一种冗余自由度的调整方法、装置、计算机设备和机械臂与流程

【】本发明涉及手术机器人，尤其涉及一种冗余自由度的调整方法、装置、计算机设备和机械臂。

背景技术

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背景技术：

1、为了提高手术机器人的机械臂的灵活度并且减少手术机器人的机械臂在手术中的碰撞，手术机器人的机械臂的构型设计通常会提供冗余自由度，冗余自由度的调整需在手术前准备完成。但目前就如何使用机械臂的冗余自由度从而简化医生的术前调整并且降低手术过程中机械臂的碰撞缺少同时兼顾了简便精确和低成本的解决方案。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种冗余自由度的调整方法、装置、计算机设备和机械臂，用以在避免手术过程中机械臂的碰撞的同时，提高了调整冗余自由度的简便性和精确性并降低了机械臂的成本。

2、一方面，本发明实施例提供了一种冗余自由度的调整方法，应用于计算机设备，包括：

3、获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置；

4、根据所述末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置；

5、对所述机械臂的空间位置进行碰撞分析，生成机械臂的目标冗余自由度位置，以供机械臂根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整。

6、可选地，所述根据所述末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置，包括：

7、通过机器人运动学逆解方法对所述末端点和远心运动不动点的空间位置进行计算，生成机械臂的空间位置。

8、可选地，所述对所述机械臂的空间位置进行碰撞分析，生成机械臂的目标冗余自由度位置，包括：

9、通过碰撞检测模型对所述空间位置进行计算，生成机械臂的目标冗余自由度位置。

10、可选地，所述目标冗余自由度位置包括机械臂的平行四边形轴线连杆与地面的夹角，所述夹角通过重力传感器或水平仪传感器获得。

11、可选地，所述获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置的方式包括运动仿真。

12、另一方面，本发明实施例提供了一种冗余自由度的调整方法，应用于机械臂，包括：

13、根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整，所述机械臂的目标冗余自由度位置是由计算机设备获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置；根据所述末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置；对所述机械臂的空间位置进行碰撞分析生成的。

14、可选地，所述根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整，包括：

15、通过传感器获取机械臂的实际冗余自由度位置；

16、判断所述机械臂的目标冗余自由度位置和机械臂的实际冗余自由度位置是否相同；

17、若判断出所述机械臂的目标冗余自由度位置和机械臂的实际冗余自由度位置不同，提示用户进行冗余自由度位置的调整，以将机械臂的实际冗余自由度位置调整至机械臂的目标冗余自由度位置；

18、若判断出所述机械臂的目标冗余自由度位置和机械臂的实际冗余自由度位置相同，则完成冗余自由度位置的调整。

19、可选地，所述提示用户进行冗余自由度位置的调整包括：

20、通过所述机械臂设置的声光报警装置提示用户进行冗余自由度位置的调整。

21、可选地，所述机械臂包括带有平行四边形远心运动机构的机械臂。

22、另一方面，本发明实施例提供了一种冗余自由度的调整装置，包括：

23、获取模块，用于获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置；

24、确定模块，用于根据所述末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置；

25、生成模块，用于对所述机械臂的空间位置进行碰撞分析，生成机械臂的目标冗余自由度位置，以供机械臂根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整。

26、另一方面，本发明实施例提供了一种存储介质，包括：所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述冗余自由度的调整方法。

27、另一方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现上述冗余自由度的调整方法的步骤。

28、另一方面，本发明实施例提供了一种冗余自由度的调整装置，包括：

29、调整模块，用于根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整，所述机械臂的目标冗余自由度位置是由计算机设备获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置；根据所述末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置；对所述机械臂的空间位置进行碰撞分析生成的。

30、另一方面，本发明实施例提供了一种存储介质，包括：所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述冗余自由度的调整方法。

31、另一方面，本发明实施例提供了一种机械臂，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现上述冗余自由度的调整方法的步骤。

32、另一方面，本发明实施例提供了一种手术机器人，包括上述机械臂。

33、本发明实施例提供的冗余自由度的调整方法的技术方案中，获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置；根据末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置；对机械臂的空间位置进行碰撞分析，生成机械臂的目标冗余自由度位置，以供机械臂根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整。本发明实施例提供的技术方案中，通过对机械臂的碰撞分析，在手术前调整机械臂的冗余自由度，能够在避免手术过程中机械臂的碰撞的同时，提高了调整冗余自由度的简便性和精确性并降低了机械臂的成本。

技术特征：

1.一种冗余自由度的调整方法，其特征在于，应用于计算机设备，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述机械臂的空间位置进行碰撞分析，生成机械臂的目标冗余自由度位置，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标冗余自由度位置包括机械臂的平行四边形轴线连杆与地面的夹角，所述夹角通过重力传感器或水平仪传感器获得。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置的方式包括运动仿真。

6.一种冗余自由度的调整方法，其特征在于，应用于机械臂，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述提示用户进行冗余自由度位置的调整包括：

9.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述机械臂包括带有平行四边形远心运动机构的机械臂。

10.一种冗余自由度的调整装置，其特征在于，包括：

11.一种存储介质，其特征在于，包括：所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至5任一项所述的冗余自由度的调整方法。

12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现权利要求1至5任一项所述的冗余自由度的调整方法的步骤。

13.一种冗余自由度的调整装置，其特征在于，包括：

14.一种存储介质，其特征在于，包括：所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求6至9任一项所述的冗余自由度的调整方法。

15.一种机械臂，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现权利要求6至9任一项所述的冗余自由度的调整方法的步骤。

16.一种手术机器人，包括如权利要求15所述的机械臂。

技术总结
本发明实施例提供了一种冗余自由度的调整方法、装置、计算机设备和机械臂。该方法包括：获取机械臂的末端点和远心运动不动点的空间位置；根据末端点和远心运动不动点的空间位置，确定机械臂的空间位置；对机械臂的空间位置进行碰撞分析，生成机械臂的目标冗余自由度位置，以供机械臂根据获取的机械臂的目标冗余自由度位置进行冗余自由度的调整。本发明实施例提供的技术方案中，通过对机械臂的碰撞分析，在手术前调整机械臂的冗余自由度，能够在避免手术过程中机械臂的碰撞的同时，提高了调整冗余自由度的简便性和精确性并降低了机械臂的成本。

技术研发人员：董天来,孙培
受保护的技术使用者：瑞龙诺赋（上海）医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22