[发明专利]在手术工具的自主移动期间控制手术工具的系统和方法

权利要求书

1.一种机器人系统，所述机器人系统包括：

手术工具，所述手术工具能够沿路径移动；

操纵器，所述操纵器支撑所述手术工具并且构造成使所述手术工具沿所述路径移动；

路径生成器，所述路径生成器构造成确定所述路径；

取向生成器，所述取向生成器构造成确定所述手术工具相对于所述路径的至少第一可接受的取向和第二可接受的取向；

操纵器控制器，所述操纵器控制器与所述路径生成器以及所述取向生成器通信；

传感器，所述传感器构造成感测施加至所述手术工具的力；以及

其中，所述操纵器控制器构造成：

指令所述操纵器使所述手术工具沿所述路径在所述第一可接受的取向中自主地移动；

基于由所述传感器所感测到的力相对于所述路径针对所述手术工具识别改变的取向；

将所述改变的取向与所述第二可接受的取向进行比较；

并且响应于判定所述改变的取向并不对应于所述第二可接受的取向而将所述手术工具沿所述路径维持在第一可接受的取向中。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中，所述操纵器控制器构造成响应于判定所述改变的取向对应于所述第二可接受的取向指令所述手术工具移动至所述改变的取向。

3.根据权利要求1所述的机器人系统，其中，所述操纵器控制器构造成通过响应于判定所述改变的取向并不对应于所述第二可接受的取向允许所述手术工具暂时地移动至所述改变的取向，并且通过在预定的事件发生之后自动地将所述手术工具从所述改变的取向重新定向回所述第一可接受的取向而将所述手术工具维持在所述第一可接受的取向中。

4.根据权利要求3所述的机器人系统，其中，所述预定的事件包括以下中的一种：

经过预定的时间量；

所述手术工具穿过预定的距离；

所述手术工具到达随后的路径段；

在所述手术工具上检测到不期望的力。

5.根据权利要求1所述的机器人系统，其中，所述第二可接受的取向包括多个第二可接受的取向。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其中，所述多个第二可接受的取向限定于一定的范围内。

7.根据权利要求5所述的机器人系统，其中，在所述多个第二可接受的取向中限定至少一个优选的取向。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的机器人系统，其中，所述路径包括多个路径段，并且其中所述取向生成器构造成确定相对于所述多个路径段中的每一个路径段的所述至少第一可接受的取向和第二可接受的取向。

9.根据权利要求1-7中的任一项所述的机器人系统，其中，响应于试图将所述手术工具布置于所述改变的取向中，由所述传感器所感测到的力被施加至所述手术工具。

10.根据权利要求1-7中的任一项所述的机器人系统，其中，所述取向生成器构造成确定用于使所述手术工具能够沿所述路径避开障碍物的所述至少第一可接受的取向和第二可接受的取向。

11.根据权利要求1-7中的任一项所述的机器人系统，其中，所述取向生成器构造成确定用于最优化所述手术工具沿所述路径的切割效率的所述至少第一可接受的取向和第二可接受的取向。