[发明专利]手术系统、外科手术系统、控制设备、变形生成体、外科手术器具和外力检测系统

权利要求书

1.一种手术系统，包括：

臂，包括一个或多个连杆；

端部执行器，设置在所述臂的前端；

第一变形检测单元，基于设置在所述端部执行器的刀片的内侧和外侧中的变形检测元件的输出，检测所述端部执行器中产生的变形；

第二变形检测单元，检测所述连杆中产生的变形；以及

处理单元，基于所述第一变形检测单元和所述第二变形检测单元的检测结果来计算作用于所述端部执行器上的力。

2.根据权利要求1所述的手术系统，

其中，所述端部执行器包括钳子单元，所述钳子单元包括第一刀片、第二刀片和钳子旋转轴，所述钳子旋转轴将所述第一刀片和所述第二刀片耦接成相对于彼此可旋转。

3.根据权利要求2所述的手术系统，

其中，在所述第一刀片和所述第二刀片中的每一个上形成变形生成体，并且

所述第一变形检测单元包括设置在所述第一刀片和所述第二刀片的变形生成体上的变形检测元件。

4.根据权利要求3所述的手术系统，

其中，所述第一变形检测单元包括：检测在所述第一刀片的内侧和外侧产生的变形的变形检测元件以及检测在所述第二刀片的内侧和外侧产生的变形的变形检测元件，并且

所述处理单元基于检测到的所述第一刀片的内侧和外侧上的变形以及所述第二刀片的内侧和外侧上的变形来计算作用在所述端部执行器上的力。

5.根据权利要求4所述的手术系统，

其中，所述第一变形检测单元包括：包括在附接到所述第一刀片的内侧和外侧的光纤上所形成的光纤布拉格光栅传感器的变形检测元件以及包括在附接到所述第二刀片的内侧和外侧的光纤上所形成的光纤布拉格光栅传感器的变形检测元件。

6.根据权利要求4所述的手术系统，

其中，所述处理单元基于所述第一刀片和所述第二刀片的内侧上的变形的总和以及所述第一刀片和所述第二刀片的外侧上的变形的总和来计算在所述端部执行器的长轴方向上作用的力。

7.根据权利要求6所述的手术系统，

其中，所述处理单元从基于所述总和的值中去除基于所述第二变形检测单元的检测结果而计算出的由与所述端部执行器的长轴方向正交的方向上作用的力引起的变形分量，并且计算在所述端部执行器的所述长轴方向上作用的力。

8.根据权利要求6所述的手术系统，

其中，所述处理单元从基于所述总和的值中去除由温度变化引起的变形分量，并且计算在所述端部执行器的所述长轴方向上作用的力。

9.根据权利要求8所述的手术系统，

其中，所述第一变形检测单元包括：包括在附接到所述第一刀片的内侧和外侧的光纤上所形成的光纤布拉格光栅传感器的变形检测元件以及包括在附接到所述第二刀片的内侧和外侧的光纤上所形成的光纤布拉格光栅传感器的变形检测元件，所述光纤包括所述光纤上形成的虚设光纤布拉格光栅传感器，以及

所述处理单元基于所述虚设光纤布拉格光栅传感器的波长变化，从基于所述总和的值中去除由温度变化引起的变形分量。

10.根据权利要求4所述的手术系统，

其中，所述处理单元基于所述第一刀片和所述第二刀片的内侧上的变形与所述第一刀片和所述第二刀片的外侧上的变形之间的差值来计算在所述端部执行器的长轴方向上作用的力。

11.根据权利要求1所述的手术系统，

其中，所述第二变形检测单元包括在与所述连杆的长轴方向正交的两个方向上的各对边上的两个位置设置的变形检测元件，以及

所述处理单元基于由所述变形检测元件检测到的在与所述连杆的长轴方向正交的两个方向上的各对边上的所述两个位置处的变形，计算作用在所述端部执行器上的两个方向上的平移力和力矩。