【技术实现步骤摘要】
末端工具运动引导方法、系统和手术机器人
[0001]本申请是申请日为2021年07月09日，申请号为202110778776.6，专利技术名称为“末端工具运动引导方法、系统和手术机器人”的中国专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术实施例涉及医疗设备领域，尤其涉及一种末端工具运动引导方法、系统和手术机器人。
技术介绍
[0003]现有骨骼手术的辅助系统包括完全自主型手术机器人和引导型手术机器人，前者以机器人为主导，医生为辅，由于医生的参与度较低，因此很难保证手术的成功率；后者以医生为主，提高了医生的手术参与度，可有效防止手术意外的发生，以及保证手术的成功率。
[0004]但是，现有引导型手术机器人仅能完成末端工具运动方向的引导，无法使用户及时获取末端工具的有效位置信息，主观感知体验差，无法准确进行末端工具运动方向的引导。
技术实现思路
[0005]本专利技术实施例提供了一种末端工具运动引导方法、系统和手术机器人，解决了现有引导型手术机器无法使用户及时获取末端工具的有效位置信息。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种末端工具运动引导方法，其特征在于，包括：检测末端工具的当前位置，若末端工具的当前位置未在约束空间的期望路径上，则确定所述末端工具的当前位置对应的子约束空间以及该子约束空间对应的距离刚度函数，其中，所述约束空间的中心轴为所述末端工具的期望路径，所述约束空间包括嵌套在一起的至少两个子约束空间；为不同子约束空间配置不同的距离刚度函数；根据所述当前位置以及所述当前位置对应的距离刚度函数，向所述末端工具输出朝向所述期望路径的第一反馈力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束空间包括同向嵌套的三个子约束空间，该三个子约束空间从内向外分别为自由约束空间、缓冲约束空间以及边界约束空间；所述自由约束空间和所述边界约束空间对应的距离刚度函数均为常数函数；所述缓冲约束空间对应的距离刚度函数为递增函数，且该递增函数的函数值随着末端工具与所述期望路径之间的距离的增大而增大；相邻子约束空间对应的距离刚度函数在共同边界处的距离刚度值相同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缓冲约束空间对应的距离刚度函数为单调递增的二次曲线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前位置以及所述当前位置对应的距离刚度函数，向所述末端工具输出朝向所述期望路径的第一反馈力，包括：确定所述当前位置与所述期望路径之间的目标距离，以及该目标距离对应的目标距离当量；根据所述目标距离当量以及所述当前位置对应的距离刚度函数，确定所述当前位置对应的距离刚度值；根据所述目标距离当量与所述距离刚度值，向所述末端工具输出朝向所述期望路径的第一反馈力。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在检测到所述末端工具与所述期望路径之间的当前夹角大于零时，确定所述当前夹角所在夹角区间对应的旋转刚度函数；根据所述当前夹角以及所述当前夹角对应的旋转刚度函数向所述末端工具输出用于使所述末端工具向所述期望路径旋转的旋转力矩；其中，所述夹角区间的数量大于或等于2。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述夹角区间的数量为3；包含最大夹角的夹角区间与包含最小夹角的夹角区间对应的旋转刚度函数均为常数函数，位于该包含最大夹角的夹角区间与该包含最小夹角的夹角区间之间的夹角区间对应的旋转刚度函数为递增函数；相邻夹角区间对应的旋转刚度函数在共同边界处的旋转刚度值相同。7.根据权利要求1
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6任一所述的方法，其特征在于，还包括：在检测到所述末端工具的当前运动速度的方向背离所述期望路径时，确定所述当前运动速度对应的速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾致贤，陈龙，马波琪，杨帆，
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：
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