[發明專利]手術機器人及其臂體的控制方法、控制裝置

有效

• 申請號: 201910854899.6
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110464470B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王建辰;高元倩
• 申請（專利權）人: 深圳市精鋒醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/37
• 分類號: A61B34/37;A61B17/00;A61B90/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種手術機器人中臂體的控制方法，所述臂體包括機械臂及可拆卸裝設于所述機械臂遠端的一個以上的操作臂，所述機械臂、或所述操作臂、或所述機械臂結合其中之一所述操作臂可選擇地被配置為受控對象，其特征在于，包括：

獲取受控運動輸入設備輸入的運動信息；

獲取輸入的關聯于所述受控對象遠端的任務自由度的操作命令，所述任務自由度指在笛卡爾空間允許運動的自由度，至多包括笛卡爾空間的三個位置自由度及三個姿態自由度；

結合所述任務自由度將所述運動信息解析映射為所述受控對象遠端在第一坐標系的增量位姿信息，第一坐標系指所述機械臂的基坐標系，所述運動信息是所述運動輸入設備的位姿信息；

根據所述增量位姿信息控制所述受控對象中各關節組件聯動以使所述受控對象遠端進行相應的增量運動；

所述操作命令包括第一類操作命令和多個第二類操作命令；

所述第一類操作命令同所述任務自由度與所述受控對象的有效自由度完全匹配的情況相關聯，根據所述第一類操作命令解析獲得的所述增量位姿信息可對所述受控對象在有效自由度內進行自由控制；

所述第二類操作命令同所述任務自由度與所述受控對象的有效自由度不完全匹配、但包含于所述受控對象的有效自由度的情況相關聯，根據所述第二類操作命令解析獲得的所述增量位姿信息只能在設定的任務自由度內對所述受控對象進行約束控制。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根據所述增量位姿信息控制所述受控對象中各關節組件聯動以使所述受控對象遠端進行相應的增量運動的步驟之中，包括：

獲取所述受控對象中各關節組件的位置信息；

根據各所述關節組件的位置信息計算所述受控對象遠端在第一坐標系的當前位姿信息；

結合所述增量位姿信息及當前位姿信息計算所述受控對象在第一坐標系的目標位姿信息；

根據所述目標位姿信息計算各所述關節組件的目標位置信息；

根據各所述關節組件的目標位置信息控制所述受控對象中各關節組件聯動以使所述受控對象遠端進行相應的增量運動進而到達相應的目標位姿。

3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述獲取所述受控運動輸入設備輸入的運動信息并將所述運動信息解析映射為所述受控對象遠端在第一坐標系的增量位姿信息的步驟之中，包括：

獲取針對所述受控對象輸入的關聯于操作模式類型的選擇指令；

結合所述操作模式的類型獲取所述受控運動輸入設備輸入的運動信息并將所述運動信息解析映射為所述受控對象遠端在第一坐標系的增量位姿信息。

4.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于：

所述操作模式包括二對一操作模式和一對一操作模式，所述二對一操作模式指用兩個所述受控運動輸入設備來控制一個所述受控對象，所述一對一操作模式指用一個所述受控運動輸入設備來控制一個所述受控對象。

5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于，獲取到的所述選擇指令關聯于二對一操作模式時，所述結合所述操作模式的類型獲取所述受控運動輸入設備輸入的運動信息并將所述運動信息解析映射為所述受控對象遠端在第一坐標系的增量位姿信息的步驟之中，包括：

分別獲取前一時刻兩個所述受控運動輸入設備各自的第一位姿信息；

分別獲取后一時刻兩個所述受控運動輸入設備各自的第二位姿信息；

結合第一比例系數及兩個所述受控運動輸入設備各自的第一位姿信息、第二位姿信息計算獲取兩個所述受控運動輸入設備在固定坐標系的增量位姿信息；

將兩個所述受控運動輸入設備在固定坐標系的增量位姿信息映射為所述受控對象遠端在第一坐標系的增量位姿信息。