【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、手术机器人系统可以包括医生控制台，该医生控制台用于控制一个或多个手术机械臂，每个手术机械臂包括具有末端执行器(例如，夹钳或抓握器械)的手术器械。在操作时，将机械臂移动至患者上方的位置，并将手术器械经由患者的手术进入端口或自然孔口引导到小切口中以将末端执行器定位在患者身体内的工作部位处。医生控制台包括手控制器，手控制器将用户输入转换为手术器械和/或末端执行器的移动。
2、手术器械可以是具有末端执行器的手术钉合器，该末端执行器被配置为夹紧、紧固和切割组织。驱动机构可以被推进以接近末端执行器的一对夹爪，同时顶出紧固件并切割组织。在完成程序之后，通过使驱动机构反向而打开手术钉合器的夹爪以释放组织。
3、腕式手术钉合器(或其他器械)还可以结合推拉杆来致动各种末端执行器部件，例如，夹爪打开、刀推进、缝合钉顶出等。然而，在手术器械枢转或进行关节运动时推进推拉杆可能导致末端执行器的意外移动。因此，需要补偿在致动推拉杆期间末端执行器的意外移动。
技术实现思路
1、利用推拉驱动杆的腕式手术末端执行器可以将驱动杆定位在各种位置。在实施例中，驱动杆可以沿着腕关节的中性轴线设置。当末端执行器围绕腕关节枢转时，驱动杆的路径不会改变，并且驱动杆的操作不受腕式末端执行器的俯仰和/或横摆的影响。然而，在其他实施例中，由于各种设计构型(例如，使其他部件穿过末端执行器)，推拉驱动杆可以离轴(即，背离中性轴线)放置。因此，如果驱动杆没有沿着腕关节的中性轴线设置，则驱动杆的路径将受到
2、本披露内容提供了一种软件算法，该软件算法可以被实现为可由手术机器人系统或电动手术器械的控制器执行的软件指令。在实施例中，器械驱动单元的控制器包括控制腕式末端执行器的一个或多个马达。软件算法被配置为基于手术末端执行器的俯仰和/或横摆自由度来调节离轴驱动杆的纵向位置。如本文所使用的，术语“离轴”表示在水平轴线(即，横摆)或竖直轴线(即，俯仰)中偏离中心的纵向轴线。在末端执行器进行关节运动时，沿着中性轴线设置的柔性推拉驱动杆在腕关节处弯曲。然而，由于距腕关节的弯曲半径的中心的附加偏移距离，离轴设置的驱动杆比中性轴线的驱动杆弯曲程度更大。偏移的影响致使驱动杆的行进距离延长。
3、算法被配置为基于驱动杆的路径长度的变化来计算补偿距离。可以通过测量驱动杆的弯曲半径并乘以2π(即，周长公式)来确定路径长度，因为推拉移动遵循理论圆的周长。路径长度取决于将末端执行器连接至手术器械的轴的腕关节的类型。因此，在使用单个枢转销来形成腕关节的情况下，弯曲半径基本上等于驱动杆纵向上距中性轴线的偏移距离。在使用多部件腕关节(例如，堆叠的椎骨状件)的实施例中，弯曲半径则是可变的并且可以基于关节运动角度来计算。俯仰角度和/或横摆角度可以使用马达位置确定。在实施例中，还可以使用任何适合的关节运动角度传感器。角度测量结果被提供给控制器，控制器然后基于关节运动角度来确定半径。一旦计算了出路径长度，则将补偿距离设置为等于计算出的路径长度的值，并且然后器械驱动单元控制器可以指示一个或多个马达将驱动杆调节补偿距离。
4、根据本披露内容的一个实施例，披露了一种手术机器人系统。手术机器人系统包括：医生控制台，该医生控制台被配置为接收用户输入；以及机械臂，该机械臂被配置为固持器械驱动单元和联接至器械驱动单元的器械。可响应于用户输入而控制器械，并且器械包括长形轴和在关节处联接至长形轴的末端执行器。末端执行器被配置为相对于长形轴围绕至少一个枢转轴线枢转。器械还包括柔性驱动杆，该柔性驱动杆被配置为纵向移动穿过关节并且致动末端执行器的至少一个功能。柔性驱动杆相对于关节的至少一个枢转轴线离轴设置。该系统还包括控制器，该控制器被配置为：计算在末端执行器的枢转期间柔性驱动杆的弯曲半径；基于弯曲半径来计算补偿距离；并且命令器械驱动单元使柔性驱动杆推进通过补偿距离调节的致动距离。
5、以上实施例的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。根据上述实施例的一个方面，控制器可以进一步被配置为基于末端执行器的枢转的角度来计算弯曲半径。器械驱动单元可以被配置为测量末端执行器的枢转的角度。控制器可以进一步被配置为接收可以包括用于使末端执行器枢转的命令的用户输入，并且确定该命令是否延长了柔性驱动杆的致动距离。末端执行器可以是手术钉合器，该手术钉合器可以包括砧座和具有多个缝合钉的仓。在纵向推进期间，柔性驱动杆可以被配置为使砧座接近仓和/或将多个缝合钉从仓顶出。
6、根据本披露内容的另一个实施例，披露了一种手术机器人系统。该手术机器人系统包括器械驱动单元和联接至器械驱动单元的器械。器械包括长形轴和末端执行器，该末端执行器在关节处联接至长形轴。末端执行器被配置为相对于长形轴围绕至少一个枢转轴线枢转。器械还包括柔性驱动杆，该柔性驱动杆被配置为纵向移动穿过关节并且致动末端执行器的至少一个功能。柔性驱动杆相对于关节的至少一个枢转轴线离轴设置。该系统还包括控制器，该控制器被配置为：计算在末端执行器的枢转期间柔性驱动杆的弯曲半径；基于弯曲半径来计算补偿距离；并且命令器械驱动单元使柔性驱动杆推进通过补偿距离调节的致动距离。
7、以上实施例的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。根据上述实施例的一个方面，控制器可以进一步被配置为基于末端执行器的枢转的角度来计算弯曲半径。器械驱动单元可以被配置为测量末端执行器的枢转的角度。控制器可以进一步被配置为接收用于使末端执行器枢转的命令并且确定该命令是否延长了柔性驱动杆的致动距离。末端执行器可以是手术钉合器，该手术钉合器可以包括砧座和具有多个缝合钉的仓。在纵向推进期间，柔性驱动杆可以被配置为使砧座接近仓和/或将多个缝合钉从仓顶出。
8、根据本披露内容的另一实施例，披露了一种用于控制手术机器人系统的方法。该方法包括使联接至器械的长形轴的末端执行器在关节处相对于长形轴围绕至少一个枢转轴线枢转。该方法还包括计算在末端执行器的枢转期间柔性驱动杆的弯曲半径。柔性驱动杆被配置为纵向移动穿过关节并且致动末端执行器的至少一个功能。柔性驱动杆相对于关节的至少一个枢转轴线离轴设置。该方法还包括基于弯曲半径来计算补偿距离。该方法还包括命令联接至器械的器械驱动单元使柔性驱动杆推进通过补偿距离调节的致动距离。
9、以上实施例的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。根据上述实施例的一个方面，该方法还可以包括基于末端执行器的枢转的角度来计算弯曲半径。该方法可以进一步包括测量末端执行器的枢转的角度。该方法可以另外包括接收用于使末端执行器枢转的命令并且确定该命令是否延长了柔性驱动杆的致动距离。末端执行器可以是手术钉合器，该手术钉合器包括砧座和具有多个缝合钉的仓。该方法还可以包括推进柔性驱动杆以使砧座接近仓并且将多个缝合钉从仓顶出。
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1.一种手术机器人系统，包括：
2.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，该控制器进一步被配置为基于该末端执行器的枢转的角度来计算该弯曲半径。
3.根据权利要求2所述的手术机器人系统，其中，该器械驱动单元被配置为测量该末端执行器的枢转的角度。
4.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，该控制器进一步被配置为接收包括用于使该末端执行器枢转的命令的该用户输入，并且确定该命令是否延长了该柔性驱动杆的致动距离。
5.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，该末端执行器是手术钉合器，该手术钉合器包括砧座和具有多个缝合钉的仓。
6.根据权利要求5所述的手术机器人系统，其中，该柔性驱动杆在纵向推进期间被配置为使该砧座接近该仓。
7.根据权利要求5所述的手术机器人系统，其中，该柔性驱动杆在纵向推进期间被配置为将该多个缝合钉从该仓顶出。
8.一种电动手术系统，包括：
9.根据权利要求8所述的电动手术系统，其中，该控制器进一步被配置为基于该末端执行器的枢转的角度来计算该弯曲半径。
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11.根据权利要求8所述的电动手术系统，其中，该控制器进一步被配置为接收用于使该末端执行器枢转的命令并且确定该命令是否延长了该柔性驱动杆的致动距离。
12.根据权利要求8所述的电动手术系统，其中，该末端执行器是手术钉合器，该手术钉合器包括砧座和具有多个缝合钉的仓。
13.根据权利要求12所述的电动手术系统，其中，该柔性驱动杆在纵向推进期间被配置为使该砧座接近该仓。
14.根据权利要求12所述的电动手术系统，其中，该柔性驱动杆在纵向推进期间被配置为将该多个缝合钉从该仓顶出。
15.一种用于控制电动手术系统的方法，该方法包括：
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
19.根据权利要求15所述的方法，其中，该末端执行器是手术钉合器，该手术钉合器包括砧座和具有多个缝合钉的仓。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种手术机器人系统，包括：
2.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，该控制器进一步被配置为基于该末端执行器的枢转的角度来计算该弯曲半径。
3.根据权利要求2所述的手术机器人系统，其中，该器械驱动单元被配置为测量该末端执行器的枢转的角度。
4.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，该控制器进一步被配置为接收包括用于使该末端执行器枢转的命令的该用户输入，并且确定该命令是否延长了该柔性驱动杆的致动距离。
5.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，该末端执行器是手术钉合器，该手术钉合器包括砧座和具有多个缝合钉的仓。
6.根据权利要求5所述的手术机器人系统，其中，该柔性驱动杆在纵向推进期间被配置为使该砧座接近该仓。
7.根据权利要求5所述的手术机器人系统，其中，该柔性驱动杆在纵向推进期间被配置为将该多个缝合钉从该仓顶出。
8.一种电动手术系统，包括：
9.根据权利要求8所述的电动手术系统，其中，该控制器进一步被配置为基于该末端执行器的枢转的角度来计算该弯曲半径。
10.根据权利要求9所述的电动...
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