【技术实现步骤摘要】
触觉致动器的均匀缩放
[0001]本申请是于2017年1月12日提交的名称为“触觉致动器的均匀缩放”的中国专利申请201780006284.7的分案申请。
[0002]优先权申明
[0003]本申请要求于2016年1月12日提交的美国临时专利申请号62/277,827的优先权的权益,通过引用的方式将所述临时专利申请全部并入本文。
[0004]本专利技术涉及用于向外科手术系统的操作者提供触觉反馈的系统和方法,并且更具体地涉及当触觉反馈致动器达到性能极限时维持用户的直观触觉轮廓(profile)。
技术介绍
[0005]远程操作的外科手术系统通常旨在医疗过程期间提高外科医生的精确度和/或减少患者创伤。在此类系统中,外科医生与输入设备(有时被称为“主设备”或“主控制器”)交互以控制由驱动机构(诸如马达)致动的外科手术器械。因为外科医生不直接操纵外科手术器械,所以有时在输入设备处提供指示或复制相互作用力(例如,在外科手术器械、外科手术系统的其它元件、和/或由外科手术系统生成的虚拟或合成元件/特征件处所感觉到的)的触觉反馈可能是有益的。注意,呈现给用户的力反馈可能是来自传感器、来自算法、来自用户界面提示、碰撞检测、模型交互等的反馈的总和。
[0006]为了提供良好的用户体验,外科医生将通过系统状态和配置变化理想地经历无缝触觉体验。然而,这可能难以实现,例如用于提供触觉反馈的致动器具有不同的性能极限,或者不同的致动器是否在不同时间处达到其性能极限。在此类情况下,呈现给用户的触觉反馈可能未与所感知的 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种外科手术系统,包括:外科手术器械用户控制和用户触觉反馈输入设备;触觉反馈机构,其包括耦合到所述输入设备的第一致动器和耦合到所述输入设备的第二致动器;以及控制器,其经耦合以接收来自所述输入设备的输入指令并向所述触觉反馈机构提供指令;其中所述第一致动器的工作范围至少部分地由所述第一致动器的输出上限来限定;其中所述控制器被配置为确定用于所述第一致动器提供给所述输入设备的第一命令输出触觉反馈力和用于所述第二致动器提供给所述输入设备的第二命令输出触觉反馈力;其中在所述第一命令输出触觉反馈力将大于所述第一致动器的所述输出上限的状况下,所述控制器通过将公共缩放因子应用到所述第一命令输出触觉反馈力来生成用于所述第一致动器提供给所述输入设备的经缩放的第一命令输出反馈力,所述控制器通过将所述公共缩放因子应用到所述第二命令输出触觉反馈力来生成用于所述第二致动器提供给所述输入设备的经缩放的第二命令输出反馈力,并且所述控制器通过向所述第一致动器提供所述经缩放的第一命令输出反馈力并且向所述第二致动器提供所述经缩放的第二命令输出反馈力,在所述输入设备处提供用户触觉反馈;并且其中所述公共缩放因子将所述第一命令输出触觉反馈力调整为处于或低于所述第一致动器的所述输出上限。2.根据权利要求1所述的外科手术系统,其中:所述工作范围进一步由输出下限来限定;并且所述输出下限处于或高于所述第一致动器的最小可靠输出水平力。3.根据权利要求2所述的外科手术系统,其中:所述公共缩放因子将所述第一命令输出触觉反馈力调整为处于或低于所述第一致动器的所述输出上限并且处于或高于所述输出下限。4.根据权利要求1所述的外科手术系统,其中:所述输出上限与所述第一致动器的最大输出阈值力相关联。5.根据权利要求1所述的外科手术系统,其中:所述输出上限是动态的并且基于所述输入设备的运动学配置。6.根据权利要求2所述的外科手术系统,其中:所述输出下限是动态的并且基于所述输入设备的运动学配置。7.根据权利要求1所述的外科手术系统,其中:所述公共缩放因子与器械状态、器械速度或观察放大率中的任何一个相关联。8.根据权利要求3所述的外科手术系统,其中:所述公共缩放因子是可变的。9.根据权利要求1所述的外科手术系统,其中:在所述第一命令输出触觉反馈力将落入所述第一致动器的所述工作范围内的状况下,所述控制器从所述第一命令输出触觉反馈力和所述第二命令输出触觉反馈力中去除所述
第一缩放因子。10.根据权利要求1所述的外科手术系统,其中:所述第二致动器的工作范围至少部分地由所述第二致动器的输出上限来限定;并且所述公共缩放因子将所述第二命令输出触觉反馈力调整到所述第二致动器的所述工作范围内。11.根据权利要求10所述的外科手术系统,其中:所述第一命令输出触觉反馈力将大于所述第一致动器的所述输出上限的所述状况是第一状况;在应用到所述第一命令输出触觉反馈力的所述第一缩放因子将导致所述第二致动器输出在所述第二致动器的所述工作范围之外的力的第二状况下,所述控制器将第二缩放因子应用到所述第一命令输出触觉反馈力和所述第二命令输出触觉反馈力;并且所述第二缩放因子将所述第二命令输出触觉反馈力调整到所述第二致动器的所述工作范围内。12.一种用于操作外科手术系统的方法,所述外科手术系...
【专利技术属性】
技术研发人员:L,
申请(专利权)人:直观外科手术操作公司,
类型:发明
国别省市:
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