[發明專利]操作輸入裝置和操作輸入裝置的初始化方法

有效

• 申請號: 201280045371.0
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103813889A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 岸宏亮
• 申請（專利權）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: B25J13/02
• 分類號: B25J13/02;A61B19/00;B25J3/00;G06F3/01
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;王伶

1.一種具有兩個以上多關節臂的操作輸入裝置，該兩個以上多關節臂包括具有旋轉自由度或平動自由度的串聯的多個關節并且被構造為使得遠端相對于近端的位置和朝向可變，該操作輸入裝置包括：

保持單元，該保持單元將所述多關節臂的所述近端保持在相互的相對位置關系固定的狀態；

檢測單元，該檢測單元設置在所述關節中以檢測用從未知初始關節值開始的旋轉角度或平動位移來表示該關節的運動的關節運動量；

接合單元，該接合單元設置在所述多關節臂的各個所述遠端中，并且進行接合使得所述遠端之間的相對位置固定；

數據獲取單元，該數據獲取單元在所述多關節臂的所述遠端借助于所述接合單元接合并且使相互接合的遠端運動的同時，按照時間序列獲取所述檢測單元檢測到的多組關節運動量；以及

初始值計算單元，該初始值計算單元基于所述數據獲取單元按照時間序列獲取的所述關節運動量，在所述遠端之間的相對位置關系借助于所述接合單元固定的條件下，計算所述未知初始關節值。

2.根據權利要求1所述的操作輸入裝置，

其中，所述初始值計算單元被構造為基于描述所述多關節臂的所述遠端的位置和朝向的運動學關系式和所述數據獲取單元按照時間序列獲取的所述關節運動量，生成將所述關節運動量的初始值設為未知數的聯立方程，并且對所述聯立方程進行求解，以計算所述關節運動量的所述初始值。

3.根據權利要求2所述的操作輸入裝置，

其中，所述初始值計算單元被構造為通過執行收斂計算，直到所述聯立方程中應為零的殘差式小于或等于收斂判定值為止，來對所述聯立方程進行求解。

4.根據權利要求3所述的操作輸入裝置，

其中，所述初始值計算單元被構造為當所述收斂計算未在預定時間內結束時，執行警告。

5.根據權利要求4所述的操作輸入裝置，

其中，所述警告包括所述檢測單元的故障的警告。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的操作輸入裝置，

其中，所述接合單元直接接合所述多關節臂的所述遠端并且使相互的相對位置固定。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的操作輸入裝置，

其中，所述接合單元接合所述多關節臂的所述遠端，以能夠繞一個點球狀地旋轉。

8.根據權利要求1至5中任一項所述的操作輸入裝置，

其中，所述接合單元借助于中間部件與作為接合對象的多關節臂的接合單元接合，所述中間部件保持所述接合單元與所述作為接合對象的多關節臂的接合單元之間的距離恒定。

9.根據權利要求1至5中任一項所述的操作輸入裝置，

其中，所述接合單元通過使所述多關節臂的所述遠端之間的相對位置和相對朝向固定來進行接合。

10.一種具有兩個以上多關節臂的操作輸入裝置的初始化方法，該兩個以上多關節臂包括具有旋轉自由度或平動自由度的串聯的多個關節并且被構造為使得遠端相對于近端的位置和朝向可變，并且在所述關節中設置了檢測單元以檢測用從未知初始關節值開始的旋轉角度或平動位移來表示該關節的運動的關節運動量，該操作輸入裝置的初始化方法包括以下步驟：

將所述多關節臂的所述近端保持在相互的相對位置關系固定的狀態；

接合所述多關節臂的所述遠端，使得所述遠端之間的相對位置固定；

在使相互接合的多關節臂的遠端運動的同時，按照時間序列從設置于所述相互接合的多關節臂的各個關節中的所述檢測單元獲取多組關節運動量；以及

基于所述獲取處理中按照時間序列獲取的關節運動量，在所述遠端之間的相對位置關系借助于接合而固定的條件下計算所述未知初始關節值。