[發(fā)明專利]控制纜線驅(qū)動末端執(zhí)行器的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980076907.7
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN113164204A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 布賴恩·羅克羅爾;成濟奇;法魯克·拉赫曼;德懷特·梅格蘭;布賴恩·韋爾斯;阿洛克·阿格拉瓦爾
• 申請（專利權(quán)）人: 柯惠LP公司
• 主分類號: A61B34/00
• 分類號: A61B34/00;A61B34/30;A61B17/00;A61B17/29;A61B90/00
• 代理公司: 北京金信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 劉憲鋒

1.一種控制手術(shù)機器人的末端執(zhí)行器的方法，所述方法包含：

在主控制器中以三個自由度(DOF)接收末端執(zhí)行器的期望姿態(tài)；

響應(yīng)于接收到所述期望姿態(tài)，在所述主控制器中為器械驅(qū)動單元(IDU)的每個馬達(dá)生成馬達(dá)轉(zhuǎn)矩；

從所述主控制器傳遞用于所述IDU的每個馬達(dá)的所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩；

在副控制器中接收所述IDU的每個馬達(dá)的所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩；

在所述副控制器中為所述IDU的每個馬達(dá)生成零位轉(zhuǎn)矩以保持所述IDU的差動驅(qū)動機構(gòu)的纜線中的纜線張力；

為所述IDU的每個馬達(dá)生成包括所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和所述零位轉(zhuǎn)矩的總和的期望轉(zhuǎn)矩；以及

將所述期望轉(zhuǎn)矩傳遞到所述IDU，使得所述IDU將所述末端執(zhí)行器移動到所述期望姿態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，為所述IDU的每個馬達(dá)生成所述零位轉(zhuǎn)矩還在所述末端執(zhí)行器的鉗夾之間生成夾緊力。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，生成所述夾緊力包括修改所述期望姿態(tài)，使得所述末端執(zhí)行器的所述鉗夾之間的鉗夾角度為負(fù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包含在生成所述夾緊力之前驗證所述末端執(zhí)行器的所述鉗夾的位置是否小于夾緊閾值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包含當(dāng)所述鉗夾具有大于釋放閾值的位置時釋放所述夾緊力。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述釋放閾值大于所述夾緊閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中為每個馬達(dá)生成所述零位轉(zhuǎn)矩包括在所述副控制器中接收來自所述IDU的感測轉(zhuǎn)矩，來自所述IDU的所述感測轉(zhuǎn)矩影響所述IDU的每個馬達(dá)的所述零位轉(zhuǎn)矩。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，為每個馬達(dá)生成所述零位轉(zhuǎn)矩包括響應(yīng)于相應(yīng)馬達(dá)的感測到的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)每個馬達(dá)的所述零位轉(zhuǎn)矩。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，調(diào)節(jié)每個馬達(dá)的所述零位轉(zhuǎn)矩包括對每個馬達(dá)的所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩施加增益。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，為每個馬達(dá)生成所述零位轉(zhuǎn)矩包括：響應(yīng)于所述感測到的轉(zhuǎn)矩，為所述IDU的每對馬達(dá)調(diào)節(jié)牽引馬達(dá)的所述零位轉(zhuǎn)矩。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，為每個馬達(dá)生成期望轉(zhuǎn)矩包括：

在第三控制器中接收所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和零位轉(zhuǎn)矩；以及

將所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和所述零位轉(zhuǎn)矩組合成包括所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和所述零位轉(zhuǎn)矩的總和的期望轉(zhuǎn)矩。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，將所述期望轉(zhuǎn)矩傳遞到所述IDU包括所述第三控制器將所述期望轉(zhuǎn)矩傳遞到所述IDU。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，組合所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和所述零位轉(zhuǎn)矩包括從所述IDU接收感測到的轉(zhuǎn)矩，并將增益施加到所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和所述零位轉(zhuǎn)矩的所述總和以確定所述期望轉(zhuǎn)矩，使得所述感測到的轉(zhuǎn)矩接近所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和所述零位轉(zhuǎn)矩的所述總和。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中為每個馬達(dá)生成所述零位轉(zhuǎn)矩包括在所述副控制器中接收所述IDU的每個馬達(dá)的馬達(dá)位置。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，由所述副控制器接收到的所述馬達(dá)位置在接頭空間中。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包含將馬達(dá)位置從馬達(dá)空間轉(zhuǎn)換到位于所述IDU和所述副控制器之間的轉(zhuǎn)換器中的所述接頭空間。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中為每個馬達(dá)生成所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩包括計算接頭空間中的所述馬達(dá)轉(zhuǎn)矩和補償摩擦。