力反馈系统以及手术机器人设备技术方案

一种力反馈系统和手术机器人设备，该力反馈系统包括：主动端、主动端、控制系统和力反馈装置。主动端包括主动端力传感装置，主动端力传感装置被配置为获取主动端被施加的主动端感测力；主动端被配置为在主动端的控制下运动，且包括从动端力传感装置，从动端力传感装置被配置为获取来自从动端的从动端感测力，从动端感测力为从动端给目标物体施加的有效作用力；控制系统配置为接收主动端感测力和从动端感测力，且根据主动端感测力和从动端感测力计算得到驱动参数；力反馈装置与控制系统信号连接，与主动端连接，且被配置为在驱动参数的作用下工作以产生施加于主动端的反馈力。作用下工作以产生施加于主动端的反馈力。作用下工作以产生施加于主动端的反馈力。

【技术实现步骤摘要】
力反馈系统以及手术机器人设备


[0001]本专利技术至少一实施例涉及一种力反馈系统以及手术机器人设备。

技术介绍

[0002]在机器人辅助或遥控机器人手术中，外科医生通常操作主控制器，以便在远离病人的位置遥控手术器械在手术部位的运动（例如，横跨手术室，在不同房间或与病人完全不同的建筑物内）。主控制器通常包括一个或更多手动输入设备，例如控制杆，外骨骼手套或其类似物，该输入设备通过在手术部位铰接器械的伺服电机连接到手术器械。伺服电机通常是机电设备或手术操纵器的一部分，所述手术操纵器支撑和控制已经被直接引入打开的手术部位或通过套管针套引入体腔的手术器械。在手术期间，手术操纵器提供各种手术器械的铰接和控制，各种手术器械例如组织抓钳、针驱动器、电灼烧探针等，各种手术器械中的每个为外科医生执行不同功能，例如夹持或驱动针，紧握血管，或解剖、灼烧或凝固组织。
[0003]传统的外科手术是医生用医疗器械对病人的身体病灶进行切除、缝合等治疗。用刀、剪、针等器械在人体局部进行操作，除去病变组织、修复损伤、移植器官、改善机能和形态等。然而在某些手术中，患者需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种力反馈系统，包括：主动端，包括主动端力传感装置，其中，所述主动端力传感装置被配置为获取所述主动端被施加的主动端感测力；从动端，被配置为在所述主动端的控制下运动，且包括从动端力传感装置，其中，所述从动端力传感装置被配置为获取来自所述从动端的从动端感测力，所述从动端感测力为所述从动端给目标物体施加的有效作用力；控制系统，被配置为接收所述主动端感测力和所述从动端感测力，且根据所述主动端感测力和所述从动端感测力计算得到驱动参数；以及力反馈装置，与所述控制系统信号连接，与所述主动端连接，且被配置为在所述驱动参数的作用下工作以产生施加于所述主动端的反馈力。2.根据权利要求1所述的力反馈系统，其中，所述从动端包括手术器械，所述有效作用力为所述手术器械的工作端所施加的夹持力，或者，所述有效作用力与所述从动端所施加的夹持力成正相关；操作者与所述主动端力传感装置接触，主动端感测力是所述操作者对所述主动端力传感装置所施加的压力，所述反馈力是所述力反馈装置反馈给所述操作者的压力。3.根据权利要求1所述的力反馈系统，其中，所述力反馈装置包括：第一电机，具有第一电机转轴，其中，所述驱动参数为驱动电流值，所述第一电机的工作电流的值为所述驱动电流值；以及力反馈传动装置，与所述第一电机转轴和所述主动端力传感装置均连接，其中，所述第一电机转轴在所述驱动电流值的作用下转动以使所述力反馈传动装置产生运动的趋势而给所述主动端施加所述反馈力。4.根据权利要求3所述的力反馈系统，其中，所述控制系统根据所述主动端感测力和所述从动端感测力执行如下公式到实时的输出的控制量，并根据所述控制量得到所述驱动电流值：V
pwm = Kp(aF
目标夹持力t
ꢀ‑ꢀ
F
实际夹持力t) + Kd(aF
目标夹持力t
ꢀ‑ꢀ
F
实际夹持力t
ꢀ‑ꢀ
aF
目标夹持力t
‑
1 + F
实际夹持力t
‑1) ，其中，V
pwm
代表输出的控制量，Kp代表比例调节系数，Kd代表微分调节系数，a代表目标夹持力系数，F
目标夹持力t
代表t时刻接收的所述从动端感测力，F
实际夹持力t
代表t时刻测量到的所述主动端感测力，F
目标夹持力t
‑1代表t
‑
1时刻接收的所述从动端感测力，F
实际夹持力t
‑1代表t
‑
1时刻测量到的所述主动端感测力，所述t
‑
1时刻在所述t时刻之前。5.根据权利要求3所述的力反馈系统，其中，所述力反馈传动装置包括：第一传动机构，与所述第一电机转轴连接，且配置为在所述第一电机转轴的转动的驱动下而转动；以及第二传动机构，沿轴向延伸且具有在所述轴向上的第一端和第二端，其中，所述第二传动机构的第一端与所述第一传动机构连接，所述第二传动机构的第二端与所述主动端力传感装置连接，所述第二传动机构被配置为在所述第一传动机构的转动的驱动下产生沿所述轴向移动的趋势以给所述主动端施加所述反馈力。6.根据权利要求5所述的力反馈系统，其中，所述主动端包括：第一主动柄，具有第一工作面，其中，所述第一工作面与所述轴向具有非零的第一夹
角，所述主动端力传感装置包括第一主动端力传感器，所述第一主动端力传感器设置在所述第一工作面上且配置为感测所述第一主动端感测力，所述主动端感测力包括所述第一主动端感测力；以及第一连接构件，连接所述第二传动机构的第二端和所述第一主动柄，其中，所述第二传动机构产生沿所述轴向移动的趋势而产生通过所述第一连接构件驱动所述第一主动柄运动的趋势而对所述第一主动柄产生第一反馈力，所述反馈力包括所述第一反馈力。7.根据权利要求6所述的力反馈系统，其中，所述主动端还包括：第二主动柄，具有第二工作面，其中，所述第二工作面与所述轴向具有非零的第二夹角，所述主动端力传...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷静，史文勇，
申请(专利权)人：科弛医疗科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：