虚拟仪器下的生物摩擦力测试系统设计

借助光纤传感器、伺服电机和西门子可编程逻辑控制器(PLC),设计了一套基于组态王的力采集系统,用于采集医疗器械手术机器人手臂与生物肠道接触的力。该系统以组态王作为人机界面。首先,通过实时曲线趋势图监测接触力相位变化;通过控制界面更改运动装置的控制变量参数,并将相应的信息通过力采集界面和历史曲线趋势图进行记录。然后,通过光纤传感器及其对应的解调仪,进行相位信息的测量,并将其转换成力。最后,通过西门子PLC,使用梯形图编写控制程序,控制伺服电机以不同运动状态让测试端头进入肠道,进行测量。采用该方法,可以将上位机软件采集到的不同运动状态下端头与肠道接触的力进行对比,组建一个数据库,为手术机器人临床操作的参考,从而避免手术过程中由于缺乏力反馈而造成的组织出血和变性。