[發明專利]用于管理多個零空間目標和飽和SLI行為的系統和方法

有效

• 申請號: 201480014809.8
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN105120788B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: A·烏爾塔斯
• 申請（專利權）人: 直觀外科手術操作公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;B25J9/16;B25J18/00;G05B19/408;G05B19/416
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.一種用于操縱器臂的遠程操作方法，所述操縱器臂包括可移動遠側末端執行器、耦連到底座的近側部分以及在所述遠側末端執行器和所述底座之間的多個接頭，所述多個接頭具有足夠的自由度以允許針對給定末端執行器狀態的一系列的不同接頭狀態，所述方法包括：

根據第一目標來計算所述多個接頭中的第一組接頭在雅可比矩陣的零空間內的第一計算的移動，并且根據第二目標來計算所述多個接頭中的第二組接頭在所述雅可比矩陣的所述零空間內的第二計算的移動，所述第二目標不同于所述第一目標；

根據所述第一目標來確定與所述第一計算的移動相關聯的第一屬性，并且根據所述第二目標來確定與所述第二計算的移動相關聯的第二屬性；

根據所述第一和第二目標之間的期望的關系或行為，部分地基于所述第一和第二計算的移動的相應屬性而將所述第一和第二計算的移動合并為所述多個接頭的組合的移動；以及

驅動所述多個接頭以實現所述多個接頭的所述組合的移動；以及

限制與主速度有關的所述第一計算的移動和所述第二計算的移動中的至少一個，所述主速度與所述末端執行器的被命令的移動相關聯。

2.根據權利要求1所述的遠程操作方法，其中所述第一組接頭和所述第二組接頭中的每一個包括所述多個接頭中的一個或更多個接頭。

3.根據權利要求2所述的遠程操作方法，其中所述第一組接頭和所述第二組接頭包括所述多個接頭的共同的一個或更多個接頭或所述多個接頭的一個或更多個不同的接頭。

4.根據權利要求2所述的遠程操作方法，其中所述第一目標或所述第二目標包括以下中的任何一個：接頭狀態、接頭狀態的組合、相對接頭狀態、接頭狀態的范圍、接頭狀態的輪廓、所述多個接頭中的一個或更多個接頭的速度、所述多個接頭中的一個或更多個接頭的速度的合計、所述多個接頭中的一個或更多個接頭的動能、咬合移動、運動取消移動、所述多個接頭中的一個或更多個接頭的鎖定、碰撞回避移動、奇點回避移動、操縱器姿態偏好、期望的操縱器配置、所述操縱器臂的被命令的重新配置和所述接頭的各向異性增強。

5.根據權利要求2所述的遠程操作方法，其中所述第一和第二屬性中的每一個包括對應于所述相應的目標之間的加權的權數。

6.根據權利要求2所述的遠程操作方法，其中所述第一和第二屬性中的每一個包括飽和水平。

7.根據權利要求6所述的遠程操作方法，其中合并包括，當所述第一和第二移動沖突時應用所述飽和水平。

8.根據權利要求2所述的遠程操作方法，其中所述第一和第二屬性中的每一個進一步包括所述第一和第二目標之間的優先級。

9.根據權利要求8所述的遠程操作方法，其中根據優先級的合并包括，應用所述第一和第二屬性的所述優先級，從而使得當所述第一目標具有超過所述第二目標的優先級時，合并包括以所述第二計算的移動為代價來應用所述第一計算的移動。

10.根據權利要求8所述的遠程操作方法，其中根據優先級的合并包括，僅應用所述第二計算的移動的不與所述第一計算的移動發生沖突的部分。

11.根據權利要求7所述的遠程操作方法，其中合并包括：

通過確定與所述第一計算的移動正交的所述零空間的第三部分并將所述第二計算的移動投影到所述零空間的所述第三部分上，確定所述第二計算的移動的不與所述第一計算的移動發生沖突的部分。

12.根據權利要求2所述的遠程操作方法，其中計算所述第一計算的移動包括確定第一零空間系數，并且其中所述第一屬性應用于所述第一零空間系數，并且其中計算所述第二計算的移動包括確定第二零空間系數，并且其中所述第二屬性應用于所述第二零空間系數。