CN107361847B

CN107361847B - 一种初始化手术机器人中手术器械的方法及对应装置

Info

Publication number: CN107361847B
Application number: CN201710707843.9A
Authority: CN
Inventors: 李志强; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: Chengdu Boen Si Medical Robot Co Ltd
Current assignee: Chengdu Boen Si Medical Robot Co Ltd
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2019-12-06
Anticipated expiration: 2037-08-17
Also published as: CN107361847A

Abstract

本发明公开了一种初始化手术机器人中手术器械的方法及对应装置，用于解决现有技术中校准手术机器人中手术器械的方式耗时长、操作复杂且精度不足的技术问题。其中，手术器械包括至少一套驱动执行组件，至少一套驱动执行组件中的任一驱动执行组件包括电机，与电机机械连接的传动执行部，当控制任一驱动执行组件执行操作时，所述方法包括：确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置；判断实际可运动范围是否小于传动执行部的预设可运动范围；在为否时，根据实际可运动范围和极限运动位置，控制电机驱动传动执行部运动至传动执行部的预设初始位置。

Description

一种初始化手术机器人中手术器械的方法及对应装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种初始化手术机器人中手术器械的方法及对应装置。

背景技术

目前，由机器人辅助的微创外科手术逐步应用到实际的临床中。在手术机器人辅助进行手术的过程中，通过手术机器人对手术器械进行精准控制，以实现对组织的切割、剥离、缝合等操作。

在启动手术机器人或者更换手术机器人上的手术器械后，往往需要对手术器械的位置进行校准，以保证手术器械的运动能够与医生的控制同步，实现精准的手术操作。现有技术中，通过人工操作的方式，或者通过外部参照物结合图像拍摄的方式对手术器械的位置进行校准。

然而，现有技术中的这些校准方式不仅耗费时间、操作复杂，而且无法实现较高的精确度，不便于手术的顺利开展。

发明内容

本发明实施例提供一种初始化手术机器人中手术器械的方法及对应装置，用以解决现有技术中校准手术机器人中手术器械的方式耗时长、操作复杂且精度不足的技术问题。

第一方面，提供一种初始化手术机器人中手术器械的方法，所述手术器械包括至少一套驱动执行组件，所述至少一套驱动执行组件中的任一驱动执行组件包括电机，与所述电机机械连接的传动执行部，当控制所述任一驱动执行组件执行操作时，所述方法包括：

确定所述传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置；

判断所述实际可运动范围是否小于所述传动执行部的预设可运动范围；

在为否时，根据所述实际可运动范围和所述极限运动位置，控制所述电机驱动所述传动执行部运动至所述传动执行部的预设初始位置。

在一种可能的实现方式中，所述驱动执行组件还包括与所述电机连接的编码器，所述确定所述传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置，包括：

控制所述电机在第一预设最大转矩内进行第一方向的极限转动和第二方向的极限转动，以驱动所述传动执行部遍历所有可运动的范围，其中，所述第一方向与所述第二方向相反；

获得所述编码器持续检测的所述电机转动时的实际转动参数，所述实际转动参数包括转动方向信息和转动圈数信息；

根据所述实际转动参数包括的转动方向信息和转动圈数信息，确定所述传动执行部的实际可运动范围，以及确定所述传动执行部的极限运动位置。

在一种可能的实现方式中，所述控制所述电机在第一预设最大转矩内进行第一方向的极限转动和第二方向的极限转动，包括：

控制所述电机在所述第一预设最大转矩内进行所述第一方向的转动；以及

当所述电机无法继续所述第一方向的转动时，控制所述电机在所述第一预设最大转矩内进行所述第二方向的转动；以及

当所述电机无法继续所述第二方向的转动时，结束转动。

在一种可能的实现方式中，所述确定所述传动执行部的实际可运动范围，包括：

根据所述实际转动参数，确定所述电机进行所述第二方向的转动时的第二方向累积转动圈数；

确定所述第二方向累积转动圈数对应的运动范围为所述传动执行部的实际可运动范围。

在一种可能的实现方式中，所述确定所述传动执行部的极限运动位置，包括：

根据所述实际转动参数，确定所述电机进行所述第一方向的转动的过程中，所述电机的转动圈数变化率起始小于预设变化率的时刻，所述传动执行部所在的位置为所述极限运动位置包括的第一极限运动位置；以及

根据所述实际转动参数，确定所述电机进行所述第二方向的转动的过程中，所述电机的转动圈数变化率起始小于所述预设变化率的时刻，所述传动执行部所在的位置为所述极限运动位置包括的第二极限运动位置。

在一种可能的实现方式中，在判断所述实际可运动范围是否小于所述传动执行部的预设可运动范围之后，所述方法还包括：

在为是时，向用户发出用于表示初始化所述手术器械失败的提示信息。

在一种可能的实现方式中，在所述控制所述任一驱动执行组件执行操作之前，所述方法还包括：

加载用户确定的配置文件，以获得所述任一驱动执行组件中所述电机的第一预设最大转矩、第二预设最大转矩和所述传动执行部的预设可运动范围；其中，所述第二预设最大转矩为所述手术机器人进行手术的过程中所述电机可以采用的最大转矩。

第二方面，提供一种手术机器人，所述手术机器人包括手术器械，以及与所述手术器械连接的控制系统，其中：

所述手术器械，包括至少一套驱动执行组件，所述至少一套驱动执行组件中的任一驱动执行组件包括电机、与所述电机机械连接的传动执行部；

所述控制系统，用于控制所述任一驱动执行组件执行操作，以及用于在所述控制所述任一驱动执行组件执行操作时，执行如实施例一所述的初始化手术机器人中手术器械的方法。

在一种可能的实现方式中，所述控制系统还用于：

在所述控制所述任一驱动执行组件执行操作之前，加载用户确定的配置文件，以获得所述任一驱动执行组件中所述电机的第一预设最大转矩、第二预设最大转矩和所述传动执行部的预设可运动范围；其中，所述第二预设最大转矩为所述手术机器人进行手术的过程中所述电机可以采用的最大转矩。

第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被加载并运行时，执行如实施例一所述的初始化手术机器人中手术器械的方法。

本发明实施例中，手术机器人中的手术器械包括至少一套驱动执行组件，其中任一驱动执行组件包括有电机及与电机机械连接的传动执行部，通过电机的转动可以驱动并控制传动执行部的运动，以实现对手术器械的操作控制。

进一步地，通过控制传动执行部运动，可以确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置，并将实际可运动范围和传动执行部的预设可运动范围进行比较，进而，可以对手术器械是否能够正常运动进行判断，以避免手术器械发生故障或者安装错误时影响手术机器人进行手术。

进一步的，在确定实际运动范围不小于预设可运动范围时，可以以确定出的实际可运动范围和极限运动位置为参考，控制电机驱动传动执行部至传动执行部的预设初始位置，完成对手术器械的初始化，使得后续手术过程中手术器械可以精确地执行医生的操控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种手术器械的传动执行部分的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种手术器械的电机部分的结构示意图；

图3为本发明实施例中初始化手术机器人中手术器械的方法的一种流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一，本发明实施例提供一种初始化手术机器人中手术器械的方法。其中，手术机器人可以是由用户遥控操作以执行手术的手术机器人，也可以是全自动执行手术的机器人，等等，本发明实施例对此不做限制。手术器械可以安装在手术机器人上，作为手术机器人的一部分，例如，手术机器人可以包括有机械臂，则手术器械可以安装于机械臂上，又例如，手术机器人可以包括多个机械臂，则每个机械臂上都可以安装至少一个手术器械；并且，手术器械是在实施手术时手术机器人中直接作用于患者的部件。在具体的实施过程中，手术机器人通过控制系统对手术器械的运动进行控制，以实现手术操作。

本发明实施例中，手术器械包括至少一套驱动执行组件，其中每一套驱动执行组件用于实现手术器械的一个自由度，例如，手术器械包括3套驱动执行组件时，手术器械可以实现3个自由度的运动，如包括偏转、开合和旋转等自由度；通过至少一套驱动执行组件中各套驱动执行组件间的配合运动，手术器械得以在手术过程中实现复杂的手术操作。

该至少一套驱动执行组件中的任一驱动执行组件包括电机，以及与电机机械连接的传动执行部。

其中，电机作为提供驱动力的部件，由控制系统电性控制；传动执行部与电机机械连接，可以随着电机的转动而进行运动。也就是说，控制系统通过控制电机转动间接地控制了传动执行部的运动。

在具体的实施过程中，手术器械可以采用可拆卸的设计，例如将各套驱动执行组件中的各电机分为一部分，各传动执行部分为另一部分，而当需要使用手术器械进行手术时，可以将两部分组装起来成为一个完整的手术器械。通过这种可拆卸的涉及，便于在出现只有部分部件出现损坏需要更换等情况时，可以仅对需要更换的部分进行更换，避免更换整个的手术器械造成的浪费。

当然，在具体的实施过程中，也可以将电机和传动执行部合为一个不可拆卸的整体，以进一步提高手术器械的连接稳定性。

在具体的实施过程中，一种情况下，各传动执行部中包括的执行部分可以共同组成手术器械的末端执行装置，如剪刀、持针器、镊子、钳子、钩针等；另一种情况下，各传动执行部中包括的执行部分可以和手术器械包括的其它能量部件共同组成手术器械的末端执行装置，如电刀、超声刀，等等。本发明实施中对于各传动执行部间如何连接，以及手术器械的具体类型不做限定。

请参见图1、图2，图1所示为本发明实施例中剪刀这一手术器械的传动执行部分的示意图，图1所示的传动执行部分包括有三个传动执行部，这三个传动执行部共同组成了图1所示的手术器械的传动执行部分。其中，在将传动执行部分作为一个整体考虑时，又可以将图1所示的传动执行部分划分为用于直接与电机连接的模块110，导杆120和末端执行装置130。其中，模块110包括的端部111、端部112、端部113分别为3个传动执行部用于直接连接电机的位置；导杆120内部通过丝杆等部件进行传动(图1中未示出)。通过模块110和导杆120的传动，最终驱动末端执行装置130进行运动。末端执行装置130可以实现开合、旋转和偏转共三个自由度的运动。其中，开合指末端执行装置130包括的剪刀进行张开、闭合，旋转指末端执行装置130整体沿导杆120的径向平面进行旋转运动，偏转指末端执行装置130整体在导杆120的延长线两侧进行偏转。

图2所示为该手术器械电机部分的示意图，在图2中所示的3个圆柱体状物为手术器械的3个电机。并且，在具体的实施过程中，图1所示的传动执行部分可以和图2所示的电机部分机械连接，组合为手术器械。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参见图3，图3所示为本发明实施例中初始化手术机器人中手术器械的方法中的流程图，当控制至少一套驱动执行组件中的任一驱动执行组件执行操作时，该方法包括如图3所示的步骤。也就是说，本发明实施例中，初始化手术器械时，可以控制各套驱动执行组件执行相同的步骤进行初始化，当各套驱动组件都成功初始化后，表明手术器械初始化成功。并且，在初始化手术器械的过程中，可以是控制各套驱动执行组件同时进行初始化，也可以是控制各套驱动执行组件逐一进行初始化，等等。

在以下的描述中，以其中一套驱动执行组件进行初始化的来进行举例说明。图3所示的流程描述如下。

步骤301：确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置。

本发明实施例中，一个传动执行部对应于手术器械的一个自由度，各自由度的运动范围可以是有限的。举例来说，手术器械可以为镊子且该传动执行部对应镊子的开合自由度时，镊子最大的张开角度与镊子最小的闭合角度之间的范围为镊子的可运动范围。相应的，镊子处于最大张合角度、最小闭合角度时所在的位置极为镊子的极限运动位置。

在使用手术机器人正式进行手术操作之前，由于可能存在手术器械被异物卡住、手术器械安装不到位等影响传动执行部正常运动的情况，因而需要通过初始化判断电机能够正常驱动已经传动执行部能够正常运动。

在具体的实施过程中，可以在初始化的过程中，控制传动执行部进行运动，并在传动执行部运动时，获得可以用于确定传动执行部位置的参数，以确定传动执行部在该次初始化中实际可以运动的范围和极限运动位置。

其中，确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置的方式有多种。举例来说，可以通过检测驱动传动执行部的电机的转动参数来确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置；也可以通过高精度相机拍摄传动执行部运动时在不同时刻的图像画面，通过对图像进行分析获得传动执行部在不同时刻所运动到的位置，以确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置；还可以是在传动执行部直接设置有检测运动位置和/或运动状态的传动器，通过该传感器可以直接获得传动执行部的运动参数，进而确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置，等等。

步骤302：判断实际可运动范围是否小于传动执行部的预设可运动范围。

本发明实施例中，在步骤301确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置后，可以对实际可运动范围进行判断，确定该次初始化中确定的实际可运动范围是否正常，以确定手术器械是否可以正常执行操作。

在具体的实施过程中，可以将实际可运动范围和该传动执行部的可运动范围进行比较，判断实际可运动范围是否小于预设可运动范围。

其中，预设可运动范围是为该传动执行部在手术过程中设置的可运动范围，在进行手术操作的过程中，传动执行部只能在预设可运动范围内进行运动。该预设可运动范围可以是在设计手术器械时确定的，因而，在正常情况下，预设可运动范围是略小于或等于传动执行部实际可运动范围的。

举例来说，预设可运动范围可以是对应镊子张合角度范围为50°的运动范围，若实际可运动范围对应镊子张合角度为51°的运动范围，则表明传动执行部可以正常地运动，若实际可运动范围对应镊子张合角度仅为45°的运动范围，则表明传动执行部不能正常地运动。

步骤303：在为否时，即步骤302中判断出传动执行部的实际可运动范围不小于传动执行部的预设可运动范围时，根据实际可运动范围和极限运动位置，控制电机驱动传动执行部运动至传动执行部的预设初始位置。

经过步骤302的判断，在确定实际可运动范围不小于预设可运动范围时，可以确定传动执行部能够正常地运动。进而，可以根据实际可运动范围和极限运动位置，控制电机驱动传动执行部运动至传动执行部的预设初始位置。

在具体的实施过程中，确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置后，可以根据实际可运动范围和极限运动位置建立起传动执行部运动位置的参考模型。例如，可以将某个极限运动位置作为参考模型中位置的参考点，也可以将两个极限运动位置的中间位置作为参考模型中位置的参考点，等等。通过建立的位置参考模型，可以准确地确定传动执行部运动到了哪个位置，以及传动执行部需要进行位置调整时，应该根据当前的位置如何进行调整。

进而，以实际可运动范围和极限运动位置为参考，可以控制电机驱动传动执行部运动到预设的初始位置，该预设初始位置通常也被称为零位。其中，预设初始位置可以根据实际需要进行设定，在具体的实施过程中，可以设定传动执行部位的某个极限运动位置为预设初始位置，也可以设定在预定可运动范围内的其它位置为预设初始位置，等等。例如，传动执行部对应镊子的开合自由度时，可以设定镊子的开合角度为20°时传动执行部对应的运动位置为预设初始位置，也就是说，用户在初始化后进行手术操作时，镊子的位置是从开合角度为20°的状态开始运动的。

在一种可能的实施方式中，步骤302的判断后，还有一种判断结果是实际可运动范围小于预设可运动范围。即表明传动执行部无法进行正常的运动，运动范围受限，初始化发生错误。

在这种情况下，可以向用户发出用于表示初始化手术器械失败的提示信息。例如，可以通过手术机器人包括或连接的屏幕投射提示信息，也可以通过手术机器人包括或连接的音响设备发出提示音，还可以通过控制手术机器人包括或连接的指示灯的开启/关闭状态提示用户，等等。本发明实施例中，对于具体采用何种提示方式告知用户初始化失败的提示信息。具体来说，提示信息可以是告知用户对手术器械进行检查，查看是否安装错误，或者查看是否有异物卡住手术器械，等等。

本发明实施例中，手术器械包括有至少一套驱动执行组件，在对手术器械进行初始化的过程中，只要其中任意一套驱动执行组件发生初始化错误，就会发出提示信息，并停止其它驱动执行组件的初始化。只有当整个手术器械中所有驱动执行组件都初始化完成，即各套驱动执行组件中的传动执行部都运动到了各自对应的预设初始位置时，才表示手术器械初始化成功。

在一种可能的实施方式中，驱动执行组件还包括与电机连接的编码器，步骤301中，确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置可以通过如下的步骤来实现。

第一步，控制电机在第一预设最大转矩内进行第一方向的极限转动和第二方向的极限转动，以驱动传动执行部遍历所有可运动的范围。

其中，第一方向与第二方向相反。具体来说，第一方向可以是正向/反向，则于第一方向对应的相反方向即为反向/正向。通过第一方向和第二方向的转动，可以控制传动执行部在两个不同的方向进行运动，以实现末端执行装置在不同方向的运动。例如，传动执行部对应镊子的开合自由度时，通过电机第一方向与第二方向的转动，可以控制镊子的张开与闭合。当然，在具体的实施过程中，电机第一方向的转动及第二方向的转动所分别对应的传动执行部的运动方向，可以是根据手术器械内的机械连接关系所确定的。

本发明实施例中，控制系统可以控制用于驱动电机的电流，控制电机如何转动，例如，可以控制电机的转动方向，也可以控制电机的转矩的大小，等等。在具体的实施过程中，考虑到用力过大可能导致手术器械的损坏等因素，因而会对电机的转矩进行限定，以限定传动执行部的运动力度。

在具体的实施过程中，第一预设最大转矩为电机进行初始化时可以采用的最大转矩，也就是说，在进行初始化的过程中，电机输出的最大转矩不能够超出第一预设最大转矩。并且，本发明实施例中，各套驱动组件包括的不同的电机可以具有相同的或不同的第一预设最大转矩。

进而，电机在第一预设最大转矩内进行第一方向的极限转动和第二方向的极限转动。在电机进行第一方向的极限转动和第二方向的极限转动的过程中，就实现了驱动传动执行部进行两个方向的极限运动，传动执行部的两个极限运动位置所包括的运动范围即为传动执行部的实际可以运动范围。

本发明实施例中，由于在手术器械上设置有限位部件，因而，手术器械在正常的情况下仍然是具有极限运动位置的。

在一种可能的实施方式中，控制电机在第一预设最大转矩内进行第一方向的极限转动和第二方向的极限转动，可以采用如下的方式：

首先，控制电机在第一预设最大转矩内进行第一方向的转动；当电机无法继续第一方向的转动时，控制电机在第一预设最大转矩内进行第二方向的转动；当电机无法继续第二方向的转动时，结束转动。

在具体的实施过程中，电机还可以采用其它的转动顺序，例如先进行第二方向的转动，后进行第一方向的转动，等等。并且，本发明实施例中，对电机的具体转动过程同样可以不做限制，只要能够使得传动执行部遍历所有可以运动的范围即可。

第二步：获得编码器持续检测的电机转动时的实际转动参数，其中，实际转动参数可以包括转动方向信息和转动圈数信息；

本发明实施例中，编码器可以与电机连接，根据编码器的类型不同，两者间可以采用不同的具体连接方式，例如，编码器可以机械连接于电机的后端。通过编码器可以对电机的转动进行检测，例如，编码器可以对电机转动的方向和角度等进行检测。其中，电机的转动角度和电机的转动圈数间可以相互转换，例如，0.5圈代表转动180°，等等。因而，本发明实施例中，对于编码直接检测的具体是转动角度还是转动圈数不做限制。并且，在具体的实施过程中，编码器可以以脉冲的形式发出用于表示转动圈数/角度的转动圈数信息，同时，脉冲中可以包括电机的转动方向信息。根据获得的实际转动参数，就可以确定电机的已经转动了的圈数、电机转动的方向、电机转动的角速度，等等。

在具体的实施过程中，编码器对电机的转动进行持续的检测。对应的，控制系统也可以持续地获得编码器的所检测到的实际转动参数，以实时了解电机的转动情况，并可以根据电机的转动情况确定传动执行部的运动情况。

第三步：根据实际转动参数包括的转动方向信息和转动圈数信息，确定传动执行部的实际可运动范围，以及确定传动执行部的极限运动位置。

在第二步中获得传动执行部的实际转动参数后，就可以根据获得的实际转动参数确定传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置。

在一种可能的实施方式中，确定传动执行部的实际可运动范围可以采用如下的方式实现：

根据实际转动参数，确定电机进行第二方向的转动时在第二方向累积转动的圈数，即第二方向累积转动圈数。进而，确定第二方向累积转动圈数对应的运动范围为传动执行部的实际可运动范围

举例来说，如手术器械为镊子，传动执行部控制镊子开合的自由度，电机进行第二方向的转动时控制镊子闭合，在这种情况下，电机进行第一方向的极限转动后开始进行反向的第二方向的极限转动时，传动执行部正控制镊子位于最大的开启角度，此时，进而第二方向的极限转动，则可以控制镊子运动到最小的闭合角度，最大开启角度和最小闭合角度之间的范围即为传动执行部的实际可运动范围。

在具体的实施过程中，在根据转动圈数信息确定角度范围时，可以根据圈数与角度之间的对应关系进行计算，以确定与转动圈数对应的角度的范围。

在一种可能的实施方式中，手术器械的每个自由度都包括两个方向的运动，因而，在确定传动执行部的极限运动位置时，可以分别确定出传动执行部的两个极限运动位置。并且，可以同时对两个极限运动位置进行确定，也可以分别对两个极限位置进行确定。本发明实施例中，可以采用如下的方式实现：

确定第一反向的极限位置时，根据实际转动参数，确定电机进行第一方向的转动的过程中，电机的转动圈数变化率起始小于预设变化率的时刻，传动执行部所在的位置为极限运动位置包括的第一极限运动位置。

确定第一反向的极限位置时，根据实际转动参数，确定电机进行第二方向的转动的过程中，电机的转动圈数变化率起始小于预设变化率的时刻，传动执行部所在的位置为极限运动位置包括的第二极限运动位置。

其中，电机的转动圈数变化率小于预设变化率即表明传动执行部的运动受到了阻碍。通常，可以有两种情况使得转动圈数变化率小于预设变化率，一种是传动执行部已经运动到了极限位置而被限位部件限位，另一种情况是传动执行部没有安装好或存在异物，传动执行部被非正常地卡住。

在具体的实施过程中，转动圈数变化率小于预设变化率可以表示电机的转动角速度变慢到预设的程度，即对应传动执行部的运动变慢到某一程度。当然，在具体的实施过程中，也可以设定预设变化率为0，即表明电机停止转动。

本发明实施例中，电机的转动圈数变化率起始小于预设变化率的时刻，即为传动执行部无法继续正常进行同一方向的时刻，因而，可以确定该时刻传动执行部所在的位置为极限运动位置。

在一种可能的实施方式中，在控制任一驱动执行组件执行操作之前，还可以加载用户确定的配置文件，以获得任一驱动执行组件中电机的第一预设最大转矩、第二预设最大转矩和传动执行部的预设可运动范围。

其中，第一预设最大转矩即为前述进行初始化的过程中，电机可以采用的最大转矩。第二预设最大转矩为手术机器人进行手术的过程中电机可以采用的最大转矩。由于手术机器人进行手术的过程中，往往会具有一定的负载，因而，在一种可能的情况下，第二预设转矩大于第一预设最大转矩。

并且，在具体的实施过程中，手术器械包括的每套驱动执行组件都可以具有各自的第一预设最大转矩、第二预设最大转矩以及预设可运动范围。

本发明实施例中，在开启手术机器人或安装上手术器械后，用户可以进行选择操作，从手术机器人预先存储的多个配置文件中，选择安装的手术器械所采用的配置文件。控制系统就可以根据用户选择选择的配置文件，对手术器械进行配置，控制系统可以配置完成后，获取到控制手术器械所需要的预设的参数。并且，本发明实施例中，配置文件中还可以记录有该手术器械的使用说明，使用次数记录等信息。

实施例二，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种手术机器人，手术机器人包括手术器械，以及与手术器械连接的控制系统，其中，手术机器人、控制系统和手术器械可以为实施例一中所述的手术机器人、控制系统和手术器械。因而，关于手术机器人、控制系统和手术器械的说明，可以参考前述实施例一中队手术机器人、控制系统和手术器械的描述。

其中，手术器械包括至少一套驱动执行组件，该至少一套驱动执行组件中的任一驱动执行组件包括电机、与电机机械连接的传动执行部。

控制系统，用于控制任一驱动执行组件执行操作，以及用于在控制任一驱动执行组件执行操作时，执行如实施例一所述的初始化手术机器人中手术器械的方法。并且，执行初始化手术机器人中手术器械的方法时的具体实施过程可以参照前述实施例一的描述，在此不再赘述。

在具体的实施过程中，控制系统可以与驱动执行组件包括的电机、编码器等可以电性控制的装置电性连接，以实现信号、指令的传递。

本发明实施例中，控制系统可以具有数据收集、分析、运算、存储、信号收发等功能。例如，控制系统用于获得用户用于控制手术器械的控制指令，并对控制指令进行分析、处理，分解为各个电机的转动参数，通过控制电机的转动，达到控制手术器械执行手术操作的目的。

在一种可能的实施方式中，控制系统还用于在控制任一驱动执行组件执行操作之前，加载用户确定的配置文件，以获得任一驱动执行组件中电机的第一预设最大转矩、第二预设最大转矩和传动执行部的预设可运动范围。

其中，关于控制系统如何加载配置文件，以及第一预设最大转矩、第二预设最大转矩和预设可运动范围的说明，可以参看前述实施例一的描述，在此不再赘述。

实施例三，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，当计算机指令被加载并运行时，可以执行如实施例一实施例中所述的初始化手术机器人中手术器械的方法。并且，执行初始化手术机器人中手术器械的方法时的具体实施过程可以参照实施例一的描述，在此不再赘述。

在具体的实施过程中，计算机可读存储介质包括：通用串行总线闪存盘(Universal Serial Bus flash drive，USB)、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种初始化手术机器人中手术器械的方法，其特征在于，所述手术器械包括至少一套驱动执行组件，所述至少一套驱动执行组件中的任一驱动执行组件包括电机，与所述电机机械连接的传动执行部，当控制所述任一驱动执行组件执行操作时，所述方法包括：

确定所述传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置；

在为否时，根据所述实际可运动范围和所述极限运动位置，控制所述电机驱动所述传动执行部运动至所述传动执行部的预设初始位置；

所述驱动执行组件还包括与所述电机连接的编码器，所述确定所述传动执行部的实际可运动范围和极限运动位置，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述电机在第一预设最大转矩内进行第一方向的极限转动和第二方向的极限转动，包括：

当所述电机无法继续所述第二方向的转动时，结束转动。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述传动执行部的实际可运动范围，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述传动执行部的极限运动位置，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断所述实际可运动范围是否小于所述传动执行部的预设可运动范围之后，所述方法还包括：

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述控制所述任一驱动执行组件执行操作之前，所述方法还包括：

7.一种手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括手术器械，以及与所述手术器械连接的控制系统，其中：

所述控制系统，用于控制所述任一驱动执行组件执行操作，以及用于在所述控制所述任一驱动执行组件执行操作时，执行如权利要求1-5中任一权利要求所述的初始化手术机器人中手术器械的方法。

8.如权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，所述控制系统还用于：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被加载并运行时，执行如权利要求1-6中任一权利要求所述的初始化手术机器人中手术器械的方法。