【技术实现步骤摘要】
本申请涉及数据处理，具体而言，涉及手术机器人末端自适应工具负载标定方法、装置及设备。
技术介绍
1、手术机器人系统是集多项现代高科技手段于一体的综合系统，其用途广泛，在临床上外科上有大量的应用。通过手术机器人系统，可以完成髋关节置换手术、膝关节置换手术、脊柱手术等骨关节手术，以治疗关节严重损伤或疾病导致的疼痛和功能障碍，并显著减轻髋部疼痛，从而提高患者的生活质量。
2、手术机器人末端自适应工具负载标定对确保手术精准度，人机协作安全性，有着至关重要的作用，但是目前还缺少有效的手术机器人末端自适应工具负载标定的方案。
技术实现思路
1、本申请解决的问题是缺少手术机器人末端自适应工具负载标定的方案。
2、为解决上述问题，本申请第一方面提供了一种手术机器人末端自适应工具负载标定方法，包括：
3、基于远端运动中心对机械臂运动轨迹进行约束；
4、基于机械臂的运动学参数获取雅可比矩阵；
5、控制安装有工具负载的机械臂按照约束的运动轨迹进行匀速运动，并对匀速运动状态下的机械臂进行数据采样，获取所述机械臂的关节角度及关节额外力矩；
6、根据雅可比矩阵和所述关节额外力矩，确定机械臂末端六维力；
7、构建所述工具负载的质量最小二乘等式与质心最小二乘等式；
8、根据所述质量最小二乘等式和所述机械臂末端六维力，求解所述工具负载的质量；
9、根据所述质心最小二乘等式和所述机械臂末端六维力，求解所述工具负
10、本申请第二方面提供了一种手术机器人末端自适应工具负载标定装置，其包括：
11、轨迹约束模块，其用于基于远端运动中心对机械臂运动轨迹进行约束；
12、矩阵获取模块，其用于基于机械臂的运动学参数获取雅可比矩阵；
13、机械臂运动模块，其用于控制安装有工具负载的机械臂按照约束的运动轨迹进行匀速运动，并对匀速运动状态下的机械臂进行数据采样，获取所述机械臂的关节角度及关节额外力矩；
14、末端计算模块，其用于根据雅可比矩阵和所述关节额外力矩，确定机械臂末端六维力；
15、等式构建模块，其用于构建所述工具负载的质量最小二乘等式与质心最小二乘等式；
16、质量求解模块，其用于根据所述质量最小二乘等式和所述机械臂末端六维力，求解所述工具负载的质量；
17、质心求解模块，其用于根据所述质心最小二乘等式和所述机械臂末端六维力，求解所述工具负载的质心。
18、本申请第三方面提供了一种电子设备，其包括：存储器和处理器；
19、所述存储器，其用于存储程序；
20、所述处理器，耦合至所述存储器，用于执行所述程序，以用于：
21、基于远端运动中心对机械臂运动轨迹进行约束；
22、基于机械臂的运动学参数获取雅可比矩阵；
23、控制安装有工具负载的机械臂按照约束的运动轨迹进行匀速运动，并对匀速运动状态下的机械臂进行数据采样，获取所述机械臂的关节角度及关节额外力矩；
24、根据雅可比矩阵和所述关节额外力矩，确定机械臂末端六维力；
25、构建所述工具负载的质量最小二乘等式与质心最小二乘等式；
26、根据所述质量最小二乘等式和所述机械臂末端六维力，求解所述工具负载的质量；
27、根据所述质心最小二乘等式和所述机械臂末端六维力，求解所述工具负载的质心。
28、本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行实现上述所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法。
29、本申请中，通过约束机械臂进行匀速运动，并基于运动过程中的关节额外力矩求解工具负载的质心与质量，从而实现对手术机器人末端工具负载的标定。
30、本申请中，通过规划角速度，从而基于远端约束中心约束机械臂进行匀速运动，使得机械臂在运动时均匀覆盖较为全面的姿态，且排除非匀速造成的加速度干扰，以准确标定负载。
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1.一种手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，所述远端运动中心的约束公式为：
3.根据权利要求1所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，所述机械臂运动轨迹的约束公式为：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，基于机械臂的运动学参数获取雅可比矩阵中，所述运动学参数包括机械臂的连杆长度以及连杆的偏转角度。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，机械臂末端六维力的计算公式为：
6.根据权利要求1-3中任一项所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，所述工具负载的质量最小二乘等式为：
7.根据权利要求1-3中任一项所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，所述工具负载的质心最小二乘等式为：
8.一种手术机器人末端自适应工具负载标定装置，其特征在于，包括：
9.一种
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行实现权利要求1-7任一项所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法。
...【技术特征摘要】
1.一种手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，所述远端运动中心的约束公式为：
3.根据权利要求1所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，所述机械臂运动轨迹的约束公式为：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，基于机械臂的运动学参数获取雅可比矩阵中，所述运动学参数包括机械臂的连杆长度以及连杆的偏转角度。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的手术机器人末端自适应工具负载标定方法，其特征在于，机械臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：张逸凌，刘星宇，
申请(专利权)人：北京长木谷医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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