本發(fā)明涉及機(jī)械控制，尤其涉及一種手術(shù)機(jī)械臂力控制方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展，手術(shù)機(jī)器人因其高穩(wěn)定性和高安全性成為現(xiàn)代醫(yī)療體系中不可或缺的一部分，手術(shù)臂的控制操作更是其智能化的體現(xiàn)。

2、手術(shù)臂力控制的關(guān)鍵在于醫(yī)生拖拽其旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、平行四邊形關(guān)節(jié)和滑臺，使手術(shù)器械到達(dá)目標(biāo)的位置與姿態(tài)。

3、然而，在實(shí)際操控過程中，手術(shù)臂上的線束以非固定狀態(tài)負(fù)載手術(shù)臂上，非固定狀態(tài)的線束會隨著手術(shù)臂的運(yùn)動而發(fā)生改變，這就會干擾醫(yī)生對手術(shù)臂的控制，從而影響手術(shù)臂各關(guān)節(jié)的精準(zhǔn)擺位，使得手術(shù)臂預(yù)期軌跡和定位發(fā)生偏移，進(jìn)而對手術(shù)治療產(chǎn)生影響，無法滿足實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種手術(shù)機(jī)械臂力控制方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)，對手術(shù)機(jī)械臂的實(shí)際力矩矢量進(jìn)行補(bǔ)償，使得手術(shù)臂各關(guān)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)擺位，從而降低非固定線束的干擾，可有效提高手術(shù)臂力控制的魯棒性。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種手術(shù)機(jī)械臂力控制方法。該方法包括：

3、獲取手術(shù)機(jī)械臂在正常運(yùn)行時(shí)對應(yīng)的機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)動力學(xué)模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的實(shí)際力矩矢量，其中，所述目標(biāo)動力學(xué)模型包括手術(shù)臂動力學(xué)方程和動力學(xué)參數(shù)，所述動力學(xué)參數(shù)在所述手術(shù)機(jī)械臂線束非固定的情況下確定；

5、根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)力矩補(bǔ)償模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的補(bǔ)償力矩矢量；

6、根據(jù)所述實(shí)際力矩矢量和所述補(bǔ)償力矩矢量，確定目標(biāo)力矩矢量，并根據(jù)所述目標(biāo)力矩矢量對所述手術(shù)機(jī)械臂進(jìn)行控制。

7、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種手術(shù)機(jī)械臂力控制裝置。該裝置包括：

8、機(jī)械臂數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取手術(shù)機(jī)械臂在正常運(yùn)行時(shí)對應(yīng)的機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)；

9、實(shí)際力矩矢量確定模塊，用于根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)動力學(xué)模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的實(shí)際力矩矢量，其中，所述目標(biāo)動力學(xué)模型包括手術(shù)臂動力學(xué)方程和動力學(xué)參數(shù)，所述動力學(xué)參數(shù)在所述手術(shù)機(jī)械臂線束非固定的情況下確定；

10、補(bǔ)償力矩矢量確定模塊，用于根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)力矩補(bǔ)償模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的補(bǔ)償力矩矢量；

11、目標(biāo)力矩矢量確定模塊，用于根據(jù)所述實(shí)際力矩矢量和所述補(bǔ)償力矩矢量，確定目標(biāo)力矩矢量，并根據(jù)所述目標(biāo)力矩矢量對所述手術(shù)機(jī)械臂進(jìn)行控制。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：

13、至少一個(gè)處理器；以及

14、與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲器；其中，

15、所述存儲器存儲有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行本發(fā)明任一實(shí)施例所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法。

16、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明任一實(shí)施例所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法。

17、本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，通過獲取手術(shù)機(jī)械臂在正常運(yùn)行時(shí)對應(yīng)的機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)。根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)動力學(xué)模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的實(shí)際力矩矢量。根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)力矩補(bǔ)償模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的補(bǔ)償力矩矢量。根據(jù)所述實(shí)際力矩矢量和所述補(bǔ)償力矩矢量，確定目標(biāo)力矩矢量，并根據(jù)所述目標(biāo)力矩矢量對所述手術(shù)機(jī)械臂進(jìn)行控制，解決了非固定線束對機(jī)械臂運(yùn)行軌跡干擾的問題，通過確定補(bǔ)償力矩矢量對手術(shù)機(jī)械臂的實(shí)際力矩矢量進(jìn)行補(bǔ)償，從而可以使得手術(shù)臂各關(guān)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)擺位，降低非固定線束的干擾，可有效提高手術(shù)臂力控制的魯棒性。

18、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。

技術(shù)特征：

1.一種手術(shù)機(jī)械臂力控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法，其特征在于，所述手術(shù)臂動力學(xué)方程的構(gòu)建過程包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法，其特征在于，所述動力學(xué)參數(shù)的確定過程包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法，其特征在于，確定所述樣本補(bǔ)償力矩，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法，其特征在于，所述確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的第二樣本力矩向量，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法，其特征在于，所述樣本動力學(xué)模型包括所述手術(shù)臂動力學(xué)方程和樣本模型參數(shù)，所述樣本模型參數(shù)利用最小二乘擬合法和在手術(shù)機(jī)械臂線束固定的情況下的運(yùn)行參數(shù)確定。

7.一種手術(shù)機(jī)械臂力控制裝置，其特征在于，包括：

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的手術(shù)機(jī)械臂力控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種手術(shù)機(jī)械臂力控制方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。本發(fā)明涉及機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：獲取手術(shù)機(jī)械臂在正常運(yùn)行時(shí)對應(yīng)的機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)。根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)動力學(xué)模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的實(shí)際力矩矢量。根據(jù)所述機(jī)械臂原始數(shù)據(jù)和所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的目標(biāo)力矩補(bǔ)償模型，確定所述手術(shù)機(jī)械臂對應(yīng)的補(bǔ)償力矩矢量。根據(jù)所述實(shí)際力矩矢量和所述補(bǔ)償力矩矢量，確定目標(biāo)力矩矢量，并根據(jù)目標(biāo)力矩矢量對手術(shù)機(jī)械臂的實(shí)際力矩矢量進(jìn)行補(bǔ)償，使得手術(shù)臂各關(guān)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)擺位，從而降低非固定線束的干擾，可有效提高手術(shù)臂力控制的魯棒性。

技術(shù)研發(fā)人員：徐冰,任宏帥,趙彥丞,王偉,蘇衍宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱思哲睿智能醫(yī)療設(shè)備股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6