【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、手术机器人系统当前正用于微创医疗手术。一些手术机器人系统可包含控制手术机器人臂的手术控制台和具有联接到机器人臂并由机器人臂致动的末端执行器(例如，钳子或抓握工具)的手术器械。
2、机器人臂可能受到各种外力的影响。因而，需要监测这些力并补偿这些力以便改进机器人臂的操作。
技术实现思路
1、根据本公开的一个实施例，公开了一种手术机器人臂。手术机器人臂包含：第一连杆；第二连杆，其在第一接头处联接到第一连杆，使得第一连杆或第二连杆中的至少一个可相对于彼此移动；以及第一致动器，其被配置成移动第一连杆或第二连杆中的至少一个。手术机器人臂还包含接头扭矩传感器，所述接头扭矩传感器安置在第一接头内并且被配置成测量施加在第一连杆或第二连杆中的至少一个上的扭矩以获得测量的扭矩值。手术机器人臂进一步包含控制器，所述控制器被配置成：响应于移动命令而计算输入电机扭矩命令，所述输入电机扭矩命令被配置成根据移动命令启动第一致动器以移动第一连杆或第二连杆中的至少一个；确定估计的接头扭矩值；基于估计的接头扭矩值与测量的扭矩值的比较而确定环境扭矩值；以及基于所述环境扭矩值大于阈值而检测碰撞。
2、根据上述实施例的一个方面，控制器进一步被配置成响应于检测到碰撞而调整输入电机扭矩命令。控制器进一步被配置成调整输入电机扭矩命令以防止第一致动器的输出扭矩过饱和。
3、根据上述实施例的另一方面，手术机器人臂进一步包含电机扭矩传感器，所述电机扭矩传感器被配置成测量由第一致动器施加
4、根据本公开的另一实施例，公开了一种手术机器人系统。手术机器人系统包含：手术控制台，其包含被配置成产生用户输入的至少一个用户接口装置；控制塔，其联接到手术控制台并且被配置成处理用户输入以产生移动命令；以及手术机器人臂。手术机器人臂包含：第一连杆；第二连杆，其在第一接头处联接到第一连杆，使得第一连杆或第二连杆中的至少一个可相对于彼此移动；以及第一致动器，其被配置成移动第一连杆或第二连杆中的至少一个。手术机器人臂还包含接头扭矩传感器，所述接头扭矩传感器安置在第一接头内并且被配置成测量施加在第一连杆或第二连杆中的至少一个上的扭矩以获得测量的扭矩值。手术机器人臂进一步包含控制器，所述控制器被配置成：响应于移动命令而计算输入电机扭矩命令，所述输入电机扭矩命令被配置成根据移动命令启动第一致动器以移动第一连杆或第二连杆中的至少一个；确定估计的接头扭矩值；基于估计的接头扭矩值与测量的扭矩值的比较而确定环境扭矩值；以及基于所述环境扭矩值大于阈值而检测碰撞。
5、根据上述实施例的一个方面，控制器进一步被配置成基于由第一致动器施加的扭矩、第一致动器的摩擦损失、第一接头的摩擦损失、第一致动器的电机惯性、接头惯性和重力效应而确定估计的接头扭矩值。控制器进一步被配置成响应于检测到碰撞而调整输入电机扭矩命令。控制器进一步被配置成调整输入电机扭矩命令以防止第一致动器的输出扭矩过饱和。
6、根据上述实施例的另一方面，手术机器人臂进一步包含：电机扭矩传感器，其被配置成测量由第一致动器施加的扭矩。控制器进一步被配置成确定第一致动器的摩擦损失和第一接头的摩擦损失。控制器进一步被配置成确定对第一连杆或第二连杆中的至少一个的重力效应。控制器进一步被配置成确定第一致动器的电机惯性和第一连杆或第二连杆中的至少一个的接头惯性。控制器进一步被配置成基于由第一致动器施加的扭矩、第一致动器的摩擦损失、第一接头的摩擦损失、第一致动器的电机惯性、接头惯性和重力效应而确定估计的接头扭矩值。
7、根据本公开的另一实施例，所述方法进一步包含：通过手术控制台的至少一个用户接口产生用户输入；处理用户输入以在联接到手术控制台的控制塔处产生移动命令；将移动命令传输到手术机器人臂的控制器。手术机器人臂包含：第一连杆；第二连杆，其在第一接头处联接到第一连杆，使得第一连杆或第二连杆中的至少一个可相对于彼此移动；以及第一致动器，其被配置成移动第一连杆或第二连杆中的至少一个。所述方法进一步包含：测量施加在第一连杆或第二连杆中的至少一个上的扭矩以在安置于第一接头内的接头扭矩传感器处获得测量的扭矩值；响应于移动命令而计算输入电机扭矩命令，输入电机扭矩命令被配置成根据移动命令启动第一致动器以移动第一连杆或第二连杆中的至少一个；确定估计的接头扭矩值；基于估计的接头扭矩值与测量的扭矩值的比较确定环境扭矩值；以及基于环境扭矩值大于阈值而检测碰撞。
8、根据上述实施例的一个方面，所述方法进一步包含：在联接到第一致动器的电机扭矩传感器处测量由第一致动器施加的扭矩；确定第一致动器的摩擦损失和第一接头的摩擦损失；确定对第一连杆或第二连杆中的至少一个的重力效应；以及确定第一致动器的电机惯性和第一连杆或第二连杆中的至少一个的接头惯性。
9、根据上述实施例的另一方面，所述方法进一步包含基于由第一致动器施加的扭矩、第一致动器的摩擦损失、第一接头的摩擦损失、第一致动器的电机惯性、接头惯性和重力效应而确定估计的接头扭矩值。所述方法进一步包含响应于检测到碰撞而调整输入电机扭矩命令以防止第一致动器的输出扭矩过饱和。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种手术机器人臂，其包括：
2.根据权利要求1所述的手术机器人臂，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。
3.一种手术机器人臂，其包括：
4.根据权利要求3所述的手术机器人臂，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。
5.一种用于检测手术机器人臂的碰撞的方法，所述方法包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。
【技术特征摘要】
1.一种手术机器人臂，其包括：
2.根据权利要求1所述的手术机器人臂，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。
3.一种手术机器人臂，其包括：
4.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·派纳，安德烈亚斯·托贝尔格特，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。