[发明专利]具有碰撞检测的机器人医学设备及其碰撞检测方法在审
申请号: | 201511009691.2 | 申请日: | 2015-12-29 |
公开(公告)号: | CN105751222A | 公开(公告)日: | 2016-07-13 |
发明(设计)人: | S.萨特勒;S.舒斯特 | 申请(专利权)人: | 西门子公司 |
主分类号: | B25J9/18 | 分类号: | B25J9/18;B25J19/06;A61B6/02;A61B6/03;A61B6/10 |
代理公司: | 北京市柳沈律师事务所 11105 | 代理人: | 熊雪梅 |
地址: | 德国*** | 国省代码: | 德国;DE |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 碰撞 检测 机器人 医学 设备 及其 方法 | ||
1.一种具有碰撞检测的机器人医学设备(10),该设备包括动力学链,该动力学链具有:至少一个支架装置(26)、至少一个铰链装置(36,36’)、能够借助至少一个定位装置定位的终端执行件(12),该设备还包括用于控制所述至少一个定位装置的计算和控制装置(20),其特征在于,
-所述机器人医学设备(10)具有用于确定力和/或转矩的测量装置系统(42),其中,所述力和/或转矩基本上作用于动力学链的可预先给定的点,并且其中,所述测量装置系统(42)的至少一个测量信号能够传输至所述计算和控制装置(20),
-所述计算和控制装置(20)构建为用于接收所述测量装置系统(42)的至少一个测量信号和用于确定基本上在动力学链的所述点上的作用力和/或作用转矩,并且
-所述计算和控制装置(20)构建为根据当前的位置和/或当前的动力学状态确定基本上在动力学链的所述点上的期望力和/或期望转矩,并且根据所确定的作用力和/或作用转矩与所确定的期望力和/或期望转矩的差来检测所述机器人医学设备(10)的碰撞。
2.根据权利要求1所述的设备(10),其特征在于,在确定基本上在动力学链的所述点上的作用力和/或作用转矩和/或基本上在动力学链的所述点上的期望力和/或期望转矩时,考虑动力学模型(24)。
3.根据权利要求1或2所述的设备(10),其特征在于,所述测量装置系统(42)包括至少三个力传感器(44)和/或至少三个转矩传感器(46)。
4.根据权利要求3所述的设备(10),其特征在于,所述至少三个力传感器(44)和/或至少三个转矩传感器(46)按圆圈并且彼此相距相同角度地分布。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述测量装置系统(42)布置在支架装置(26)与来自于由地板、墙壁和天花板组成的组中的静态环境对象(48)之间。
6.根据权利要求5所述的设备(10),其特征在于,所述测量装置系统(42)布置在装配板(40)中。
7.根据权利要求5或6所述的设备(10),其特征在于,在所述支架装置(26)与所述测量装置系统(42)之间布置有至少一个去耦装置(50)。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述测量装置系统(42)包括用于测量加速度的加速度传感器(52),并且在所述动力学模型(24)中考虑所测量的加速度。
9.根据上述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,在控制所述至少一个定位装置时考虑碰撞检测。
10.根据权利要求9所述的设备(10),其特征在于,对所述至少一个定位装置的控制使得减小所确定的作用力和/或作用转矩与所确定的期望力和/或期望转矩之差的绝对值。
11.根据上述权利要求中任一项所述的设备(10),其特征在于,所述终端执行件(12)包括带有X射线辐射器(13’)和X射线探测器(14’)的C型臂。
12.一种用于机器人医学设备(10)的碰撞检测的方法(1),其中,所述机器人医学设备(10)包括动力学链,该动力学链具有:至少一个支架装置(26)、至少一个铰链装置(36,36’)、能够借助至少一个定位装置定位的终端执行件(12),该设备还包括用于控制所述至少一个定位装置的计算和控制装置(20),其特征在于,所述方法(1)包括如下方法步骤:
S1)通过所述机器人医学设备(10)的测量装置系统(42)测量至少一个力和/或至少一个转矩,以及将所述测量装置系统(42)的至少一个测量信号传输至所述计算和控制装置(20),
S2)通过所述计算和控制装置(20)接收所述测量装置系统(42)的所述至少一个测量信号,以及确定基本上在动力学链的可预先给定的点上的作用力和/或作用转矩,以及
S3)通过所述计算和控制装置(20),根据当前的位置和/或当前的动力学状态,确定基本上在动力学链的所述点上的期望力和/或期望转矩,并且根据所确定的作用力和/或作用转矩与所确定的期望力和/或期望转矩之差检测所述机器人医学设备(10)的碰撞。
13.根据权利要求12所述的方法(1),其特征在于,所述方法(1)使用根据权利要求2至11中任一项所述的设备(10)。
14.根据权利要求12或13所述的方法(1),其特征在于,所述方法(1)被至少部分自动地和/或反复地实施。
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