[發(fā)明專利]操縱機(jī)械體的活動的假想自由度(DOF)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380053693.4
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN104718054B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·M·烏爾塔斯;S·K·W·奧;R·A·博諾;N·迪奧拉伊蒂;P·海英維;A·E·科爾德;M·特納
• 申請（專利權(quán)）人: 直觀外科手術(shù)操作公司
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;A61B34/30;B25J18/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,陸惠中

1.控制機(jī)械體的活動的方法，所述方法包括：

接收確認(rèn)機(jī)械體的期望動作的期望活動信息，所述機(jī)械體具有第一數(shù)量的自由度；

通過將接收的期望活動信息應(yīng)用于運動模型生成多個指令，所述運動模型具有第二數(shù)量的自由度，其大于第一數(shù)量的自由度，每個所述指令被配置以控制所述第二數(shù)量的自由度中的相應(yīng)一個自由度；和

傳送所述多個指令的子集，用于控制所述機(jī)械體的所述第一數(shù)量的自由度。

2.權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括通過傳送所述指令子集至與所述機(jī)械體相關(guān)的致動器來控制所述機(jī)械體的所述多個自由度。

3.權(quán)利要求2所述的方法，其中將確認(rèn)的指令子集中的每個指令通信至與所述機(jī)械體的相應(yīng)自由度相關(guān)的致動器。

4.權(quán)利要求2所述的方法，其中所述機(jī)械體包括操縱器組件，所述操縱器組件機(jī)械地偶聯(lián)于工具，所述工具可操作以對患者進(jìn)行外科程序。

5.權(quán)利要求1所述的方法，其中傳送所述多個指令的子集包括拋棄生成的多個指令中的至少一些。

6.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述期望的動作包括所述機(jī)械體的期望方向和所述機(jī)械體的期望速度中的一個或多個。

7.權(quán)利要求1所述的方法，其中確認(rèn)機(jī)械體的期望動作的信息包括確認(rèn)所述第二數(shù)量的自由度中的每一個的期望動作的信息。

8.權(quán)利要求1所述的方法，其中接收期望活動信息包括從第一來源接收操縱信息和從第二來源接收用于零空間的再配置信息。

9.機(jī)械系統(tǒng)，包括：

連接組件，具有第一數(shù)量的自由度；

多個致動器，偶聯(lián)于連接組件，每個致動器可操作以控制所述連接組件的所述第一數(shù)量的自由度中的相應(yīng)一個自由度；和

處理器，偶聯(lián)于所述致動器，所述處理器可操作以基于確認(rèn)第二數(shù)量的自由度的期望動作的信息來生成用于致動所述致動器中的至少一個的活動命令，所述第二數(shù)量的自由度大于所述第一數(shù)量的自由度。

10.權(quán)利要求9所述的機(jī)械系統(tǒng)，其中所述第二數(shù)量的自由度包括所述連接組件的元件的偏轉(zhuǎn)、俯仰、和滾動。

11.權(quán)利要求10所述的機(jī)械系統(tǒng)，其中所述第一數(shù)量的自由度不包括所述連接組件的元件的偏轉(zhuǎn)、俯仰、和滾動中的至少一種。

12.權(quán)利要求9所述的機(jī)械系統(tǒng)，進(jìn)一步包括遠(yuǎn)程控制臺，所述遠(yuǎn)程控制臺用于基于用戶輸入提供確認(rèn)所述第二數(shù)量的自由度的期望動作的信息。

13.權(quán)利要求9所述的機(jī)械系統(tǒng)，其中所述連接組件包括多個連桿，所述連桿的對通過多個接頭中的相應(yīng)一個接頭機(jī)械地偶聯(lián)在一起，并且每個接頭被所述多個致動器中的一個致動。

14.權(quán)利要求9所述的機(jī)械系統(tǒng)，進(jìn)一步包括偶聯(lián)于所述連接組件的工具，其中所述工具具有少于或等于所述第一數(shù)量的自由度的多個末端執(zhí)行器自由度。

15.權(quán)利要求9所述的機(jī)械系統(tǒng)，進(jìn)一步包括計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)具有存儲在其上的指令，所述指令在被所述處理器執(zhí)行時致使所述處理器生成所述活動命令。

16.權(quán)利要求15所述的機(jī)械系統(tǒng)，其中所述指令被配置以通過如下生成所述活動命令：通過將接收的期望活動信息應(yīng)用于運動模型，所述運動模型具有所述第二數(shù)量的自由度，每個所述指令被配置以控制所述第二數(shù)量的自由度中的相應(yīng)一個自由度；和傳送所述多個指令的子集至所述致動器，從而控制所述連接組件的所述第一數(shù)量的自由度。

17.有形的非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有存儲在其上的指令，所述指令在被計算機(jī)執(zhí)行時致使所述計算機(jī)進(jìn)行操作，所述操作包括：

利用接頭空間中機(jī)械組件的多個接頭中的每一個的配置，計算雅各比矩陣；

通過組合所述雅各比矩陣的假倒數(shù)和笛卡爾空間中的末端執(zhí)行器的方位和方向的期望速度，計算接頭空間中的所述多個接頭中的每一個的期望速度；和

通過將所述期望速度的子集整合到所述接頭的子集的期望方位中，生成用于控制所述接頭中的至少一些的控制信息。

18.權(quán)利要求17所述的存儲介質(zhì)，其中所述存儲在其上的指令可操作以致使所述計算機(jī)進(jìn)行額外的操作，所述額外的操作包括：

將所述控制信息通信至與所述至少一些接頭相關(guān)的致動器。