[发明专利]手术机器人及其控制方法、控制装置

权利要求书

1.一种手术机器人，其特征在于，包括：

驱动臂；

运动输入设备，所述运动输入设备操纵所述驱动臂中第一部分远端设置的末端器械的位姿变化；

以及控制器，所述控制器与所述驱动臂及所述运动输入设备耦接，并被配置成执行如下步骤：

获取所述末端器械的当前位置，并初始化目标位置和指令位置为所述当前位置，所述目标位置为期望所述末端器械达到的位置，所述指令位置为所述末端器械实际执行的位置；

获取所述末端器械的增量位置；

根据所述增量位置更新所述目标位置；

在更新后的所述目标位置没有达到所述末端器械的位置限位时，更新所述指令位置为更新后的所述目标位置，并计算相邻时刻所述指令位置之间的位置偏差；

在所述位置偏差达到位置偏差阈值时，修正更新后的所述指令位置获得使所述位置偏差减小的修正指令位置；

控制所述第一部分运动以使所述末端器械运动至所述修正指令位置。

2.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器还被配置成：

在更新后的所述目标位置达到所述末端器械的位置限位时，停止更新所述指令位置。

3.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器还被配置成：

在所述位置偏差低于所述位置偏差阈值时，控制所述第一部分运动以使所述末端器械运动至更新后的所述指令位置。

4.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成在修正更新后的所述指令位置获得使所述位置偏差减小的修正指令位置时：

根据所述位置偏差的一定比例值对更新前的所述指令位置及/或更新后的所述目标位置进行修正从而获得所述修正指令位置。

5.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成在修正更新后的所述指令位置获得使所述位置偏差减小的修正指令位置时：

获取所述末端器械在更新前的所述指令位置的第一运动状态及在更新后的所述目标位置的第二运动状态；

根据所述第一运动状态及所述第二运动状态规划所述末端器械的第一运动轨迹；

对所述第一运动轨迹进行时间分割插补获得所述修正指令位置。

6.根据权利要求5所述的手术机器人，其特征在于，所述第一运动状态包括所述末端器械在更新前的所述指令位置的位置、速度及加速度，所述第二运动状态包括所述末端器械在更新后的所述目标位置的位置、速度及加速度。

7.根据权利要求5所述的手术机器人，其特征在于，所述第一运动轨迹是S曲线、三次曲线或五次曲线。

8.根据权利要求5所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成在获取所述末端器械在更新前的所述指令位置的第一运动状态及在更新后的所述目标位置的第二运动状态时：获取所述末端器械在更新前的所述指令位置的各位置自由度的第一运动状态及在更新后的所述目标位置的各位置自由度的第二运动状态；

所述控制器被配置成在根据所述第一运动状态及所述第二运动状态规划所述末端器械的第一运动轨迹时：根据各所述位置自由度的所述第一运动状态及所述第二运动状态规划所述末端器械在相应所述位置自由度的第一运动轨迹；

所述控制器被配置成在对所述第一运动轨迹进行时间分割插补获得所述修正指令位置时：对各所述位置自由度的所述第一运动轨迹进行时间分割插补获得相应所述位置自由度的所述修正指令位置。

9.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器还被配置成：

获取所述末端器械的当前姿态，并初始化目标姿态和指令姿态为所述当前姿态，所述目标姿态为期望所述末端器械达到的姿态，所述指令姿态为所述末端器械实际执行的姿态；

获取所述末端器械更新后的所述目标姿态；

更新所述指令姿态为更新后的所述目标姿态；

控制所述第一部分运动以使所述末端器械运动至更新后的所述指令姿态。