[發(fā)明專利]一種種植牙機(jī)器人末端夾持器幾何尺寸的標(biāo)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210128908.5
• 申請(qǐng)日: 2022-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN114454167A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪陽(yáng);房鶴;祝勝山;崔小飛;田忠正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川鋒準(zhǔn)機(jī)器人科技有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 席小東

本發(fā)明提供一種種植牙機(jī)器人末端夾持器幾何尺寸的標(biāo)定方法，包括：建立從TCP坐標(biāo)系到針筒末端點(diǎn)坐標(biāo)系的齊次變換關(guān)系式；改變轉(zhuǎn)角θ₁和轉(zhuǎn)角θ₂的值，代入到理論夾持器模型中，得到針筒末端坐標(biāo)系的理論位姿，同時(shí)由光學(xué)定位儀得到針筒末端坐標(biāo)系在TCP坐標(biāo)系下的實(shí)際位姿，進(jìn)而得到在當(dāng)前角度下的誤差值，然后將齊次變換關(guān)系式中的各個(gè)子齊次變換矩對(duì)待標(biāo)定的參數(shù)求解偏導(dǎo)，測(cè)得多組誤差和偏導(dǎo)數(shù)矩陣，進(jìn)而標(biāo)定出加工和裝配誤差值。具有操作簡(jiǎn)便，實(shí)施簡(jiǎn)單，計(jì)算精度高，且由于是封閉解，因此該方法的實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)手術(shù)過(guò)程中，夾持器末端位姿實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示，有效的提升了種植醫(yī)生手術(shù)中的觀察體驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于手術(shù)機(jī)器人幾何尺寸誤差標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種種植牙機(jī)器人末端夾持器幾何尺寸的標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

種植牙機(jī)器人末端連接有夾持器，在種植牙手術(shù)過(guò)程中，該夾持器末端針筒的姿態(tài)需要實(shí)時(shí)顯示在終端屏幕上，從而方便種植醫(yī)生觀察。由于夾持器的各個(gè)零件在實(shí)際加工和裝配過(guò)程中存在誤差，因此，實(shí)際夾持器模型和理論夾持器模型的尺寸之間存在偏差，導(dǎo)致終端屏幕顯示的理論夾持器末端針筒的實(shí)時(shí)位姿狀態(tài)和實(shí)際夾持器末端針筒的姿態(tài)并不一致，從而不利于種植醫(yī)生進(jìn)行種植牙手術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種種植牙機(jī)器人末端夾持器幾何尺寸的標(biāo)定方法，可有效解決上述問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種種植牙機(jī)器人末端夾持器幾何尺寸的標(biāo)定方法，包括以下步驟：

步驟1，種植牙機(jī)器人未端安裝實(shí)際夾持器單元；構(gòu)建與實(shí)際夾持器單元結(jié)構(gòu)相同的理論夾持器模型；

所述實(shí)際夾持器單元和所述理論夾持器模型的結(jié)構(gòu)相同，均包括：末端法蘭盤(1)、第一連桿(2)、第二連桿(3)、夾持器手機(jī)彎頭(4)、針筒末端點(diǎn)(5)、第一關(guān)節(jié)(7)和第二關(guān)節(jié)(8)；

所述末端法蘭盤(1)的一端用于與種植牙機(jī)器人安裝；所述末端法蘭盤(1)的另一端與所述第一連桿(2)的一端連接；所述第一連桿(2)的另一端通過(guò)所述第一關(guān)節(jié)(7)與所述第二連桿(3)的一端鉸接；所述第二連桿(3)的另一端通過(guò)所述第二關(guān)節(jié)(8)與所述夾持器手機(jī)彎頭(4)的一端鉸接；所述夾持器手機(jī)彎頭(4)的另一端安裝所述針筒末端點(diǎn)(5)；

步驟2，采用以下方式，分別構(gòu)建TCP坐標(biāo)系{S0}、第一關(guān)節(jié)坐標(biāo)系{S1}、第二關(guān)節(jié)坐標(biāo)系{S2}和針筒末端點(diǎn)坐標(biāo)系{S3}：

步驟2.1，構(gòu)建TCP坐標(biāo)系{S0}，包括：確定坐標(biāo)原點(diǎn)o₀，確定x₀軸、y₀軸和z₀軸；

坐標(biāo)原點(diǎn)o₀：以末端法蘭盤(1)的軸線中心位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)；

z₀軸：以末端法蘭盤(1)的軸線方向作為z₀軸；

y₀軸：以垂直向上方向作為y₀軸；

x₀軸：根據(jù)z₀軸和y₀軸，確定x₀軸；

步驟2.2，構(gòu)建第一關(guān)節(jié)坐標(biāo)系{S1}，包括：確定坐標(biāo)原點(diǎn)o₁，確定x₁軸、y₁軸和z₁軸；

y₁軸：以z₀軸延長(zhǎng)線的方向，作為y₁軸；

z₁軸：以第一關(guān)節(jié)(7)的軸線方向作為z₁軸；