[发明专利]用于使用共享机器人自由度进行运动学优化的系统和方法

说明书

本发明提供了用于用共享机器人自由度进行运动学优化的系统和方法。在一个方面，机器人医疗系统包括基座、耦合到所述基座的可调式臂支撑件以及耦合到所述可调式臂支撑件的至少一个机器人臂。所述至少一个机器人臂被进一步配置成耦合到医疗工具，所述医疗工具被配置成通过患者的切口或自然孔口递送。所述系统进一步包括处理器，所述处理器被配置成调整所述可调式臂支撑件和所述至少一个机器人臂的位置，同时保持所述工具的远程移动中心。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年9月10日提交的美国临时申请62/898,472的权益，该申请据此全文以引用方式并入。

技术领域

本文公开的系统和方法涉及手术机器人，并且更具体地涉及具有共享的机器人自由度的机器人系统。

背景技术

医学规程诸如腹腔镜手术可涉及进入患者的内部区域并使患者的内部区域可视化。在腹腔镜规程中，医疗工具可通过腹腔镜插管插入到内部区域中。

在某些规程中，机器人使能医疗系统可用于控制一个或多个医疗工具的插入和/或操纵。机器人使能医疗系统可以是控制医疗工具的多个机器人臂。在定位医疗工具时，机器人臂的部分可以朝向另一机器人臂或环境中的其它对象移动，这可能导致碰撞。

发明内容

本公开的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，这些创新方面中没有一个独自负责本文所公开的期望属性。

在一个方面，提供了机器人医疗系统，包括：基座；可调式臂支撑件，该可调式臂支撑件耦合到基座；至少一个机器人臂，该至少一个机器人臂耦合到可调式臂支撑件，至少一个机器人臂被配置成被耦合到医疗工具，该医疗工具被配置成通过患者的切口或自然孔口递送；和处理器，该处理器被配置成调整可调式臂支撑件和至少一个机器人臂的位置，同时保持工具的远程移动中心。

在另一方面，提供了机器人医疗系统，包括：基座；可调式臂支撑件，该可调式臂支撑件耦合到基座；至少一对机器人臂，该至少一对机器人臂耦合到可调式臂支撑件，该对机器人臂各自耦合到工具，该工具被配置成通过患者的切口或自然孔口递送；和处理器，该处理器被配置成调整可调式臂支撑件和一对机器人臂的位置，同时保持工具中的每个工具的远程移动中心。

在又另一方面，提供了一种医学方法，包括：提供医疗平台，该医疗平台包括耦合到一对机器人臂的可调式臂支撑件，其中机器人臂中的每个机器人臂耦合到医疗工具；以及调整可调式臂支撑件和机器人臂中的每个机器人臂的位置，同时保持工具中的每个工具的远程移动中心。

在又另一方面，提供了一种机器人医疗系统，包括：第一组一个或多个连接件，该第一组一个或多个连接件可拆卸地耦合到医疗工具并且被配置成执行第一任务；和第二组一个或多个连接件，该第二组一个或多个连接件被配置成执行不同于第一任务的第二任务，其中第一组一个或多个连接件具有至少一个自由度(DoF)，并且第二组一个或多个连接件具有至少一个DoF，并且其中第一组一个或多个连接件和第二组一个或多个连接件中的每一者的至少一个DoF被共享以提供零空间运动。

在另一方面，提供了一种机器人医疗系统，该机器人医疗系统包括一组一个或多个连接件；和患者平台，该患者平台被配置成支撑患者体重的至少一部分，其中一组一个或多个连接件具有至少一个DoF，并且患者平台具有至少一个DoF，并且其中一组一个或多个连接件和患者平台中的每一者的至少一个DoF被共享以提供零空间运动。

在又另一方面，提供了一种方法，包括：移动第一组一个或多个连接件以执行第一任务，其中第一组一个或多个连接件具有至少一个DoF；移动第二组一个或多个连接件以执行不同于第一任务的第二任务，其中第二组一个或多个连接件具有至少一个DoF，其中第一组一个或多个连接件和第二组一个或多个连接件中的每一者的至少一个DoF被共享；以及使用共享的至少一个DoF在零空间中移动第一组一个或多个连接件和第二组一个或多个连接件中的至少一者。