器械碰撞检测与反馈制造技术
Instrument collision detection and feedback
A method for the operation of the control system of the robot, the robot control system includes a main control device and the slave system, the main control device with multiple communication device can input corresponding to the handle of the translation and rotation movement, and the slave system has a tool positioning device and the corresponding handle, each location the tool has a tool holding device corresponding to the end effector, the end effector position and orientation is the position and orientation of the handle in response to a corresponding determined. The handle of the method involves in response to the current position and the orientation, to which the main control device and at least one processor circuit connected to produce the corresponding end effector orientation of the actuator to the end effector position and new hope new end. The method further involves in the at least one processor circuit using the new hope to the end effector position and orientation, to determine each point from the first multiple point device along the first tool positioning in multiple points along each point to at least one other tool positioning device in the distance. And in the at least one processor circuit to determine any of the distance in the proximity of whether or not to meet the standard. The method further relates to the operator causing the at least one processor circuit to inform the handle associated with the tool location device related to any distance related to the proximity standard, indicating that the approaching degree standard has been satisfied.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】器械碰撞检测与反馈
技术介绍
1.专利
本披露涉及例如用于腹腔镜手术的主从式机器人系统、并且更具体地涉及在手术过程中防止手术工具和/或机器人操纵器碰撞。2.
技术介绍
在以靠近的接近度部署多个灵巧工具时，当器械彼此物理接触时，可能会出现多种情况。这些灵巧工具的部分可能不旨在彼此接触。这些工具在其灵巧区段上的点处发生接触可以致使联接至这些灵巧工具上的末端执行器进行所不旨在的或不期望的运动。例如，这些工具可能会被彼此捕获，并且在释放时可能会晃动，从而导致工具突然和/或意外的移动。
技术实现思路
本披露描述了一种操作机器人控制系统的方法，所述机器人控制系统包括主控设备和从属系统，所述主控设备与具有能够平移和旋转移动的对应的手柄的多个输入装置通信，并且所述从属系统具有与各对应的手柄相应的工具定位装置，每个工具定位装置固持具有末端执行器的对应工具，所述末端执行器的位置和取向是响应于对应的手柄的位置和取向来确定的。所述方法涉及响应于对应的相应手柄的当前位置和当前取向，来致使与所述主控设备相关联的至少一个处理器电路产生相应的末端执行器的所希望的新的末端执行器位置和所希望的新的末端执行器...
【技术保护点】
一种操作机器人控制系统的方法，所述机器人控制系统包括主控设备和从属系统，所述主控设备与具有能够平移和旋转移动的对应的手柄的多个输入装置通信，并且所述从属系统具有与各对应的手柄相应的工具定位装置，每个工具定位装置固持具有末端执行器的对应工具，所述末端执行器的位置和取向是响应于对应的所述手柄的位置和取向来确定的，所述方法包括：响应于对应的相应手柄的当前位置和当前取向，来致使与所述主控设备相关联的至少一个处理器电路产生相应的所述末端执行器的所希望的新的末端执行器位置和所希望的新的末端执行器取向；致使所述至少一个处理器电路使用所述希望的新的末端执行器位置和取向，来确定从沿着第一工具...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.01 US 62/156,0491.一种操作机器人控制系统的方法，所述机器人控制系统包括主控设备和从属系统，所述主控设备与具有能够平移和旋转移动的对应的手柄的多个输入装置通信，并且所述从属系统具有与各对应的手柄相应的工具定位装置，每个工具定位装置固持具有末端执行器的对应工具，所述末端执行器的位置和取向是响应于对应的所述手柄的位置和取向来确定的，所述方法包括：响应于对应的相应手柄的当前位置和当前取向，来致使与所述主控设备相关联的至少一个处理器电路产生相应的所述末端执行器的所希望的新的末端执行器位置和所希望的新的末端执行器取向；致使所述至少一个处理器电路使用所述希望的新的末端执行器位置和取向，来确定从沿着第一工具定位装置的第一多个点中的各个点到沿着至少一个其他工具定位装置的多个点中的各个点的距离；致使所述至少一个处理器电路确定所述距离中的任一者是否满足接近度标准；并且致使所述至少一个处理器电路告知与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的工具定位装置所关联的手柄的操作者以指明已经满足了所述接近度标准。2.如权利要求1所述的方法，其中，致使所述至少一个处理器电路告知所述操作者包括：致使所述至少一个处理器电路向与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的工具定位装置所关联的手柄所关联的输入装置发信号，以致使与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的工具定位装置所关联的手柄向所述操作者呈现出触觉反馈，所述触觉反馈阻碍这些手柄沿着会使满足所述接近度标准的距离缩短的方向移动。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，致使所述至少一个处理器电路告知所述操作者包括：致使所述至少一个处理器电路产生致使警报器通知所述接近度标准已经被满足的通知信号。4.如权利要求3所述的方法，其中，致使所述至少一个处理器电路产生通知信号包括：致使所述至少一个处理器电路产生显示器控制信号，所述显示器控制信号用于致使显示器描绘出指明满足了所述接近度标准的所述距离的视觉表示。5.如权利要求3或4所述的方法，其中，致使所述至少一个处理器电路产生通知信号包括：致使所述至少一个处理器电路产生音频控制信号，所述音频控制信号用于致使音频装置提供指明满足了所述接近度标准的所述距离的可听见的声音。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括：致使所述至少一个处理器电路使与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的所有工具定位装置不能移动。7.如权利要求6所述的方法，其中，致使所述至少一个处理器电路使与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的所有定位装置不能移动包括：致使所述至少一个处理器电路向与所述任何距离相关联的所述定位装置所关联的相应的从属系统传输控制信号，当所述接近度标准没有被满足时，各个所述控制信号指明基于对应手柄的当前位置和取向的当前的末端执行器位置和取向；并且当所述接近度标准被满足时致使所述至少一个处理器电路来使被传输至与满足所述接近度标准的所述距离相关联的所述工具定位装置所关联的所述从属系统的所述控制信号指明相应的所述相关联的末端执行器的先前的位置和取向。8.如权利要求6或7所述的方法，进一步包括当不再满足所述接近度标准时致使所述至少一个处理器电路使得与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的所述工具定位装置能够移动。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，产生所述希望的新的末端执行器位置和所希望的新的末端执行器取向包括：致使所述至少一个处理器电路从各输入装置接收表示所述对应输入装置的所述手柄的对应地当前位置和当前取向的当前手柄位置信号和当前手柄取向信号(RMCURR)；并且致使所述至少一个处理器电路响应于对应的所述当前手柄位置信号和所述当前手柄取向信号(RMCURR)、针对对应的工具定位装置、产生限定所述末端执行器的对应地所述希望的新的末端执行器位置以及所述希望的新的末端执行器取向的新的末端执行器位置信号和新的末端执行器取向信号(REENEW)。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述致使所述至少一个处理器电路接收所述当前手柄位置信号和所述当前手柄取向信号包括：致使所述至少一个处理器电路周期性地接收所述当前手柄位置信号和所述当前手柄取向信号。11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，进一步包括：致使所述至少一个处理器电路接收由操作者控制的启动信号；并且致使所述至少一个处理器电路检测所述启动信号的状态变化，并且当检测到所述变化时：将所述当前手柄位置信号和所述当前手柄取向信号(RMCURR)对应地存储为主基础位置信号和主基础取向信号(RMBASE)；并且将所述新的末端执行器位置信号和所述新的末端执行器取向信号(REENEW)对应地存储为末端执行器基础位置信号和末端执行器基础取向信号(REEBASE)。12.如权利要求11所述的方法，其中，所述致使所述主控设备产生所述新的末端执行器位置信号和所述新的末端执行器取向信号(REENEW)包括致使所述主控设备根据以下关系式来计算所述新的末端执行器位置信号和所述新的末端执行器取向信号：和Reenew＝ReebaseRmbase-1Rmcurr。13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，这些工具定位装置各自包括多个区段，每个区段包括多个椎骨，并且其中所述多个点各自的所述点中的至少一些点是位于对应区段或区段的椎骨上的点。14.如权利要求13所述的方法，进一步包括针对每个工具定位装置，致使所述至少一个处理器电路基于针对与所述工具定位装置相关联的所述末端执行器计算出的所述希望的新的末端执行器位置和取向，来计算从与所述工具定位装置相关联的参考点到所述工具定位装置的区段上的点的矢量。15.如权利要求14所述的方法，进一步包括，致使所述至少一个处理器电路基于所述区段上的所述点的位置来计算与所述区段相关联的至少一个椎骨的位置。16.一种被编码有代码的非瞬态计算机可读介质，所述代码用于致使处理器电路执行如权利要求1至15中任一项所述的方法。17.一种用于机器人控制系统中的设备，所述设备与具有能够平移和旋转移动的对应的手柄的多个输入装置通信，并且所述机器人控制系统包括具有与各对应的手柄相应的工具定位装置的从属系统，每个工具定位装置固持具有末端执行器的对应工具，所述末端执行器的位置和取向是响应于对应的所述手柄的位置和取向来确定的，所述设备包括：用于响应于对应的相应手柄的当前位置和当前取向来产生相应的所述末端执行器的所希望的新的末端执行器位置和所希望的新的末端执行器取向的装置；用于基于所述希望的新的末端执行器位置和取向来确定从沿着第一工具定位装置的第一多个点中的各个点到沿着至少一个其他工具定位装置的多个点中的各个点的距离的装置；用于确定所述距离中的任何距离是否满足接近度标准的装置；以及用于告知与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的工具定位装置所关联的手柄的操作者以指明已经满足了所述接近度标准的装置。18.如权利要求17所述的设备，其中，所述用于告知操作者的装置包括：用于向与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的工具定位装置所关联的手柄所关联的输入装置发信号的装置，以致使与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的工具定位装置所关联的手柄向所述操作者呈现出触觉反馈，所述触觉反馈阻碍这些手柄沿着会使满足所述接近度标准的距离缩短的方向移动。19.如权利要求16至18中任一项所述的设备，其中，所述用于告知操作者的装置包括：用于产生致使警报器通知所述接近度标准已经被满足的通知信号的装置。20.如权利要求19所述的设备，其中，所述用于产生通知信号的装置包括：致使所述至少一个处理器电路产生显示器控制信号，所述显示器控制信号用于致使显示器描绘出指明满足了所述接近度标准的所述距离的视觉表示。21.如权利要求20所述的设备，其中，所述用于产生所述通知信号的装置包括：用于产生音频控制信号的装置，所述音频控制信号用于致使音频装置提供指明满足了所述接近度标准的所述距离的可听见的声音。22.如权利要求17至21中任一项所述的设备，进一步包括用于使与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的所有工具定位装置不能移动的装置。23.如权利要求22所述的设备，其中，所述用于使与满足所述接近度标准的所述任何距离相关联的所有定位装置不能移动的装置包括：用于向与所述任何距离相关联的所述定位装...
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