压力测量模块、压力测量方法和手术机器人系统技术方案

本发明专利技术提供一种压力测量模块、压力测量方法和手术机器人系统，压力测量模块包括：接触体、基座、缓冲连接部、第一传感器和第二传感器；接触体与基座沿第一方向间隔布置，形成第一间隙，接触体与基座通过缓冲连接部连接；缓冲连接部具有随受力产生线性变化的形变特征参数，接触体在受到来自第一对象的压力并沿第一方向产生位移时，缓冲连接部产生形变；第一传感器用于获取缓冲连接部因形变而导致的形变特征参数的变化量；压力测量模块被配置为，根据形变特征参数的变化量得到缓冲连接部所受的应力；第二传感器设置于基座上，并位于第一间隙中；第二传感器用于获取来自接触体的压力；压力数据包括缓冲连接部所受应力与第二传感器所获取压力之和。感器所获取压力之和。感器所获取压力之和。

【技术实现步骤摘要】
压力测量模块、压力测量方法和手术机器人系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种压力测量模块、压力测量方法和手术机器人系统。

技术介绍

[0002]现有的软组织平衡测量装置，如关节压力测量装置，其结构设计一般较为复杂，且检测结果误差较大，不够精准。
[0003]一些关节压力测量装置通过结构变形的方式，来将关节的压力传导给传感器，以实现测量压力。因材料的非线性，在应用于如膝关节等不同场合的受力检测时，常只能通过经验公式或标定的方法，来计算压力值，导致检测结果误差大，不够精准。
[0004]此外，结构变形也会抵消一部分力，使得传导到传感器上的力实际仅为一部分，进一步加大了计算结果的误差大，降低检测精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种压力测量模块、压力测量方法和手术机器人系统，以解决现有的关节压力测量装置检测结果误差较大，不够精准的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种压力测量模块，用于检测第一对象与第二对象间的压力数据，所述压力测量模块包括：接触体、基座、缓冲连接部、第一传感器和第二传感器；
[0007]所述接触体与所述基座沿第一方向间隔布置，形成第一间隙，所述接触体与所述基座通过所述缓冲连接部连接；
[0008]所述缓冲连接部具有随受力产生线性变化的形变特征参数，所述接触体在受到来自所述第一对象的压力并沿所述第一方向产生位移时，所述缓冲连接部产生形变；所述第一传感器用于获取所述缓冲连接部因形变而导致的所述形变特征参数的变化量；所述压力测量模块被配置为，根据所述形变特征参数的变化量得到所述缓冲连接部所受的应力；
[0009]所述第二传感器设置于所述基座上，并位于所述第一间隙中；所述第二传感器用于获取来自所述接触体的压力；
[0010]所述第一对象与所述第二对象间的压力数据包括所述缓冲连接部所受的应力与所述第二传感器所获取的压力之和。
[0011]可选的，所述缓冲连接部包括弹性件，所述弹性件沿所述第一方向可伸缩地布置；所述形变特征参数为所述弹性件沿所述第一方向的长度，所述第一传感器为位移传感器。
[0012]可选的，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的轴线沿所述第一方向设置；
[0013]所述接触体和所述基座具有沿所述第一方向设置的容置腔，所述弹簧容置于所述容置腔中，所述弹簧沿轴向的两端分别与所述接触体和所述基座连接。
[0014]可选的，所述容置腔包括开设于所述接触体中的第一区段和开设于所述基座中的第二区段，所述位移传感器包括磁体和霍尔部件，所述磁体设置于所述第一区段远离所述
基座的端部，所述霍尔部件设置于所述第二区段远离所述接触体的端部。
[0015]可选的，所述压力测量模块还包括密封件，所述密封件设置于所述第一间隙并与所述基座连接，以与所述基座一同密封所述第二传感器；所述接触体的压力通过所述密封件传导至所述第二传感器。
[0016]可选的，所述密封件具有沿第一方向贯通开设的通孔，所述通孔用于供所述缓冲连接部穿设。
[0017]可选的，所述压力测量模块还包括电路模块，所述电路模块设置于所述基座上，所述密封件还用于与所述基座一同密封所述电路模块。
[0018]可选的，所述缓冲连接部包括液压装置或气压装置，所述形变特征参数为所述液压装置或所述气压装置的压强，所述第一传感器为压强传感器。
[0019]可选的，所述压力测量模块还包括限位组件，所述限位组件包括第一限位部和第二限位部，所述第一限位部设置于所述接触体，所述第二限位部设置于所述基座，所述第一限位部与所述第二限位部相抵靠，以限制所述接触体沿所述第一方向相对于所述基座的轴向行程。
[0020]可选的，所述第一限位部与所述第二限位部在垂直于所述第一方向的第二方向上具有第二间隙。
[0021]可选的，所述第一限位部和所述第二限位部中的一者包括螺钉或公扣，另一者包括相适配的台阶孔或母扣。
[0022]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种压力测量方法，其用于检测第一对象与第二对象间的压力数据，所述压力测量方法包括：
[0023]通过第一传感器获取缓冲连接部因形变而导致的形变特征参数的变化量，其中所述缓冲连接部具有随受力产生线性变化的形变特征参数；
[0024]根据所述形变特征参数的变化量得到所述缓冲连接部所受的应力；
[0025]通过第二传感器获取来自接触体的压力；
[0026]所述第一对象与所述第二对象间的压力数据包括所述缓冲连接部所受的应力与所述第二传感器所获取的压力之和。
[0027]可选的，所述缓冲连接部包括弹性件，所述形变特征参数为所述弹性件的长度，则所述缓冲连接部所受的应力F1＝∑kxi，其中xi为所述弹性件的长度的变化量，k为所述弹性件的劲度系数；或者，
[0028]所述缓冲连接部包括液压装置或气压装置，所述形变特征参数为所述液压装置或所述气压装置的压强，则所述缓冲连接部所受的应力F1＝ΔP*S，其中ΔP为所述液压装置或气压装置的压强的变化量，S为所述液压装置或气压装置与所述接触体的接触面积。
[0029]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种手术机器人系统，其包括如上所述的压力测量模块。
[0030]综上所述，在本专利技术提供的压力测量模块、压力测量方法和手术机器人系统中，所述压力测量模块包括：接触体、基座、缓冲连接部、第一传感器和第二传感器；所述接触体与所述基座沿第一方向间隔布置，形成第一间隙，所述接触体与所述基座通过所述缓冲连接部连接；所述缓冲连接部具有随受力产生线性变化的形变特征参数，所述接触体在受到来自所述第一对象的压力并沿所述第一方向产生位移时，所述缓冲连接部产生形变；所述第
通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点。此外，如在本专利技术中所使用的，“安装”、“相连”、“连接”，一元件“设置”于另一元件，应做广义理解，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，诸如上方、下方、上、下、向上、向下、左、右等的方向术语相对于示例性实施方案如它们在图中所示进行使用，向上或上方向朝向对应附图的顶部，向下或下方向朝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力测量模块，用于检测第一对象与第二对象间的压力数据，其特征在于，所述压力测量模块包括：接触体、基座、缓冲连接部、第一传感器和第二传感器；所述接触体与所述基座沿第一方向间隔布置，形成第一间隙，所述接触体与所述基座通过所述缓冲连接部连接；所述缓冲连接部具有随受力产生线性变化的形变特征参数，所述接触体在受到来自所述第一对象的压力并沿所述第一方向产生位移时，所述缓冲连接部产生形变；所述第一传感器用于获取所述缓冲连接部因形变而导致的所述形变特征参数的变化量；所述压力测量模块被配置为，根据所述形变特征参数的变化量得到所述缓冲连接部所受的应力；所述第二传感器设置于所述基座上，并位于所述第一间隙中；所述第二传感器用于获取来自所述接触体的压力；所述第一对象与所述第二对象间的压力数据包括所述缓冲连接部所受的应力与所述第二传感器所获取的压力之和。2.根据权利要求1所述的压力测量模块，其特征在于，所述缓冲连接部包括弹性件，所述弹性件沿所述第一方向可伸缩地布置；所述形变特征参数为所述弹性件沿所述第一方向的长度，所述第一传感器为位移传感器。3.根据权利要求2所述的压力测量模块，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的轴线沿所述第一方向设置；所述接触体和所述基座具有沿所述第一方向设置的容置腔，所述弹簧容置于所述容置腔中，所述弹簧沿轴向的两端分别与所述接触体和所述基座连接。4.根据权利要求3所述的压力测量模块，其特征在于，所述容置腔包括开设于所述接触体中的第一区段和开设于所述基座中的第二区段，所述位移传感器包括磁体和霍尔部件，所述磁体设置于所述第一区段远离所述基座的端部，所述霍尔部件设置于所述第二区段远离所述接触体的端部。5.根据权利要求1所述的压力测量模块，其特征在于，所述压力测量模块还包括密封件，所述密封件设置于所述第一间隙并与所述基座连接，以与所述基座一同密封所述第二传感器；所述接触体的压力通过所述密封件传导至所述第二传感器。6.根据权利要求5所述的压力测量模块，其特征在于，所述密封件具有沿第一方向贯通开设的通孔，所述通孔用于供所述缓冲连接部穿设。7.根据权利要求5所述的压力测量模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，李涛，
申请(专利权)人：苏州微创畅行机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：