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一种带力反馈主从操作手术机器人系统技术方案

技术编号:43979310 阅读:26 留言:0更新日期:2025-01-10 20:04
本发明专利技术提供了一种带力反馈主从操作手术机器人系统,包括主操作手模块、从执行器模块以及上位机,主操作手模块、从执行器模块均与上位机通信连接,从执行器模块设置有力矩传感器,传感器用于采集力矩信号并发送至上位机,主操作手模块设置有力反馈电机,力反馈电机用于施加阻力矩。通过从执行器模块的力矩传感器采集力矩信号并发送至上位机,依靠上位机对力矩信号进行分析判断,后续再发送指令至主操作手模块,以使主操作手模块的力反馈电机产生阻力矩,实现医生在主操作手模块操作时的力反馈,保证了主操作手模块力反馈的可靠性、精度,且主操作手模块与从执行器模块之间通过不断交流与迭代,形成准确可靠的手术操作过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及手术机器人,特别涉及一种带力反馈主从操作手术机器人系统


技术介绍

1、微创手术是一种医生通过内窥镜、专用手术器械,在不造成巨大创口的情况下施行的手术。为了追求创伤小、术后恢复好的效果,微创手术经历了从多孔、单孔腔镜手术到自然腔道手术的发展过程,自然腔道内镜手术是将机械臂通过人体腔道到达病变组织进行手术的方式,可以达到体表无疤痕的效果。目前,内镜式微创手术机器人的设计和相关关键技术的研究已经成为了手术机器人领域的研究热点问题之一。现有内镜式微创手术机器人普遍采用主从操作模式。主操作手作为医生与从执行器的人机交互设备,医生通过控制主操作手实现从执行器在腔道内进行病变探查与人体组织操作。

2、为了使医生能够感受到与人体组织之间的相互作用力,主操作手通常还应该具有力反馈的功能。传统的力反馈主操作手通常为通用型设计,对于手术机器人系统来说有缺少自由度、工作空间不匹配、姿态角输出范围受限、手腕不够灵活等缺点,另外还具有力反馈精度不足等缺陷。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是:针对上述背景技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种带力反馈主从操作手术机器人系统,其特征在于,包括主操作手模块、从执行器模块以及上位机,所述主操作手模块、所述从执行器模块均与所述上位机通信连接,所述从执行器模块设置有力矩传感器,所述传感器用于采集力矩信号并发送至上位机,所述主操作手模块设置有力反馈电机,所述力反馈电机用于施加阻力矩,以在操作过程中手部感受到力反馈;

2.根据权利要求1所述的一种带力反馈主从操作手术机器人系统,其特征在于,所述主手偏航组件包括偏航力反馈电机和支撑座,所述支撑座与所述偏航力反馈电机连接,所述主手俯仰组件与所述支撑座连接,所述偏航力反馈电机施加的阻力矩使所述支撑座、手腕的偏航运动受到与所述执...

【技术特征摘要】

1.一种带力反馈主从操作手术机器人系统,其特征在于,包括主操作手模块、从执行器模块以及上位机,所述主操作手模块、所述从执行器模块均与所述上位机通信连接,所述从执行器模块设置有力矩传感器,所述传感器用于采集力矩信号并发送至上位机,所述主操作手模块设置有力反馈电机,所述力反馈电机用于施加阻力矩,以在操作过程中手部感受到力反馈;

2.根据权利要求1所述的一种带力反馈主从操作手术机器人系统,其特征在于,所述主手偏航组件包括偏航力反馈电机和支撑座,所述支撑座与所述偏航力反馈电机连接,所述主手俯仰组件与所述支撑座连接,所述偏航力反馈电机施加的阻力矩使所述支撑座、手腕的偏航运动受到与所述执行末端一致的阻力。

3.根据权利要求2所述的一种带力反馈主从操作手术机器人系统,其特征在于,所述支撑座设置为半圆环形,操作时便于手腕放置在所述支撑座上。

4.根据权利要求2所述的一种带力反馈主从操作手术机器人系统,其特征在于,所述主手俯仰组件包括俯仰力反馈电机和连杆,所述连杆与所述俯仰力反馈电机连接,所述俯仰力反馈电机与所述支撑座连接,所述主手旋转组件、所述主手剪切组件与所述连杆连接,所述俯仰力反馈电机施加的阻力矩使所述连杆、手腕的俯仰运动受到与所述执行末端一致的阻力。

5.根据权利要求4所述的一种带力反馈主从操作手术机器人系统,其特征在于,所述连杆设置为门架形,所述连杆的第一端与所述俯仰力反馈电机连接,所述支撑座还连接有重力平衡电机,所述连杆的第二端与所述重力平衡电机连接,所述重力平衡电机用于产生与所述连杆上所述主手旋转组件以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员:李洲段吉安张镕童主东
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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