一种机器人的远程定点校正方法技术

本发明专利技术涉及一种机器人的远程定点校正方法，包括如下步骤：步骤一：记录当前机器人状态；由操作杆输入控制信息；步骤二：RCM目标位移计算；根据步骤一中的机器人状态L

【技术实现步骤摘要】
一种机器人的远程定点校正方法


[0001]本专利技术涉及机器人控制领域，更具体地，涉及一种机器人的远程定点校正方法。

技术介绍

[0002]远程运动中心(RCM)是机器人运动控制领域中的重要分支。在机器人辅助进行手术操作的过程中，为了尽可能模拟人手的操作方式，并实现更高自由度的机器人运动，通常可通过远程运动中心(RCM)机构来实现这种运动模式，即RCM运动。但是现有的RCM运动过程中容易受到外界的干扰，每前进一步的定点都会容易出现问题且难以调节，导致机器人执行RCM运动的运动精度较低。
[0003]公开号为“CN108030551A”的手术机器人行程校正系统及方法，该系统包括：手术机器人，透视设备，处理装置，控制装置及目标标记结构；目标标记结构包括至少四个C标定体，其中四个C标定体不在同一平面上；控制装置依理论行程控制手术机器人运动，以带动其上的手术工具往目标标记结构的规划路径处运动；透视设备从不同角度拍摄处于依理论行程控制运动后的手术工具及目标标记结构，将所拍摄的图像传输至处理装置；处理装置根据所拍摄的图像中手术工具与目标标记结构的位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的远程定点校正方法，基于机器人和控制该机器人的操作杆，所述机器人包括第一关节、第二关节和滑动关节，所述第一关节设置有第一线性马达和第二线性马达，所述第二关节设置有第三线性马达和第四线性马达，所述滑动关节设置有第五线性马达，滑动关节上装有夹持有执行元件的夹持装置；其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一：记录当前机器人状态L
cur
＝[L1
cur
，L2
cur
，L3
cur
，L4
cur
，L5
cur
]；由操作杆输入控制信息，使得操作杆与机器人的第一关节、第二关节和滑动关节的当前状态对应；步骤二：RCM目标位移计算；根据步骤一中的机器人状态L
cur
，分别对第一关节、第二关节计算在第一关节平面、第二关节平面上进行RCM运动的目标位移量向量，分别为ΔL
RCM_j1
和ΔL
RCM_j2
；步骤三：远程定点校正；根据步骤二中ΔL
RCM_j
与ΔL
RCM_j2
，计算第一关节、第二关节计算预计执行RCM运动前后远程定点的位置(x
cur_j1
，y
cur_j1
)，(x
RCM_j1
，y
RCM_j1
)以及(x
cur_j2
，y
cur_j2
)，(x
RCM_j2
，y
RCM_j2
)；对RCM运动前后远程定点的位置进行方差σ计算，若方差为0，不对远程定点进行校正，否则对方差进行分解并修改ΔL
RCM_j1
和ΔL
RCM_j2
；步骤四：对机器人的位移进行取整补偿，得到机器人位移量；步骤五：机器人根据步骤四的机器人位移量执行每一步移动后，重新执行步骤一至四。2.根据权利要求1所述的一种机器人的远程定点校正方法，其特征在于，在所述步骤一中，由操作杆输入控制信息包括机器人当前控制信息和目标位移更新信息；当前控制信息具体为机器人操作杆对应第一关节方向的当前转角θ
stick_joint1_cur
、操作杆对应第二关节方向的当前转角θ
stick_joint2_cur
和操作杆对应滑动关节方向的当前深度值Z
stick_cur
；目标位移更新信息具体为第一关节的目标旋转角度D1，第二关节的目标旋转角度D2，末端滑轨关节的目标位移D5。3.根据权利要求2所述的一种机器人的远程定点校正方法，其特征在于，D1＝(θ
stick_joint1_cur
‑
θ
stick_joint1_pre
)*Δθ
stick_joint1
；D2＝(θ
stick_joint2_cur
‑
θ
stick_joint2_pre
)*Δθ
stick_joint2
；D5＝(Z
stick_cur
‑
Z
stick_pre
)*ΔZ
stick
；其中，θ
stick_joint1_pre
、θ
stick_joint2_pre
分别代表第一关节、第二关节的原始转角；Z
stick_pre
代表末端滑轨关节的原始深度值；Δθ
stick_joint1
、Δθ
stick_joint2
分别代表第一关节、第二关节的转角微分；ΔZ
stick
代表末端滑轨关节的深度值微分。4.根据权利要求3所述的一种机器人的远程定点校正方法，其特征在于，在所述步骤二中，第一关节在第一关节平面上进行RCM运动的目标位移量向量ΔL
RCM_j1
的具体计算方法为：为：为：C＝
‑
sin(θ
j1_cur
)
F＝cos(θ
j1_cur
)))其中，J
joint1
为第一关节的雅可比矩阵；ΔL
RCM_j1
为第一关节RCM运动控制下的马达目标位移量向量；其中ΔL1
RCM_j1
、ΔL2
RCM_j1
、ΔL5
RCM_j1
分别为第一线性马达、第二线性马达和第五线性马达在第一关节RCM运动控制下的目标位移量；Δx
j1
、Δy
j1
分别为第一关节平面上RCM定点的横纵坐标方向上的位移微分；Δθ
j1
为第一关节平面上RCM旋转的角度微分；h1为第一线性马达和第二线性马达的直线距离；Ltool为夹持装置与执行元件末端的距离；dm1为第五线性马达到第一线性马达或第二线性马达的水平轴的垂直距离。在所述步骤二中，第二关节在第二关节平面上进行RCM运动的目标位移量向量ΔL
RCM_j2
的具体计算方法为：的具体计算方法为：的具体计算方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，林浩添，倪欢琦，夏俊，
申请(专利权)人：中山大学中山眼科中心，
类型：发明
国别省市：