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() 手术机器人的控制方法、系统及计算机可读存储介质技术方案_技高网

手术机器人的控制方法、系统及计算机可读存储介质技术方案

技术编号:40608009 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-12 22:15
本申请提供一种手术机器人的控制方法、系统及计算机可读存储介质,所述方法包括:获取驱动装置在末端执行器处于参考状态时的第一状态参数,以及末端执行器处于参考状态时的参考力数据;获取驱动装置在末端执行器处于夹持状态时的第二状态参数;基于第一状态参数、参考力数据和第二状态参数,确定末端执行器处于夹持状态时的操作力数据;基于操作力数据,控制操作部输出力反馈。本申请提供的技术方案,不需要在手术器械上集成或安装任何力检测元器件,仅基于外力作用引起驱动装置的参数变化进而通过构建的外力与参数变化量之间的检测模型,最终实现手术器械末端执行器的夹持操作力检测。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及手术机器人,具体涉及一种手术机器人的控制方法、系统及计算机可读介质。


技术介绍

1、微创手术机器人系统通常采用主从操作控制方式,将主控制台医生的手部动作基于机械臂运动学模型关系映射到患者手术平台的从机械臂设备,由安装在从机械臂末端的手术器械完成具体的手术操作。由于手术器械与人体组织直接发生动作接触,两者之间的相互作用力大小影响着主控制台医生的手部操作幅度和力度大小。

2、考虑到手术器械末端执行器端的结构尺寸受限,使得力传感器无法直接进行安装集成,同时,考虑到力检测元器件的应用环境和性能稳定性会受到手术器械的消毒杀菌和液体工作环境的消极作用影响,因此,采用在手术器械末端集成力检测元器件或力传感器的方式进行操作力检测的方式在实际应用中可实现性较低。

3、因此,为了使得医生能够获知到手术器械的末端执行器与人体组织之间的相互作用力,需要提供一种新的技术方案,以能够检测手术器械末端执行器的操作力。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请提供一种手术器械的操作力的检测方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质,以解决现有技术中手术器械末端执行器无法集成力检测元件从而无法检测末端执行器的操作力的问题。

2、根据本申请的第一方面,提供一种手术机器人的控制方法,所述手术机器人包括操作部、操纵器和手术器械,所述操纵器配置有驱动装置用于驱动所述手术器械运动,所述手术器械耦接所述驱动装置且远端配置有末端执行器,所述方法包括:

3、获取所述驱动装置在所述末端执行器处于参考状态时的第一状态参数,以及所述末端执行器处于所述参考状态时的参考力数据;

4、获取所述驱动装置在所述末端执行器处于夹持状态时的第二状态参数;

5、基于第一状态参数、所述参考力数据和第二状态参数,确定所述末端执行器处于夹持状态时的操作力数据;

6、基于所述操作力数据,控制所述操作部输出力反馈。

7、根据本申请的另一方面,还提供一种手术机器人系统,所述手术机器人系统包括操作部、操纵器和手术器械,所述操纵器配置有驱动装置用于驱动所述手术器械运动,所述手术器械耦接所述驱动装置且远端配置有末端执行器,所述系统还包括控制器,所述控制器与所述操作部和操纵器耦接,所述控制器被配置成:执行如上所述的手术机器人的控制方法中的步骤。

8、根据本申请的再一方面,还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的手术机器人的控制方法中的步骤。

9、本申请实施例提供的技术方案中,不需要在手术器械上集成或安装任何力检测元器件,仅基于操作力的作用引起驱动装置的参数变化进而根据参考状态下的驱动装置的参数以及末端执行器的参考力数据,最终实现手术器械末端执行器的操作力检测。该力检测方法实现形式简单,避免了集成力检测元器件或力传感器方式所涉及到的杀菌消毒和液体渗入等问题。

10、本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

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【技术保护点】

1.一种手术机器人的控制方法,所述手术机器人包括操作部、操纵器和手术器械,所述操纵器配置有驱动装置用于驱动所述手术器械运动,所述手术器械耦接所述驱动装置且远端配置有末端执行器,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,基于第一状态参数、第二状态参数和所述参考力数据,确定所述末端执行器处于夹持状态时的操作力数据,包括:

3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述基于第一状态参数、所述参考力数据和第二状态参数,利用检测模型确定所述末端执行器处于夹持状态时的操作力数据,包括:

4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述为所述检测模型配置第一状态参数和所述参考力数据,包括:

5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

6.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,第一状态参数包括第一电流状态参数和/或第一电压状态参数,第二状态参数包括第二电流状态参数和/或第二电压状态参数。

7.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述末端执行器包括第一夹持部和第二夹持部,所述方法包括:

8.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法包括:

9.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述参考状态包括空载状态,所述参考力数据为所述末端执行器处于空载状态时的力数据。

10.一种手术机器人系统,其特征在于,所述手术机器人系统包括操作部、操纵器和手术器械,所述操纵器配置有驱动装置用于驱动所述手术器械运动,所述手术器械耦接所述驱动装置且远端配置有末端执行器,所述系统还包括控制器,所述控制器与所述操作部和操纵器耦接,所述控制器被配置成:执行如权利要求1至9中任一项所述的手术机器人的控制方法中的步骤。

11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的手术机器人的控制方法中的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种手术机器人的控制方法,所述手术机器人包括操作部、操纵器和手术器械,所述操纵器配置有驱动装置用于驱动所述手术器械运动,所述手术器械耦接所述驱动装置且远端配置有末端执行器,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,基于第一状态参数、第二状态参数和所述参考力数据,确定所述末端执行器处于夹持状态时的操作力数据,包括:

3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述基于第一状态参数、所述参考力数据和第二状态参数,利用检测模型确定所述末端执行器处于夹持状态时的操作力数据,包括:

4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述为所述检测模型配置第一状态参数和所述参考力数据,包括:

5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:

6.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,第一状态参数包括第一电流状态参数和/或第一电压状态参数,第二状态参数包括第二电流状态参数和/...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫昱晟高元倩
申请(专利权)人:深圳市精锋医疗科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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