申请/专利权人：湖南峰恒晶医疗科技有限公司

申请日：2024-01-05

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117717398A

主分类号：A61B17/3209

分类号：A61B17/3209;A61B10/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：一种封闭式旋切针自动定位和校准，涉及医疗器械技术领域，驱动手柄靠近旋切装置的一侧开有凹槽，且凹槽内分别安装有光电传感器组和驱动手柄齿轮组，所述旋切机构内部连接有旋切针体；本发明所述的一种封闭式旋切针自动定位和校准，方便医护人员对旋切针进行自动检测和校准定位，在使用之前，其内针管和外针管均处于随机的位置，需要在自检时通过旋切针校准技术，将旋切针外管旋转到刀槽口朝向正上方的中间的基准位置，利用直流电机编码器所具有的速度检测和位置计算的功能，配合电机驱动模块所具备的电机过流和过载检测功能，通过硬件驱动和配合匹配的软件算法，能够很好的实现旋切针的自动检测和校准定位功能。

主权项：1.一种封闭式旋切针自动定位和校准，包括以下步骤：S1、将驱动手柄（1）和旋切机构（9）装配在一起；S2、通过光电传感器组11中OP2传感器（3）上的红外光电管对准识别模块（6）进行旋切机构（9）的装配检测；S3、通过驱动手柄（1）内的旋切电机带动旋切机构（9）上的外针管（13）进行旋转；S4、外针管（13）在旋转过程中，通过光电传感器组11中OP1传感器（4）上的红外光电管对准旋切机构（9）上旋切针体（7）的黑色条码（5），并进行信号采集，找到外针管（13）上的外管中点（15），并将外管中点（15）对准旋切针体（7）上的定位标识（12）；S5、当外管中点（15）与定位标识（12）对齐后，外针管（13）上的采样刀槽（16）处于一个正向上的位置，当外针管（13）插入人体组织后，根据外针管（13）上的外管中点（15）可以判断采样刀槽（16）朝向的位置；S6、通过驱动手柄（1）内的进刀电机带动内针管（14）进行移动，通过进刀电机的限位电流确定内针管（14）的极限位置；S7、通过驱动手柄（1）内的编码器计数进行原点限位标识（18）和顶点限位标识（17）的定位；S8、外针管（13）和内针管（14）位置定位后，开始进行校准；S9、启动进刀电机驱动内针管（14）从轴向任意位置，向原点限位标识（18）低速退回（PWM占空比调成35%），内针管（14）退回时，因为无运行阻力，进刀电机当前运行电流平稳，当退回到原点限位标识（18）位置后，进刀电机运行受到阻力，因为过了原点限位标识（18）后，随着外针管（13）内部的限位弹簧被压缩，运行阻力的不断加大，进刀电机电流采样波形会采集到一个缓慢升高的波形，当电压波形达到原点限位阻力的门坎时，进刀电机中止运行，计录当前位置作为起始位置，将编码计数器清零后，重新启动进刀电机，同时启动编码计数，并将内针管前行到12刀槽长度位置停止进刀，记录当前的编码计数；S10、定位外针管（13）中点，通过旋转外针管（13）将外管中点（15）与定位标识（12）对齐（说明：外管中点（15）与外针管（14）形成一个整体，可以同步转动，定位标识（12）是旋切针体（7）上一个固定不变的位置），旋切电机旋转定位时需要通过旋切针体（7）上黑色条码（5）进行识别，且黑色条码（5）的数量为三组，来确定外针管（13）的运行位置在进行旋转定位时，向左旋转1圈以下采集中间的黑色条码（5）作为起始信号，旋转找到其中一侧的黑色条码（5）后，然后再旋转外针管（13），确定另一侧的黑色条码（5）后，反向旋转返回外针管（13）中点位置，标准行程一周约3500-4500；S11、寻找内针管（14）旋切中心位置，通过旋转内针管（14）将内针管（14）刀头位置的中心线与定位标识（12）对齐，外管中点（15）与定位标识（12）对齐后，启动内针管（14）上的旋切电机进行中点定位，为了防止旋转到限位块时速度过快和力矩太大造成对内部限位块的冲击，将旋切电机的控制占空比设置为35%的低速状态运行，先将内针管（14）缓慢向左旋转，当运转到左限位块时，会检测到旋切电机电流有突然上升的过程，当电流达到左限位门坎值时，电机左旋停机，编码计数值清零，并将当前位置作为左限位块的起始位置，再内针管（14）缓慢从左限位起始位置向右边缓慢的旋转运行，同时启动编码器开始计数，当旋转到右限位块时，会检测到旋切电机有电流突然上升的过程，当电流达到右门坎限位值时，旋切电机右旋停机，此时采集编码器计数值大约为JS=7000，可以理解为内管从左边限位块位置，旋转到右边限位块时，整个旋切电机旋转行程的计数值，得到整个行程的计数后，还需要对这个行程计数进行验证，设置JS=0,将旋切电机从当前位置（右边限位块位置），向左边限位块的位置旋转，同时采集JS计数，内针管（14）旋切行程校准阶段，向左偏转到最左边，将编码器信号计数清零，再向右偏转到最右边，记录编码器信号个数为行程1，编码器信号个数清零后，再向左偏转到最左边，记录编码器信号个数为行程2，再向右偏转到中间位置，结束，内针管（14）旋切行程=（行程1+行程2）2，同时对旋切电机工作电流进行检测，当计数值为7000时，记录采集的电流幅度是否和第一次相匹配，如果相匹配，说明本次左右旋切编码记数采集正确，可将这个计数值和左限位和右限位的位置记录下来，如果本次采集记录的电流幅度与第一次不匹配，旋转编码计数还存在误差，又可以分成2种情况进行分析，第一种旋转计数达到7000，但限位电流没有升起来，说明上次限位计数存在负偏差，需要增加编码计数，第二种情况，旋转计数还没有达到7000，限位电流已经升起来，说明上次限位计数存在正偏差，需要减少编码计数，通过实际测试出现的正负偏差基本上均在10个左右，所以第一次校准时可以按增加10个编码和减少10个编码进行校正，校正完成后，将整个行程计数2，就是旋切针左右摆动的中点位置，这时将旋切针内管从左边位置旋转到编码计数一半的位置就是内管旋切时的中点位置；S12、内针管（14）找到中点位置后，进入内针管（14）轴向行程校准阶段，也就是通过对原点限位标识（18）和顶点限位标识（17）的电流检测和编码器位置计数判断内针管（14）的起点位置和顶点位置，检测过程，先将轴向行程计数JSZ清零，启动进刀电机,将内针管（14）（从当前12刀槽位置）轴向移动到原点限位标识（18），同时检测到原点限位电流，1内针管（14）移动到原点位置时，在限位弹簧的作用下，原点限位电流上升，当达到原点限位电流门坎时，电机停止动作，将编码器信号计数清零，重新启动进刀电机驱动内针管（14）再缓慢向上移动到原点限位标识（18）的位置，在顶点限位的作用下，电流传感器采集电压幅度为突然上升，当这个电压大于顶点限位门坎时，可以认为内针管（13）已经运行到了顶端位置，停止进刀电机运行，当前记录编码器信号个数为，内针管（13）从原点限位标识（18）和顶点限位标识（17）轴向位置行程。

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