一种手术机器人末端工具检测系统技术方案

本发明专利技术涉及手术机器人技术领域，公开了一种手术机器人末端工具检测系统，包括机器人本体、末端工具、力矩传感器、机器人控制器；所述末端工具安装于所述机器人本体的末端，所述力矩传感器安装于所述末端工具与所述机器人本体之间；所述力矩传感器用于检测所述机器人本体受到所述末端工具所施加的力的实时受力信息；所述机器人控制器包括受力检测模块；所述受力检测模块用于建立末端工具参数集，根据所述实时受力信息计算末端工具的重力信息，根据所述重力信息在所述末端工具参数集中进行匹配得到末端工具的类型；根据所述实时受力信息获取所述末端工具的拆装状态。本发明专利技术具有自适应识别末端工具类型以及拆装状态的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种手术机器人末端工具检测系统
本专利技术涉及手术机器人
，具体涉及一种手术机器人末端工具检测系统。
技术介绍
目前，工业机器人在一段时间内所生产的产品种类一般都是固定的，因此在生产过程中末端工具一般都只有一种，很少有需要对不同末端工具进行识别的需求，一般都是直接固定某个末端工具进行作业任务。然而在手术机器人的应用中，在完成同一手术的过程中往往需要更换各种不同的末端工具器械，不同的末端工具由于差异会对机器人的拖动力控产生影响，因此需要在手术过程中自适应识别不同的末端工具，简单、有效、安全地识别不同规模末端工具在手术场景中迫切需要。此外，手术过程中，需要对不同末端工具更换，因此需要对不同末端工具进行拆装，故末端工具必然会存在脱落的风险，尤其是在手术场景下程序运行过程中可能会存在很大的隐患和风险，因此，对末端工具拆装状态的自动识别和安全连锁设计迫切需求，现有系统基本没有考虑到该方面的安全性联锁设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种手术机器人末端工具检测系统，解决现有技术中无法对手术机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术机器人末端工具检测系统，其特征在于，包括机器人本体、末端工具、力矩传感器、机器人控制器；所述末端工具安装于所述机器人本体的末端，所述力矩传感器安装于所述末端工具与所述机器人本体之间；/n所述力矩传感器用于检测所述机器人本体受到所述末端工具所施加的力的实时受力信息；/n所述机器人控制器包括受力检测模块；所述受力检测模块用于：建立末端工具参数集，根据所述实时受力信息计算末端工具的重力信息，根据所述重力信息在所述末端工具参数集中进行匹配得到末端工具的类型；/n所述受力检测模块还用于：根据所述实时受力信息获取所述末端工具的拆装状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人末端工具检测系统，其特征在于，包括机器人本体、末端工具、力矩传感器、机器人控制器；所述末端工具安装于所述机器人本体的末端，所述力矩传感器安装于所述末端工具与所述机器人本体之间；
所述力矩传感器用于检测所述机器人本体受到所述末端工具所施加的力的实时受力信息；
所述机器人控制器包括受力检测模块；所述受力检测模块用于：建立末端工具参数集，根据所述实时受力信息计算末端工具的重力信息，根据所述重力信息在所述末端工具参数集中进行匹配得到末端工具的类型；
所述受力检测模块还用于：根据所述实时受力信息获取所述末端工具的拆装状态。


2.根据权利要求1所述的手术机器人末端工具检测系统，其特征在于，还包括法兰盘，所述末端工具通过所述法兰盘安装于所述机器人本体的末端，所述力矩传感器安装于所述法兰盘与所述机器人本体之间。


3.根据权利要求1所述的手术机器人末端工具检测系统，其特征在于，根据所述实时受力信息计算末端工具的重力信息，具体为：
所述实时受力信息包括受力值在力矩传感器坐标系各坐标轴上的分量以及力矩值在力矩传感器坐标系各坐标轴上的分量；
所述重力信息包括重力值和重心位置，获取力矩传感器坐标系到世界坐标系的旋转矩阵，根据所述旋转矩阵以及所述受力值计算末端工具的重力值，根据所述旋转矩阵以及所述力矩值计算所述重心位置。


4.根据权利要求1所述的手术机器人末端工具检测系统，其特征在于，根据所述实时受力信息获取所述末端工具的拆装状态，具体为：
获取机器人本体上安装末端工具时所述力矩传感器所检测的信息，作为标准受力信息；
判断所述标准受力信息与所述实时受力信息是否相同，如果相同，则所述末端工具处于安装状态，如果不同，则所述末端工具处于拆卸状态。


5.根据权利要求1所述的手术机器人末端工具检测系统，其特征在于，所述机器人本体的末端安装有多个电子触点，每一种末端工具与所述机器人本体连接的一侧均安装有电子触点，每一种末端工具上安装的电子触点的数量以及排布方式均不同；
所述机器人控制器还包括触点检测模块，所述触点检测模块用于：建立末端工具类型与电子触点相应的触点信号之间的映射关系；获取机器人本体上安装的电子触点的触点信号，根据所述触点信号以及所述映射关系匹配当前末端工具的类型；
所述机器人控制器还包括连锁判断模块，所述连锁判断模块用于：判断所述受力检测模块匹配的末端工具的类型与所述触点检测模块匹配的末端工具的类型是否相同，如果相同，则判定类型匹配结果正确，如果不相同，则重新进行匹配；
所述触点检测模块还用于：检测是否存在触点信号，如果存在，则所述末端工具处于安装状态，如果不存在，则所述末端工具处于拆卸状态；
所述连锁判断模块还用于：判断所述受力检测模块获取的拆装状态与所述触点检测模块获取的拆装状态是否相同，如果相同，则判定拆装状态识别正确，如果不相同，则重新进行拆装状态识别。


6.根据权利要求1所述的手术机器人末端工具检测系统，其特征在于，还包括第一光学阵列以及光学设备，所述第一光学阵列安装于所述末端工具上；
所述光学设备用于追踪所述第一光学阵列，获取光学设备坐标系到第一光学阵列坐标系之间的关系矩阵STmaker1；
所述机器人控制器还包括光学检测模块，所述光学检测模块用于：根据末端工具的类型从所述末端工具参数集中获...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪全全，陈龙，谢强，
申请(专利权)人：武汉联影智融医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42