手术机器人运动控制系统和方法、手术机器人和手术系统技术方案

本发明专利技术涉及一种手术机器人的运动控制系统。该系统包括机械臂(1)、安装到机械臂上并包括光学标记(21)的示踪器(2)、用于获取示踪器的光学标记的位姿信息的光学传感装置(3)以及控制装置，该控制装置与机械臂、示踪器和光学传感装置电气连接，并且被配置成根据机械臂运动的目标位姿来输出控制指令，以调整示踪器的光学标记的位姿，使光学标记位于光学传感装置的视野中。该运动控制系统避免机械臂运动时光学标记被遮挡，消除了对机械臂的运动范围的限制，提高了示踪器的识别精度，保证机械臂的运动始终可控。本发明专利技术还涉及一种手术机器人运动控制系统的运动控制方法、一种手术机器人以及一种手术系统。一种手术系统。一种手术系统。

【技术实现步骤摘要】
手术机器人运动控制系统和方法、手术机器人和手术系统


[0001]本专利技术涉及医疗设备
，尤其涉及一种手术机器人系统，更具体地涉及手术机器人的运动控制系统和方法、示踪器和包括其的手术系统。

技术介绍

[0002]手术机器人在外科手术中的应用正在日益增加，以协助医生或全自动地对于患者的待治疗部位操作手术器械或进行手术操作。
[0003]手术机器人系统通常在机器人的机械臂上设置示踪器，并根据需要在手术器械和/或患者待治疗部位设置示踪器。该系统还设置能够感测这些示踪器的传感装置，以跟踪机械臂、手术器械和患者待治疗部位的位姿信息，以对手术过程进行跟踪和导航，并控制机械臂进行期望的运动或执行术前或术中规划的运动路径。
[0004]常用的一种示踪方式是由光学传感装置实时追踪包括有容易识别的光学标记的示踪器。对于手术机械臂的追踪定位目前有被动和主动两种模式，即所采用的示踪器为主动示踪器或被动示踪器。被动示踪器的光学标记例如为被动反光球，其结构简单可靠，但存在由于机械臂的运动而容易被遮挡因此不能处于光学传感装置的视野中的风险。因此为了不遮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人的运动控制系统，其特征在于，所述系统包括：机械臂(1)；安装到所述机械臂(1)上的示踪器(2)，所述示踪器(2)包括光学标记(21)；光学传感装置(3)，用于获取所述示踪器(2)的光学标记的位姿信息；以及控制装置，分别与所述机械臂(1)、所述示踪器(2)和所述光学传感装置(3)电气地连接，其中所述控制装置被配置成：根据所述机械臂的运动的目标位姿来控制调整所述示踪器(2)的光学标记的位姿，以使所述光学标记位于所述光学传感装置(3)的视野中。2.根据权利要求1所述的运动控制系统，其特征在于，所述示踪器(2)包括：壳体(25)；容纳在所述壳体(25)内的电机(22)；能够相对于所述壳体转动的转动件，其中所述光学标记(21)设置在所述转动件上，并且所述转动件联接到所述电机(22)的输出轴以与所述输出轴同轴地转动；以及设置在所述壳体(25)中的控制器(29)，所述控制器被配置成根据从所述控制装置接收到的控制指令来驱动电机(22)动作，以调整所述光学标记(21)的位姿。3.根据权利要求2所述的运动控制系统，其特征在于，所述壳体(25)包括外壳体(251)和内壳体(252)，其中所述电机(22)固定在所述内壳体(252)中，并且所述转动件被构造成筒状件(24)，所述筒状件(24)的外周部(241)与所述外壳体(251)的外周部在径向方向上对齐。4.根据权利要求3所述的运动控制系统，其特征在于，所述示踪器(2)还包括连接件(26)，所述连接件(26)一方面连接到所述电机(22)的输出轴，另一方面连接到所述筒状件(24)，并通过轴承可旋转地支承在所述内壳体(252)上。5.根据权利要求4所述的运动控制系统，其特征在于，所述筒状件(24)还包括横向于所述外周部(241)设置的底部(242)以及从所述底部(242)朝向所述连接件(26)突出的凸缘(243)，其中所述连接件(26)连接到所述底部(242)，并且所述凸缘(243)的内周面与所述连接件(26)的外周面相配合。6.根据权利要求2
‑
5中任一项所述的运动控制系统，其特征在于，所述示踪器(2)还包括连接到所述电机(22)的编码器(23)，所述编码器(23)电连接到所述控制装置，以反馈所述电机相对于所述机械臂的位置信息。7.根据权利要求6所述的运动控制系统，其特征在于，其中所述控制装置被配置成结合由所述光学传感装置(3)获取的所述光学标记的当前位姿信息以及由所述编码器(23)反馈的位置信息来确定所述机械臂(1)的当前位姿。8.根据权利要求6所述的运动控制系统，其特征在于，所述示踪器还包括用于将所述编码器(23)固定在其内的套筒(27)，所述套筒(27)与所述电机(22)同轴地固定在所述电机(22)的一端。9.根据权利要求2
‑
5、7和8中任一项所述的运动控制系统，其特征在于，所述壳体(25)包括适于抓握的柄部(253)，并且所述柄部(253)上设置有适于连接执行工具的第一机械接口(254)。10.根据权利要求3
‑
5中任一项所述的运动控制系统，其特征在于，所述示踪器还包括设置在所述外壳体(251)上以指示机器人的工作状态的指示灯(28)。
11.根据权利要求10所述的运动控制系统，其特征在于，所述指示灯(28)被构造成环形并设置在所述外壳体(251)与所述筒状件(24)之间，且在径向方向上与所述筒状件(24)的外周部(241)和所述外壳体(251)的外周部对齐。12.根据权利要求3
‑
5中任一项所述的运动控制系统，其特征在于，所述内壳体(252)包括具有开口(2521)的主体部，所述电机容纳在所述开口(2521)中。13.根据权利要求12所述的运动控制系统，其特征在于，所述内壳体(252)还包括横向于所述主体部延伸的连接部(2522)，所述连接部(2522)被构造成连接到所述外壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅绍林，杨明皓，杨文强，韩盈舟，张江峰，陈琳琦，裴志刚，
申请(专利权)人：常州市康辉医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：