一种用于手术机器人系统的控制系统，所述手术机器人系统包括：具有外科医生输入装置的远程外科医生控制台；和手术机器人臂，所述手术机器人臂包括从基座延伸到用于附接到手术器械的末端的一系列关节，所述手术机器人臂可以全功率模式和降低功率模式操作，在所述全功率模式中，所述手术机器人臂的关节由第一电源供电，在所述降低功率模式中，所述手术机器人臂的关节由第二电源供电，所述控制系统被配置成：当所述手术机器人臂以所述全功率模式操作时，通过将来自所述外科医生输入装置的输入转换成用于移动所述手术机器人臂的关节的控制信号而在手术模式中控制所述手术机器人臂；检测所述第一电源的电源故障；响应于检测到所述电源故障，启用所述降低功率模式，并且通过发送控制信号以锁定所述手术机器人臂的关节而在锁定模式中控制所述手术机器人臂；当处于所述降低功率模式时，检测所述电源故障的停止；并且响应于检测到所述电源故障的停止，禁用所述降低功率模式，重新启用所述全功率模式，并且在所述手术模式中控制所述手术机器人臂。且在所述手术模式中控制所述手术机器人臂。且在所述手术模式中控制所述手术机器人臂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】为手术机器人臂供电
技术介绍
[0001]使用机器人来辅助和执行手术是已知的。图1示出了典型的手术机器人系统。手术机器人100由基座102、臂104和器械106组成。基座支撑机器人，并且本身可以刚性地附接到例如手术室地面、手术室天花板或推车。臂在基座与器械之间延伸。臂借助于沿其长度的多个柔性关节108而铰接，所述多个柔性关节用于将手术器械相对于患者定位在期望位置。手术器械附接到机器人臂的远端。手术器械在端口处穿透患者的身体，以便进入手术部位。手术器械包括通过关节铰接连接到远端末端执行器110的轴。末端执行器参与手术程序。在图1中，所示的末端执行器为一对钳口。外科医生经由远程外科医生控制台112控制手术机器人100。外科医生控制台包括一个或多个外科医生输入装置114。这些可以采用手动控制器或脚踏板的形式。外科医生控制台还包括显示器116。
[0002]控制系统118将外科医生控制台112连接到手术机器人100。控制系统从外科医生输入装置接收输入，并将这些输入转换成控制信号以移动机器人臂104的关节和末端执行器110。控制系统将这些控制信号发送至机器人。机器人臂104上的关节控制器驱动关节108相应地移动。
[0003]用于驱动机器人臂104的关节的电力经由电力电缆从外科医生控制台112提供到机器人臂。在电源故障的情况下，已知使用机械制动器将机器人臂104的关节保持在适当位置，并且将手术器械106从患者手动移除。
技术实现思路
[0004]根据本专利技术的方面，提供了一种用于手术机器人系统的控制系统，所述手术机器人系统包括：具有外科医生输入装置的远程外科医生控制台；和手术机器人臂，所述手术机器人臂包括从基座延伸到用于附接到手术器械的末端的一系列关节，所述手术机器人臂可以全功率模式和降低功率模式操作，在所述全功率模式中，所述手术机器人臂的关节由第一电源供电，在所述降低功率模式中，所述手术机器人臂的关节由第二电源供电，所述控制系统被配置成：当所述手术机器人臂以所述全功率模式操作时，通过将来自所述外科医生输入装置的输入转换成用于移动所述手术机器人臂的关节的控制信号而在手术模式中控制所述手术机器人臂；检测所述第一电源的电源故障；响应于检测到所述电源故障，启用所述降低功率模式，并且通过发送控制信号以锁定所述手术机器人臂的关节而在锁定模式中控制所述手术机器人臂；当处于所述降低功率模式时，检测所述电源故障的停止；并且响应于检测到所述电源故障的停止，禁用所述降低功率模式，重新启用所述全功率模式，并且在所述手术模式中控制所述手术机器人臂。
[0005]所述控制系统可被配置成在所述电源故障之前和所述电源故障的停止之后在所述手术模式中，所述控制信号维持所述手术器械与所存储的支点之间相交。
[0006]所存储的支点可以是当所述手术器械在患者的身体中的端口内在所述手术机器人臂的构造改变时所述手术器械枢转所围绕的点。
[0007]所述第一电源可以是干线电源。
[0008]所述干线电源可以经由所述远程外科医生控制台提供到所述手术机器人臂。
[0009]所述第二电源可包括电池。
[0010]所述电池可以是可再充电的。
[0011]所述第二电源可包括另一电池。
[0012]所述另一电池可以是不可再充电的。
[0013]所述控制系统可以响应于检测到所述电源故障的停止：确定是否存在大于可从所述第二电源获得的阈值电池容量；以及仅在确定存在大于可从所述第二电源获得的阈值电池容量时，在所述手术模式中控制所述手术机器人臂。
[0014]所述控制系统可以在确定存在小于可从所述第二电源获得的阈值电池容量时，将所述手术机器人臂保持在锁定模式。
[0015]所述控制系统可以根据所述第二电源的输出电压、电流或功率的测量值估计可从所述第二电源获得的剩余电池容量。
[0016]所述控制系统可以响应于确定存在小于或等于可从所述第二电源获得的第二阈值电池容量，在所述手术机器人臂上发出警报。
[0017]所述控制系统可以响应于确定存在小于或等于可从所述第二电源获得的第二阈值电池容量，向所述远程外科医生控制台发送警报信号。
[0018]所述控制系统可以当处于所述降低功率模式时，通过以下方式对改变到校准模式的输入作出响应：确定附接到所述手术机器人臂的手术器械是否位于患者的身体中；以及在确定附接到手术机器人臂的手术器械不位于所述患者的身体中时，在校准模式中控制所述手术机器人臂，在所述校准模式中，所述控制系统通过发送控制信号以移动所述手术机器人臂的关节以与感测到的外部力符合来对感测到的所述手术机器人臂上的外部力作出响应。
[0019]所述控制系统可以在确定手术器械位于所述患者的身体中时控制所述手术机器人臂，以便防止会使所述器械进一步插入所述患者的身体中的端口中的所述手术机器人臂的移动。
[0020]所述控制系统可包括机器人臂控制器，所述机器人臂控制器被配置成检测电源故障，检测电源故障后的电力恢复，以及启用和禁用所述全功率模式和所述降低功率模式。
[0021]所述机器人臂控制器可以集成在所述手术机器人臂中。
[0022]所述手术机器人臂可以安装在支撑结构上，并且所述机器人臂控制器可以集成到所述支撑结构中。
附图说明
[0023]现在将参考附图以举例的方式描述本专利技术。在附图中：
[0024]图1示出了用于执行手术程序的手术机器人系统；
[0025]图2示出了手术机器人臂；
[0026]图3示出了图2的手术机器人臂的关节的分解图；
[0027]图4为示出了手术机器人系统的控制系统的示意图；
[0028]图5示出了手术机器人臂的操作模式，以及这些操作模式之间允许的转变；以及
[0029]图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12是示出了在电源故障期间机器人臂控制器的
控制方法的流程图。
具体实施方式
[0030]下文描述了图1中所示的类型的手术机器人系统。该手术机器人系统包括一个或多个手术机器人臂和手术器械，以及远程外科医生控制台。远程外科医生控制台经由控制系统连接到手术机器人臂。控制系统包括远离手术机器人臂定位的中心控制器。控制系统还可包括每个手术机器人臂的机器人臂控制器，该机器人臂控制器与该手术机器人臂共同定位。
[0031]下文描述的控制系统和方法是针对保持手术器械的手术机器人臂进行的，所述手术器械在其远端处具有用于在手术部位处操纵患者的组织的末端执行器。末端执行器可以是例如一对钳口、手术刀、缝合针等。然而，相同的手术机器人臂、控制系统和方法同样适用于为内窥镜的手术器械，所述内窥镜在其远端处具有用于捕获手术部位的视频馈送的摄像头。
[0032]图2示出了示例性手术机器人200。机器人包括基座201，当正在执行手术程序时，所述基座固定在适当位置。适当地，基座201安装到支撑结构。在图2中，支撑结构是推车210。此推车可以是用于将机器人安装在床高度的床侧推车。替代地，支撑结构可以是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于手术机器人系统的控制系统，所述手术机器人系统包括：具有外科医生输入装置的远程外科医生控制台；以及手术机器人臂，所述手术机器人臂包括：(i)从基座延伸到用于附接到手术器械的末端的一系列关节；和(ii)一组电机，其中所述电机中的每个电机被配置成驱动所述关节中的一个或多个关节，所述手术机器人臂可以全功率模式和降低功率模式操作，在所述全功率模式中，驱动所述手术机器人臂的关节的电机由第一电源供电，在所述降低功率模式中，驱动所述手术机器人臂的关节的电机由第二电源供电，所述控制系统被配置成：当所述手术机器人臂以所述全功率模式操作时，通过将来自所述外科医生输入装置的输入转换成用于使用被配置成驱动所述手术机器人臂的关节的电机移动这些关节的控制信号而在手术模式中控制所述手术机器人臂；检测所述第一电源的电源故障；响应于检测到所述电源故障，启用所述降低功率模式，并且通过发送控制信号以使用被配置成驱动所述手术机器人臂的关节的电机锁定这些关节而在锁定模式中控制所述手术机器人臂；当处于所述降低功率模式时，检测所述电源故障的停止；以及响应于检测到所述电源故障的停止，禁用所述降低功率模式，重新启用所述全功率模式，并且在所述手术模式中控制所述手术机器人臂。2.根据权利要求1所述的控制系统，其被配置成在所述电源故障之前和所述电源故障的停止之后在所述手术模式中，发送控制信号以维持所述手术器械与所存储的支点之间相交。3.根据权利要求2所述的控制系统，其中所存储的支点是当所述手术器械在患者的身体中的端口内在所述手术机器人臂的构造改变时所述手术器械枢转所围绕的点。4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中所述控制系统被配置成在所述降低功率模式期间将所存储的支点存储在存储器中，并且在所述电源故障之后返回到所述手术模式时从所述存储器检索所存储的支点。5.根据任一前述权利要求所述的控制系统，其中所述第一电源是干线电源。6.根据权利要求5所述的控制系统，其中所述干线电源经由所述远程外科医生控制台提供到所述手术机器人臂。7.根据任一前述权利要求所述的控制系统，其中所述第二电源包括电池。8.根据权利要求7所述的控制系统，其中所述电池是可再充电的。9.根据权利要求7所述的控制系统，其中所述第二电源包括另一电池。10.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：CMR外科有限公司，
类型：发明
国别省市：
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