[实用新型]一种手术机器人拓扑环路控制系统

说明书

本实用新型涉及手术机器人领域，它涉及一种手术机器人拓扑环路控制系统，其要点是：一种手术机器人拓扑环路控制系统，包括控制台和手术机器人设备。控制台包括主手、编码器、主手采样控制板及控制台主控板；编码器用于采集主手上各关节的运动偏移量；主手采样控制板用于计算主手末端的空间位置；手术机器人设备包括主控制器、器械座、器械臂及RCM机械臂；主控制器用于根据主手末端的空间位置，采用逆运动学方程计算第一从手姿态关节、第二从手姿态关节以及从手位置关节各自的运动偏移量，使第一从手姿态关节、第二从手姿态关节以及从手位置关节各自按照计算出的运动偏移量运动。根据本实用新型的方案，能够对手术机器人上的各运动关节进行控制。

技术领域

本实用新型涉及手术机器人技术领域，特别涉及一种手术机器人拓扑环路控制系统。

背景技术

机器人微创手术通过从根本上改变医生的手术环境及手术方式，有效地避免了医生长时间手术时的疲劳感及由此引起的手术误操作，有利于提高微创手术的手术效果。机器人微创手术需要用到手术机器人设备，而如何对手术机器人设备上的各运动关节进行控制是本领域技术人员需要解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种手术机器人拓扑环路控制系统，主要目的在于使其能够对手术机器人设备上的各运动关节进行控制。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种手术机器人拓扑环路控制系统，包括：

控制台，其包括主手、编码器、主手采样控制板以及控制台主控板；所述控制台主控板与所述主手采样控制板通信连接；所述编码器用于采集主手上各关节的运动偏移量；所述主手采样控制板用于根据主手上各关节的运动偏移量，采用正运动学方程计算主手末端的空间位置；

手术机器人设备，其包括主控制器、器械座、器械臂以及RCM机械臂；所述器械座上具有第一从手姿态关节和用于驱动所述第一从手姿态关节运动的第一电机，所述器械臂上具有第二从手姿态关节和用于驱动所述第二从手姿态关节运动的第二电机，所述RCM机械臂上具有从手位置关节和用于驱动所述从手位置关节运动的第三电机；所述主控制器用于根据主手末端的空间位置，采用逆运动学方程计算第一从手姿态关节、第二从手姿态关节以及从手位置关节各自的运动偏移量，并依此向第一电机、第二电机和第三电机各自的驱动器发送信号，使第一从手姿态关节、第二从手姿态关节以及从手位置关节各自按照计算出的运动偏移量运动。

在上述提供的技术方案中，通过将主从手各自的运动分为位置运动和姿态运动，并将主手的位置运动与从手的位置运动相对应，主手的姿态运动与从手的姿态运动相对应，从而方便通过主手对从手上各关节的运动进行控制，进而通过从手上各运动关节的配合带动从手上的手术器械运动至所需位置。

本实用新型进一步设置为：所述器械座上还设有绝对值编码器和编码器采样板；

所述绝对值编码器用于采集第一子电机的输出位移，所述第一子电机为与位于末端的姿态关节相对应的电机；

所述编码器采样板用于将绝对值编码器采集的数据反馈给电机驱动板，所述电机驱动板分别与第一电机、第二电机和第三电机各自的驱动器通信连接。

通过采用上述技术方案，可以实现对第一子电机的闭环控制。

本实用新型进一步设置为：所述器械臂上还设有位置传感器和位置传感器驱动板；

所述位置传感器用于采集第二子电机的输出位移，所述第二子电机为与位于末端的第一位置关节相对应的电机；

所述位置传感器驱动板用于根据所述位置传感器采集的数据向所述第二子电机的驱动器发送信号。

通过采用上述技术方案，可以实现对第二子电机的闭环控制。