买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：上海极睿医疗科技有限公司

摘要：一种基于移动闭塞技术的安全边界控制系统，用于控制机械手臂末端执行器进行安全性防护路径规划；其包括主CPU、检测模块、人工边界确认模块、编码器校准模块、A系编码器减速机侧模块、B系编码器电机侧模块和安全检测CPU。本发明通过虚拟的闭塞边界计算，能提前计算出闭塞边界点，规划出一条限速曲线，安全有效地进行安全边界监测，避免由于机械手臂末端执行器的移动惯性或者系统响应时间延迟等问题导致超出安全边界造成不可预计后果，同时还能实时检测编码器偏差或者发生系统故障时，移动闭塞边界不再更新，将系统停在安全区间内。

主权项：1.一种基于移动闭塞技术的安全边界控制系统，用于控制带有手术工具或手术用具进行手术的机械手臂末端执行器进行安全性防护路径规划；其特征在于，包括主CPU、A系编码器减速机侧模块、B系编码器电机侧模块和安全检测CPU；其中，所述主CPU包括位置环模块、速度环模块和运动控制模块，所述运动控制模块控制所述A系编码器减速机侧模块带动位置环模块的移动，所述运动控制模块控制所述B系编码器电机侧模块带动速度环模块的移动，使机械手臂末端执行器按照预定的运动轨迹，且以实时给进速度值Vi运行在安全边界内；其中，所述实时给进速度值Vi为当前位置W的X,Y,Z轴方向上的速度；所述安全检测CPU包括闭塞边界处理模块和安全参数输入模块；所述安全参数输入模块用于输入所述安全边界、机械手臂末端执行器最大速度限制值Vmax和系统响应时间T；所述机械手臂末端执行器最大速度限制值Vmax为当前位置W的X,Y,Z轴方向上的最大限制速度；其中，初始化时，最大速度限制值Vmax为恒定值或为与位置W相对应的一条曲线；所述闭塞边界处理模块包括边界距离获取单元和防护减速单元；所述边界距离获取单元用于获取所述机械手臂末端执行器当前位置W，在所述位置W的X,Y,Z轴方向上计算闭塞边界距离L1，并得到闭塞边界点，以及在所述位置W的X,Y,Z轴方向上计算到达安全边界距离L2；所述闭塞边界距离L1是根据所述机械手臂末端执行器最大速度限制值Vmax和系统响应时间T限位计算完成后作为闭塞边界距离L1固定值限位，或者根据机械手臂末端执行器实时给进速度值Vi和系统响应时间T计算实现动态变化；并且依据闭塞边界距离L1、所述机械手臂末端执行器的当前动量和减速度值，进行实时更新计算出移动闭塞边界的限速曲线Vlim；当移动闭塞边界点超出安全边界时，移动闭塞边界的限速曲线Vlim停止更新，依据最后计算的移动闭塞边界的限速曲线Vlim、闭塞边界距离L1和和当前所述机械手臂末端执行器的减速停车策略，进行运动停止；所述防护减速单元，判断所述闭塞边界点是否超出所述安全边界、所述闭塞边界点是否没有超出所述安全边界或所述移动闭塞边界点是否与安全边界重叠；即①、当所述安全边界距离L2大于闭塞边界距离L1时，不更新最大速度限制值Vmax和移动闭塞边界的限速曲线Vlim，将当前位置W的X,Y,Z轴方向上到闭塞边界距离L1的距离分成N个减速停车规划周期，依据所述机械手臂末端执行器的参数，所述机械手臂末端执行器实时给进速度值Vi接收所述移动闭塞边界的限速曲线Vlim限速主动防护减速，即所述机械手臂末端执行器以小于最后更新的所述移动闭塞边界的限速曲线Vlim值的实时给进速度值Vi继续按照预定的运动轨迹进行移动，直到移动距离为闭塞边界距离L1停止；②、当所述闭塞边界点没有超出所述安全边界，所述机械手臂末端执行器以小于所述机械手臂末端执行器最大速度限制值Vmax的实时给进速度值Vi继续按照预定的运动轨迹进行移动；其中，所述安全边界距离L2＞闭塞边界距离L1均为X,Y,Z轴至少一个方向上成立即可。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海极睿医疗科技有限公司 基于移动闭塞技术的安全边界控制系统及控制方法