[发明专利]手术机器人及其臂体的控制方法、控制装置

权利要求书

1.一种手术机器人中臂体的控制方法，所述臂体包括机械臂及可拆卸装设于所述机械臂远端的一个以上的操作臂，所述机械臂、或所述操作臂、或所述机械臂结合其中之一所述操作臂可选择地被配置为受控对象，其特征在于，包括：

获取受控运动输入设备输入的运动信息；

获取输入的关联于所述受控对象远端的任务自由度的操作命令，所述任务自由度指在笛卡尔空间允许运动的自由度，至多包括笛卡尔空间的三个位置自由度及三个姿态自由度；

结合所述任务自由度将所述运动信息解析映射为所述受控对象远端在第一坐标系的增量位姿信息，第一坐标系指所述机械臂的基坐标系，所述运动信息是所述运动输入设备的位姿信息；

根据所述增量位姿信息控制所述受控对象中各关节组件联动以使所述受控对象远端进行相应的增量运动；

所述操作命令包括第一类操作命令和多个第二类操作命令；

所述第一类操作命令同所述任务自由度与所述受控对象的有效自由度完全匹配的情况相关联，根据所述第一类操作命令解析获得的所述增量位姿信息可对所述受控对象在有效自由度内进行自由控制；

所述第二类操作命令同所述任务自由度与所述受控对象的有效自由度不完全匹配、但包含于所述受控对象的有效自由度的情况相关联，根据所述第二类操作命令解析获得的所述增量位姿信息只能在设定的任务自由度内对所述受控对象进行约束控制。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述增量位姿信息控制所述受控对象中各关节组件联动以使所述受控对象远端进行相应的增量运动的步骤之中，包括：

获取所述受控对象中各关节组件的位置信息；

根据各所述关节组件的位置信息计算所述受控对象远端在第一坐标系的当前位姿信息；

结合所述增量位姿信息及当前位姿信息计算所述受控对象在第一坐标系的目标位姿信息；

根据所述目标位姿信息计算各所述关节组件的目标位置信息；

根据各所述关节组件的目标位置信息控制所述受控对象中各关节组件联动以使所述受控对象远端进行相应的增量运动进而到达相应的目标位姿。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述受控运动输入设备输入的运动信息并将所述运动信息解析映射为所述受控对象远端在第一坐标系的增量位姿信息的步骤之中，包括：

获取针对所述受控对象输入的关联于操作模式类型的选择指令；

结合所述操作模式的类型获取所述受控运动输入设备输入的运动信息并将所述运动信息解析映射为所述受控对象远端在第一坐标系的增量位姿信息。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：

所述操作模式包括二对一操作模式和一对一操作模式，所述二对一操作模式指用两个所述受控运动输入设备来控制一个所述受控对象，所述一对一操作模式指用一个所述受控运动输入设备来控制一个所述受控对象。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，获取到的所述选择指令关联于二对一操作模式时，所述结合所述操作模式的类型获取所述受控运动输入设备输入的运动信息并将所述运动信息解析映射为所述受控对象远端在第一坐标系的增量位姿信息的步骤之中，包括：

分别获取前一时刻两个所述受控运动输入设备各自的第一位姿信息；

分别获取后一时刻两个所述受控运动输入设备各自的第二位姿信息；

结合第一比例系数及两个所述受控运动输入设备各自的第一位姿信息、第二位姿信息计算获取两个所述受控运动输入设备在固定坐标系的增量位姿信息；

将两个所述受控运动输入设备在固定坐标系的增量位姿信息映射为所述受控对象远端在第一坐标系的增量位姿信息。