一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法及系统技术方案

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，提供了一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法及系统，包括：获取执行柔性器械钳头相关运动的电机电流；依据获取的电机电流判断电机是否处于堵转状态；如果电机处于堵转状态，则判定柔性器械钳头的相关运动到达极限位置，否则没有到达极限位置；以获取的电机电流为依据，通过电机的堵转状态来判定柔性器械钳头相关运动是否到达极限位置，避免了因柔性器械误差精度较低，做为定值的量程难以精确满足极限位置判断的要求，为提高柔性器械钳头位置控制的精度提供了可靠依据。了可靠依据。了可靠依据。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法及系统


[0001]本专利技术属于医疗器械
，尤其涉及一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法及系统。

技术介绍

[0002]微创医疗器械一般分为纯机械传动器械和电控器械两种；纯机械传动器械通过机械传动，将简易的动作指令传递给末端的执行器械，功能较为单一；电控器械，输入设备将信号发送给控制系统，控制系统通过电机驱动传动机构带动末端的执行器械，形成真正意义上的手术机器人，可以执行复杂动作。对于手术机器人来讲，在执行手术动作时，输入设备发送信号给控制系统，控制系统发出控制指令给电机，电机经传动机构带动末端的执行器械，执行器械执行动作。
[0003]手术机器人与其他行业的机器人相比，要求控制精度高；想要实现高精度控制，在结构上可以选用刚性器械进行控制，但是刚性器械的自由度数量有限，很难实现微创需求，而柔性器械是钢丝传动，易于集成多个自由度，实现简单，所以现在手术机器人的主流方向就是柔性器械。
[0004]专利技术人发现，在对柔性器械进行精确位置控制时，首先要确定柔性器械的运动量程，常用的做法是选择某一类柔性器械作一般性样品，通过测量工具进行量程确定，确定后的数据作为这一类柔性器械的量程标准，是个定值；然而由于实际制作工艺水平的限制，柔性器械很难像刚性器械那样达到较高的误差精度，所以做为定值的量程很难满足精确位置控制，同时，伴随柔性器械老化，柔性器械的钢丝弹性形变，会进一步使量程不准确。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法及系统，本专利技术通过电机的堵转状态来判定柔性器械钳头相关运动是否到达极限位置，避免了因柔性器械误差精度较低，做为定值的量程难以精确满足极限位置判断的要求。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，包括：
[0008]获取执行柔性器械钳头相关运动的电机电流；
[0009]依据获取的电机电流判断电机是否处于堵转状态；
[0010]如果电机处于堵转状态，则判定柔性器械钳头的相关运动到达极限位置，否则没有到达极限位置。
[0011]进一步的，延时获取预设次数的电流，如果电流持续处于堵转状态，断定电机处于堵转状态。
[0012]进一步的，固定输出力的大小，当相关运动到达极限位置时，电机的输出力小于执行柔性器械钳头进一步运动的力，此时电机处于堵转状态。
[0013]进一步的，通过样品器械测试，分别得出相关运动下的固定输出力。
[0014]进一步的，所述电机为直流无刷电机，当电机堵转时，电机没有旋转，输入相电压做功全部用来发热，此时母线电流达到最大。
[0015]进一步的，柔性器械钳头相关运动包括俯仰运动、偏航运动和夹合运动。
[0016]进一步的，柔性器械钳头俯仰运动时，当向上仰至最高点时，读取位置数据，获得最大值；向下俯至最低点时，读取位置数据，获得最小值；
[0017]柔性器械钳头偏航运动时，当向左至最左点时，读取此时位置数据，获得最大值；向右至最右点时，读取此时位置数据，获得最小值；
[0018]柔性器械钳头夹合运动时，当张开至最大点时，读取此时位置数据，获得最大值；当闭合至最紧时，读取此时位置数据，获得最小值。
[0019]第二方面，本专利技术还提供了一种柔性器械钳头运动的极限位置判断系统，包括：
[0020]数据采集模块，被配置为：获取执行柔性器械钳头相关运动的电机电流；
[0021]堵转状态判断模块，被配置为：依据获取的电机电流判断电机是否处于堵转状态；
[0022]极限位置判断模块，被配置为：如果电机处于堵转状态，则判定柔性器械钳头的相关运动到达极限位置，否则没有到达极限位置。
[0023]第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的柔性器械钳头运动的极限位置判断方法的步骤。
[0024]第四方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的柔性器械钳头运动的极限位置判断方法的步骤。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]1、本专利技术以获取的电机电流为依据，通过电机的堵转状态来判定柔性器械钳头相关运动是否到达极限位置，避免了因柔性器械误差精度较低，做为定值的量程难以精确满足极限位置判断的要求，为提高柔性器械钳头位置控制的精度提供了可靠依据；
[0027]2、本专利技术通过柔性器械的极限位置自适应，减小了对工艺管理的依赖，提高了柔性器械位置控制精度。
附图说明
[0028]构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
[0029]图1为本专利技术实施例1的流程图；
[0030]图2为本专利技术实施例1的手术机器人结构示意；
[0031]图3为本专利技术实施例1的主机结构示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例1的俯仰运动示意图；
[0033]图5为本专利技术实施例1的偏航运动示意图；
[0034]图6为本专利技术实施例1的旋转运动示意图；
[0035]图7为本专利技术实施例1的夹合运动示意图；
[0036]其中，1、主机；11、手柄绑带；12、俯仰和偏航控制旋钮；13、复位键；14、电量指示灯；15、状态灯；16、开关键；17、使能建；2、柔性器械钳头；3、无菌保护罩。
具体实施方式
[0037]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0038]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0039]实施例1：
[0040]如
技术介绍
中记载的，柔性器械很难像刚性器械那样达到较高的误差精度，所以做为定值的量程很难满足精确位置控制，针对上述问题，本实施例提供了一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，包括：
[0041]获取执行柔性器械钳头相关运动的电机电流；
[0042]依据获取的电机电流判断电机是否处于堵转状态；
[0043]如果电机处于堵转状态，则判定柔性器械钳头的相关运动到达极限位置，否则没有到达极限位置。
[0044]具体的，以获取的电机电流为依据，通过电机的堵转状态来判定柔性器械钳头相关运动是否到达极限位置，避免了因柔性器械误差精度较低，做为定值的量程难以精确满足极限位置判断的要求，为提高柔性器械钳头位置控制的精度提供了可靠依据。
[0045]如图1和图2所示，本实施例提供了一种手术机器人，包括主机1和柔性器械钳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，其特征在于，包括：获取执行柔性器械钳头相关运动的电机电流；依据获取的电机电流判断电机是否处于堵转状态；如果电机处于堵转状态，则判定柔性器械钳头的相关运动到达极限位置，否则没有到达极限位置。2.如权利要求1所述的一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，其特征在于，延时获取预设次数的电流，如果电流持续处于堵转状态，断定电机处于堵转状态。3.如权利要求1所述的一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，其特征在于，固定输出力的大小，当相关运动到达极限位置时，电机的输出力小于执行柔性器械钳头进一步运动的力，此时电机处于堵转状态。4.如权利要求3所述的一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，其特征在于，通过样品器械测试，分别得出相关运动下的固定输出力。5.如权利要求1所述的一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，其特征在于，所述电机为直流无刷电机，当电机堵转时，电机没有旋转，输入相电压做功全部用来发热，此时母线电流达到最大。6.如权利要求1所述的一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，其特征在于，柔性器械钳头相关运动包括俯仰运动、偏航运动和夹合运动。7.如权利要求6所述的一种柔性器械钳头运动的极限位置判断方法，其特征在于，柔性器械钳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎智，董先公，高倩，
申请(专利权)人：极限人工智能有限公司，
类型：发明
国别省市：