[发明专利]医疗内窥镜智能机器人系统及内窥镜的控制方法

说明书

本发明涉及一种医疗内窥镜智能机器人系统及内窥镜的控制方法，包括步骤：(1)将内窥镜安装于能够自由活动的从臂上；(2)开启从臂，从臂使能并保持自平衡状态，手动将内窥镜插入人体表的工作通道中，手动摆到需要的初始位置；(3)以初始位置为基准，由主臂控制从臂带动内窥镜围绕着内窥镜与体表的交点进行上下点摆、左右点摆、伸进、退出运动；(4)手术完成后，主臂控制从臂带动内窥镜退出至体表处；(5)从臂使能，手工退出至从臂初始位置。本发明利用主臂通过力‑位混合控制从臂，通过主臂对从臂的遥操作，使从臂末端的医疗器械运动到指定位置和姿态，由计算机控制机器人末端内窥镜的进退和旋转动作，辅助外科手术操作，解放医生于繁重的医疗器械相关操作中。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种医疗内窥镜智能机器人系统及内窥镜的控制方法。

背景技术

目前微创外科手术是医疗技术研究热点，是未来手术发展趋势，这主要是由于微创医疗有诸多优点：诸如创伤小、住院时间短、恢复快、术后并发症少。但是传统内窥镜手术有诸多弊端，例如操作精度低，视野范围小，操作自由度小，医生容易疲劳和颤抖；随着科学技术发展，机器人医疗辅助技术能够很好的解决这些问题。机器人辅助技术能够提供3D视野，便于医生操作，微型医疗器械大大增加手术操作灵活性，医生能够进行更精细的操作。同时加入人机工程学方面设计，能够减少医生的疲劳。

目前达芬奇机器人是世界上商品化和临床化最成功的微创机器人，该机器人采用的开环平行四边形远心定位机构，依靠钢带同步约束来实现平行四边机构，该机构的缺点是在装配时需要借助装置寻找远心定位点。被动臂采用基于移动平台的机械臂集成，这种方式的缺点是整个机械系统体积较大，为了便于术前调整需要被动臂具有四个自由度，导致悬臂梁较长，使得机器人结构比较复杂、控制困难。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种医疗内窥镜智能机器人系统及内窥镜的控制方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种医疗内窥镜智能机器人系统及内窥镜的控制方法，基于完整动力学力矩补偿，以对机器人进行力控拖拽式控制，对自重较大的机器人亦能达到很好的补偿效果，能使操作者轻松灵活的拖动从臂任意部位进行拖拽式力控制，以准确移动位置。

本发明的医疗内窥镜智能机器人系统，其特征在于：包括依次通信连接的主臂、计算机、驱控一体机和从臂，所述驱控一体机还连接有对所述从臂进行控制的手持示教器，其中

-所述主臂用于采集控制信息；

-所述计算机用于人机交互并处理与传输所述主臂采集的信息；

-所述驱控一体机用于驱动和控制所述从臂的运动；

-所述从臂包括机器人本体和与机器人本体输出端连接的内窥镜夹具，用于执行所述驱控一体机控制的动作；

-所述手持示教器对所述机器人本体的位置进行控制。

进一步的，所述主臂通过串口与所述计算机连接，所述计算机通过TCP/IP协议与所述驱控一体机通信。

进一步的，所述机器人本体为串联6R机器人。

进一步的，所述主臂为控制内窥镜位置与姿态的摇杆控制器或通过角传感器与伸缩传感器控制内窥镜的位置与姿态。

进一步的，所述主臂与从臂可分别通过移动小车搭载。

进一步的，所述内窥镜夹具能够夹持一个或多个内窥镜。

本发明的利用上述的医疗内窥镜智能机器人系统进行内窥镜的控制方法，包括步骤：

(1)开启机器人本体，用手持示教器将机器人本体回到设定的原点位置，将内窥镜安装在机器人本体末端的内窥镜夹具上；