[发明专利]一种腹腔镜手术机器人的手术器械控制方法

权利要求书

1.一种腹腔镜手术机器人的手术器械控制方法，其中所述腹腔镜手术机器人包括控制手柄、监控设备、主控单元、滑台、与所述滑台滑动连接的器械固定装置、用于控制所述器械固定装置在所述滑台上滑动的滑动控制电机以及设置在所述器械固定装置上的从控单元和第一电机；

所述控制方法包括以下步骤：

由监控设备采集操作人员转动手臂时控制手柄相应的旋转角度信息，并将采集到的旋转角度信息传送给主控单元；

由主控单元对接收到的旋转角度信息进行分析，从中确定操作人员的手臂旋转角度，并由此输出相应的旋转控制指令给从控单元；

由从控单元根据接收到的旋转控制指令控制第一电机旋转，通过第一电机旋转带动手术器械旋转，并使得手术器械与操作人员的手臂同步旋转；

记录所述器械固定装置从滑台上的起始位置移动到指定位置过程中所述滑动控制电机的输出轴的转数；

当需要更换手术器械时，根据所述转数控制所述滑动控制电机反转，以带动所述器械固定装置回到所述起始位置；

当手术器械更换完毕后，根据所述转数控制所述滑动控制电机正转，以带动所述器械固定装置再次到达所述指定位置。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述器械固定装置还包括依次连接的第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、主齿轮、从齿轮和转轴以及器械杆，其中，所述第一联轴器与所述第一电机的输出轴连接，所述器械杆的末端固定连接所述手术器械，将所述第一电机的输出轴的旋转运动转化为所述手术器械的旋转运动；

所述从控单元内置有描述所述第一电机的输出轴的旋转运动与所述手术器械的旋转运动之间的转化关系的第一数学模型，基于所述第一数学模型，所述从控单元根据接收到的旋转控制指令控制第一电机的转动参数，使得手术器械与操作人员的手臂同步旋转。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述转动参数包括转速和转数。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述主控单元对接收到的旋转角度信息进行分析，还包括滤除其中的干扰信息。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述干扰信息包括因操作人员手臂颤动而产生的干扰信息。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，主控单元对接收到的旋转角度信息进行分析，还包括判断旋转角度是否超出预设的阈值，若是，判断操作错误，主控单元输出锁止控制指令给从控单元，中止对手术器械的控制。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，主控单元对接收到的旋转角度信息进行分析，还包括判断旋转角度的变化速度是否超出预设的阈值，若是，判断操作错误，主控单元输出锁止控制指令给从控单元，中止对手术器械的控制。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，记录所述器械固定装置从滑台上的起始位置移动到指定位置过程中所述滑动控制电机的输出轴的转数，包括：

根据第一控制信号控制所述滑动控制电机的输出轴正向旋转，以使所述滑动控制电机经由传动机构带动所述器械固定装置从起始位置沿所述滑台的轴向方向移动；

根据第二控制信号控制所述滑动控制电机停止工作，以使所述器械固定装置到达所述指定位置；

读取所述器械固定装置从起始位置移动到指定位置过程中所述滑动控制电机的输出轴的转数的编码器的读数，以作为所述转数。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，根据所述转数控制所述滑动控制电机反转，以带动所述器械固定装置回到所述起始位置，包括：

根据第三控制信号控制所述滑动控制电机的输出轴反向旋转所述转数，以使所述滑动控制电机经由所述传动机构带动所述器械固定装置沿所述滑台的轴向方向回到所述起始位置。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，根据所述转数控制所述滑动控制电机正转，以带动所述器械固定装置再次到达所述指定位置，包括：

根据第四控制信号控制所述滑动控制电机的输出轴正向旋转所述转数，以使所述滑动控制电机经由所述传动机构带动所述器械固定装置沿所述滑台的轴向方向再次到达所述指定位置。