一种手术器械钳头旋转控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及手术器械技术领域，提供了一种手术器械钳头旋转控制方法及系统，包括：获取手柄旋钮的角度变量和在随动中心线所在点的角度，并计算两者差值；在两者差值未超过随动控制旋转角度时，对器械钳头进行随动控制；在两者差值超过随动控制旋转角度时，控制器械钳头按照某速度持续运动，同时，控制随动中心线所在点以该速度持续运动。实现了模式切换时光滑无跳跃。滑无跳跃。滑无跳跃。

【技术实现步骤摘要】
一种手术器械钳头旋转控制方法及系统


[0001]本专利技术属于手术器械
，尤其涉及一种手术器械钳头旋转控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]微创医疗器械一般分为两种，一种为纯机械传动，通过机械传动，将简易的动作指令传递给末端的执行器械，功能较为单一；另一种是电控的，输入设备发信号给控制系统，控制系统通过电机驱动传动机构带动末端的执行器械动作，形成真正意义上的手术机器人，可以执行复杂动作。
[0004]对于腹腔手术机器人来讲，在执行手术动作时，输入设备发送信号给控制器，控制器发出控制指令给电机，电机经传动机构带动末端器械，末端器械执行动作。
[0005]医生在执行腹腔手术过程中，经常发生的一个动作是打结，即钳头夹着针，在人体组织上走线，对医生的技术要求比较高。现在的手术机器人，通过电控手术器械一般会要求器械钳头有旋转的功能，但是旋转的方式各有不同，效果也各有区别。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种手术器械钳头旋转控制方法及系统，引入中间线的关系，实现分模式控制，进而实现模式切换时光滑无跳跃。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面提供一种手术器械钳头旋转控制方法，其包括：
[0009]获取手柄旋钮的角度变量和在随动中心线所在点的角度，并计算两者差值；/>[0010]在两者差值未超过随动控制旋转角度时，对器械钳头进行随动控制；
[0011]在两者差值超过随动控制旋转角度时，控制器械钳头按照某速度持续运动，同时，控制随动中心线所在点以该速度持续运动。
[0012]进一步地，所述随动控制旋转角度为：
[0013]c＝αO
–
αC＝αD
‑
αO
[0014]其中，手柄旋钮在随动中心线所在点的角度为αO，手柄旋钮在随动控制第一端点的角度为αC，手柄旋钮在随动控制第二端点的角度为αD。
[0015]进一步地，对器械钳头进行随动控制时，器械钳头角度变量为：
[0016]β＝(α
‑
αO)*k+βO
[0017]其中，手柄旋钮角度变量为α，手柄旋钮在随动中心线所在点的角度为αO，k是可调的确定常数，器械钳头在随动中心线所在点的角度为βO。
[0018]进一步地，当α
‑
αO>c时，器械钳头角度变量为：
[0019]β＝v*t+βD
[0020]其中，手柄旋钮角度变量为α，手柄旋钮在随动中心线所在点的角度为αO，器械钳头持续运动的速度为v，持续运动时间为t，器械钳头在随动控制第二端点的角度为βD，c为随动控制旋转角度。
[0021]进一步地，当α
‑
αO>c时，更新手柄旋钮在随动中心线所在点的角度：
[0022]αO＝αO+v*t
[0023]其中，手柄旋钮角度变量为α，器械钳头持续运动的速度为v，持续运动时间为t，c为随动控制旋转角度。
[0024]进一步地，当α
‑
αO<
‑
c时，器械钳头角度变量为：
[0025]β＝
‑
v*t+βD
[0026]其中，手柄旋钮角度变量为α，手柄旋钮在随动中心线所在点的角度为αO，器械钳头持续运动的速度为v，持续运动时间为t，器械钳头在随动控制第二端点的角度为βD，c为随动控制旋转角度。
[0027]进一步地，当α
‑
αO<
‑
c时，更新手柄旋钮在随动中心线所在点的角度：
[0028]αO＝αO
‑
v*t
[0029]其中，手柄旋钮角度变量为α，器械钳头持续运动的速度为v，持续运动时间为t，c为随动控制旋转角度。
[0030]本专利技术的第二个方面提供一种手术器械钳头旋转控制系统，其包括：
[0031]差值计算模块，其被配置为：获取手柄旋钮的角度变量和在随动中心线所在点的角度，并计算两者差值；
[0032]随动控制模块，其被配置为：在两者差值未超过随动控制旋转角度时，对器械钳头进行随动控制；
[0033]持续控制模块，其被配置为：在两者差值超过随动控制旋转角度时，控制器械钳头按照某速度持续运动，同时，控制随动中心线所在点以该速度持续运动。
[0034]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种手术器械钳头旋转控制方法中的步骤。
[0035]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种手术器械钳头旋转控制方法中的步骤。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0037]本专利技术提供的一种手术器械钳头旋转控制方法，其引入中间线的关系，实现分模式控制，进而实现模式切换时光滑无跳跃。
[0038]本专利技术提供的一种手术器械钳头旋转控制方法，其获取位置信息，实现基于绝对位置的闭环控制。
附图说明
[0039]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0040]图1是本专利技术实施例一的钳头旋转示意图；
[0041]图2(a)是本专利技术实施例一的未发生旋转时的手柄旋钮示意图；
[0042]图2(b)是本专利技术实施例一的向左旋转时的手柄旋钮示意图；
[0043]图2(c)是本专利技术实施例一的向右旋转时的手柄旋钮示意图；
[0044]图3是本专利技术实施例一的手柄旋转位置模拟图；
[0045]图4是本专利技术实施例一的器械钳头旋转位置第一模拟图；
[0046]图5是本专利技术实施例一的器械钳头旋转位置第二模拟图；
[0047]图6是本专利技术实施例一的器械钳头旋转位置第三模拟图。
具体实施方式
[0048]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0049]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0050]实施例一
[0051]本实施例提供了一种手术器械钳头旋转控制方法。
[0052]手术器械的钳头的一般结构如图1所示，可以旋转任意角度，支持多圈旋转。因为手术器械的钳头只旋转一个自由度，用一个电机就能控制。因此，传输机构由电机、减速器加传动杆组成。
[0053]获取旋转轴位置信息，对钳头作基于位置的旋转控制。具体的，旋转轴位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术器械钳头旋转控制方法，其特征在于，包括：获取手柄旋钮的角度变量和在随动中心线所在点的角度，并计算两者差值；在两者差值未超过随动控制旋转角度时，对器械钳头进行随动控制；在两者差值超过随动控制旋转角度时，控制器械钳头按照某速度持续运动，同时，控制随动中心线所在点以该速度持续运动。2.如权利要求1所述的一种手术器械钳头旋转控制方法，其特征在于，所述随动控制旋转角度为：c＝αO
–
αC＝αD
‑
αO其中，手柄旋钮在随动中心线所在点的角度为αO，手柄旋钮在随动控制第一端点的角度为αC，手柄旋钮在随动控制第二端点的角度为αD。3.如权利要求1所述的一种手术器械钳头旋转控制方法，其特征在于，对器械钳头进行随动控制时，器械钳头角度变量为：β＝(α
‑
αO)*k+βO其中，手柄旋钮角度变量为α，手柄旋钮在随动中心线所在点的角度为αO，k是可调的确定常数，器械钳头在随动中心线所在点的角度为βO。4.如权利要求1所述的一种手术器械钳头旋转控制方法，其特征在于，当α
‑
αO>c时，器械钳头角度变量为：β＝v*t+βD其中，手柄旋钮角度变量为α，手柄旋钮在随动中心线所在点的角度为αO，器械钳头持续运动的速度为v，持续运动时间为t，器械钳头在随动控制第二端点的角度为βD，c为随动控制旋转角度。5.如权利要求1所述的一种手术器械钳头旋转控制方法，其特征在于，当α
‑
αO>c时，更新手柄旋钮在随动中心线所在点的角度：αO＝αO+v*t其中，手柄旋钮角度变量为α，器械钳头持续运动的速度为v，持续运动时间为t，c为随动控制旋转角度。6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎智，董先公，周毅，
申请(专利权)人：极限人工智能有限公司，
类型：发明
国别省市：