【技术实现步骤摘要】
手术机械臂的力反馈测量方法和手术机械臂
本申请涉及医疗器械
，特别是涉及一种手术机械臂的力反馈测量方法和手术机械臂。
技术介绍
随着科学技术的发展，手术机器人大大增加了手术操作的灵活性，医生能够进行更精细的操作，同时加入人机工程学方面的设计，能够减少医生的疲劳。手术机器人克服了传统手术在观察、宜人、操作和灵活等多方面的不足，然而，在相关技术中，手术机器人仍然缺少力反馈功能，无法将手术器械与患者组织的接触力准确反馈给医生，医生因而无法通过组织触摸来鉴别组织的属性或病变，因此，在相关技术中，手术机械臂控制中力反馈检测的精确度较低，导致医生在执行一些精细的操作时，想要施加精确的作用力也变得非常困难。针对相关技术中，手术机械臂控制中力反馈检测的精确度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中，手术机械臂控制中力反馈检测的精确度较低的问题，本专利技术提供了一种手术机械臂的力反馈测量方法和手术机械臂，以至少解决上述问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种手术机械臂的...
【技术保护点】
1.一种手术机械臂的力反馈测量方法，其特征在于，所述手术机械臂包括力传感器和执行杆，所述力传感器与所述执行杆连接，所述方法包括：/n接收所述力传感器测量的力学信息；/n根据所述执行杆的偏置角度分解所述执行杆的重力，获取所述执行杆的第一作用力和所述执行杆的第一力矩；/n根据所述力学信息、所述第一作用力和所述第一力矩，确定所述执行杆末端处的环境力和环境力矩。/n
【技术特征摘要】
1.一种手术机械臂的力反馈测量方法，其特征在于，所述手术机械臂包括力传感器和执行杆，所述力传感器与所述执行杆连接，所述方法包括：
接收所述力传感器测量的力学信息；
根据所述执行杆的偏置角度分解所述执行杆的重力，获取所述执行杆的第一作用力和所述执行杆的第一力矩；
根据所述力学信息、所述第一作用力和所述第一力矩，确定所述执行杆末端处的环境力和环境力矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述执行杆的偏置角度分解所述执行杆的重力，获取所述执行杆的第一作用力和所述执行杆的第一力矩包括：
根据第一夹角、第二夹角和所述执行杆的重力，获取所述第一作用力；其中，所述第一夹角为所述执行杆相对于第一坐标轴的偏置角度，所述第二夹角为所述执行杆相对于第二坐标轴的偏置角度；
根据所述执行杆的第一质心坐标确定所述第一作用力的第一力臂；并根据所述第一力臂和所述第一作用力，获取所述第一力矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述手术机械臂还包括转动驱动件和控制驱动件，所述转动驱动件安装于力传感器上，所述控制驱动件设置于所述执行杆与所述转动驱动件之间，所述转动驱动件、所述控制驱动件和所述执行杆组成第一执行器械，所述接收所述力传感器获取的力学信息之后，所述方法包括：
根据所述执行杆的偏置角度分解所述第一执行器械的重力，获取所述第一执行器械的第二作用力和所述第一执行器械的第二力矩；
根据所述力学信息、所述第二作用力和所述第二力矩，确定所述环境力和所述环境力矩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述执行杆的偏置角度分解所述执行器械的重力，获取所述第一执行器械的第二作用力和所述执行器械的第二力矩包括：
根据第一夹角、第二夹角和所述第一执行器械的重力，获取所述第二作用力；
根据所述第一执行器械的第二质心坐标确定所述第二作用力的第二力臂；并根据所述第二力臂和所述第二作用力，获取所述第二力矩。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述手术机械臂还包括远心操控组件、转动驱动件和控制驱动件，所述远心操控组件包括动平台，所述执行杆安装于所述控制驱动件上，所述控制驱动件安装于所述力传感器上；所述转动驱动件安装于所述动平台上，所述力传感器安装于所述转动驱动件上，所述控制驱动件和所述执行杆组成第二执行器械，所述接收所述力传感器测量的力学信息之后，所述方法包括：
根据所述执行杆的偏置角度分解所述第二执行器械的重力，获取所述第二执行器械的第三作用力和所述第二执行器械的第三力矩；
根据所述第二执行器械的第三质心坐标和所述力传感器的第四质心坐标，获取总惯性扭矩；
根据所述力学信息、所述第三作用力、所述第三力矩和所述总惯性扭矩，确定所述环境力和所述环境力矩。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二执行器械的第三质心坐标和所述力传感器的第四质心坐标，获取总惯性扭矩包括：
根据所述第三质心坐标，获取所述第二执行器械的转轴与通过第二执行器械质心的平行轴之间的第一距离；
根据所述第一距离，获取所述第二执行器械的第一转动惯量；并根据所述第一转动惯量和所述执行杆的旋转角加速度，获取所述第二执行器械的第一扭矩；
根据所述第四质心坐标，获取所述力传感器的转轴与通过所述力传感器质心的平行轴之间的第二距离；
根据所述第二距离，获取所述力传感器的第二转动惯量；并根据所述第二转动惯量和所述旋转角加速度，获取所述力传感器的第二扭矩；
根据所述第一扭矩和所述第二扭矩，获取所述总惯性扭矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述力学信息、所述第一作用力和所述第一力矩，确定所述执行杆末端处的环境力和环境力矩包括：
将所述力学信息在第一坐标轴方向、第二坐标轴方向和第三坐标轴方向上进行受力分解，并根据所述第一作用力、所述第一力矩和所述受力分解后的力学信息，得到受力分解后的环境分力和分解环境力矩；
根据所述环境分力获取环境合力，并根据所述环境分力和所述分解环境力矩获取所述环境合力的受力点坐标。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述环境分力和所述分解环境力矩获取所述环境合力的受力点坐标包括：
根据所述受力点坐标、所述第一坐标轴方向上的第一环境分力和所述第一坐标轴方向上的第一分解环境力矩，确定第一计算模型；
根据所述受力点...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄善灯，丁立，闫颜，柳建飞，
申请(专利权)人：诺创智能医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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