[发明专利]用于力或扭矩极限补偿的系统和方法

权利要求书

1.一种非瞬态机器可读介质，其包括多个机器可读指令，当多个机器可读指令被与计算机辅助医疗设备相关联的一个或多个处理器执行时，适于使所述一个或多个处理器执行一种操作与计算机辅助设备一起使用的器械的方法，所述方法包括：

确定所述器械的机械自由度的当前位置；

基于所述当前位置确定用以调节一个或多个力极限的量或用以调节一个或多个扭矩极限的量；

基于用以调节所述一个或多个力极限的所述量调节一个或多个力极限，或基于用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量调节一个或多个扭矩极限；并且

使用致动器移动所述机械自由度，其中所述致动器的致动的力或扭矩经受所述一个或多个力极限或所述一个或多个扭矩极限的限制。

2.根据权利要求1所述的非瞬态机器可读介质，其中所述机械自由度与下列项相关联：

位于所述器械的远端的末端执行器的夹持夹钳的角度；

所述末端执行器的切割刀片的延伸量；或者

将所述末端执行器耦合到所述器械的轴的铰接腕的弯曲角度。

3.根据权利要求1所述的非瞬态机器可读介质，其中确定所述当前位置包括在所述器械的驱动单元处测量所述当前位置。

4.根据权利要求1所述的非瞬态机器可读介质，其中所述方法还包括使用补偿曲线对所述当前位置与用以调节所述一个或多个力极限的所述量或用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量之间的关系进行建模。

5.根据权利要求4所述的非瞬态机器可读介质，其中所述补偿曲线包括：

过渡区域，在其中所述补偿曲线具有第一斜率；

操作区域，在其中所述补偿曲线具有小于所述第一斜率的第二斜率；以及

饱和区域，在其中用以调节所述一个或多个力极限的所述量或用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量处于最大值。

6.根据权利要求1所述的非瞬态机器可读介质，其中所述方法还包括使用控制点的查找表对所述当前位置与用以调节所述一个或多个力极限的所述量或用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量之间的关系进行建模。

7.根据权利要求6所述的非瞬态机器可读介质，其中确定用以调节所述一个或多个力极限的所述量或用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量包括使用所述查找表和内插来基于所述当前位置确定用以调节所述一个或多个力极限的所述量或用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量。

8.根据权利要求1所述的非瞬态机器可读介质，其中调节所述一个或多个力极限或所述一个或多个扭矩极限包括将用以调节所述一个或多个力极限的所述量添加到所述一个或多个力极限中的每一个或者将用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量添加到所述一个或多个扭矩极限中的每一个。

9.一种计算机辅助系统，其包括：

一个或多个处理器；和

铰接臂，所述铰接臂被配置成支撑器械，其中所述器械包括：

末端执行器，其位于所述器械的远端处；

驱动单元，其至少用于操作所述器械的机械自由度；

轴，其将所述末端执行器耦合到所述驱动单元；以及

一个或多个驱动机构，其延伸穿过所述轴，以用于将来自所述驱动单元的力或扭矩耦合到至少所述末端执行器；

其中为了控制所述机械自由度，所述一个或多个处理器被配置为：

确定所述器械的机械自由度的当前位置；

基于所述当前位置确定用以调节一个或多个力极限的量或用以调节一个或多个扭矩极限的量；

基于用以调节所述一个或多个力极限的所述量调节一个或多个力极限，或基于用以调节所述一个或多个扭矩极限的所述量调节一个或多个扭矩极限；并且

使用致动器移动所述机械自由度，其中所述致动器的致动的力或扭矩经受所述一个或多个力极限或所述一个或多个扭矩极限的限制。

10.根据权利要求9所述的计算机辅助系统，其中所述当前位置是在所述驱动单元处测量的。