[發(fā)明專利]手術(shù)機(jī)器人的控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210132653.6
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102768541A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡穎;田偉;靳海洋;張朋;張建偉;鄭小麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

1.一種手術(shù)機(jī)器人的控制方法，包括如下步驟：

對手術(shù)機(jī)器人的末端執(zhí)行器和患者進(jìn)行定位分別得到末端執(zhí)行器當(dāng)前位置和患者所在位置；

根據(jù)患者所在位置以及患者圖像進(jìn)行運算得到所述末端執(zhí)行器以當(dāng)前位置為起始，以作業(yè)點為目標(biāo)的運動軌跡；

根據(jù)所述作業(yè)點和末端執(zhí)行器當(dāng)前位置調(diào)整所述運動軌跡得到運動路徑；

按照所述運動路徑驅(qū)動所述末端執(zhí)行器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述按照所述運動路徑驅(qū)動所述末端執(zhí)行器的步驟之前還包括：

通過拖拽操作觸發(fā)采集施力信息；

處理所述施力信息，并映射為所述末端執(zhí)行器的運動指令；

根據(jù)所述作業(yè)點和患者所在位置將所述運動指令生成運動路徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述對手術(shù)機(jī)器人的末端執(zhí)行器和患者進(jìn)行定位分別得到末端執(zhí)行器當(dāng)前位置和患者所在位置的步驟為：

分別采集所述末端執(zhí)行器和患者中標(biāo)記的圖像；

根據(jù)所述標(biāo)記的圖像計算出末端執(zhí)行器當(dāng)前位置和患者所在位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手術(shù)機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)患者所在位置以及患者圖像進(jìn)行運算得到所述末端執(zhí)行器以當(dāng)前位置為起始，以作業(yè)點為目標(biāo)的運動軌跡的步驟為：

獲取患者圖像，將所述患者圖像與患者中的標(biāo)記進(jìn)行配準(zhǔn)處理得到所述患者中的標(biāo)記在所述患者圖像中的位置；

通過所述配準(zhǔn)得到的位置、患者所在位置以及末端執(zhí)行器當(dāng)前位置進(jìn)行運算得到所述末端執(zhí)行器與患者之間的相對位置關(guān)系；

根據(jù)所述相對位置關(guān)系生成以當(dāng)前位置為起始，以作業(yè)點為目標(biāo)的運動軌跡。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述施力信息為力和力矩，所述處理所述施力信息，并映射為所述末端執(zhí)行器的運動指令的步驟為：

去除所述力和力矩中零偏和重力的干擾，并根據(jù)預(yù)設(shè)比例映射為末端執(zhí)行器的速度，按照所述速度生成運動指令。

6.一種手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

定位裝置，用于對手術(shù)機(jī)器人的末端執(zhí)行器和患者進(jìn)行定位分別得到末端執(zhí)行器當(dāng)前位置和患者所在位置；

主動控制裝置，用于根據(jù)患者所在位置以及患者圖像進(jìn)行運算得到所述末端執(zhí)行器以當(dāng)前位置為起始，以作業(yè)點為目標(biāo)的運動軌跡；

路徑生成裝置，用于根據(jù)所述作業(yè)點和末端執(zhí)行器當(dāng)前位置調(diào)整所述運動軌跡得到運動路徑；

驅(qū)動裝置，用于按照所述運動路徑驅(qū)動所述末端執(zhí)行器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

力反饋設(shè)備，用于通過拖拽操作觸發(fā)采集施力信息；

被動控制裝置，用于處理所述施力信息，并映射為所述末端執(zhí)行器的運動指令；

所述路徑生成裝置還用于根據(jù)所述作業(yè)點和患者所在位置將所述運動指令生成運動路徑。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位裝置包括：

圖像采集模塊，用于分別采集所述末端執(zhí)行器和患者中標(biāo)記的圖像；

識別模塊，用于根據(jù)所述標(biāo)記的圖像計算出末端執(zhí)行器當(dāng)前位置和患者所在位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主動控制裝置包括：

配準(zhǔn)處理模塊，用于獲取患者圖像，將所述患者圖像與患者中的標(biāo)記進(jìn)行配準(zhǔn)處理得到所述患者中的標(biāo)記在所述患者圖像中的位置；

運算模塊，用于通過所述配準(zhǔn)得到的位置、患者所在位置以及末端執(zhí)行器當(dāng)前位置進(jìn)行運算得到所述末端執(zhí)行器與患者之間的相對位置關(guān)系；

軌跡生成模塊，用于根據(jù)所述相對位置關(guān)系生成以當(dāng)前位置為起始，以作業(yè)點為目標(biāo)的運動軌跡。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手術(shù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述施力信息為力和力矩，所述被動控制裝置還用于去除所述力和力矩中零偏和重力的干擾，并根據(jù)預(yù)設(shè)比例映射為末端執(zhí)行器的速度，按照所述速度生成運動指令。