[发明专利]用于外科手术及其它应用的软件中心和高度可配置的机器人系统

权利要求书

1.一种机器人系统，其包含：

操纵器组件，其用于自动地相对于近端基座移动远端执行器，所述操纵器组件具有多个关节，所述关节提供足够的自由度来允许针对一个末端执行器方位有一系列关节状态。

输入端，其用于接收命令以影响所述末端执行器的期望的移动；和

处理器，其连接所述输入端到所述操纵器组件上，所述处理器响应所述命令来确定所述关节的移动，从而以所述期望的移动来移动所述末端执行器，所述处理器被配置为响应所述操纵器组件的另一个关节的外部铰接来驱动至少一个关节。

2.一种外科手术机器人系统，其包含：

手术器械，其具有近端、适用于插入病人体内的远端执行器以及这二者之间的中间段；

操纵器，其支撑所述器械的所述近端以便从所述病人体外移动所述器械；

所述操纵器和器件具有多个被驱动关节，这些关节提供充足的自由度以允许在所述中间段穿过进刀部位时针对一个末端执行器方位有一系列关节状态。

输入端，其用于接收移动命令以影响所述末端执行器在手术工作区中的期望的移动；和

处理器，其连接所述输入端到所述操纵器上，所述处理器被配置为响应所述预定/指令移动来确定所述关节的移动，从而使所述器械的所述中间段在所述末端执行器的所述期望的移动过程中处于所述进刀部位中。

3.一种主-从机器人系统，其包含：

第一操纵器组件，其具有可以在工作区移动的第一末端执行器，针对所述工作区中的第一末端执行器方位，所述第一操纵器组件具有多个可替代的关节状态；

第二操纵器组件，其具有可以在所述工作区移动的第二末端执行器，所述第二操纵器组件传送状态信号，该状态信号指示所述第二操纵器组件的移动；

输入装置，其用于接收输入，该输入针对所述工作区中所述第一末端执行器的第一期望的移动；

处理器，其与所述输入装置、所述第一操纵器组件和所述第二操纵器组件相连，所述处理器被配置为根据针对所述第一期望的移动考虑了所述第二操纵器组件状态信号的所述输入来确定所述第一操纵器组件的移动，从而抑止所述操纵器组件之间的碰撞，所述处理器通过影响所述第一期望的移动来控制所述第一末端执行器。

4.一种外科手术机器人操纵器系统，其包含：

可移动的手术器械夹持器；

基座，其可在工作区附近进行定位；

旋臂组件，其枢轴地连接到所述基座上且枢轴地连接到所述器械夹持器上，所述旋臂组件包括：

第一连杆，其具有第一轴线；

第二连杆，其具有第二轴线；

枢轴旋臂关节，其连接所述第一连杆到所述第二连杆上，所述枢轴关节具有枢轴线用以变换所述第一轴线和所述第二轴线的夹角，和

第一轧辊关节，其位于所述基座和枢轴旋臂关节之间，所述第一轧辊关节具有沿所述第一轴线延伸的旋臂轧辊轴线。

5.一种外科手术机器人系统，其包含：

操纵器组件，其用于自动移动手术末端执行器，所述操纵器组件具有多个关节，所述关节提供充足的自由度以便针对手术工作区中的末端执行器方位允许出现一系列关节状态；

输入端，其用于接收命令以影响所述末端执行器在所述手术工作区内的期望的移动；和

处理器，其连接所述输入端到所述操纵器组件，所述处理器具有主关节控制器，该主关节控制器驱动所述操纵器到主要解，所述主要解是欠约束的，所述处理器还具有构形相关滤波器，所述构形相关滤波器限定所述操纵器的所述启动，从而在所述期望的末端执行器移动过程中提供期望的关节状态组合。

6.一种机器人外科手术系统，其包含：

操纵器组件，其用于相对于近端基座自动移动远端执行器，所述操纵器组件具有多个关节；

端口离合输入端；

主控输入端，其用于接收命令来影响所述末端执行器的期望的移动；和

处理器，其连接所述主控输入端到所述操纵器组件，所述处理器响应所述端口离合输入端的启动而在组织操纵模式和端口离合模式之间进行变换，处于所述组织操纵模式中的所述处理器响应所述命令计算所述关节的移动，从而在邻近微创切口部位枢轴转动所述操纵器并且以所述期望的移动来移动所述末端执行器，处于所述端口离合模式中的所述处理器被配置为针对所述切口部位的移动来手动重新配置所述操纵器的所述关节。