[发明专利]一种医疗机器人基于6D位姿自动配准的方法

说明书

本发明公开了一种医疗机器人基于6D位姿自动配准的方法，步骤一所述的自动配准设备中包括放置台，本发明涉及医疗临床技术领域。该医疗机器人基于6D位姿自动配准的方法，通过设置有相机摆动机构，利用驱动电机带动驱动转轴的转动，驱动转轴通过啮合组件带动支撑转轴的转动，同时配合扫描停歇机构带动移动台的移动，并通过支撑齿轮与圆弧齿条的啮合，实现相机本体以中心杆为中心进行转动，以此实现驱动电机驱动的同步操作，减少能源的损耗，并且可以扩大相机本体所能够识别的范围，获得拍摄场景下所有物体的立体三维信息，并且无需在医院现场进行二次标定，医生可在医院手术室随时随地的移动该机器人且能保证精度不受影响。

技术领域

本发明涉及医疗临床技术领域，具体为一种医疗机器人基于6D位姿自动配准的方法。

背景技术

医用机器人，是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人。是一种智能型服务机器人，它能独自编制操作计划，依据实际情况确定动作程序，然后把动作变为操作机构的运动；分为多种类型，且可识别周围情况及自身，具有机器人的意识和自我意识，从事医疗或辅助医疗等工作。

现有的人工示教配准需要在手术前预留大量的时间进行机器人点位示教配准，并且每台手术都需要临时编写基于固定点位的机器人配准程序；使用红外光学定位球进行配准则成本非常高，且定位的标定精度难以达到亚毫米级精度，因此，传统配准方法效率低，精度低，配准时间长，术前准备复杂，自动化程度低，同时在进行扫描识别时往往会存在部分区域无法涉及到，造成定位不完全的问题，为此，本发明提供了一种医疗机器人基于6D位姿自动配准的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种医疗机器人基于6D位姿自动配准的方法，解决了现有的医疗机器人通常由操作人员进行示教点人工配准机器人的位置，或者由基于红外的光学定位球进行半自动的定位配准的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种医疗机器人基于6D位姿自动配准的方法，具体包括以下步骤：

步骤一、首先患者躺在医疗床上，并且将自动配准设备移动至医疗床的边缘，通过对高度位置的调节，利用3D结构光相机对标定识别物进行图像数据的采集；

步骤二、将采集的数据传输到三维点云的处理算法中，并对数据进行分析、整合和提取，最后进行三维重建；

步骤三、最后通过建立的模型，并配合上医疗机器人实现自动化的配准操作，实现自动化的微创手术；

其中，步骤一所述的自动配准设备中包括放置台，所述放置台的底部固定连接有底柱，其特征在于：所述放置台的顶部通过伸缩组件使得支撑台移动，所述支撑台的一侧设置有移动台，所述移动台的内部设置有相机摆动机构，所述相机摆动机构中包括驱动电机，所述驱动电机固定安装在移动台的顶部，所述驱动电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有驱动转轴，且驱动转轴的表面通过扫描停歇机构使得副动转轴转动，所述副动转轴的表面通过转动组件在支撑台的内部进行移动，所述副动转轴的顶部通过限位组件与支撑台内腔的顶部移动，且副动转轴的底端贯穿延伸至支撑台的下方并固定连接有手术针，所述驱动转轴的表面通过啮合组件使得支撑转轴转动，且支撑转轴的两端与移动台的内壁转动连接，所述支撑转轴的表面固定连接有支撑齿轮，所述移动台的内部转动连接有中心杆，所述中心杆的表面固定连接半圆板，且半圆板的表面通过摆动组件使得圆弧齿条移动，所述圆弧齿条的表面与支撑齿轮的表面啮合，所述半圆板的底端固定连接有摆动杆，所述摆动杆的底端固定连接有相机本体，所述摆动组件中包括凸块和圆弧条，所述凸块固定安装在半圆板边缘的两侧，所述圆弧条的一侧固定安装在半圆板的边缘，所述圆弧齿条的一侧开设有圆弧槽，所述圆弧条的外表面与圆弧槽的内表面滑动连接。

优选的，所述啮合组件中包括啮合齿轮和啮合环，所述啮合环固定安装在驱动转轴的表面，所述啮合齿轮固定安装在支撑转轴的表面，所述啮合齿轮和啮合环的外表面相啮合。