【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械，尤其涉及一种柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法。
技术介绍
1、近年来，柔性末端可控医疗器械及其手术器械大量的用于微创诊断与治疗领域。柔性末端可控医疗器械为二级同心管式结构，可通过口腔、其他人体自然腔道或者微创创口进入人体体内，医生借助柔性末端可控医疗器械观察人体体内的病变情况。柔性末端可控医疗器械在进入人体内部前需要有进给机构对其进行导向支撑和进给，那么如何调整柔性末端可控医疗器械的进给机构使其能够与人体自然腔道或微创创口精准对位以及顺利对柔性末端可控医疗器械进行进给显得尤为重要。
2、现有相关技术中，柔性末端可控医疗器械的进给机构的位置及方向一般是固定不变的，只能调整患者姿势适应柔性末端可控医疗器械的进给位置和方向。或者只能借助于外部的机械臂结构，将进给机构安装在机械臂上，机械臂根据柔性末端可控医疗器械进给位置和方向进行调节，但是这种机械臂的控制效率较低，难以满足现在的需要。
3、因此，有必要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统，用以解决现有柔性末端可控医疗器械的进给机构的位置及方向无法调节的问题。
2、本专利技术提供一种柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，所述柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统用于调整进给机构上搭载的柔性末端的位置，包括：线性驱动机构和位移姿态调整机构；所述线性驱动机构用于在竖直方向调整位移
3、所述控制方法包括如下步骤：
4、建立柔性末端可控医疗器械进给机构的运动学模型，所述运动学模型基于线性驱动机构、各所述转动机构和连接件的物理参数建立；
5、基于所述进给机构的运动学模型确定所述进给机构的工作空间，并分析所述进给机构的灵活工作空间；
6、基于所述灵活工作空间进行目标位置的选定并控制线性驱动机构和各转动机构使进给机构到达该位置。
7、根据本专利技术提供的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，所述建立柔性末端可控医疗器械进给机构的运动学模型的步骤，包括：
8、基于所述线性驱动机构、各所述转动机构和连接件的物理参数，建立所述运动学模型。
9、根据本专利技术提供的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，所述确定所述进给机构的工作空间的步骤，包括：
10、基于蒙特卡洛方法确定所述工作空间；
11、利用碰撞检测筛选出所述工作空间中满足要求的工作点；
12、利用逆运动学的方法进行灵活工作空间的分析。
13、根据本专利技术提供的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，所述碰撞检测通过将所述线性驱动机构、各所述转动机构和连接件替换为长方体块基于分离轴定理进行。
14、根据本专利技术提供的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，还包括：
15、获取不同工作点的灵活性指标，所述灵活性指标为工作点对应的可达姿态数量与全部所选择姿态数量的比值；
16、根据所述灵活性指标的大小对所述工作空间进行划分，以确定所述进给机构的灵活工作空间分布。
17、根据本专利技术提供的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，各所述转动机构分别为第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构、第四转动机构、第五转动机构、第六转动机构、第七转动机构；
18、所述第一转动机构和所述第三转动机构用于调整所述进给机构在水平方向的位置；
19、所述第二转动机构和所述第四转动机构用于调整所述进给机构在竖直方向；
20、所述第五转动机构、所述第六转动机构和所述第七转动机构用于调整所述进给机构的姿态。
21、根据本专利技术提供的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，所述第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构、第四转动机构、第五转动机构、第六转动机构、第七转动机构中均包括抱闸单元和转轴，所述转轴贯穿所述抱闸单元。
22、本专利技术还提供一种柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制装置，包括：
23、构建模块，用于建立柔性末端可控医疗器械进给机构的运动学模型，所述运动学模型基于线性驱动机构、各所述转动机构和连接件的物理参数建立；
24、确定模块，用于基于所述进给机构的运动学模型确定所述进给机构的工作空间，并分析所述进给机构的灵活工作空间；
25、处理模块，用于基于所述灵活工作空间进行目标位置的选定并控制线性驱动机构和各转动机构使进给机构到达该位置。
26、本专利技术实施例还提供一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现所述柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法。
27、本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其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所述柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法。
28、本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：
29、本专利技术提供的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，通过建立柔性末端可控医疗器械进给机构的运动学模型，进而通过数值法并基于碰撞检测确定进给机构的工作空间，再分析进给机构的灵活工作空间，选择合适的目标位置后通过逆运动学的方法可以控制线性驱动机构和各转动机构运动到对应的位置。可以实现对进给机构的位置和姿态进行调节，从而实现进给机构与人体自然腔道或微创创口的精准对位，搭载在进给机构上的柔性末端可控医疗器械顺利地进入人体自然腔道或微创创口内，提升了治疗的效率。
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1.一种柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统用于调整进给机构上搭载的柔性末端的位置，包括：线性驱动机构和位移姿态调整机构；所述线性驱动机构用于在竖直方向调整位移姿态调整机构以及进给机构的位置；所述位移姿态调整机构包括多个转动机构，各所述转动机构用于调整所述进给机构的位置以及姿态；
2.根据权利要求1所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述建立柔性末端可控医疗器械进给机构的运动学模型的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述确定所述进给机构的工作空间的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述碰撞检测通过将所述线性驱动机构、各所述转动机构和连接件替换为长方体块并基于分离轴定理进行。
5.根据权利要求3所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的
7.根据权利要求6所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构、第四转动机构、第五转动机构、第六转动机构、第七转动机构中均包括抱闸单元和转轴，所述转轴贯穿所述抱闸单元。
8.一种柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，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如权利要求1至7任一项所述柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统用于调整进给机构上搭载的柔性末端的位置，包括：线性驱动机构和位移姿态调整机构；所述线性驱动机构用于在竖直方向调整位移姿态调整机构以及进给机构的位置；所述位移姿态调整机构包括多个转动机构，各所述转动机构用于调整所述进给机构的位置以及姿态；
2.根据权利要求1所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述建立柔性末端可控医疗器械进给机构的运动学模型的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述确定所述进给机构的工作空间的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，所述碰撞检测通过将所述线性驱动机构、各所述转动机构和连接件替换为长方体块并基于分离轴定理进行。
5.根据权利要求3所述的柔性末端可控医疗器械进给机构的对准系统的控制方法，其特征在于，还包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：肖莹，刘宏斌，朱俊峰，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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