控制手术装配结构中的欠驱动关节的运动的方法技术

机器人和/或手术设备、系统和方法包括运动连杆结构和相关联的控制系统，该控制系统被配置成通过欠驱动关节的制动与同时发生的一个或更多个从动关节的驱动的协调关节来控制被动的或欠驱动关节的移动。在一个方面中，方法包括通过在相反方向来回地枢转支撑多个操纵器的取向平台来驱动装配结构，同时选择性地制动欠驱动关节，以抑制被动关节远离参考的关节状态的移动，并且释放制动以促进朝向参考的关节的移动，直到多个操纵器的欠驱动关节中的每一个处于相应的参考状态。在另一个方面中，提供关节制动器控制器，其接收马达扭矩输入，并且通过确定施加脉冲的可变制动将输入转化成制动器控制输入，以随着时间消耗脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年3月17日提交的美国临时申请No.61/954,537的优先权，其全部内容以引用方式被并入本文以用于所有目的。本申请大体涉及2013年8月15日提交的标题为“通过机器人臂的手动运动控制的可移动手术安装平台”的美国申请No.13/967,573，以及2013年8月15日提交的标题为“用户发起的手术安装平台的分离离合”的美国申请No.13/967,594，所述申请的全部内容以引用方式被并入本文。
技术介绍
微创医疗技术旨在减少诊断或手术过程期间损坏的外部组织的量，从而减少患者恢复时间、不适以及有害副作用。微创手术的一个影响是，例如，减少的术后住院恢复时间。因为标准的手术平均住院时间通常显著长于类似的微创手术的平均时间，微创技术的增加的使用可在每年的住院费用中节省数百万美元。虽然在美国每年进行的许多手术可能以微创方式进行，但是由于微创手术器械和掌握它们所涉及的附加的手术训练的限制，当前手术中的仅仅一部分使用这些有利的技术。已经开发微创机器人手术或远程手术系统以增加外科医生的灵巧性并且避免对传统的微创技术的一些限制。在远程手术中，外科医生使用一些形式的远程控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于配置远程手术系统的方法，所述方法包括：通过驱动支撑平台连杆的一个或更多个从动关节来加速支撑第一机器人臂的所述平台连杆，从而将力和/或力矩传递到所述第一机器人臂；当响应于所述第一机器人臂上的所述力和/或力矩的所述第一关节的被动移动将所述第一关节移动远离所述第一关节的参考状态时，抑制所述第一机器人臂的所述第一关节的被动移动，所述参考状态对应于所述第一机器人臂的期望的配置；并且当由所述第一机器人臂上的所述力和/或力矩产生的所述第一关节的被动移动将所述第一关节朝所述第一关节的所述参考状态移动时，促进所述第一关节的被动移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.17 US 61/954,5371.一种用于配置远程手术系统的方法，所述方法包括：通过驱动支撑平台连杆的一个或更多个从动关节来加速支撑第一机器人臂的所述平台连杆，从而将力和/或力矩传递到所述第一机器人臂；当响应于所述第一机器人臂上的所述力和/或力矩的所述第一关节的被动移动将所述第一关节移动远离所述第一关节的参考状态时，抑制所述第一机器人臂的所述第一关节的被动移动，所述参考状态对应于所述第一机器人臂的期望的配置；并且当由所述第一机器人臂上的所述力和/或力矩产生的所述第一关节的被动移动将所述第一关节朝所述第一关节的所述参考状态移动时，促进所述第一关节的被动移动。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：当所述第一关节处于所述参考状态时，暂停所述第一机器人臂的所述第一关节的被动移动。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述期望的配置包括所述机器人臂的延伸的展开配置、所述机器人臂的收缩的收起配置、以及所述机器人臂的部分收起配置中的任一种。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括：通过感测所述第一关节的关节扭矩，确定所述第一关节的被动移动何时被引导远离所述参考状态、引导朝向所述参考状态或设置在所述参考状态处。5.根据权利要求5所述的方法，其中抑制所述第一关节的被动移动包括将制动施加到所述第一关节，并且其中促进移动包括至少部分地释放施加到所述第一关节的制动。6.根据权利要求1所述的方法，其中促进所述第一关节的被动移动包括选择性地释放制动以将所述第一关节加速到参考速度，以及选择性地施加制动以维持所述参考速度或者以参考减速度减速所述第一关节。7.根据权利要求1所述的方法，其中促进被动移动包括响应于所述第一关节的所感测的扭矩超过阈值扭矩，至少部分地释放所述第一关节的关节制动器。8.根据权利要求1所述的方法，其中加速所述平台连杆包括通过具有至少一个自由度的从动关节移动在相反方向之间加速所述平台连杆。9.根据权利要求8所述的方法，其中在相反方向之间加速所述平台连杆将惯性力和/或力矩传递到所述第一机器人臂，使得所述第一关节中的反作用扭矩在加速期间在相反方向之间交替。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述参考状态包括关节位置和/或关节取向。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述关节位置包括所述工作空间内的位置和/或与装配结构的一个或更多个其它关节相关的位置，所述装配结构包括所述平台连杆和所述第一机器人臂。12.根据权利要求8所述的方法，其还包括：在抑制所述第一关节的被动移动和促进所述第一关节的被动移动之间交替包括在相反方向加速所述平台连杆期间直到所述第一关节达到所述参考状态。13.根据权利要求8所述的方法，其中加速所述平台连杆包括驱动转动关节，以便围绕竖直延伸的枢转轴线枢转所述平台连杆。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述平台连杆在所述平台连杆的加速移动期间是基本上水平的。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一关节包括围绕第一关节轴线转动的转动关节。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一关节轴线竖直地延伸。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一关节的所述转动轴线平行于提供所述平台连杆的移动的所述从动关节的转动轴线。18.一种用于配置远程手术系统的方法，所述方法包括：通过驱动支撑平台连杆的一个或更多个从动关节来加速支撑第一机器人臂的所述加速平台连杆，从而将力和/或力矩传递到所述第一机器人臂，其中所述第一机器人臂包括多个关节，所述多个关节中的每个关节被配置成通过将关节制动器选择性施加到每个关节而选择性地允许被动关节移动，其中所述多个关节中的每个关节具有对应于所述第一机器人臂的期望的配置的相关联的参考状态；当响应于所述第一机器人臂上的所述力和/或力矩的相应关节的被动移动将所述相应关节移动远离所述相应关节的参考状态时，抑制所述第一机器人臂的所述多个关节中的每个关节的被动移动；并且当由所述第一机器人臂上的所述力和/或力矩产生的所述第一关节的被动移动将所述第一关节朝所述相应关节的所述参考状态移动时，促进所述第一机器人臂的所述多个关节中的每个关节的被动移动。19.根据权利要求18所述的方法，其还包括：当每个关节达到所述参考状态时，暂停所述第一机器人臂的所述多个关节中的每个关节的被动移动。20.根据权利要求18所述的方法，其还包括：当从相应的参考状态移位，在相反方向之间沿对应于所述多个关节的所述被动移动的方向和一个或更多个自由度的一个或更多个自由度来加速所述平台连杆时，在抑制和促进所述多个关节中的每一个的被动移动之间交替。21.根据权利要求1所述的方法，其中所述平台连杆支撑第二机器人臂，所述方法还包括：当响应于所述第二机器人臂上的所述力和/或力矩的所述第一关节的被动移动将所述第一关节移动远离参考状态时，抑制所述第二机器人臂的第一关节的被动移动，所述参考状态对应于所述第一机器人臂和第二机器人臂的期望的配置；并且当由所述第二机器人臂上的所述力和/或力矩产生的所述第一关节的被动移动将所述第一关节朝所述参考状态移动时，促进所述第二机器人臂的所述第一关节的被动移动。22.根据权利要求21所述的方法，其还包括：当每个关节达到所述参考状态时，暂停所述第一机器人臂的所述多个关节中的每个关节的被动移动。23.根据权利要求21所述的方法，其还包括：当从所述相应的参考状态移位时，在相反方向之间沿对应于所述多个关节的所述被动移动的方向和一个或更多个自由度的一个或更多个自由度加速所述平台连杆期间，在抑制和促进所述多个关节中的每一个的被动移动之间交替。24.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一机器人臂和所述第二机器人臂的所述期望的配置包括展开的配置、收起的配置、以及所述机器人臂的部分收起的配置中的任何一个，在所述展开的配置中，所述第一机器人臂和所述第二机器人臂被延伸和间隔开，在所述收起的配置中，所述第一机器人臂和所述第二机器人臂被收缩并且被设置成紧靠彼此或紧邻彼此，在所述机器人臂的部分收起的配置中，所述第一机器人臂和所述第二机器人臂被部分地收缩并且被设置成比所述收起的配置中相隔更远。25.根据权利要求1所述的方法，其中加速所述平台连杆包括：当所述第一关节距所述参考状态的位移超过预定的位移时，将所述平台连杆加速到至少第一速度，以及当所述第一关节距所述参考状态的所述位移在所述预定的位移内时，将所述平台连杆加速到比所述第一速度小的第二速度，以便相比于在所述平台连杆被加速到至少所述第一速度时传递的惯性力和/或力矩，将较小的惯性力和/或力矩施加到所述第一关节。26.根据权利要求25所述的方法，其中抑制所述第一关节的被动移动包括利用关节制动器来制动所述第一关节，并且促进所述第一关节的被动移动包括至少部分地释放利用所述关节制动器的制动。27.根据权利要求26所述的方法，其中当特定的关节的所感测的状态和...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·G·格里菲思，P·W·莫尔，B·D·伊特科维兹，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国;US