[發明專利]用于通過在零垂直空間內進行咬合同時發生零空間移動而定位操縱器臂的系統和方法

有效

• 申請號: 201810131314.3
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN108309454B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: A·烏爾塔斯;N·斯瓦魯普
• 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;A61B34/37;B25J9/16;B25J18/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

1.一種機器人系統，其包含：

操縱器臂，其包括可移動遠側部分、耦接到基座的近側部分以及在所述遠側部分和所述基座之間的多個接頭，所述多個接頭具有足夠的自由度以允許針對工作空間中的給定遠側部分狀態的所述多個接頭中的接頭的一系列不同狀態；以及

處理器，其連接到所述操縱器臂，并且被配置為執行以下操作，所述操作包括：

在雅可比矩陣的零垂直空間內浮動所述多個接頭中的第一組接頭，所述多個接頭中的所述第一組接頭響應于所述遠側部分到所述工作空間內的期望的位置的手動移動；

計算所述多個接頭中的第二組接頭的輔助移動以實現所述操縱器臂的在所述遠側部分和所述基座之間的指定部分的期望的移動，其中計算所述輔助移動包括計算所述第二組接頭在所述雅可比矩陣的零空間內的接頭速度，所述零空間正交于所述零垂直空間；以及

根據計算的輔助移動來驅動所述第二組接頭，同時發生所述第一組接頭的浮動。

2.根據權利要求1所述的機器人系統，其中所述遠側部分包括外科手術工具的末端執行器或繞遠程中心樞轉的第一部分。

3.根據權利要求1所述的機器人系統，其中所述雅可比矩陣將所述多個接頭的移動關聯到所述遠側部分的移動。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的系統，其中所述操縱器臂的在所述遠側部分和所述基座之間的所述指定部分的所述期望的移動包括選自由以下項組成的組的至少一個移動：到期望的位置的移動、具有期望的速度的移動、到期望的配置的移動、針對期望的重新配置的移動以及針對所述工作空間內的期望的碰撞回避的移動。

5.一種計算機可讀存儲介質，其含有用于實施用于移動操縱器臂的機器人方法的可執行指令，所述操縱器臂包括可移動遠側部分、耦接到基座的近側部分以及在所述遠側部分和所述基座之間的多個接頭，所述多個接頭具有足夠的自由度以允許針對工作空間中的給定遠側部分狀態的所述多個接頭中的接頭的一系列不同狀態，所述方法包括：

在雅可比矩陣的零垂直空間內浮動所述多個接頭中的第一組接頭，所述多個接頭中的所述第一組接頭響應于所述遠側部分到所述工作空間內的期望的位置的手動移動；

計算所述多個接頭中的第二組接頭的輔助移動以實現所述操縱器臂的在所述遠側部分和所述基座之間的指定部分的期望的移動，其中計算所述輔助移動包括計算所述第二組接頭在所述雅可比矩陣的零空間內的接頭速度，所述零空間正交于所述零垂直空間；以及

根據計算的輔助移動來驅動所述第二組接頭，同時發生所述第一組接頭的浮動。

6.根據權利要求5所述的計算機可讀存儲介質，其中所述雅可比矩陣將所述多個接頭的移動關聯到所述遠側部分的移動。