[发明专利]手术机器人的控制方法、控制器、系统、电子设备与介质

说明书

本发明提供了一种手术机器人的控制方法、控制器、系统、电子设备与介质，所述手术机器人的主操作手包括静平台、动平台、主动杆、连接臂与电机；所述控制方法，包括：获取所述手术机器手当前位置信息；所述当前位置信息表征了所述连接臂中多个部位的当前位置；根据所述当前位置信息，确定目标受力信息，所述目标受力信息表征了所述主动杆与所述静平台连接处的作用力大小与方向；根据所述目标受力信息，确定当前的转矩信息，所述转矩信息描述了所述电机所需产生的输出力矩；根据所述当前的转矩信息，控制所述电机。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种手术机器人的控制方法、控制器、系统、电子设备与介质。

背景技术

近年来，随着微创外科手术机器人手术技术的发展，主从遥操作手术机器人在医疗领域的优势日益凸显。主操作手作为系统中的力觉交互设备是人机交互的载体。

手术机器人的机构中，可包含平台、传动杆等构件，机构自身(例如杆件、平台)的重力是影响其力反馈准确性和操作舒适性的主要因素，现有相关技术中，可采用改变配重、配置弹簧、滑轮等方式实现重力补偿，然而，该些机械方式大多补偿精度不高，且难以普遍适用于各种位姿下的重力补偿。

发明内容

本发明提供一种手术机器人的控制方法、控制器、系统、电子设备与介质，以解决补偿精度不高，且难以普遍适用于各种位姿下的重力补偿的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种手术机器人的控制方法，

所述手术机器人的主操作手包括静平台、动平台、主动杆、连接臂与电机；所述主动杆转动连接所述静平台，所述主动杆还转动连接所述连接臂，所述连接臂还转动连接所述动平台；所述电机连接于所述主动杆与所述静平台的连接处，以驱动所述主动杆与所述静平台的相对转动；

所述控制方法，包括：

获取所述手术机器手当前位置信息；所述当前位置信息表征了所述连接臂中多个部位的当前位置；

根据所述当前位置信息，确定目标受力信息，所述目标受力信息表征了所述主动杆与所述静平台连接处的作用力大小与方向；

根据所述目标受力信息，确定当前的转矩信息，所述转矩信息描述了所述电机所需产生的输出力矩；

根据所述当前的转矩信息，控制所述电机。

以上方案中，基于手术机器手的位置信息，可适应性调整主动杆与静平台关节处的电机的输出转矩，从而保障输出转矩能准确匹配于手术机器手机械臂与主动杆的实际位置，保障反馈的真实性，该过程中，可以无需引入弹簧、滑轮等机械构件，实现方式简单，补偿精度高，且能够普遍适用于各种位姿下的补偿。

可选的，根据所述当前的位置信息，确定目标受力信息，包括：

根据所述当前的位置信息、所述动平台的重力与所述连接臂的重力信息，确定所述目标受力信息。

以上可选方案中，所确定的目标受力信息可充分考虑动平台、连接臂的重力信息，进而，可有助于以力学分析结果为依据确定静平台与主动杆之间的受力及其对应转矩，保障其准确性。

可选的，根据所述当前位置信息、所述动平台的重力与所述连接臂的重力信息，确定所述目标受力信息，具体包括：

根据所述动平台的重力，以及所述动平台所受的外力，确定第一受力信息；所述第一受力信息匹配于所述动平台的重力与外力作用对所述目标受力信息的影响；

根据所述连接臂的重力信息，以及所述当前位置信息，确定第二受力信息；所述第二受力信息匹配于所述连接臂的重力作用对所述目标受力信息的影响；

根据所述第一受力信息与所述第二受力信息，确定所述目标受力信息。