[發明專利]一種手術機器人導航定位系統

在審

• 申請號: 202010105863.0
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111227935A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 唐伯浩;孫大輝;余毅
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/30;A61B90/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種手術機器人導航定位系統，其特征在于，包括：控制主機、串聯機械臂、患肢示蹤器、光學導航系統；

所述患肢示蹤器剛性連接在患者的患肢上，所述患肢示蹤器上設置有標記點；所述串聯機械臂包括若干連桿及連接在兩個所述連桿之間的關節，每個所述關節都具有一個平移或者轉動的自由度，所述串聯機械臂至少有六自由度；所述光學導航系統設置在所述串聯機械臂上；

所述光學導航系統獲取所述患肢示蹤器上所述標記點在光學導航坐標系下的坐標并發送給所述控制主機，所述控制主機接收所述串聯機械臂的位置和姿態信息，計算出所述光學導航系統的位置和姿態信息，再結合所述光學導航系統獲取所述患肢示蹤器上所述標記點在所述光學導航坐標系下的坐標，使所述串聯機械臂和患肢處于同一坐標系下。

2.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述光學導航系統采用雙目視覺方案，利用兩個相機拍攝同一場景，融合兩幅圖像的差別得到視差圖，進而通過對所述患肢示蹤器的所述標記點提取確定所述患肢示蹤器的位置和姿態，進而確定患肢的位置和姿態。

3.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述光學導航系統與所述串聯機械臂剛性連接。

4.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述串聯機械臂的自由度至少包括3個平移自由度和3個轉動自由度。

5.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述串聯機械臂的正運動學為ξ_E＝κ(q)，所述串聯機械臂上的末端執行器的位姿勢ξ_E是基于關節坐標q的一個κ函數。

6.根據權利要求5所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述末端執行器通過串聯機械臂卡口剛性連接在所述串聯機械臂的末端上。

7.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述串聯機械臂上的所述連桿為剛性材料。

8.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述患肢示蹤器上具有排布形狀各向異性的多個所述標記點。

9.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述患肢示蹤器為剛性材料。

10.根據權利要求1所述的手術機器人導航定位系統，其特征在于，所述光學導航系統包括激光傳感器或者聲波傳感器。