一种手术机器人远端执行机构的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种手术机器人远端执行机构的控制方法，远端执行机构由控制手柄操控，控制手柄包括安装底盘、第一位置调节部件、第二位置调节部件和连杆。该方法包括：获取并根据第一位置调节部件的位置信息集合，得到第一操控指令；根据第一操控指令来控制远端执行机构的主体部件；获取并根据第二位置调节部件的角位移信息集合，得到第二操控指令；根据第二操控指令来控制远端执行机构的前端部件。本发明专利技术能够精准地识别操控者的操控手势，并转换成操控指令来驱动远端执行机构的主体部件和前端部件，以完成各种运动及具体手术操作。

Control method for distal actuating mechanism of surgical robot

The invention discloses a control method of a surgical robot remote execution mechanism, remote execution mechanism is composed of a control handle, control handle chassis, including the installation of the first position regulating member, second position regulating member and the connecting rod. The method includes: obtaining the position information of the first set and according to the position of the adjusting element, the first control instruction; the main components to control the remote execution mechanism based on the first control instruction; acquiring and according to a set of angular displacement information of the second position of the adjusting element, second control instruction; front-end to remote control actuator based on second control instructions. The invention can accurately identify the manipulation gesture of the operator, and convert the manipulation command to drive the main part and the front end component of the remote execution mechanism, so as to complete various movements and the specific operation.

【技术实现步骤摘要】
一种手术机器人远端执行机构的控制方法
本专利技术涉及机器人控制技术，尤其涉及一种手术机器人远端执行机构的控制方法。
技术介绍
现有的微创外科手术中，医生通过患者身体上的微小创口将手术器械置入患者体内，借助图像采集处理与显示设备，操作手术器械对病灶部位进行诊断或治疗，从而减少患者手术创伤，缩短术后恢复周期。由于微创外科手术对手术操作精度和动作稳定性的要求高，因此手术操作持续时间长，手术医生容易因疲劳引发手部颤动，导致手术操作不准确，影响手术效率，增加患者痛苦，降低手术成功率。在这种情况下，微创外科手术机器人应运而生。微创外科手术机器人是一种在手术中提供可视化导引或监视服务功能，并能辅助医生高质量地完成手术操作的机器人集成系统。微创外科手术机器人提高手术的质量的同时，能够克服传统微创外科手术的缺陷，拓宽微创手术的适用范围，实现手术仿真、远程医疗等功能。控制手柄是主从遥控操作手术机器人系统的关键设备。也就是说，医生通过控制手柄操控远端执行机构执行手术操作。本专利技术的目的在于提供一种手术机器人远端执行机构的控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种手术机器人远端执行机构的控制方法。准确地说，本专利技术旨在提供一种通过控制手柄的动作获取操控指令，并依据操控指令控制手术机器人远端执行机构进行手术操作的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种手术机器人远端执行机构的控制方法。所述远端执行机构由控制手柄操控，所述控制手柄包括：用于固定在操作台上的安装底盘；具有三个自由度的第一位置调节部件，其设置在所述安装底盘上；至少具有一个自由度的第二位置调节部件，以及，分别与所述第一位置调节部件和所述第二位置调节部件铰接的连杆；所述方法包括：获取并根据所述第一位置调节部件的位置信息集合，得到第一操控指令；根据所述第一操控指令来控制所述远端执行机构的主体部件；获取并根据所述第二位置调节部件的角位移信息集合，得到第二操控指令；根据所述第二操控指令来控制所述远端执行机构的前端部件。优选的是，所述第一位置调节部件包括第一底座、第二底座、第三底座、第一连接件、第二连接件和第三连接件；其中，所述第一底座、第二底座和第三底座固装在所述安装底盘上；所述第一连接件与所述第一底座转动连接，所述第二连接件与所述第二底座转动连接，所述第三连接件与所述第三底座转动连接。优选的是，获取并根据所述第一位置调节部件的位置信息集合，得到第一操控指令：由监控设备分别获取所述第一连接件、第二连接件和第三连接件的位置信息，并汇总成所述位置信息集合；由主控制设备根据所述位置信息集合，得到所述第一连接件的位置增量信息、所述第二连接件的位置增量信息和所述第三连接件的位置增量信息；由从控制设备根据所述第一连接件的位置增量信息、所述第二连接件的位置增量信息和所述第三连接件的位置增量信息，得到所述第一操控指令。优选的是，所述第二位置调节部件包括圆盘、转接板以及夹板组件，所述圆盘与所述连杆铰接，所述转接板的两端分别与所述圆盘和所述夹板组件转动连接。优选的是，所述连杆的数量为6个，所述圆盘和所述第一位置调节部件分别与所述连杆铰接。优选的是，所述转接板包括与所述圆盘中心位置处的第一转动轴相连的水平段以及与所述夹板组件相连的竖直段，所述水平段与所述竖直段通过圆弧过渡连接。优选的是，所述夹板组件包括固定段、转动段和连杆部；其中，所述固定段的第一端通过第二转动轴与所述竖直段转动连接，所述固定段的第二端与所述转动段转动连接；所述连杆部包括第一杆、第二杆和第三杆；所述第一杆的第一端固定在所述转动段上，所述第一杆的第二端通过第三转动轴与所述第二杆的第一端转动连接，所述第二杆的第二端与所述第三杆的第一端固定连接，所述第三杆的第二端贯穿所述转动段后连接手持端。优选的是，获取并根据所述第二位置调节部件的角位移信息集合，得到第二操控指令，包括：由监控设备分别获取所述第一转动轴、第二转动轴和第三转动轴的角位移信息，并汇总成所述角位移信息集合；由主控制设备根据所述角位移信息集合，得到所述第一转动轴的角位移增量信息和所述第二转动轴的角位移增量信息；由从控制设备根据所述第一转动轴的角位移增量信息和所述第二转动轴的角位移增量信息，结合所述第三转动轴的角位移信息，得到所述第二操控指令。优选的是，所述主控制设备通过UDP网络接口与所述从控制设备通信。优选的是，所述远端执行机构的主体部件为机械臂主体，所述远端执行机构的前端部件为以下任意一项：单极弯剪刀、电钩、弯头双极分离钳、超声刀、无创圆头抓钳、持针器、射频电波刀和二合一电刀。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：应用本专利技术实施例提供的手术机器人远端执行机构的控制方法，根据从第一位置调节部件获取的位置信息集合得到第一操控指令，根据从第二位置调节部件获取的角位移信息集合得到第二操控指令，分别利用第一操控指令和第二操控指令来控制远端执行机构的主体部件和前端部件。可见，本实施例能够精准地识别操控者的操控手势，并转换成操控指令来驱动远端执行机构的主体部件和前端部件，以完成各种运动及具体手术操作。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1示出了本专利技术实施例7自由度控制手柄的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例7自由度控制手柄的各个自由度的产生位置；图3示出了本专利技术实施例手术机器人远端执行机构的控制方法的流程示意图；图4示出了本专利技术实施例中第一操控指令的获取过程的流程示意图；图5示出了本专利技术实施例中第二操控指令的获取过程的流程示意图；图6示出了本专利技术实施例手术机器人远端执行机构的控制系统的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。为了更好地描述本专利技术手术机器人远端执行机构的控制方法，首先对用于操控远端执行机构的控制手柄的结构进行详细描述。图1示出了本专利技术实施例7自由度控制手柄的结构示意图。参照图1和图2，控制手柄包括安装底盘100、第一位置调节部件、第二位置调节部件和连杆300。具体地，安装底盘100固定在操作台上。第一位置调节部件具有三个自由度，其设置在安装底盘100上。第一位置调节部件包括第一底座211、第二底座221、第三底座231、第一连接件212、第二连接件222和第三连接件232。其中，第一底座211、第二底座221和第三底座231固装在安装底盘100上。第一连接件212通过一转动轴(附图中未示出)与第一底座211转动连接。第二连接件222通过一转动轴(附图中未示出)与第二底座221转动连接。第三连接件232通过一转动轴(附图中未示出)与第三底座231转动连接。以上三个连接件212,222,23本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术机器人远端执行机构的控制方法，所述远端执行机构由控制手柄操控，其特征在于，所述控制手柄包括：用于固定在操作台上的安装底盘；具有三个自由度的第一位置调节部件，其设置在所述安装底盘上；至少具有一个自由度的第二位置调节部件，以及，分别与所述第一位置调节部件和所述第二位置调节部件铰接的连杆；所述方法包括：获取并根据所述第一位置调节部件的位置信息集合，得到第一操控指令；根据所述第一操控指令来控制所述远端执行机构的主体部件；获取并根据所述第二位置调节部件的角位移信息集合，得到第二操控指令；根据所述第二操控指令来控制所述远端执行机构的前端部件。

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人远端执行机构的控制方法，所述远端执行机构由控制手柄操控，其特征在于，所述控制手柄包括：用于固定在操作台上的安装底盘；具有三个自由度的第一位置调节部件，其设置在所述安装底盘上；至少具有一个自由度的第二位置调节部件，以及，分别与所述第一位置调节部件和所述第二位置调节部件铰接的连杆；所述方法包括：获取并根据所述第一位置调节部件的位置信息集合，得到第一操控指令；根据所述第一操控指令来控制所述远端执行机构的主体部件；获取并根据所述第二位置调节部件的角位移信息集合，得到第二操控指令；根据所述第二操控指令来控制所述远端执行机构的前端部件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置调节部件包括第一底座、第二底座、第三底座、第一连接件、第二连接件和第三连接件；其中，所述第一底座、第二底座和第三底座固装在所述安装底盘上；所述第一连接件与所述第一底座转动连接，所述第二连接件与所述第二底座转动连接，所述第三连接件与所述第三底座转动连接。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取并根据所述第一位置调节部件的位置信息集合，得到第一操控指令：由监控设备分别获取所述第一连接件、第二连接件和第三连接件的位置信息，并汇总成所述位置信息集合；由主控制设备根据所述位置信息集合，得到所述第一连接件的位置增量信息、所述第二连接件的位置增量信息和所述第三连接件的位置增量信息；由从控制设备根据所述第一连接件的位置增量信息、所述第二连接件的位置增量信息和所述第三连接件的位置增量信息，得到所述第一操控指令。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第二位置调节部件包括圆盘、转接板以及夹板组件，所述圆盘与所述连杆铰接，所述转接板的两端分别与所述圆盘和所述夹板组件转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：成都中科博恩思医学机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51