[发明专利]磨挫工具的控制方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种磨挫工具的控制方法、装置、电子设备及存储介质，其中磨挫工具的控制方法包括获取磨挫工具在基坐标系下的初始姿态和关键点的位置坐标；基于变换矩阵将磨挫工具由初始姿态变换为运动姿态；固定磨挫工具顶端的位置坐标，通过机器臂控制磨挫工具在运动姿态下进行磨挫，并根据机械臂法兰原点的运动轨迹调整磨挫工具的位姿，还包括当髋臼杯的内球面球心的当前位置坐标和磨挫深度限位点之间的坐标差值小于或等于预设阈值时，通过机械臂控制磨挫工具停止运动。由此可以在术者进行髋臼磨挫的过程中对磨挫工具运动的角度和深度进行控制，避免磨坏髋臼，从而提高磨挫工具的使用安全性以及患者的手术效果。

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种磨挫工具的控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

使用机器人全自动进行髋关节置换术中，磨挫工具需要受到一定的限制防止其过于深入从而磨坏髋臼，其次是磨挫工具的角度也需要一定的限制，防止磨挫工具将髋臼误磨。但是目前并没有磨挫工具的自动控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种磨挫工具的控制方法、装置、电子设备及存储介质，以对磨挫工具的磨挫过程进行自动控制。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种磨挫工具的控制方法，包括：获取磨挫工具在基坐标系下的初始姿态和关键点的位置坐标，其中，所述关键点的位置坐标包括所述磨挫工具顶端的位置坐标；基于变换矩阵，将所述磨挫工具由初始姿态变换为运动姿态；固定所述磨挫工具顶端的位置坐标，通过机器臂控制所述磨挫工具在所述运动姿态下进行磨挫，并获取机械臂法兰原点的运动轨迹；根据所述机械臂法兰原点的运动轨迹，调整所述磨挫工具的位姿。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，基于变换矩阵，将所述磨挫工具由初始姿态变换为运动姿态，包括：基于坐标系转换矩阵T，将以所述机械臂法兰原点为坐标系原点的第一坐标系转换为以所述磨挫工具顶端为坐标系原点的第二坐标系；将所述坐标系转换矩阵T和第一旋转矩阵M进行矩阵乘法运算，得到MT矩阵；基于所述MT矩阵，将所述磨挫工具由所述初始姿态变换为所述运动姿态。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，根据所述机械臂法兰原点的运动轨迹，调整所述磨挫工具的位姿，包括：在根据所述机械臂法兰原点的运动轨迹确定所述磨挫工具的磨挫角度大于或等于设定的磨挫角度阈值时，通过所述坐标系转换矩阵T的逆矩阵和反向矩阵，将所述磨挫工具由当前的运动姿态变换为所述初始姿态；基于第二旋转矩阵M1，对所述磨挫工具的初始姿态进行校正；基于所述变换矩阵，将所述磨挫工具校正后的初始位姿变换为相对应的运动位姿。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述坐标系转换矩阵T为：T＝transl(0,-k,-q)，其中，所述k表示MN的长度，所述q表示OM的长度，所述N表示所述磨挫工具的顶端位置，所述O表示所述机械臂法兰原点，所述M表示所述机械臂法兰原点在所述磨挫工具上的垂足；所述第一旋转矩阵M为：M＝rotx(a)；所述rotx(α)表示磨挫工具绕x轴的旋转角度为α；所述第二旋转矩阵M1为：M₁＝roty(β)，所述roty(β)表示磨挫工具绕y轴的旋转角度为β；

Y轴为MN方向；z轴为OM方向；根据右手定则方向确定出来x轴；

反向矩阵为：T_inverse＝transl(0,k,q)*rotx(-a)。

结合第一方面至第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述方法还包括：根据髋臼杯的内球面球心的初始位置坐标，确定髋臼杯的磨挫深度限位点；根据检测到的所述髋臼杯的内球面球心的当前位置坐标和所述磨挫深度限位点，确定所述磨挫工具对所述髋臼杯进行磨挫的反馈阻力。