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[发明专利]一种虚拟墙引导末端执行器移动的方法及装置-CN202310740460.7有效
发明人：吴泽元;甘博涵;陈杭;乔天 -专利权人：杭州键嘉医疗科技股份有限公司
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： A61B34/20 文献下载
摘要：本发明提供一种虚拟墙引导末端执行器移动的方法及装置，所述方法通过在目标位置坐标系上构建一个圆锥形的虚拟墙边界，在边界内开放在X轴和Y轴方向上的自由度，允许髋臼锉在与定线方向平行的Z轴方向上运动的同时在XY平面有一定的活动范围，便于医生在拖动髋臼锉时避开可能障碍物，最终到达规划的目标位姿，且在髋臼锉与虚拟墙发生干涉时，本发明中的算法会命令机械臂退回至与虚拟墙无碰撞的空间。与现有方案相比较，本发明在虚拟墙内所增加的XY平面自由度便于医生在拖动髋臼锉时避开可能障碍物，最终顺利到达指定的目标打磨位姿，使得医生不会因为理想打磨位姿不可达而放弃机械臂辅助，从而减少对医生操作经验的依赖度。
一种虚拟引导末端执行移动方法装置

[发明专利]一种口腔种植牙手术的随动装置及方法-CN202310310490.4在审
发明人：陈杭;詹慧文;甘博涵;李华卫 -专利权人：杭州键嘉医疗科技股份有限公司
申请日： 2023-03-28 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：本发明提供了一种口腔种植牙手术的随动装置及方法，所述装置包括红外双目相机、口腔模型、口腔夹具、机械臂、探针、末端组件、种植手机、种植钻头、术中种植牙导航系统，其中，所述末端组件上设置有按钮模块，通过按钮可操作机械臂进入示教模式、定位模式、定线模式、随动定线模式。本发明所述方法采用导航相机和机械臂结合的方式，将术前规划、术中配准、钻头定位以及钻头随动定线运动高度集成，且当患者口腔发生移动时，随动定线模式可以实现机械臂实时跟随目标位置的移动进行运动。同时本发明提供的随动装置及方法极大地缩短了医生的学习时间，采用医工结合的方式使得手术操作更人性化、手术结果更精准，在临床上具有极高的使用价值。
一种口腔种植手术装置方法

[发明专利]一种全髋关节置换手术中的髋臼打磨方法-CN202310349547.1在审
发明人： 甘博涵;乔天;杜思傲 -专利权人：杭州键嘉医疗科技股份有限公司
申请日： 2023-04-04 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： A61B34/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种全髋关节置换手术中的髋臼打磨方法，包括：通过图像分割技术从CT影像中重建髋骨三维模型；在髋骨三维模型上摆放髋臼杯的位置；在导航软件中对方案进行确认；在患者髋骨上固定反光阵列，通过配准获取反光阵列与髋骨的位姿转换关系；在机械臂末端工具上安装另一个反光阵列，获取反光阵列到机械臂末端工具以及到机械臂法兰的转换关系；将髋骨的运动接入到机械臂运动控制程序中，使机械臂能够跟随髋骨做同步运动；动态设置限制运动面的位置，防止打磨骨量超过规划假体位置。本发明所述方法将机械臂作为执行机构，可以提高系统的智能化程度，降低对医生经验的依赖，减少打磨步骤手术时间，提升髋臼打磨的准确性。
一种髋关节置换手术中的打磨方法

[发明专利]一种单髁置换手术中的骨打磨实现方法-CN202310349552.2在审
发明人： 甘博涵;乔天;杜思傲;戚翔尔;胡熙臣 -专利权人：杭州键嘉医疗科技股份有限公司
申请日： 2023-04-04 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： A61B17/17 文献下载
摘要：本发明提供了一种单髁置换手术中的骨打磨实现方法，包括以下步骤：通过图像分割技术从CT影像中重建三维骨模型；结合规划软件提供的测量工具在三维模型上摆放股骨和胫骨假体的位置；在导航软件中对方案进行预览并最终确认；将两个反光阵列分别固定在股骨干和胫骨干上，通过配准获取反光阵列相对股骨和胫骨的位姿转换关系；使用标定板工具对骨科钻枪的位置进行校准；生成打磨区域，自动控制骨科钻枪进行骨打磨，且在打磨过程中采用三维实时渲染技术将已打磨区域在三维模型上进行切除。本发明所述方法使用一整套固定的操作流程和工具，可以适配多种不同型号的假体，大幅度降低医生的学习成本，使医生对假体的使用更加灵活。
一种置换手术中的打磨实现方法

[发明专利]一种可以远程调用机械臂控制功能的方法及电子设备-CN202210605647.1在审
发明人： 甘博涵;乔天;杜思傲;赵龙飞;戚翔尔 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2022-05-31 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： A61B34/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种可以远程调用机械臂控制功能的方法，包含机械臂控制柜和上层控制器同时作为发送端和接收端，其中所述机械臂控制柜接收指令调用参数配置和运动功能模块，发送机械臂状态数据；上层控制器接收机械臂状态调用显示模块和日志模块，发送控制和参数指令。该方法采用软件调用接口的方式进行控制程序的配置和调用，增强了使用的灵活性和拓展性；让上层控制器和底层机械臂控制系统点对点连接，增强了通信的实时性、系统的安全性，减少了系统总成本；采用反射的机制进行序列化和反序列化，使调用指令到程序应答的过程完全实现自动化运行，减少了开发人员的工作量和工作难度、降低了程序错误的风险、保证了系统性能的稳定。
一种可以远程调用机械控制功能方法电子设备

[发明专利]一种基于关节力矩的机械臂拖动引导定位的方法-CN202110339431.0有效
发明人： 甘博涵;乔天;上官佳荣;文理为 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2021-03-30 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：本发明涉及机械臂控制技术领域，具体为一种基于关节力矩的机械臂拖动引导定位的方法，所述方法包括：获取机械臂的关节力矩；通过标定的方法获取末端工具工作点的机械参数，建立工具坐标系；运用参数辨识的方法，从耦合的关节力矩数据中分离出基于工具坐标系的外力和外力矩；用低通滤波器对外力和外力矩进行滤波处理；调用速度控制器；将速度转化为运动控制指令。本发明采用的方法适用范围广，操作安全性高，拖动柔顺性好，同时支持有限制条件的拖动运动，非常适合应用于机器人辅助手术领域。
一种基于关节力矩机械拖动引导定位方法

[发明专利]一种医疗导航系统中测量膝关节间隙曲线的方法-CN202110889392.1在审
发明人：赵龙飞;乔天;杜思傲;甘博涵;陈杭 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2021-08-04 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： A61B6/03 文献下载
摘要：本发明为一种医疗导航系统中测量膝关节间隙曲线的方法，具体如下：将股骨和胫骨追踪器分别固定在病人的股骨和胫骨上，将三维定位装置位置固定，股骨追踪器和股骨位置固定，胫骨追踪器和胫骨位置固定；获取股骨和胫骨相对位姿后，通过坐标系转换即可获取股骨切面和胫骨切面的相对位姿，在基于CT数据建立的三维虚拟空间中，实时计算股骨远端以及后侧内外测量点到胫骨切面的垂直距离，即可得到不同屈膝角度下内外侧间隙值。将不同屈膝角度下采集的间隙值进行三次样条插值后进行可视化处理最终可以得出不同屈膝角度下的间隙值曲线。操作简单，数据采集环节不需要人工进行精密地测量，获得精确膝关节间隙曲线，对辅助注册工具设计要求简单，易于实现。
一种医疗导航系统测量膝关节间隙曲线方法

[发明专利]一种机器人辅助髋关节置换手术导航系统-CN202110311233.3在审
发明人：乔天;文理为;杜思傲;甘博涵;上官佳荣 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2021-03-24 - 公布日： 2021-07-06 - 主分类号： A61B34/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种机器人辅助髋关节置换手术导航系统，包括手术方案加载模块，用于支持手术方案管理、手术方案预览以及手术方案微调；机器人准备模块，所述机器人准备模块包括设备连接状态监测、安装末端工具、末端工具自动标定、安装连杆及追踪器、机械臂自动标定等机器人准备操作；股骨注册模块，用于进行股骨注册，实现点云数据与患者股骨的配准；髋骨注册模块，用于进行髋骨注册，实现点云数据与患者髋骨的配准；髋臼打磨模块，按照术前计划进行髋臼窝打磨。该机器人辅助髋关节置换手术导航系统操作简单，减轻手术繁琐度并节省手术时间，提高了手术的精度和手术实际操作与手术计划的契合度。
一种机器人辅助髋关节置换手术导航系统

[发明专利]一种自动辅助标定装置及其方法-CN202010924485.9有效
发明人：上官佳荣;乔天;杜思傲;甘博涵;荣健 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2020-09-05 - 公布日： 2021-07-06 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种自动辅助标定装置及其方法，包括标定钢球，标定钢球的外表面套接有辅助器，辅助器的外表面套接有标定管，利用辅助器或者直接使用标定管套接在标定钢球外表面进行滑动测试距离的方法，得出更加准确的TCP，本发明为管状工具的TCP标定提供了一种快速、易于操作、精准的方法，使用辅助器可以减少工具在移动时与标定钢球脱离的风险，限制其移动，从而实现自动标定过程；使用工具扣住标定钢球的做法相对于传统TCP标定需要精准地使用某一点触碰尖端，更加容易操作和实施；使用全自动标定方法避免了人工操作带来的误差，通过全自动的运算和自动化的测试，提高了运输和采点的效率，进而降低了术前准备时间。
一种自动辅助标定装置及其方法

[发明专利]一种机械臂的多负载自适应重力补偿方法-CN202010466099.X有效
发明人： 甘博涵;许靖;乔天;文理为;杜思傲;董旭亮;荣健 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2020-05-28 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种机械臂的多负载自适应重力补偿方法，包括如下步骤，S1.1，搭建机械臂的运动学模型；S1.2，重构动力学模型的重力项；S1.3，无负载静态位置采样；S1.4，安装各个工具后分别进行静态位置采样；S1.5，分别计算各个工具待标定的参数值；S1.6，分别计算各个工具的质量和质心；S2.1，计算当前安装的工具对法兰施加的力；S2.2，补偿工具重力。本发明提供的一种机械臂的多负载自适应重力补偿方法，减少操作步骤，提升效率和重力补偿的性能。
一种机械负载自适应重力补偿方法

[发明专利]一种对于静止或低速工况下机械臂高精度力反馈的方法-CN202010494425.8有效
发明人： 甘博涵;许靖;乔天;文理为;杜思傲;董旭亮;荣健 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2020-06-03 - 公布日： 2021-04-13 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种对于静止或低速工况下机械臂高精度力反馈的方法，包括以下步骤：S100，构建机械臂的各个关节坐标系，并计算关节的雅可比矩阵；S200，根据上述的关节坐标系，构建原点位于机械臂的每一段质心位置的坐标系，并计算质心位置的雅可比矩阵；S300，构建动力学方程中重力项的矩阵；S400，在机械臂运动过程中采集得到关节位置和力矩数据；S500，将S400的数据代入到S300中，计算出结果；S600，得到施加外力导致的额外关节扭矩；S700，结合S100中得到的关节雅可比矩阵和S600中得到的额外关节扭矩，计算得到机械臂末端外力的大小和方向。本发明提供的一种对于静止或低速工况下机械臂高精度力反馈的方法，简化计算步骤，提高力反馈精确性。
一种对于静止低速工况机械高精度反馈方法

[发明专利]医疗机器人导航系统中截骨导板的标定方法-CN202010489348.7有效
发明人：杜思傲;许靖;乔天;文理为;荣健;董旭亮;甘博涵 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2020-06-02 - 公布日： 2021-03-12 - 主分类号： A61B34/20 文献下载
摘要：本申请提供了一种医疗机器人导航系统中截骨导板的标定方法，所述方法应用于医疗机器人导航系统，所述医疗机器人导航系统包括：机器人、截骨导板和三维定位装置，所述三维定位装置包括：数据采集探针尖端。本申请提供的技术方案具有成本低的优点，操作简单、学习成本低、精准等特点。
医疗机器人导航系统中截骨导板标定方法

[发明专利]一种中空管状工具的TCP标定方法-CN202010466105.1有效
发明人：杜思傲;乔天;文理为;荣健;董旭亮;甘博涵 -专利权人：杭州键嘉机器人有限公司
申请日： 2020-05-28 - 公布日： 2021-01-29 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种中空管状工具的TCP标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，在机器人坐标系中固定一个半径为rb的标定刚性球体，刚性球体的直径大于中空管状工具的内壁半价rs；S200，将中空管状工具安装于机器人的机械臂法兰；S300，控制机器人的机械臂移动，使中空管状工具的顶面扣合在刚性球体表面，通过机器人系统确定当前机械臂法兰的位置t1和姿态R1；S400，重复S300步骤3次，获得对应的位置t1、t2、t3、t4和姿态R1、R2、R3、R4；S500，中空管状工具的TCP点位置在中空管状工具内部的轴线上，距离中空管状工具的顶面距离为本发明提供的一种中空管状工具的TCP标定方法，快速并准确地确定中空管状结构的TCP。
一种中空管状工具 tcp 标定方法

[发明专利]使用三维定位装置进行机器人坐标系注册方法-CN202010489341.5在审
发明人：杜思傲;许靖;乔天;文理为;荣健;董旭亮;甘博涵 -专利权人：杜思傲
申请日： 2020-06-02 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本申请提供了一种使用三维定位装置进行机器人坐标系注册方法，所述方法应用于机器人标记注册系统。本申请提供的方案具有注册方法简单的优点。
使用三维定位装置进行机器人坐标系注册方法

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