System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种手术工具、手术工具控制方法及装置制造方法及图纸_技高网

一种手术工具、手术工具控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:40160046 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-26 23:34
本说明书公开了一种手术工具、手术工具控制方法及装置,手术工具包括手术执行部、力传感器和驱动单元,力传感器配置在手术执行部和驱动单元之间,在手术执行部进行手术操作的过程中,将获取的传感器数据发送给控制装置,使控制装置根据传感器数据以及手术执行部的状态数据,确定手术执行部的控制指令,并发送给所述驱动单元,可见,在手术执行部受到外力时,力传感器可直接获取手术执行部所受到的外力,无需经过换算,可以提高传感器数据表征手术执行部受力情况的准确度。并且,控制装置可以根据手术执行部受到的外力数据实时调整手术执行部的控制指令,避免对患者造成伤害,进而提高手术操作的精度和灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本说明书涉及医疗,尤其涉及一种手术工具、手术工具控制方法及装置


技术介绍

1、随着机器人研究和技术开发在不断进步发展,机器人技术在医疗辅助领域中已广泛应用。其中,手术工具可以安装在机械臂末端,医生可以通过远程操控机械臂的方式,控制机械臂上安装的手术工具执行手术操作。但是,远程操控机械臂的方式难以让医生感受手术工具执行手术操作时受到的外力,可能会出现医生无法直接感受手术工具的受力,从而对患者造成伤害的情况。

2、目前,通过将力反馈传感器安装在机械臂末端与手术工具组件之间,根据力反馈传感器获得的手术工具组件的受力情况,经换算可得到手术工具组件末端的手术执行部的受力情况,并反馈给医生,使医生感受到手术执行部的受力情况,进而避免对患者造成伤害。

3、然而,在实际应用中,手术工具组件末端的执行部才是执行手术操作的手术工具,而上述方法中力反馈传感器无法直接获得执行部的受力情况。对于需要应用机械臂执行精细操作的手术场景,经换算得到的手术执行部的受力情况可能存在精度较低的问题。


技术实现思路

1、本说明书提供一种手术工具、手术工具控制方法及装置,以部分的解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案:

3、本说明书提供一种手术工具,所述手术工具11用于根据控制装置3发送的控制指令运动,所述手术工具11包括手术执行部111、力传感器116和驱动单元112;其中,所述力传感器116配置在所述驱动单元112和所述手术执行部111之间;

4、所述驱动单元112,用于根据所述手术执行部111的控制指令,控制所述手术执行部111运动;

5、所述手术执行部111,用于对患者的患病部位4进行手术操作;

6、所述力传感器116,用于获取所述驱动单元112和所述手术执行部111之间的传感器数据;在所述手术执行部111进行手术操作的过程中,将获取的传感器数据发送给控制装置3,使所述控制装置3根据所述传感器数据以及所述手术执行部111的状态数据,确定所述手术执行部111的控制指令,并发送给所述驱动单元112;所述手术执行部111的状态数据用于指示所述手术执行部111自身对所述传感器数据的干扰。

7、可选地,所述手术工具11配置在机械臂1末端;

8、所述机械臂1,用于根据所述控制装置3发送的移动指令,移动到指定位置,使得所述手术工具11在所述机械臂1末端上沿预先规划的手术路径运动,所述手术工具11中的手术执行部111对所述患病部位4进行手术操作。

9、可选地,所述驱动单元112包括驱动主轴115,所述手术执行部111通过执行部安装头1151与所述驱动主轴115连接;所述力传感器116配置在所述执行部安装头1151与所述驱动主轴115之间;

10、其中,所述手术执行部111包括穿刺工具、磨头工具以及抓钳工具中的至少一种。

11、可选地,所述手术工具11包括驱动主轴115和手术执行部111,所述驱动主轴115包括轴筒组件1153、驱动电机1152,以及信号传输单元117;

12、所述手术工具11配置在机械臂1末端的手术工具底座113上;根据所述控制装置3发送的移动指令,所述手术工具11在所述手术工具底座113上沿预先规划的手术路径运动,所述手术工具11中的手术执行部111对所述患病部位4进行手术操作。

13、可选地,所述力传感器116为一维拉压力传感器;

14、所述力传感器116,用于获取所述驱动单元112和所述手术执行部111之间的拉力数据或压力数据,并在所述手术执行部111进行手术操作的过程中,将获取的拉力数据或压力数据发送给控制装置3。

15、本说明书提供了一种手术工具控制方法,包括:

16、在手术执行部运动过程中,获取力传感器发送的传感器数据;

17、获取所述手术执行部的状态数据;

18、根据所述传感器数据以及所述状态数据,确定所述手术执行部的受力数据;

19、根据所述手术执行部的受力数据,调整所述手术执行部的控制指令;

20、将调整后的控制指令发送给驱动单元,使得所述驱动单元按照所述调整后的控制指令控制所述手术执行部。

21、可选地,所述手术执行部的状态数据包括所述手术执行部的实时位姿,以及预先确定所述手术执行部的重量;

22、根据所述传感器数据以及所述状态数据,确定所述手术执行部的受力数据,确定所述手术执行部的受力数据,具体包括:

23、根据所述实时位姿,确定所述手术执行部的轴线方向与水平方向的夹角;

24、根据所述夹角以及所述手术执行部的重量,确定在所述手术执行部轴线方向上,所述手术执行部的重量对所述传感器数据的干扰力数据;

25、根据所述干扰力数据,校准所述传感器数据,得到所述手术执行部的受力数据。

26、可选地,根据所述手术执行部的受力数据,调整所述手术执行部的控制指令,具体包括:

27、根据所述手术执行部的类型,获取所述手术执行部对应的受力安全范围;

28、判断所述受力数据是否落入所述受力安全范围;

29、若是,不发送控制指令,使所述手术执行部继续运动;

30、若否,根据所述手术执行部的类型,调整所述手术执行部的控制指令。

31、可选地,所述手术执行部为穿刺工具;

32、根据所述手术执行部的类型,确定所述手术执行部对应的受力安全范围,具体包括:

33、根据所述穿刺工具,确定所述穿刺工具对应的受力安全阈值为第一安全阈值;

34、根据所述手术执行部的受力数据,调整所述手术执行部的控制指令,具体包括:

35、当所述受力数据大于所述第一安全阈值时,调整所述穿刺工具的控制指令为停止穿刺或返回。

36、可选地,根据所述手术执行部的类型,获取所述手术执行部对应的受力安全范围,具体包括:

37、当接收到所述传感器数据时,获取所述手术执行部正在执行的动作;

38、根据所述手术执行部的类型,以及所述手术执行部正在执行的动作,确定所述手术执行部对应的受力安全范围。

39、可选地,所述手术执行部为磨头工具;所述手术执行部正在执行的动作为磨削动作;

40、根据所述手术执行部的类型,以及所述手术执行部正在执行的动作,确定所述手术执行部对应的受力安全范围,具体包括:

41、根据所述磨头工具正在执行的磨削动作,确定所述磨头工具对应的受力安全阈值为第二安全阈值;

42、根据所述手术执行部的受力数据,调整所述手术执行部的控制指令,具体包括:

43、当所述受力数据小于所述第二安全阈值,调整所述磨头工具的控制指令为停止磨削或返回。

44、可选地,所述手术执行部为抓钳工具;

45、根据所述手术执行部的类型,以及所述手术执本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种手术工具,其特征在于,所述手术工具(11)用于根据控制装置(3)发送的控制指令运动,所述手术工具(11)包括手术执行部(111)、力传感器和驱动单元;其中,所述力传感器(116)配置在所述驱动单元(112)和所述手术执行部(111)之间;

2.如权利要求1所述的手术工具,其特征在于,所述手术工具(11)配置在机械臂(1)末端;

3.如权利要求1所述的手术工具,其特征在于,所述驱动单元(112)包括驱动主轴(115),所述手术执行部(111)通过执行部安装头(1151)与所述驱动主轴(115)连接;所述力传感器(116)配置在所述执行部安装头(1151)与所述驱动主轴(115)之间;

4.如权利要求3所述的手术工具,其特征在于,所述手术工具(11)包括驱动主轴(115)和手术执行部(111),所述驱动主轴(115)包括轴筒组件(1153)、驱动电机(1152),以及信号传输单元(117);

5.如权利要求1~4任一所述的手术工具,其特征在于,所述力传感器(116)为一维拉压力传感器;

6.一种手术工具控制方法,其特征在于,所述方法包括:

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述手术执行部的状态数据包括所述手术执行部的实时位姿,以及预先确定所述手术执行部的重量;

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述手术执行部的受力数据,调整所述手术执行部的控制指令,具体包括:

9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述手术执行部为穿刺工具;

10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,根据所述手术执行部的类型,获取所述手术执行部对应的受力安全范围,具体包括:

11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述手术执行部为磨头工具;所述手术执行部正在执行的动作为磨削动作;

12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述手术执行部为抓钳工具;

13.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

14.一种手术工具控制装置,其特征在于,包括:

15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求6~13任一项所述的方法。

16.一种电子设备,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,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求6~13任一项所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种手术工具,其特征在于,所述手术工具(11)用于根据控制装置(3)发送的控制指令运动,所述手术工具(11)包括手术执行部(111)、力传感器和驱动单元;其中,所述力传感器(116)配置在所述驱动单元(112)和所述手术执行部(111)之间;

2.如权利要求1所述的手术工具,其特征在于,所述手术工具(11)配置在机械臂(1)末端;

3.如权利要求1所述的手术工具,其特征在于,所述驱动单元(112)包括驱动主轴(115),所述手术执行部(111)通过执行部安装头(1151)与所述驱动主轴(115)连接;所述力传感器(116)配置在所述执行部安装头(1151)与所述驱动主轴(115)之间;

4.如权利要求3所述的手术工具,其特征在于,所述手术工具(11)包括驱动主轴(115)和手术执行部(111),所述驱动主轴(115)包括轴筒组件(1153)、驱动电机(1152),以及信号传输单元(117);

5.如权利要求1~4任一所述的手术工具,其特征在于,所述力传感器(116)为一维拉压力传感器;

6.一种手术工具控制方法,其特征在于,所述方法包括:

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述手术执行部...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯晓峰
申请(专利权)人:北京歌锐科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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