一种碰撞检测方法、电子设备及主从手术机器人技术

本发明专利技术提出了一种碰撞检测方法、电子设备及主从手术机器人。所述碰撞检测方法包括：获取标定空间内的视觉图像，其中，所述主从手术机器人的手术器械的末端位于所述标定空间内；根据所述视觉图像生成各所述手术器械的末端之间的距离；根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制。本发明专利技术所述碰撞检测方法，通过所述距离能够量化判断手术器械发生碰撞的可能性，和/或，是否已经发生碰撞，从而实现碰撞检测，并能够及时根据所述距离对主从手术机器人进行防碰撞控制，避免碰撞的发生和/或碰撞的恶化，可靠性高，适用性广。适用性广。适用性广。

【技术实现步骤摘要】
一种碰撞检测方法、电子设备及主从手术机器人


[0001]本专利技术涉及主从手术机器人
，具体而言，涉及一种碰撞检测方法、电子设备及主从手术机器人。

技术介绍

[0002]主从手术机器人是一种集诸多学科为一体的新型医疗器械，是当前医疗器械信息化、程控化、智能化的一个重要发展方向，在临床微创手术以及远程手术等方面有着广泛的应用前景。
[0003]主从手术机器人一般包括控制台部分(即主端)和机械臂系统(即从端)。机械臂系统包括持镜臂和多个器械臂，持镜臂用于安装内窥镜，器械臂用于安装手术器械。控制台部分包括用于控制器械臂和手术器械动作的主手以及脚踏等控制件。
[0004]但是，由于手术范围往往较小，特别是腹腔手术等手术中，手术器械位于人体内部，手术器械之间可能会发生碰撞。而医生是通过主手对器械臂和手术器械进行控制，难以发现碰撞的发生。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在一定程度实现主从手术机器人的手术器械的碰撞检测。
[0006]为至少在一定程度上解决或改善上述问题，本专利技术第一方面提出一种碰撞检测方法，应用于主从手术机器人，所述碰撞检测方法包括：
[0007]获取标定空间内的视觉图像，其中，所述主从手术机器人的手术器械的末端位于所述标定空间内；
[0008]根据所述视觉图像生成各所述手术器械的末端之间的距离；
[0009]根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制。
[0010]可选地，所述根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制包括：
[0011]当所述距离大于第二预设值且小于第三预设值，且所述第二预设值大于或等于零时，控制警示装置按照第一警示模式进行警示。
[0012]可选地，所述根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制包括：
[0013]当所述距离小于或等于第一预设值，且所述第一预设值大于或等于零时，对所述手术器械的当前位姿进行锁定，和/或，控制警示装置按照第二警示模式进行警示。
[0014]可选地，所述主从手术机器人还包括碰撞传感器，所述碰撞传感器设置于所述手术器械或者设置于所述主从手术机器人的机械臂系统中用于安装所述手术器械的末端关节臂，所述碰撞检测方法还包括：
[0015]当所述距离小于或等于第一预设值，且所述第一预设值大于或等于零时，获取所述碰撞传感器的检测数据，根据所述检测数据判断所述手术器械是否已经发生碰撞；
[0016]当所述手术器械已经发生碰撞时，对所述手术器械的当前位姿进行锁定。
[0017]可选地，所述警示装置包括振动电机，所述振动电机设置于所述主从手术机器人
的主手的末端连杆内部、所述末端连杆的配重处、与所述末端连杆相连接的第一连杆处以及脚踏处中的至少一处；所述按照第二警示模式进行警示包括控制所述振动电机振动。
[0018]可选地，所述主从手术机器人还包括检测装置，所述检测装置设置于所述主从手术机器人的主手的末端连杆，所述检测装置用于检测操作者的按压和/或触摸动作，所述碰撞检测方法还包括：
[0019]当获取到解锁信息时，解除对所述手术器械的当前位姿的锁定，所述解锁信息包括所述检测装置的检测信息。
[0020]如此，本专利技术所述碰撞检测方法，通过对标定空间的视觉图像进行处理，生成各所述手术器械的末端之间的距离，并进一步根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制，通过所述距离能够量化判断手术器械发生碰撞的可能性，和/或，是否已经发生碰撞，相对于现有的仅依靠人眼判断、经验判断或者其他检测方式，降低了主从手术机器人的使用难度，降低对医生的经验要求，能够提高安全性，解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的手术器械碰撞检测的问题；能够及时根据所述距离对主从手术机器人进行防碰撞控制，避免碰撞的发生和/或碰撞的恶化，可靠性高，适用性广。
[0021]本专利技术第二方面提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，当所述处理器执行所述程序时，实现如上任意一项所述的碰撞检测方法。
[0022]本专利技术第三方面提出一种主从手术机器人，包括内窥镜、手术器械和控制器，所述内窥镜与所述控制器通信连接，所述内窥镜用于拍摄标定空间的图像，所述手术器械的末端位于所述标定空间内；所述控制器用于获取所述标定空间内的视觉图像；根据所述视觉图像生成各所述手术器械的末端之间的距离；根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制。
[0023]可选地，还包括警示装置，所述警示装置与所述控制器通信连接，所述警示装置包括振动电机、蜂鸣器和显示器中的至少一种；所述振动电机设置于所述主从手术机器人的主手的末端连杆内部、所述末端连杆的配重处、与所述末端连杆相连接的第一连杆处以及脚踏处中的至少一处；所述蜂鸣器和所述显示器均设置于所述主从手术机器人的控制台处。
[0024]可选地，该主从手术机器人还包括碰撞传感器和/或检测装置，所述碰撞传感器设置于所述手术器械或者设置于所述主从手术机器人的机械臂系统中用于安装所述手术器械的末端关节臂，所述碰撞传感器与所述控制器通信连接；
[0025]所述检测装置设置于所述主从手术机器人的主手的末端连杆，所述检测装置用于检测操作者的按压和/或触摸动作，所述检测装置与所述控制器通信连接。
[0026]该主从手术机器人和该电子设备能够实现上述碰撞检测方法，具备该碰撞检测方法具备的所有有益效果，此处不再赘述。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的实施例中碰撞检测方法的流程示意图；
[0028]图2为本专利技术的实施例中根据距离对主从手术机器人进行防碰撞控制步骤的流程示意图；
[0029]图3为本专利技术的另一实施例中根据距离对主从手术机器人进行防碰撞控制步骤的流程示意图；
[0030]图4为本专利技术的实施例中主从手术机器人的机械臂系统的结构示意图；
[0031]图5为本专利技术的实施例中主从手术机器人的控制台的结构示意图；
[0032]图6为本专利技术的实施例中主从手术机器人的主手的结构示意图；
[0033]图7为本专利技术的实施例中碰撞传感器设置于手术器械的结构示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1‑
机械臂系统，11
‑
内窥镜，12
‑
末端关节臂，13
‑
手术器械，14
‑
碰撞传感器，2
‑
控制台，21
‑
主手，211
‑
末端连杆，212
‑
第一连杆，213
‑
振动电机，22
‑
脚踏，23
‑
扶手。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0037]如图1所示，本专利技术实施例提出一种碰撞检测方法，应用于主从手术机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碰撞检测方法，应用于主从手术机器人，其特征在于，所述碰撞检测方法包括：获取标定空间内的视觉图像，其中，所述主从手术机器人的手术器械(13)的末端位于所述标定空间内；根据所述视觉图像生成各所述手术器械(13)的末端之间的距离；根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制。2.根据权利要求1所述的碰撞检测方法，其特征在于，所述根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制包括：当所述距离大于第二预设值且小于第三预设值，且所述第二预设值大于或等于零时，控制警示装置按照第一警示模式进行警示。3.根据权利要求1所述的碰撞检测方法，其特征在于，所述根据所述距离对所述主从手术机器人进行防碰撞控制包括：当所述距离小于或等于第一预设值，且所述第一预设值大于或等于零时，对所述手术器械(13)的当前位姿进行锁定，和/或，控制警示装置按照第二警示模式进行警示。4.根据权利要求3所述的碰撞检测方法，其特征在于，所述主从手术机器人还包括碰撞传感器(14)，所述碰撞传感器(14)设置于所述手术器械(13)或者设置于所述主从手术机器人的机械臂系统(1)中用于安装所述手术器械(13)的末端关节臂(12)，所述碰撞检测方法还包括：当所述距离小于或等于第一预设值，且所述第一预设值大于或等于零时，获取所述碰撞传感器(14)的检测数据，根据所述检测数据判断所述手术器械(13)是否已经发生碰撞；当所述手术器械(13)已经发生碰撞时，对所述手术器械(13)的当前位姿进行锁定。5.根据权利要求3所述的碰撞检测方法，其特征在于，所述警示装置包括振动电机(213)，所述振动电机(213)设置于所述主从手术机器人的主手(21)的末端连杆(211)内部、所述末端连杆(211)的配重处、与所述末端连杆(211)相连接的第一连杆(212)处以及脚踏(22)处中的至少一处；所述按照第二警示模式进行警示包括控制所述振动电机(213)振动。6.根据权利要求3或4所述的碰撞检测方法，其特征在于，所述主从手术机器人还包括检测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张芷毓，庞海峰，张家兴，陈霖，
申请(专利权)人：苏州康多机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：