[发明专利]手术机械臂的控制方法、计算机设备及一种手术机械臂

说明书

本发明公开了一种手术机械臂的控制方法、计算机设备及一种手术机械臂，根据目标靶点计算得到执行杆上的远心不动点，并控制术前摆位组件沿动坐标系的第一坐标轴推进远心操控组件的第一动平台；根据该远心不动点的坐标和该末端点的轨迹坐标，计算得到该第一动平台的原点在静坐标系下的第一原点坐标；根据所述远心操控组件的铰接点在所述静坐标系下的坐标，计算得到该远心操控组件的第一伸缩元件长度；控制该第一动平台移动至指定位姿，其中，根据该第一原点坐标和该第一伸缩元件长度确定该指定位姿，从而实现了远心不动点，解决了手术机械臂的结构尺寸大和手术机械臂之间存在干涉的问题。

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种手术机械臂的控制方法、 计算机设备及一种手术机械臂。

背景技术

随着科学技术的发展，手术机器人大大增加了手术操作的灵活性，医生能 够进行更精细的操作，同时加入人机工程学方面的设计，能够减少医生的疲劳。 在相关技术中，医生通过在远程操作发出控制指令，然后控制系统根据该控制 指令，将手术机器人，例如达芬奇手术机器人的若干个手术机械臂(一般为4-6 个)末端的手术器材入路进患者体内，并偏转不同的角度来穿过心脏或者肺部 直达病灶进行手术；因此，在相关技术中，手术机器人通常结构尺寸较大且结 构复杂，而为了完成相应的手术操作，特别是在器材末端动作幅度较大的时候， 手术机器人的机械臂之间容易发生干涉，不利于微创手术的实施。

针对相关技术中，手术机械臂的结构尺寸大和手术机械臂之间存在干涉的 问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中，手术机械臂的结构尺寸大和手术机械臂之间存在干涉的 问题，本发明提供了一种手术机械臂的控制方法、计算机设备及一种手术机械 臂，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种手术机械臂的控制方法，所述手术机 械臂包括术前摆位组件和主动臂，所述主动臂包括执行杆和远心操控组件，所 述执行杆和所述远心操控组件连接，所述远心操控组件和所述术前摆位组件连 接，所述方法包括：

根据目标靶点计算得到所述执行杆上的远心不动点，并控制所述术前摆位 组件沿动坐标系的第一坐标轴推进所述远心操控组件的第一动平台，所述推进 的距离等于获取的所述远心不动点与所述执行组件上的末端点的距离；

根据所述远心不动点的坐标和所述末端点的轨迹坐标，计算得到所述第一 动平台的原点在静坐标系下的第一原点坐标；

根据所述远心操控组件的铰接点在所述静坐标系下的坐标，计算得到所述 远心操控组件的第一伸缩元件长度；

控制所述第一动平台移动至指定位姿；其中，根据所述第一原点坐标和所 述第一伸缩元件长度确定所述指定位姿。

在其中一个实施例中，所述控制所述第一动平台移动至指定位姿之后，所 述方法包括：

移动所述远心不动点，并根据所述移动后的远心不动点坐标重新确定所示 指定位姿；其中，所述远心不动点在预设范围内移动。

在其中一个实施例中，所述移动所述远心不动点包括以下至少之一：

在控制所述第一动平台牵引所述执行杆移动至与微创开口所在平面垂直的 情况下，控制所述术前摆位组件沿所述第一坐标轴牵引所述远心操控组件移动；

控制所述第一动平台运动，所述运动用于移动所述远心不动点。

在其中一个实施例中，所述根据所述远心不动点坐标和所述末端点的轨迹 坐标，计算得到所述第一动平台的原点在静坐标系下的第一原点坐标标包括：

依据所述远心不动点坐标、所述轨迹坐标和方向向量模长的关系确定第一 计算模型，所述方向向量模长为所述执行杆在静坐标系下的方向向量模长；