[发明专利]具有用户存在检测的用户控制器及相关系统和方法

说明书

本发明涉及用户控制器，所述用户控制器具有拇指护套，所述拇指护套带有限定在所述拇指护套中的敞开侧。另外的实施例涉及与所述拇指护套相关联的拇指存在传感器和感觉反馈组件。附加的实施例涉及可调节拇指护套。还有其他的实施例涉及包括这种用户控制器的系统。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C§119(e)要求2016年11月29日提交的名称为“具有用户存在检测的控制器及相关系统和方法”的美国临时申请62/427,357的权益，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本文的各种实施例涉及对用于诸如机器人医疗设备系统的系统中的多自由度(DOF)用户输入设备的用户存在检测。

背景技术

具有多个自由度的用户输入设备要求用户支撑该输入设备的质量。

这种已知输入设备的一个示例在图1-2B中示出。图1示出了用于用户左手的多DOF用户输入设备8。为了与所述设备8对接，用户将左手掌放置在所述用户控制器8的主体10上，将食指放置在食指接口12上(所述食指接口12能够通过旋转连杆14相对于所述主体10移动)，并将拇指放置在拇指凹槽16中。所述用户接口8的主体10通过联动装置18连接到多DOF定位或感测系统。为了提供力和扭矩以移动所述用户接口8，拇指约束件20和食指约束件22均将用户的手约束到所述设备8上。

图2A和图2B示出了用户进一步输入食指接口12的打开/关闭运动的能力，该食指接口12使用连杆14和旋转接头30连接到所述主体10。最小位移32(如图2A所示)和最大位移34(如图2B所示)可被测量并被用作附加控制信号。所述拇指约束件20和食指约束件22提供约束，使得用户在使抓握器在其整个运动范围内移动时维持对所述主体10的控制。在使用户能够输入另一控制信号的同时，这种约束件使得用户难以以受控方式与所述设备8脱离。

此外，为了使用户以受控方式退出设备，对输入设备的支撑必须转移到输入设备自身，或者设备输出的信号必须停止。也就是说，在使用期间，所述输入设备由用户的手支撑或维持在其可操作位置，但是在系统自身没有提供任何机械力的情况下从所述输入设备移除用户的手会导致输入设备由于重力被向下拉，这可能导致可操作地耦接到所述输入设备的机器人设备或组件移动或以不期望的方式被致动。

本领域需要用于检测用户输入设备处、用户输入设备上或使用用户输入设备的用户的存在的改进方法和设备。

发明内容

本文所讨论的是用于各种系统(包括机器人手术系统)的各种用户控制器。

在示例1中，用户控制器包括控制器主体和耦接到所述控制器主体的拇指护套。所述拇指护套包括从所述控制器主体延伸的第一护套部分和从所述第一护套部分延伸的第二护套部分，其中，所述第二护套部分横向于所述第一护套区段。所述第一护套部分、所述第二护套部分以及所述控制器主体限定拇指开口和敞开侧。

示例2涉及根据示例1的用户控制器，其中，所述第一护套部分、所述第二护套部分以及所述控制器主体不形成围绕所述拇指开口的360°包围。

示例3涉及根据示例1的用户控制器，还包括设置在所述拇指开口内的光传感器。

示例4涉及根据示例1的用户控制器，还包括设置在所述拇指护套的内壁上的光发射器和设置在所述控制器主体上的光接收器，其中所述光接收器定位成接收由所述光发射器发射的光。

示例5涉及根据示例1的用户控制器，还包括设置在所述控制器主体上的光发射器和设置在所述拇指护套的内壁上的光接收器，其中所述光接收器定位成接收由所述光发射器发射的光。

示例6涉及根据示例1的用户控制器，还包括光发射器和光接收器，其中所述光发射器和所述光接收器设置在所述控制器主体上。

示例7涉及根据示例1的用户控制器，还包括设置在所述控制器主体上且位于所述拇指护套内的电容传感器。