[发明专利]用于远程可控操纵器的重新定位系统和相关方法

说明书

一种计算机辅助系统，包括经配置支撑工具的操纵器、可锁定的接头和控制器。所述操纵器从基部向远侧延伸并且包括远侧部分。可锁定的接头联接到基部并相对于基部位于近侧；控制器可操作地联接到动力接头，所述动力接头相对于所述基部位于远侧。所述控制器经配置执行操作。所述操作包括：当可锁定的接头被锁定时，驱动动力接头以移动远侧部分，并且当可锁定的接头被解锁并且远侧部分的位置被从外部维持时，驱动动力接头以移动基部。一种包括用于操作计算机辅助系统的过程的方法。一种方法，其包括确定用于由操纵器支撑的工具的期望运动包络，并且基于期望运动包络定位所述操纵器的基部。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月8日提交的美国临时申请No.62/456,430的权益。在先申请的公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分并且通过引用并入本申请的公开内容中。

技术领域

本说明书涉及用于诸如远程可控操纵器的操纵器的系统。

背景技术

机器人系统能够包括机器人操纵器以操纵工具在工作部位执行任务。机器人操纵器能够包括通过一个或更多个接头/关节(joint)联接在一起的两个或更多个连杆。接头能够是主动控制的主动接头。接头也能够是在主动接头被主动控制时遵从主动接头的运动的被动接头。这种主动和被动接头可以是旋转或棱柱型接头。然后可以通过接头的位置、机器人操纵器的结构以及连杆的联接确定机器人操纵器的配置。

机器人系统包括工业和娱乐机器人系统。机器人系统还包括用于诊断、非外科手术治疗、外科手术治疗等程序的医疗机器人系统。作为具体示例，机器人系统包括微创、计算机辅助的机器人外科手术系统，其中外科医生能够对床边或远程位置患者进行操作。远程外科手术通常是指使用外科手术系统进行的外科手术，其中外科医生使用某种形式的远程控制(例如伺服机构) 来操纵外科手术工具运动而不是用手直接握住和移动外科手术工具。可用于远程外科手术的机器人外科手术系统能够包括远程可控的机器人操纵器。操作者能够远程控制机器人操纵器的运动。操作者还能够手动将机器人外科手术系统的件移动到外科手术环境内的位置。例如，外科医生、手术助理或其他操作者能够用手推或拉设备，使得设备沿着外科手术环境的地板表面移动。

发明内容

在一方面，一种计算机辅助系统包括经配置支撑工具的操纵器、可锁定的接头和控制器。操纵器从基部向远侧延伸并且包括远侧部分。可锁定的接头联接到基部并相对于基部位于近侧。控制器可操作地联接到动力接头。动力接头相对于基部位于远侧。控制器经配置执行操作。操作包括：在可锁定的接头被锁定时驱动动力接头以移动远侧部分，并且在可锁定的接头被解锁并且从外部维持位置、取向或位置和取向二者的参数时驱动动力接头以移动基部。

在另一方面，一种用于操作计算机辅助系统的方法包括：在可锁定的接头被解锁并且操纵器的远侧部分的位置、取向或位置和取向二者的参数被从外部维持时驱动动力接头以移动基部，并且在可锁定的接头被锁定时，驱动动力接头以移动远侧部分。计算机辅助系统包括操纵器和可锁定的接头。操纵器从基部向远侧延伸。可锁定的接头联接到基部并相对于基部位于近侧。动力接头相对于基部位于远侧。

在另一方面，非暂时性机器可读介质包括多个机器可读指令。当由一个或更多个处理器执行时，这些指令适于使一个或更多个处理器执行本文公开的方法中的任意个。

例如，在一个方面，这些指令适于使一个或更多个处理器执行用于操作计算机辅助系统的方法。计算机辅助系统包括操纵器和可锁定的接头。操纵器从基部向远侧延伸。可锁定的接头联接到基部并相对于基部位于近侧。该方法包括：确定基部的期望位置，在可锁定的接头被解锁并且操纵器的远侧部分的位置、取向或位置和取向二者的参数被从外部维持时驱动动力接头以将基部朝向期望位置反向驱动(backdrive)，并且(在可锁定的接头被锁定之后)驱动动力接头以移动远侧部分。动力接头相对于基部位于远侧。