一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统

本发明涉及医疗器械，具体为一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统。

背景技术：

1、医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。医疗器械包括医疗设备和医用耗材，效用主要通过物理等方式获得，不是通过药理学、免疫学或者代谢的方式获得，或者虽然有这些方式参与但是只起辅助作用，其中医用关节镜手术刨削装置是一种专门用于关节镜手术中的器械，主要用于清除或修整受损的关节软骨组织。

2、在关节镜手术中，医生通过小切口将刨削器的刀片部分引入患者的关节内，利用刀片的旋转切削作用，精确去除异常的、受损的或不规则的软骨组织，使关节表面变得光滑，需要使用到驱动控制系统，现有的部分驱动控制系统在使用时，由于其设计限制，导致在手术过程中难以实现高精度的刨削操作，从而可能导致手术效果不理想，增加手术风险和并发症的发生率，同时由于部分驱动系统的不稳定或缺乏有效的反馈调节机制，容易出现转速波动和转矩不稳定的情况，这不仅影响手术的顺利进行，还可能对手术效果造成不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，包括：

3、控制单元，用于接收用户输入指令、处理数据并发出控制信号；

4、动力单元，用于产生并输出动力；

5、监测与调节单元，用于监测系统的运行状态并调节相关参数；

6、传感与转换单元，用于采集系统的运行状态信息并将其转换为可处理的数据；

7、所述控制单元包括主控制模块、串口屏控制模块、手柄按键控制模块和脚踏控制模块，所述主控制模块与串口屏控制模块、手柄控制模块和脚踏控制模块均连接，所述主控制模块用于接收来自串口屏控制模块、手柄按键控制模块和脚踏控制模块的信号，进行逻辑算法运算，并发出控制信号给各执行单元，所述串口屏控制模块用于通过串口通信协议与用户交互，允许用户设定转速参考值及手柄电机的摆动模式，所述手柄按键控制模块用于通过按键输入控制手柄电机的运动模式，所述脚踏控制模块用于通过脚踏开关控制手柄电机的运动模式；

8、动力单元包括直流电源模块、逆变电路模块、手柄电机模块，所述直流电源模块与逆变电路模块连接，所述逆变电路模块与手柄电机模块连接，所述直流电源模块用于为整个系统提供稳定的直流电源，所述逆变电路模块用于将直流电源转换为交流电，以驱动手柄电机，所述手柄电机模块用于接收来自逆变电路模块的交流电，产生旋转动力；

9、监测与调节单元包括转速调节模块、转矩调节模块、自抗扰控制模块和电流调节模块，所述主控制模块与转速调节模块、转矩调节模块和自抗扰控制模块均连接，所述转速调节模块用于根据转速实际值调节转矩输出，所述转矩调节模块用于根据转速调节模块的输出和负载情况调节电机的输出转矩，所述自抗扰控制模块用于实现电机的自抗扰控制，所述电流调节模块用于对电机的电流进行精确控制。

10、优选的，所述控制单元还包括手柄电机，所述串口屏控制模块、手柄按键控制模块和脚踏控制模块与手柄电机均连接，用于对手柄电机进行控制。

11、优选的，所述传感与转换单元包括数据收集模块和数据处理模块，所述数据收集模块与数据处理模块连接，所述数据收集模块用于接收各个传感器传输的数据并对其进行输送，所述数据处理模块用于对数据收集模块接收的数据进行处理。

12、优选的，所述传感与转换单元还包括霍尔传感器和电流传感器，所述霍尔传感器和电流传感器均与数据收集模块连接，所述霍尔传感器用于测量手柄电机的转子电角度和速度，所述电流传感器用于采集电机的电流信息。

13、优选的，所述主控制模块与转速调节模块、转矩调节模块和自抗扰控制模块均连接，接收主控制模块的控制信号，并对参数进行调节调节和控制。

14、优选的，所述主控制模块与逆变电路模块连接，通过主控制模块的控制信号，调节输出电压和频率。

15、优选的，所述主控制模块与数据处理模块连接，数据处理模块处理后的数据传输至主控制模块，实时传输测量数据，并发出相应的控制信号。

16、优选的，所述逆变电路模块与自抗扰控制模块连接，自抗扰控制模块通过算法处理数据，并输出控制信号至逆变电路模块调节手柄电机的运行状态。

17、优选的，所述电流调节模块与逆变电路模块连接，将控制信号传递至逆变电路模块，控制手柄电机的电流。

18、优选的，所述数据处理模块与电流调节模块和自抗扰控制模块均连接，各个传感器的数据传输至电流调节模块和自抗扰控制模块，电流调节模块和自抗扰控制模块对接收的数据进行处理和分析。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、1.本发明通过设置控制单元，对串口屏控制模块、手柄按键控制模块和脚踏控制模块进行集成，提供多种控制方式，便于医生根据手术需求和个人习惯选择最合适的控制模式，通过设置动力单元，可以对手柄电机提供安全可靠的动力，进而使得手柄电机在工作时的稳定性，通过设置监测与调节单元，在转速调节模块、转矩调节模块、自抗扰控制模块和电流调节模块的作用下，能够实时监测系统的运行状态，确保手术过程中的安全性和稳定性，同时各调节模块能够根据实时反馈数据对电机的运行状态进行精准调节，提高了手术的精确性和可控性；通过设置传感与转换单元，能够实时采集和处理数据，为控制单元提供实时的反馈信息，确保了手术过程中的实时控制；

21、2.通过设置主控制模块能够接收来自各控制模块的信号，进行逻辑算法运算，并发出精确的控制信号给各执行单元，确保手术过程中的精准控制，通过设置串口屏控制模块，可以通过串口通信协议与用户交互，允许用户设定转速参考值及手柄电机的摆动模式，提高了用户操作的便捷性和直观性，通过设置直流电源模块为整个系统提供稳定的直流电源，确保了手术过程中动力输出的持续性和稳定性，通过设置逆变电路模块，可以将直流电源转换为交流电，以驱动手柄电机，具有高效节能的特点，降低了系统的能耗，通过设置手柄电机模块，可以接收来自逆变电路模块的交流电，产生旋转动力，为手术刨削提供强劲的动力支持，通过设置自抗扰控制模块，其可以通过算法处理数据，实现电机的自抗扰控制，有效抑制了系统内部扰动和外部干扰对手术过程的影响。

技术特征：

1.一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述控制单元还包括手柄电机，所述串口屏控制模块、手柄按键控制模块和脚踏控制模块与手柄电机均连接，用于对手柄电机进行控制。

3.根据权利要求1所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述传感与转换单元包括数据收集模块和数据处理模块，所述数据收集模块与数据处理模块连接，所述数据收集模块用于接收各个传感器传输的数据并对其进行输送，所述数据处理模块用于对数据收集模块接收的数据进行处理。

4.根据权利要求3所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述传感与转换单元还包括霍尔传感器和电流传感器，所述霍尔传感器和电流传感器均与数据收集模块连接，所述霍尔传感器用于测量手柄电机的转子电角度和速度，所述电流传感器用于采集电机的电流信息。

5.根据权利要求1所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述主控制模块与转速调节模块、转矩调节模块和自抗扰控制模块均连接，接收主控制模块的控制信号，并对参数进行调节调节和控制。

6.根据权利要求1所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述主控制模块与逆变电路模块连接，通过主控制模块的控制信号，调节输出电压和频率。

7.根据权利要求3所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述主控制模块与数据处理模块连接，数据处理模块处理后的数据传输至主控制模块，实时传输测量数据，并发出相应的控制信号。

8.根据权利要求2所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述逆变电路模块与自抗扰控制模块连接，自抗扰控制模块通过算法处理数据，并输出控制信号至逆变电路模块调节手柄电机的运行状态。

9.根据权利要求2所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述电流调节模块与逆变电路模块连接，将控制信号传递至逆变电路模块，控制手柄电机的电流。

10.根据权利要求3所述的一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，其特征在于：所述数据处理模块与电流调节模块和自抗扰控制模块均连接，各个传感器的数据传输至电流调节模块和自抗扰控制模块，电流调节模块和自抗扰控制模块对接收的数据进行处理和分析。

技术总结本发明涉及医疗器械技术领域，且公开了一种医用关节镜手术刨削装置的驱动控制系统，包括控制单元，用于接收用户输入指令、处理数据并发出控制信号；动力单元，用于产生并输出动力；监测与调节单元，用于监测系统的运行状态并调节相关参数；传感与转换单元，用于采集系统的运行状态信息并将其转换为可处理的数据；本发明具有确保手术过程在复杂环境下仍能顺利进行，提高了手术的安全性和可靠性，同时其具备全面的监测与调节功能，能够确保手柄电机在手术过程中始终保持在最佳运行状态，适应不同的手术需求的优点。技术研发人员：于腾波,马金龙,赵海波,陈进利,付海涛受保护的技术使用者：青岛大学附属医院技术研发日：技术公布日：2024/10/17