302.卡槽，301.导电铜片，4.手术器械，401.手术器械按钮。
具体实施方式
快换接口2、器械转换座3采用专利号为201922031305.X的实用新型中的结构。
实施例1
步骤一：手术机器人上电初始化完成后，控制系统定时向快换接口2上的弹簧针203发送信号，当有手术器械4安装时，弹簧针203通过器械转换座3上的导电铜片301与手术器械4中的芯片导通，控制系统检测到回传信号，表示首次有手术器械安装；
步骤二：控制系统执行安装器械程序，控制系统向快换接口2中的驱动电机发送信号，控制驱动电机带动器械转接座3的中间连接轮逆时针转动至限位处，再控制驱动电机带动器械转接座3的中间连接轮运动至命令位置数值(两限位螺钉的中间位置处)，当驱动电机转至命令位置数值时停止转动；
步骤三：控制系统向器械安装指示灯发送信号将指示灯点亮，手术器械安装完成。
所述步骤二中命令位置数值均为各驱动电机所附带编码器读数。所述驱动电机均为伺服电机，所述器械安装指示灯为绿灯。
实施例2
结合附图2，本发明还提供了一种具有对于器械上次插入位置有记忆功能的器械更换方法，包括以下步骤：
步骤一：按下手术器械4上的手术器械按钮401，弹簧针203与手术器械4中芯片之间的电路断开，回传信号断开，器械安装指示灯熄灭；
步骤二：控制系统向快换接口2中用来控制手术器械闭合的驱动电机发送信号，控制手术器械的末端执行器张开，避免器械撤出时加持着组织有干扰；
步骤三：记录下当前快换接口2的位置数值X0，具体过程是：定义变量P，读取升降电机102的编码器的读数X0，并将读数赋值给变量P，变量P记录的值即为快换接口的位置数值。
步骤四：拔出当前的手术器械，控制系统向器械升降座1的升降电机102发送信号，控制快换接口2上升至器械升降座1的顶端；
步骤五：手动安装新的手术器械，控制系统检测到器械回传信号；
步骤六：系统执行安装器械程序，控制系统向快换接口2中的驱动电机发送信号，控制驱动电机带动器械转接座3的中间连接轮逆时针转动至限位处(限位螺钉处)，再控制驱动电机带动器械转接座的中间连接轮运动至命令位置数值(两限位螺钉的中间位置处)，当驱动电机转至命令位置数值时停止转动；
步骤七：控制系统向器械安装指示灯发送信号将指示灯点亮，手术器械安装完成；
步骤八：按住快换接口2的控制按钮201手动向下推动器械；
步骤九：系统实时读取当前快换接口的位置数值X1(即实时读取升降电机102的编码器的读数)，并与控制系统记录的位置数值X0比较，当X1＜X0时，即手术器械插入深度比记录位置浅时，手术器械可以按照需求随意选择停止位置；
步骤十：直到X1＝X0，控制系统向器械升降座1的升降电机102发送信号，使升降电机102停止转动，手术器械下行停止，即手术器械更换完成。
本实施例中该方法需人工安装器械，控制系统可精准的记录器械更换前的位置，可控制器械更换位置远离病灶，提高了手术过程中的安全性，并且当器械插入位置比记录位置浅时，医生可以根据需求选择器械插入的深度，更便于医生的操作。
实施例3
结合附图1-3，手术器械更换设备采用现有技术，其包括器械升降座1、快换接口2和器械转接座3；快换接口2与器械升降座3通过滚珠丝杠101连接，快换接口2能够在器械升降座1上移动，升降电机102位于滚珠丝杠的下端，用于快换接口2在器械升降座上1运动提供动力。弹簧针203、按钮开关202位于快换接口2上，按钮开关202用于固定和连接器械转接座3。控制按钮201位于快换接口上，用于控制快换接口2在器械升降座1上移动；卡槽302和导电铜片301位于器械转接座3上，卡槽302用于固定和连接手术器械。手术器械设有芯片，用于与导电铜片、弹簧针连接，用于传递器械安装信号。器械升降座还包括指示灯，指示灯位于器械升降座顶端，指示灯等发出指示光。
结合附图1-3本实施例基于上述器械设备，提供了一种内窥镜手术器械更换方法，包括以下步骤：
步骤一：在快换接口上安装器械转接座，在接口板上首次安装手术器械，所述手术器械安装完毕，绿色指示灯点亮；按下控制按钮推动快换接口移动至器械升降座行程内的任意位置，手术器械正常工作；当需要更换手术器械时，按下手术器械按钮，手术器械脱离器械转接座和快换接口，绿色指示灯熄灭，控制系统检测到器械芯片与导电铜片断开，控制系统向控制器械闭合的驱动电机发送信号，控制器械末端执行器张开，控制系统记录下当前快换接口的位置数值P0；控制系统向快换接口升降电机发送运动指令，快换接口沿器械升降座以48rpm/s的速度匀速向上运动至顶端。
步骤二：快换接口运动至顶端后停止运动，人工安装新器械，手术器械芯片与器械转接座导电铜片接通。
步骤三：检测系统接收到器械转接座上的导通信号后，控制系统如实施例2种步骤六所述执行安装器械程序，直到绿色指示灯点亮，器械安装完成。手动按住控制按钮推动器械向下，控制系统实时检测快换接口位置数值P1与记录位置数值P0比较，当P1＜P0时，即器械插入深度比记录位置浅时，器械可以按照需求随意选择停止位置；直到P1＝与P0，控制系统向升降电机102发送信号，使升降电机102停止转动，器械下行停止，即器械更换完成。
以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。
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