【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器人器械的端部执行器接头的零空间控制
[0001]本公开涉及具有一个或多个致动器的外科机器人工具的控制
。
技术介绍
[0002]外科机器人系统给予操作员或用户，诸如操作外科医生，执行外科手术的一个或多个动作的能力
。
在该外科机器人系统中，外科工具或器械
(
诸如内窥镜
、
夹钳
、
切割工具
、
展开器
、
针头
、
能量发射器等
)
机械地联接到机器人接头，使得机器人接头的移动或致动直接引起工具的一部分的旋转
、
枢转或直线移动
。
一旦工具附接到
(
例如，接触
)
臂中的工具驱动器，操作员命令就可能引起移动并激活所附接工具的功能
。
[0003]机器人接头以多种技术被驱动
。
在许多示例中，每个自由度对应于接头和对应的致动器和马达
。
一些接头由驱动系直接驱动，使得...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种机器人方法，包括：通过用两个致动器驱动接头来为一个自由度
(DoF)
的端部执行器接头提供冗余
DoF
；响应于输入命令计算所述接头的位置位移以实现期望的端部执行器移动；基于所述接头的所述位置位移计算所述两个致动器的第一移动，以及基于对应于所述冗余
DoF
的零空间中的第二控制目标计算所述两个致动器的第二移动；以及根据所述第一移动和所述第二移动驱动所述接头以实现所述期望的端部执行器移动，同时在所述零空间中实现所述第二控制目标
。2.
根据权利要求1所述的机器人方法，其中所述接头是通过缆线耦接到两个致动器的关节运动腕部
。3.
根据权利要求2所述的机器人方法，其中所述第二控制目标是保持所述缆线上的最小张力
。4.
根据权利要求3所述的机器人方法，其中所述最小张力由控制系统保持，所述控制系统具有基于所述两个致动器中的一个致动器的第一扭矩和所述两个致动器中的另一致动器的第二扭矩的误差信号
。5.
根据权利要求4所述的机器人方法，还包括：根据下式计算误差信号
(e)
：
e
＝
max(
τ
min
+
τ1,
τ
min
‑
τ2)
，其中
τ
min
是所述最小张力，
τ1是所述第一扭矩，并且
τ2是所述第二扭矩
。6.
根据权利要求2所述的机器人方法，其中对应于所述关节运动腕部的所述冗余
DoF
的所述零空间被描述为矢量
[
‑
1,1]
或
[
‑
1,1]
T
。7.
根据权利要求6所述的机器人方法，其中对应于所述关节运动腕部的所述冗余
DoF
的所述零空间提供所述两个致动器的所述第一移动与所述两个致动器的所述第二移动之间的关系
。8.
根据权利要求6所述的机器人方法，其中所述两个致动器的所述第一移动与所述两个致动器的所述第二移动之间的关系包括其中
k
是常数
。9.
根据权利要求2所述的机器人方法，其中所述接头的物理位移
(
θ
j
)
由下式提供：所述物理位移基于第一致动器的第一位置
(
θ
m1
)
和第二致动器的第二致动器位置
(
θ
m2
)
，并且至少一个属性常数包括第一常数
a
和第二常数
b。10.
根据权利要求1所述的机器人方法，其中所述接头是所述端部执行器的闭合钳口接头
。11.
根据权利要求
10
所述的机器人方法，其中所述第二控制目标是在所述闭合钳口接头处提供特定扭矩
。12.
根据权利要求
11
所述的机器人方法，其中所述特定扭矩由控制系统保持，所述控制系统具有基于所述两个致动器中的一个致动器的第一扭矩和所述两个致动器中的另一致动器的第二扭矩的误差信号
。
13.
根据权利要求
...
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