力位混合控制骨骼钻孔方法技术

提供了一种力位混合控制骨骼钻孔方法，包括：S1、开始任务；S2、初始化；S3、在判断未钻孔结束的情形下，采集机器人钻头末端位置xT，进而求得进给速度；S4、求解钻头相对高度zh并更新钻孔高度边界；S5、对切削力和操作力进行滤波；S6、计算动态权重和并给钻头施加稳定进给力，动态权重和分别表征了操作轴向力和钻削轴向力在人机协作钻孔控制器中的权重；S7、钻穿检测和稳定进给力更新；S8、将操作力和钻削力投影到钻孔轴线上，得到操作轴向力和钻削轴向力，进一步引入人机协作钻孔控制器中施加的稳定进给力；S9、约束钻头在钻削期间以及回退后重新进入钻削位置期间的速度上限；S10、边界安全约束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及手术机器人操作或训练领域，尤其涉及一种力位混合控制骨骼钻孔方法。

技术介绍

1、手术机器人以操作者完全介入的遥控操作或人机直接协作的方式为主。当医生作为操作者介入时，操作者的操作意图对于机器人控制系统是不可知且需要辨识的，操作时的手部运动具有精度低、刚度弱、肌肉抖动、具有无意识力等不足。采用人机协作可以弥补传统操作者的运动不足，提升手术或训练的稳定性、精度、效率。机器人辅助钻孔广泛应用于神经外科、骨科等手术工况或实习训练中，将骨骼钻孔运动精确约束在特定轴线上，操作者仅在轴线方向上控制机器人的进给运动，并间接操作固定在机器人末端的钻孔机构。此时操作者难以通过直接操作钻孔工具的力触觉感知来判断手术/训练情况。

2、此外，如何避免由于操作惯性在钻穿后继续侵入造成的软组织损伤，在钻削控制过程中同时兼具稳定的进给速度和较快的响应时间是噬待解决的问题。

3、因此，有必要研究一种力位混合控制骨骼钻孔方法来解决上述的一个或多个技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述至少一个技术问题，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于当机器人回退后重新进入待切削位置前提前减速，达到待切削位置时速度为钻削过程的速度上限v0。

3.根据权利要求2所述的力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于操作者在机器人进给途中施加进给操作力，此时机器人加速沿轴线向下运动，直到触发速度上限

4.根据权利要求1-3任一项所述的力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于操作者在机器人进给途中施加保持操作力，需要施加一个抵抗进给力的向上作用力，当机器人在进给途中，操作者不额外施加操作力时，切削力满足...

【技术特征摘要】

1.一种力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于当机器人回退后重新进入待切削位置前提前减速，达到待切削位置时速度为钻削过程的速度上限v0。

3.根据权利要求2所述的力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于操作者在机器人进给途中施加进给操作力，此时机器人加速沿轴线向下运动，直到触发速度上限

4.根据权利要求1-3任一项所述的力位混合控制骨骼钻孔方法，其特征在于操作者在机器人进给途中施加保持操作力，需要施加一个抵抗进给力的向上作用力，当机器人在进给途中，操作者不额外施加操作力时，切削力满足关系fe,z＝fg/ke，以恒轴向力向下钻削。

5.根据权利要求4所述的力位混合控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓东，吴丹，任昊，崔萌，任文庆，李智超，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院第一医学中心，
类型：发明
国别省市：