[發明專利]一種絲傳動微創手術機器人軌跡檢測方法

有效

• 申請號: 201611064064.3
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106643639B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 岳龍旺;馮騰飛
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 41129 河南大象律師事務所
• 代理人: 尹周

本發明提供一種絲傳動微創手術機器人軌跡檢測方法，包括如下步驟：建立同一傳動絲所聯接的各個關節之間的映射關節；通過快換裝置驅動輪的檢測角獲取微創手術機器人的關節角；構建快換裝置驅動輪檢測角與微創手術機器人關節角之間的函數關系，獲取微創手術機器人的運動軌跡。本發明根據絲傳動微創手術機器人的絲傳動布置形式和運動特性，通過構建了驅動輪檢測角的微創手術機器人關節角函數關系，實現了進行微創手術機器人運動軌跡分析的目的，解決了絲傳動微創手術機器人很難通過關節角檢測實現其運動軌跡分析的難題。

技術領域：

本發明屬于微創手術機器人技術領域，具體涉及一種絲傳動微創手術機器人軌跡檢測方法。

背景技術：

微創手術機器人系統可以協助醫生完成更精細的手術動作，減少手術時由于疲勞或手部震顫造成的損傷。同時手術損傷小、愈合快為患者帶來更理想的手術結果。目前，美國的達芬奇微創手術機器人系統已在臨床廣泛應用。小型化和低成本微創手術機器人系統是未來的發展趨勢，同時觸覺力反饋在微創外科手術中發揮著極其重要的作用。手術機器人系統的小型化可以節省操作空間，安裝運行方便，但是也為手術機器人系統機械臂小型化提出了更高要求。

微創手術機器人系統一般包括控制臺、微創手術機器人與微創手術工具。醫生通過控制臺實現對微創手術機器人的控制，微創手術機器人通過采用具有遠端運動中心的結構(Remote Center of Motion簡稱RCM)，微創手術工具是具體實施手術操作的各類微創手術器械，如手術剪、手術鉗、手術夾、鑷子等。微創手術機器人是通過微創手術工具對患者進行微創手術操作，微創手術工具是微創手術機器人系統的具體操作機構。

通過記錄手術醫生的操作軌跡，形成微創手術操作專家數據庫是進行自主微創手術機器人研究的基礎，而如何對微創手術機器人的運動軌跡分析針是當前需要解決的問題。

發明內容：

綜上所述，為了克服現有技術問題的不足，本發明提供了一種絲傳動微創手術機器人軌跡檢測方法，它能夠實現微創手術機器人的運動軌跡分析。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種絲傳動微創手術機器人軌跡檢測方法，包括如下步驟：

建立同一傳動絲所聯接的各個關節之間的映射關節；

通過快換裝置驅動輪的檢測角獲取微創手術機器人的關節角；

構建快換裝置驅動輪檢測角與微創手術機器人關節角之間的函數關系，獲取微創手術機器人的運動軌跡。

優選的，所述快換裝置驅動輪的檢測角包括為實現關節主動控制的主動轉角和為實現關節運動解耦的反向運動補償轉角。

優選的，快換裝置驅動輪i的總的反向運動補償角等于其相對其它各個快換裝置驅動輪的反向運動補償角之和，即：

δ₆＝0

δ₅＝δ_6,5

δ₄＝δ_6,4

δ₃＝δ_6,3+δ_4,3

δ₂＝δ_6,2+δ_4,2

δ₁＝δ_6,1

對于每個快換裝置驅動輪，其主動角等于檢測角與反向補償角之差，即：

由以上可得：