[发明专利]手术机器人调整系统

权利要求书

1.一种手术机器人调整系统，包括底座及固定在所述底座上的至少一个机械臂，每个所述机械臂包括依次连接的调整臂、主动臂及手术器械臂，所述调整臂与所述底座相连，其特征在于，还包括：

光学跟踪系统，所述光学跟踪系统包括光学靶镜及光学跟踪仪，每个机械臂上均设置有所述光学靶镜，所述光学靶镜设置于所述主动臂或所述调整臂上，所述光学跟踪仪测量光学靶镜的位置和欧拉角；

计算模块，根据所述光学靶镜的位置和欧拉角，计算获得光学靶镜之间的姿态映射关系，并根据所述光学靶镜之间的姿态映射关系，及每个机械臂的手术器械臂与该机械臂上的光学靶镜之间的姿态映射关系，计算出手术器械臂之间的姿态映射关系。

2.如权利要求1所述的手术机器人调整系统，其特征在于，所述计算模块采用运动学方程计算每个机械臂的手术器械臂与该机械臂上的光学靶镜之间的姿态映射关系。

3.如权利要求2所述的手术机器人调整系统，其特征在于，所述机械臂各个组成部分通过关节连接，所述运动学方程如下：

^CnR_X＝Rz(ⁿθ₁)*Rz(ⁿθ₂)*Rz(ⁿθ₃)*...*Rz(ⁿθ_m)

式中，n代表机械臂的序号，m代表机械臂的关节序号，^CnR_X代表n号机械臂的手术器械臂的坐标系在n号机械臂上的光学靶镜坐标系的姿态映射关系，R_z(ⁿθ_m)代表n号机械臂的第m个关节的旋转算子，其中，n≥1，m≥1。

4.如权利要求3所述的手术机器人调整系统，其特征在于，所述手术器械臂之间的姿态映射关系采用如下式子获得：

^TmR_Tn＝^TmR_Km*(^CR_Km)^-1*^CR_Kn*(^TnR_Kn)^-1

式中，^TmR_Km代表采用运动学方程获得第m个机械臂上的光学靶镜坐标系在第m个机械臂上的手术器械臂坐标系下的描述；^CR_Km代表第m个机械臂上的光学靶镜坐标系相对于光学跟踪仪坐标系的变化关系；^CR_Kn代表第n个机械臂上的光学靶镜的坐标系相对于光学跟踪仪坐标系的变化关系；^TnR_Kn代表采用运动学方程获得的第n个机械臂上的光学靶镜的坐标系在第n个机械臂上的手术器械臂的坐标系下的描述。

5.如权利要求3所述的手术机器人调整系统，其特征在于，一个机械臂的所述手术器械臂为内窥镜臂，其余机械臂的所述手术器械臂为工具臂。

6.如权利要求5所述的手术机器人调整系统，其特征在于，所述工具臂相对于内窥镜臂的姿态映射关系通过如下步骤获得：

将内窥镜臂所在的机械臂上的光学靶镜设定为基点光学靶镜，其余机械臂上的光学靶镜为其余光学靶镜；

利用光学跟踪仪测量光学靶镜的位置和欧拉角；

所述计算模块根据上述测量值，计算获得其余光学靶镜与所述基点光学靶镜之间的姿态映射关系，并根据上述其余光学靶镜与所述基点光学靶镜之间的姿态映射关系，以及每个机械臂的手术器械臂与该机械臂上的光学靶镜之间的姿态映射关系，计算获得工具臂的坐标系在内窥镜臂坐标系下的姿态映射关系。