用于检测连杆与外部对象之间的接触的系统和方法技术方案

提供了用于检测连杆与外部对象之间的接触的系统和方法。在一个方面，提供了一种机器人系统，该机器人系统包括可操纵连杆、被构造成覆盖该可操纵连杆的刚性外壳和被定位在该刚性外壳与该可操纵连杆之间的一个或多个传感器。该一个或多个传感器被配置成检测该刚性外壳与外部对象之间的接触。外壳与外部对象之间的接触。外壳与外部对象之间的接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测连杆与外部对象之间的接触的系统和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2020年6月29日提交的名称为“Systems and Methods for Detecting Contact between a Link and an External Object”的美国临时专利申请序列号63/045,351的权益和优先权，其全部内容以引用方式并入本文。


[0003]本文所公开的系统和方法涉及用于机器人医疗系统的系统和方法，并且更具体地涉及检测连杆与外部对象之间的接触。

技术介绍

[0004]机器人使能的医疗系统可能能够执行多种医疗规程，包括微创规程(诸如腹腔镜检查)和非侵入规程(诸如内窥镜检查)两者。在内窥镜检查规程中，系统可能能够执行支气管镜检查、输尿管镜检查、胃镜检查等。
[0005]这类机器人医疗系统可包括被配置成在给定医疗规程期间控制医疗工具的移动的机器人臂。为了实现医疗工具的期望姿势，机器人臂可被放置成可使机器人臂与环境中的另一对象接触的姿势。与这类外部对象的非预期接触或碰撞可不利地影响机器人医疗系统和/或外部对象，并且因此希望检测这类碰撞。

技术实现思路

[0006]本公开的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，这些创新方面中没有一个独自负责本文所公开的期望属性。
[0007]在一个方面，提供了一种机器人系统，该机器人系统包括：可操纵连杆；刚性外壳，该刚性外壳被构造成覆盖可操纵连杆；和一个或多个传感器，该一个或多个传感器被定位在刚性外壳与可操纵连杆之间，一个或多个传感器被配置成检测刚性外壳与外部对象之间的接触。
[0008]在某些具体实施中，一个或多个传感器中的至少一个传感器可包括梁挠曲件。
[0009]在某些具体实施中，该梁挠曲件被构造成与下面的力传感器接合。
[0010]在某些具体实施中，可操纵连杆包括机器人臂的连杆。
[0011]在某些具体实施中，可操纵连杆包括机器人臂的第一连杆或第二连杆。
[0012]在某些具体实施中，至少两个或更多个传感器沿着机器人臂的近侧连杆或远侧连杆定位，以用于感测与相应连杆的接触。
[0013]在某些具体实施中，外部对象包括患者、临床医生或无生命对象。
[0014]在某些具体实施中，刚性外壳经由一个或多个传感器悬挂在可操纵连杆上方。
[0015]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置成检测刚性外壳与外部对象之间的接触的方向。
[0016]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置成测量由刚性外壳与外部对象之
间的接触引起的力的大小。
[0017]在某些具体实施中，一个或多个传感器包括第一组一个或多个传感器和第二组一个或多个传感器，第一组一个或多个传感器被定位在刚性外壳与可操纵连杆之间并且位于可操纵连杆的近侧端部处，并且第二组一个或多个传感器被定位在刚性外壳与可操纵连杆之间并且位于可操纵连杆的远侧端部处。
[0018]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置成检测刚性外壳与一个或多个外部对象之间的接触的方向。
[0019]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置成测量由刚性外壳与一个或多个外部对象之间的接触引起的力的大小。
[0020]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置成测量由刚性外壳与一个或多个外部对象之间的接触引起的扭矩。
[0021]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置成测量刚性外壳与连杆之间的相对运动的方向。
[0022]在另一方面，提供了一种用于检测与机器人系统的可操纵连杆的接触的传感器组件，该传感器组件包括：梁挠曲件；下面的力传感器，该下面的力传感器用于检测与可操纵连杆的接触；和电路板。
[0023]在某些具体实施中，梁挠曲件包括固定的第一端和联接到力传感器的第二端。
[0024]在某些具体实施中，梁挠曲件在第一端与第二端之间的点处与刚性外壳接合。
[0025]在某些具体实施中，施加于传感器上的力与施加到外壳接合挠曲件的点的力成比例。
[0026]在某些具体实施中，梁挠曲件在沿着梁挠曲件的固定点处与刚性外壳接合。
[0027]在某些具体实施中，处理器被配置成接收来自力传感器的输出并且生成指示施加到刚性外壳的力的力值。
[0028]在又一方面，提供了一种机器人系统，该机器人系统包括：可操纵连杆；刚性外壳，该刚性外壳被构造成覆盖可操纵连杆；和一个或多个传感器，该一个或多个传感器被定位在刚性外壳与可操纵连杆之间，一个或多个传感器被配置成在至少两个或更多个方向上检测一个或多个外部对象与刚性外壳之间的接触。
[0029]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置成在一个或多个旋转方向上检测一个或多个外部对象与刚性外壳之间的接触。
[0030]在某些具体实施中，一个或多个传感器中的至少一个传感器包括梁挠曲件。
[0031]在某些具体实施中，该梁挠曲件与下面的微力传感器接合。
[0032]在某些具体实施中，可操纵连杆包括机器人臂的连杆。
[0033]在某些具体实施中，可操纵连杆包括机器人臂的近侧连杆或远侧连杆。
[0034]在某些具体实施中，至少两个或更多个传感器沿着机器人臂的近侧连杆或远侧连杆定位，以用于感测与相应连杆的接触。
[0035]在某些具体实施中，外部对象包括患者、工作人员或无生命对象。
[0036]在又一方面，提供了一种检测机器人操纵器与外部对象之间的接触的方法，该方法包括：接收来自一个或多个传感器的信号，该一个或多个传感器被定位在机器人操纵器的连杆与被构造成覆盖该连杆的刚性外壳之间，接收到的信号指示刚性外壳与一个或多个
传感器之间的接触程度；以及响应于接收到的信号满足或超过阈值而确定机器人操纵器与外部对象之间的接触已经发生。
[0037]在某些具体实施中，该方法还包括：基于从一个或多个传感器接收到的信号来检测刚性外壳与外部对象之间的接触的方向。
[0038]在某些具体实施中，该方法还包括：基于从一个或多个传感器接收到的信号来测量由刚性外壳与外部对象之间的接触引起的力的大小。
[0039]在某些具体实施中，该方法还包括：基于从一个或多个传感器接收到的信号来测量由刚性外壳与外部对象之间的接触引起的扭矩。
[0040]在某些具体实施中，该方法还包括：测量刚性外壳与连杆之间的相对运动的方向。
[0041]在另一方面，提供了一种机器人臂，该机器人臂包括：连杆；刚性外壳，该刚性外壳形成在连杆上；和一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置成检测外部对象与刚性外壳之间的接触。
[0042]在某些具体实施中，外部对象包括以下各者中的一者或多者：患者、临床医生或无生命对象。
[0043]在某些具体实施中，一个或多个传感器被定位在连杆与刚性外壳之间的孔隙空间中。
[0044]在某些具体实施中，一个或多个传感器还被配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人系统，包括：可操纵连杆；刚性外壳，所述刚性外壳被构造成覆盖所述可操纵连杆；和一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被定位在所述刚性外壳与所述可操纵连杆之间，所述一个或多个传感器被配置成检测所述刚性外壳与一个或多个外部对象之间的接触。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述一个或多个传感器中的至少一个传感器包括梁挠曲件。3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中所述梁挠曲件被构造成与下面的力传感器接合。4.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述可操纵连杆包括机器人臂的连杆。5.根据权利要求4所述的机器人系统，其中所述可操纵连杆包括所述机器人臂的第一连杆或第二连杆。6.根据权利要求5所述的机器人系统，其中至少两个或更多个传感器沿着所述机器人臂的近侧连杆或远侧连杆定位，以用于感测所述一个或多个外部对象与相应连杆之间的接触。7.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述一个或多个外部对象包括患者、临床医生或无生命对象。8.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述刚性外壳经由所述一个或多个传感器悬挂在所述可操纵连杆上方。9.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述一个或多个传感器还被配置成检测所述刚性外壳与所述一个或多个外部对象之间的所述接触的方向。10.根据权利要求9所述的机器人系统，其中所述一个或多个传感器还被配置成测量由所述刚性外壳与所述一个或多个外部对象之间的所述接触引起的力的大小。11.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述一个或多个传感器包括第一组一个或多个传感器和第二组一个或多个传感器，所述第一组一个或多个传感器被定位在所述刚性外壳与所述可操纵连杆之间并且位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：奥瑞斯健康公司，
类型：发明
国别省市：