【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及一種用于外科機器人系統中的隔離器模塊，并且特別地，涉及一種能夠在機器人臂與外科機器人系統的控制器之間傳遞電力和數據同時在機器人臂與控制器之間提供電隔離的隔離器模塊。
技術介紹
1、典型外科機器人系統包括連接到位于外科醫生控制臺內的控制器的一個或多個外科機器人。每個外科機器人包括基座單元、機器人臂和外科器械?？刂破髟谝粋€或多個機器人臂與外科醫生之間提供接口，從而準許外科醫生控制機器人臂。控制器被配置成將數據信號和電力信號傳遞到機器人臂。數據信號可以包括由外科醫生傳輸的控制命令以及從控制器本身傳輸的針對診斷數據的請求。控制器還被配置成從機器人臂接收數據信號。從機器人臂接收到的數據信號可以包括傳感器數據、位置數據和診斷數據的組合。
2、位于外科醫生控制臺處的控制器可以與外科機器人系統的一個或多個機器人臂電隔離。此電隔離減小了危險電能從外科醫生控制臺或其他電子部件傳輸到機器人臂并且最終傳輸到患者的風險。在相反方向上，電隔離防止機器人臂的危險電能經由外科醫生控制臺傳輸到外科醫生。
技術實現思路
1、根據第一方面，提供了一種用于外科機器人系統中的隔離器模塊，該外科機器人系統包括機器人臂和控制器，該隔離器模塊被配置成在外科機器人系統的機器人臂與控制器之間提供接口，該隔離器模塊包括：第一介接部分，該第一介接部分被配置成：(i)從連接到控制器的第一電纜傳遞電力，以及(ii)將數據傳遞到第一電纜以及從第一電纜傳遞數據；第二介接部分，該第二介接部分被配置成：(i)將電力傳遞到與機器
2、第一介接部分可以包括第一控制單元，該第一控制單元被配置成：將從第一電纜接收到的電力傳遞到隔離電力轉換器；以及在第一電纜與數據鏈路之間傳遞數據。
3、第二介接部分可以包括第二控制單元，該第二控制單元被配置成：將從隔離電力轉換器接收到的電力傳遞到第二電纜；以及在數據鏈路與第二電纜之間傳遞數據。
4、可以根據coaxpress(cxp)數據協議通過第一電纜和第二電纜來傳輸數據。
5、第一介接部分和第二介接部分中的每一者可以包括coaxpress(cxp)收發器模塊。
6、數據鏈路可以是第三電纜。
7、第三電纜可以是光纖電纜，該光纖電纜被配置成使用光在第一介接部分與第二介接部分之間傳遞數據。
8、該光可以是紅外光。
9、從機器人臂傳遞到控制器的數據可以包括傳感器數據流。
10、第一介接部分還可以包括信號調節模塊，該信號調節模塊被配置成從數據鏈路接收數據流，從該數據流中提取嵌入式時鐘，以及使用干凈時鐘將數據流的新版本重傳到第一電纜。
11、第一信號調節模塊可以被進一步配置成監測所接收到的數據流的質量，以及傳輸指示所接收到的數據流的質量的數據。
12、第二介接部分還可以包括第二信號調節模塊，該第二信號調節模塊被配置成從第二電纜接收數據流，從該數據流中提取嵌入式時鐘，以及使用干凈時鐘將數據流的新版本重傳到數據鏈路。
13、第二信號調節模塊可以被進一步配置成監測所接收到的數據流的質量，以及傳輸指示所接收到的數據流的質量的數據。
14、隔離電力轉換器可以是dc-dc電力轉換器。
15、第一介接部分和第二介接部分中的每一者可以包括小型可插拔(sfp)接口模塊。
16、該模塊可以形成隔離以太網交換臺的一部分。
17、隔離器模塊還可以包括微控制器，該微控制器連接到第一信號調節模塊，并且被配置成接收由第一信號調節模塊執行的分析的結果以及使用這些分析結果來提供指示從機器人臂傳遞到控制器的數據的質量的診斷信息。
18、微控制器可以進一步連接到第二信號調節模塊，并且被配置成接收由第二信號調節模塊執行的分析的結果以及使用這些分析結果來提供診斷信息。
19、由微控制器提供的診斷信息可以包括以下指示中的一者或多者：第一介接部分和第二介接部分中的每一者的過電流和欠電流；隔離器模塊上是否存在第一收發器模塊和第二收發器模塊，第一收發器模塊和第二收發器模塊中的每一者被配置成將數據信號傳輸到數據鏈路以及從數據鏈路接收數據信號；第一收發器模塊和第二收發器模塊的狀態；第一信號調節模塊是否已被解鎖以供隔離器模塊使用；第二信號調節模塊是否已被解鎖以供隔離器模塊使用；外科機器人系統中是否存在故障；第一電纜和第二電纜的通信質量和信號完整性；從分別位于第一介接部分和第二介接部分上的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器記錄的溫度；以及向外科器械提供的電流和電壓，所述電流和電壓的提供從而提供與所述外科器械的電連接的質量的指示。
20、隔離器模塊還可以包括連接到微控制器的一個或多個指示器，該一個或多個指示器被配置成指示外科機器人系統中是否存在故障。
21、一個或多個指示器可以是故障診斷發光二極管(led)。
22、機器人臂可以包括具有相機的外科器械。
23、經由數據鏈路從第一介接部分傳遞到第二介接部分的數據可以包括控制信號和/或對來自外科器械的數據的詢問。
24、經由數據鏈路從第二介接部分傳遞到第一介接部分的數據可以包括診斷數據、位置數據和傳感器數據中的一者或多者。
25、傳感器數據可以是圖像數據。
26、由微控制器提供的診斷信息可以包括以下指示中的一者或多者：是否已從機器人臂拔下相機的指示；以及由相機消耗的電流的指示。
27、該模塊可以在外科機器人系統中位于包括機器人臂的單元內。
28、該模塊可以在外科機器人系統中位于包括控制器的外科醫生控制臺內。
29、根據第二方面，提供了一種外科機器人系統，該外科機器人系統包括：控制器；機器人臂，該機器人臂由控制器控制；隔離器模塊，該隔離器模塊被配置成在控制器與機器人臂之間提供接口；第一電纜，該第一電纜將控制器連接到隔離器模塊的第一介接部分，該第一電纜被配置成：(i)在控制器與第一介接部分之間傳遞電力，以及(ii)在控制器與第一介接部分之間傳遞數據；第二電纜，該第二電纜將機器人臂連接到隔離器模塊的第二介接部分，該第二電纜被配置成：(i)在機器人臂與第二介接部分之間傳遞電力，以及(ii)在機器人臂與第二介接部分之間傳遞數據；其中隔離器模塊被配置成在第一介接部分與第二介接部分之間傳遞數據和電力，同時在第一介接部分與第二介接部分之間提供電隔離。
30、根據第三方面，提供了一種外科機器人系統，該外科機器人系統包括：控制器；機器人臂，該機器人臂由控制器控本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于外科機器人系統中的隔離器模塊，所述外科機器人系統包括機器人臂和控制器，所述隔離器模塊被配置成在所述外科機器人系統的所述機器人臂與所述控制器之間提供接口，所述隔離器模塊包括：
2.如權利要求1所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分包括第一控制單元，所述第一控制單元被配置成：
3.如權利要求1或權利要求2所述的隔離器模塊，其中所述第二介接部分包括第二控制單元，所述第二控制單元被配置成：
4.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中根據CoaXPress(CXP)數據協議通過所述第一電纜和所述第二電纜來傳輸數據。
5.如權利要求4所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分和所述第二介接部分中的每一者包括CoaXPress(CXP)收發器模塊。
6.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中數據鏈路是第三電纜。
7.如權利要求6所述的隔離器模塊，其中所述第三電纜是光纖電纜，所述光纖電纜被配置成使用光在所述第一介接部分與所述第二介接部分之間傳遞數據。
8.如權利要求7所述的隔離器模塊，其中所述光是紅外
9.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中從所述機器人臂傳遞到所述控制器的數據包括傳感器數據流。
10.如權利要求9所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分還包括信號調節模塊，所述信號調節模塊被配置成從所述數據鏈路接收數據流，從所述數據流中提取嵌入式時鐘，以及使用干凈時鐘將所述數據流的新版本重傳到所述第一電纜。
11.如權利要求10所述的隔離器模塊，其中所述第一信號調節模塊被進一步配置成監測所接收到的數據流的質量，以及傳輸指示所接收到的數據流的所述質量的數據。
12.如權利要求9所述的隔離器模塊，其中所述第二介接部分還包括第二信號調節模塊，所述第二信號調節模塊被配置成從所述第二電纜接收數據流，從所述數據流中提取嵌入式時鐘，以及使用干凈時鐘將所述數據流的新版本重傳到所述數據鏈路。
13.如權利要求12所述的隔離器模塊，其中所述第二信號調節模塊被進一步配置成監測所接收到的數據流的所述質量，以及傳輸指示所接收到的數據流的所述質量的數據。
14.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中所述隔離電力轉換器是DC-DC電力轉換器。
15.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分和所述第二介接部分中的每一者包括小型可插拔(SFP)接口模塊。
16.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中所述模塊形成隔離以太網交換臺的一部分。
17.如權利要求11所述的隔離器模塊，還包括微控制器，所述微控制器連接到所述第一信號調節模塊，并且被配置成接收由所述第一信號調節模塊執行的分析的結果以及使用這些分析結果來提供指示從所述機器人臂傳遞到所述控制器的數據的質量的診斷信息。
18.如權利要求17在從屬于權利要求13時所述的隔離器模塊，其中所述微控制器進一步連接到所述第二信號調節模塊，并且被配置成接收由所述第二信號調節模塊執行的分析的所述結果以及使用這些分析結果來提供所述診斷信息。
19.如權利要求17或權利要求18所述的隔離器模塊，其中由所述微控制器提供的所述診斷信息包括以下指示中的一個或多個指示：
20.如權利要求17至19中任一項所述的隔離器模塊，還包括連接到所述微控制器的一個或多個指示器，所述一個或多個指示器被配置成指示所述外科機器人系統中是否存在故障。
21.如權利要求20所述的隔離器模塊，其中所述一個或多個指示器是故障診斷發光二極管(LED)。
22.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中所述機器人臂包括具有相機的外科器械。
23.如權利要求22所述的隔離器模塊，其中經由所述數據鏈路從所述第一介接部分傳遞到所述第二介接部分的數據包括控制信號和/或對來自所述外科器械的數據的詢問。
24.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中經由所述數據鏈路從所述第二介接部分傳遞到所述第一介接部分的數據包括診斷數據、位置數據和傳感器數據中的一者或多者。
25.如權利要求24在從屬于權利要求22或權利要求23時所述的隔離器模塊，其中所述傳感器數據是圖像數據。
26.如權利要求25在從屬于權利要求17或權利要求18時所述的隔離器模塊，其中由所述微控制器提供的診斷信息包括以下指示中的一個或多個指示：
27.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中所述模塊在所述外科機器人系統中位于包括所述機器人臂的單元內。
28.如權利要求1至26中任...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于外科機器人系統中的隔離器模塊，所述外科機器人系統包括機器人臂和控制器，所述隔離器模塊被配置成在所述外科機器人系統的所述機器人臂與所述控制器之間提供接口，所述隔離器模塊包括：
2.如權利要求1所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分包括第一控制單元，所述第一控制單元被配置成：
3.如權利要求1或權利要求2所述的隔離器模塊，其中所述第二介接部分包括第二控制單元，所述第二控制單元被配置成：
4.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中根據coaxpress(cxp)數據協議通過所述第一電纜和所述第二電纜來傳輸數據。
5.如權利要求4所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分和所述第二介接部分中的每一者包括coaxpress(cxp)收發器模塊。
6.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中數據鏈路是第三電纜。
7.如權利要求6所述的隔離器模塊，其中所述第三電纜是光纖電纜，所述光纖電纜被配置成使用光在所述第一介接部分與所述第二介接部分之間傳遞數據。
8.如權利要求7所述的隔離器模塊，其中所述光是紅外光。
9.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中從所述機器人臂傳遞到所述控制器的數據包括傳感器數據流。
10.如權利要求9所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分還包括信號調節模塊，所述信號調節模塊被配置成從所述數據鏈路接收數據流，從所述數據流中提取嵌入式時鐘，以及使用干凈時鐘將所述數據流的新版本重傳到所述第一電纜。
11.如權利要求10所述的隔離器模塊，其中所述第一信號調節模塊被進一步配置成監測所接收到的數據流的質量，以及傳輸指示所接收到的數據流的所述質量的數據。
12.如權利要求9所述的隔離器模塊，其中所述第二介接部分還包括第二信號調節模塊，所述第二信號調節模塊被配置成從所述第二電纜接收數據流，從所述數據流中提取嵌入式時鐘，以及使用干凈時鐘將所述數據流的新版本重傳到所述數據鏈路。
13.如權利要求12所述的隔離器模塊，其中所述第二信號調節模塊被進一步配置成監測所接收到的數據流的所述質量，以及傳輸指示所接收到的數據流的所述質量的數據。
14.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中所述隔離電力轉換器是dc-dc電力轉換器。
15.如任一前述權利要求所述的隔離器模塊，其中所述第一介接部分和所述第二介接部分中的每一者...
【專利技術屬性】
技術研發人員：伊萬·詹姆斯·克羅寧，本杰明·奧利弗·布里爾頓，
申請(專利權)人：CMR外科有限公司，
類型：發明
國別省市：
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