[发明专利]异形加工件参数验证装置、系统及方法有效

专利信息
申请号: 202010272279.4 申请日: 2020-04-09
公开(公告)号: CN111189394B 公开(公告)日: 2020-07-17
发明(设计)人: 程敏;龚肖;周宁玲;王锋;于福翔;赵亚平;汤翔 申请(专利权)人: 南京佗道医疗科技有限公司
主分类号: G01B11/00 分类号: G01B11/00;A61B34/00;A61B34/30;B25J11/00
代理公司: 南京中盟科创知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32279 代理人: 唐绍焜
地址: 210000 江苏省南京市雨*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 异形 工件 参数 验证 装置 系统 方法
【说明书】:

发明公开了异形加工件参数验证装置、系统及方法,包括:定位部,具有倾斜设置的承载体,所述承载体上承载有第一示踪器;验证部,设置在所述承载体上。本发明将参数验证装置有现有安装在竖直面上的改为斜面安装,且进一步的本发明的参数验证装置的斜面可以与光学跟踪器平行放置,使得光学跟踪器可以正对其上的示踪器。本发明的异形加工件参数验证方法解决了机械臂末端操作装置的安装后测量精度的准确性问题,保证了系统精度的稳定可靠。

技术领域

本发明涉及加工件精度验证领域,尤其涉及异形加工件参数验证系统及方法。

背景技术

机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体,其用途广泛,在临床上外科上有大量的应用。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术,完全不同于传统的手术概念,是当之无愧的革命性外科手术工具。在手术过程中,通常需要在机械臂的末端安装操作装置来直接操控进行手术操作。考虑到手术操作的安全性,精度是决定机器人能否应用在手术中重要参数之一,而机械臂末端操作装置的设计加工精度的差异会直接影响机器人最终操作的目标点位置,因此,对操作装置的参数验证是非常有必要的。

然而,由于手术种类的不同,末端操作装置也会形态功能各异,因此不能对其进行直接测量,只能通过间接的方法去测量一些关键点的位置关系,而如何对这些测量点的位置关系准确性进行评价,是非常困难的。

另外,现有的参数验证装置的示踪器是安装在竖直面上的,和光学跟踪器之间始终是存在一定角度的,且不易同时观察参数验证装置和机械臂上的示踪器。

发明内容

发明目的:本发明针对上述不足,提出了异形加工件参数验证装置、系统及方法,解决了机械臂末端操作装置的安装后测量精度的准确性问题,保证了系统精度的稳定可靠。

技术方案:

异形加工件参数验证装置,包括:

定位部,具有倾斜设置的承载体,所述承载体上承载有第一示踪器;

验证部,包括设置在所述承载体上的基准结构以及与所述基准结构相配合的验证件;

所述基准结构包括至少一个小孔和/或至少一个靶心;所述小孔的孔径范围为0.5mm-1.5mm;所述靶心采用环形靶或方形靶,靶环间距为0.2mm-1mm。

所述基准结构包括至少两个小孔,其中至少一个所述小孔上安装有靶心。

所述验证件为用于穿过穿过所述小孔或指示所述靶心上靶环的长条形结构。

在所述承载体位于所述小孔位置的背向处开设有凹槽。

一种异形加工件参数验证系统,包括:

前述的异形加工件参数验证装置;

机械臂,末端安装有末端操作装置和第二示踪器;

光学跟踪器,用于获取第一示踪器和第二示踪器的位姿,并发送至上位机;

上位机,用于接收光学跟踪器发送的第二示踪器和第一示踪器的位姿,计算末端操作装置的实际位姿与理论位姿之间的偏差,以及控制机械臂运动。

所述末端操作装置为穿刺用导向筒、手术钳或推注器。

一种异形加工件参数验证方法,包括步骤:

(1)利用光学跟踪器获取第一示踪器和第二示踪器的位姿;

(2)根据第一示踪器的位姿计算得到末端操作装置的理论位姿,根据第二示踪器的位姿计算得到当前末端操作装置的实际位姿,计算出末端操作装置的理论位姿和实际位姿的位姿差;

(3)根据计算得到的位姿差控制机械臂运动至目标位置;

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