一种远程遥控系统的电数字控制方法与流程

1.本发明属于电数字控制技术领域，特别是涉及一种远程遥控系统的电数字控制方法。


背景技术：

2.很多生物实验室、医学诊断室、特殊车间等存在高温、高热、有毒、辐射等不利的环境，这会对操作人员身体造成严重的影响，这时需要操作人员使用远程遥控装置进行工作，对于很多具有特殊需求的操作而言，需要非常谨慎且细致的操作，然而目前使用的远程遥控装置只能够实现电信号的单向传送，比如从室外装置通过局域网实现信号传送，但是在实际控制操作时，操作人员只能根据经验和实际情况来判断工作过程的力度，可能会出现力度较小，材料、药物、器械等无法送至目标区域，或者力度过大，造成突发情况的产生。因此亟需一种新型的远程遥控系统的电数字控制方法，实现上述情况的精细化控制。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种远程遥控系统的电数字控制方法，包括主机系统和从机系统；所述主机系统包括用于接收、处理和发送电信号的主机控制单元；用于采集、处理传感器电信号的主机检测单元；用于主机系统和从机系统之间信号传输的主机通讯单元；用于在主机系统中完成对从机系统远程遥控的遥控单元；所述遥控单元包括：线缆、调力电机、调力弹簧、光栅读头、光栅尺、针筒、推杆、压力传感器和触摸盖；所述调力电机设置在所述针筒的远端，与所述调力弹簧共同提供扭矩；所述光栅读头设置在所述针筒的近端一侧；所述推杆的远端轴向平行设置在所述针筒内部，所述推杆的近端延伸出所述针筒的两翼；所述压力传感器设置在所述触摸盖的内部，所述压力传感器和所述触摸盖共同设置在所述推杆的近端；所述从机系统包括从机控制单元、从机检测单元、从机通讯单元和工作单元；所述工作单元包括执行元件，用于接收所述遥控单元的电数字信号，完成动作；所述电数字控制方法包括如下步骤：（1）操作人员将拇指抵触在所述触摸盖上，食指和中指反向抵在所述针筒的两翼上，推动所述推杆在所述针筒内移动，此时所述压力传感器和光栅读头实时读取所述推杆的压力与位移；（2）将所述压力传感器实时采集到的压力信号和所述光栅读头采集到的位移信号传输至所述主机控制单元，完成信号运算处理；（3）所述主机通讯单元把位移信号通过无线或者有线的方式传递给从机通讯单
元，并在所述从机控制单元中完成信号运算处理；（4）所述工作单元接收到目标位移信号，通过执行元件移动相应的位移；（5）所述从机检测单元实时监测所述工作单元中的压力信号a，并将压力信号a通过所述从机控制单元、从机通讯单元和主机通讯单元，反馈至主机控制单元中；（6）压力信号a与压力信号b在所述主机控制单元中进行pid（proportion integration differentiation,比例积分微分）运算调节；（7）所述遥控单元发出电动作信号，所述调力电机执行调整扭矩动作，使得压力信号b接近压力信号a直至相等。
4.较佳地，所述光栅尺安装在所述针筒的内壁凹槽中，用于读取所述推杆移动的距离。
5.较佳地，所述执行元件用于接收所述工作单元发送的位移信号，所述执行元件可选用注射泵。
6.较佳地，所述的主机通讯单元和所述从机通讯单元的传输方式为无线蓝牙传输或有线can总线方式。
7.较佳地，所述主机检测单元与所述主机控制单元连接。
8.较佳地，所述主机检测单元与所述从机控制单元连接。
9.较佳地，所述远程遥控系统在主机系统一端远程操作从机系统一端，并接收从机系统一端的压力反馈。
10.与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：1、本发明提供一种远程遥控系统的电数字控制方法，能够在让操作人员在观察室中远程操作位于实验室、手术室、高温高热车间等空间中的遥控单元，进行远程遥控操作，减少操作人员在危害较高环境下暴露的时间。
11.2、本发明提供一种远程遥控系统的电数字控制方法，不仅能够将操作人员的操作意图从主机系统发送至从机系统，并且能提供手感的力反馈，可靠性高，且稳定性强。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：图1为本发明的推杆整体结构图；图2为本发明的推杆内部机械结构图；图3为本发明的远程遥控系统的控制流程图。
具体实施方式
13.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
14.实施例1请参考图1至图3，一种远程遥控系统，包括：主机系统和从机系统；其中，主机系统包括用于接收、处理和发送电信号的主机控制单元；用于采集、处理传感器电信号的主机检测单元，电信号包括但不限于压力信号、位移信号；用于主机系统和从机系统之间的信号传输的主机通讯单元；用于在主机系统中完成对从机系统远程遥控的遥控单元，是远程遥控系统中主机系统的重要单元；同时，从机系统包括从机控制单元、从机检测单元、从机通讯单元和工作单元；其中，工作单元是从机系统中执行主机系统传递电信号指令的重要单元，包括执行元件，用于接收电信号完成动作。
15.所述遥控单元包括：线缆1、调力电机2、调力弹簧3、光栅读头4、光栅尺5、针筒6、推杆7、压力传感器8和触摸盖9；所述调力电机2设置在所述针筒6的远端，用于实时调节扭矩，与所述调力弹簧共同提供稳定的扭矩；所述光栅读头4通过粘接等方式设置在所述针筒6的近端一侧，光栅尺5安装在所述针筒6的内壁凹槽中，光栅读书头4和光栅尺5共同组成光栅编码器，当推杆7移动在针筒6内移动时，光栅尺5会形成莫尔条纹产生亮暗交替变换，光电信号转换成电脉冲信号，并在光栅读头4上显示出来，此时可测量出推杆7移动的距离；所述推杆7的远端轴向平行设置在所述针筒6内部，所述推杆7的近端延伸出所述针筒6的两翼；所述压力传感器8设置在所述触摸盖9的内部，所述压力传感器8和所述触摸盖9共同设置在所述推杆7的近端。
16.该远程遥控装置方案的电数字控制方法流程图如图3所示，操作人员对遥控单元的推杆7上的触摸盖9施加压力后，推杆7在针筒6内由远端至近端进行轴向移动，主机检测单元将压力传感器8采集到的压力信号b及时处理或者传输到主机系统的主机控制单元中处理。与此同时，光栅读头4读取推杆7在针筒6内移动后光栅尺5的位置信息，采集处理或者传输到主机系统中的主机控制单元后处理。处理后的位移信号再经过主机通讯单元把信号发送到从机通讯单元，发送信息的方式为无线蓝牙传输或者有线can总线，从机通讯单元接收到主机系统发送的信息后，经过处理或者传输到从机控制单元后进行处理，处理后的位移信号再经过工作单元发送至执行元件中，执行电信号动作，由于操作人员的工种不同，对应的执行元件也不同，根据操作人员操作方式的不同，比如对于实验员、医护人员而言，工作单元中的执行元件可为注射泵，产生的效果可以是向前注射，也可以是向后回抽，还可以停止注射，对于车间工人而言，执行元件可以为机械手等精密化器械，产生的效果可以为夹持也可以为松开。
17.同时从机系统的从机检测单元会采集工作单元中执行元件的压力信号a，并把压力信号经过处理或者传输到从机控制单元后处理，处理后的压力信号a经过从机通讯单元发送到主机通讯单元，发送信号的方式为无线蓝牙传输或者有线can总线，主机通讯单元接收到从机系统反馈回来的压力信号a后，经过处理或者传输到主机控制单元后进行处理，处
理后的压力信号a与主机检测单元中压力传感器8采集的压力信号b进行数据对比分析，通过分析结果进行pid调节，从而使主机控制单元发出相应的电动作信号，控制遥控单元中的调力电机2立即调整扭矩，执行相应电动作，使调力电机2和调力弹簧3的合力与拇指按压触摸盖9的压力相同，最终主机检测单元中接收到压力传感器8实时采集的压力信号b接近或者完全等于从机检测单元采集到的压力信号a。
18.电数字控制方法包括如下步骤：1）操作人员将拇指抵触在所述触摸盖9上，食指和中指反向抵在所述针筒6的两翼上，推动所述推杆7在所述针筒6内移动，此时，压力传感器8和光栅读头4实时读取推杆7的压力信号b与位移信号；2）将压力传感器8实时采集到的压力信号b和所述光栅读头4采集到的位移信号传输至主机控制单元，完成信号运算处理；3）主机通讯单元将位移信号通过无线蓝牙传输或者有线can总线的方式传递至从机通讯单元，并在从机控制单元中完成信号运算处理；4）工作单元接收到目标位移信号，通过执行元件移动相应的位移，执行元件可优选为注射泵；5）从机检测单元实时监测工作单元中的压力信号a，并将压力信号a通过从机控制单元、从机通讯单元和主机通讯单元，反馈至主机控制单元中；6）压力信号a与压力信号b在主机控制单元中进行数据对比分析，完成pid运算调节；7）此时，遥控单元发出电动作信号，控制调力电机2执行调整扭矩动作，使得压力信号b无限接近压力信号a直至相等。
19.综上所述，本发明公开了一种远程遥控系统的电数字控制方法，提供了压力检测、位置位移检测以及力反馈功能，可以完成向前主动动作、向后主动回拉以及停止的动作需求。不仅能将操作人员的操作意图从观察室的主机系统传递至实验室、手术室、诊断室、特殊车间的从机系统，并且给操作人员提供动作手感的反馈，即从机系统中执行元件的压力能实时反馈至操作人员的手上。
20.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。