CN112190330A - 一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备 - Google Patents
一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112190330A CN112190330A CN202011391530.5A CN202011391530A CN112190330A CN 112190330 A CN112190330 A CN 112190330A CN 202011391530 A CN202011391530 A CN 202011391530A CN 112190330 A CN112190330 A CN 112190330A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- force
- joint
- mechanical arm
- target
- clutch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 17
- 238000004080 punching Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
- A61B34/77—Manipulators with motion or force scaling
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
- A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/107—Visualisation of planned trajectories or target regions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Robotics (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备,该方法包括:在通过失电离合器锁紧机械臂关节的情况下,获取力传感装置检测到的目标关节力;根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值;根据目标电压调整值,控制电压调整装置调整得电离合器的电压,以调整机械臂关节的锁紧力。本申请实施例通过失电离合器将机械臂锁定,以及还可通过得电离合器实时保持锁紧力,并且得电离合器可配置有力传感装置,从而在关节力不断增加时,得电离合器的锁紧力可通过电压调整装置来实现相应的增加,从而保持机械臂关节不会随着外力的增加而发生位置的偏移,从而避免了手术打孔过程中作用力过大引起的安全事故,从而保证了手术精度。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械领域,尤其涉及一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备。
背景技术
目前,在通过手术装置进行手术的过程中,往往是需要锁紧手术装置的机械臂的。例如,医生通过手术装置在颅骨上钻孔的时候,往往是需要使用机械臂来固定颅骨钻孔装置的。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中存在如下问题:现有的手术装置存在着机械臂的锁紧力不够的问题。例如,在医生操作颅骨钻孔装置的过程中,医生会往机械臂上施加作用力,从而可能会使得机械臂发生偏移,进而增加了手术风险。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备,以解决现有技术中存在着的机械臂的锁紧力不够的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种锁紧机械臂的方法,该方法应用于手术装置中的控制器,手术装置包括机械臂关节、失电离合器、得电离合器、力传感装置和电压调整装置,该方法包括:在通过失电离合器锁紧机械臂关节的情况下,获取力传感装置检测到的目标关节力;根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值;根据目标电压调整值,控制电压调整装置调整得电离合器的电压,以调整机械臂关节的锁紧力。
因此,本申请实施例通过失电离合器来保持机械臂关节一定的锁紧力,以保证机械臂在断电的情况下也不会产生安全问题。
以及,本申请实施例还通过力传感装置来检测操作对象施加到机械臂关节上的关节力,以及还可根据关节力来调整得电离合器的电压,从而能够实现得电离合器的锁紧力的调整,从而避免了由于机械臂受到外力导致的机械臂的位置发生偏移的情况,以及还能够保证手术精度,从而降低了手术风险。
在一个可能的实施例中,手术装置还包括感应装置,根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值,包括:获取感应装置检测到的感应信息;根据感应信息和目标关节力,确定目标电压调整值。
因此,本申请实施例可在感应装置和力传感装置双重确认后再实现对得电离合器的电压的调整,从而降低了操作过程中的风险,以及还避免了现有的手术装置需要操作对象手动频繁锁定机械臂的问题。
在一个可能的实施例中,手术装置包括多个机械臂关节,每个机械臂关节均对应设置有关节力和电压调整值之间的预设比例关系,根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值,包括:根据目标关节力和当前机械臂关节对应的预设比例关系,确定目标电压调整值。
因此,本申请实施例可通过预设比例关系来实现目标电压调整值的精准确定。
第二方面,本申请实施例提供了一种锁紧机械臂的装置,该装置应用于手术装置中的控制器,手术装置包括机械臂关节、失电离合器、得电离合器、力传感装置和电压调整装置,该装置包括:获取模块,用于在通过失电离合器锁紧机械臂关节的情况下,获取力传感装置检测到的目标关节力;确定模块,用于根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值;控制模块,用于根据目标电压调整值,控制电压调整装置调整得电离合器的电压,以调整机械臂关节的锁紧力。
在一个可能的实施例中,手术装置还包括感应装置;获取模块,还用于获取感应装置检测到的感应信息;确定模块,具体用于根据感应信息和目标关节力,确定目标电压调整值。
在一个可能的实施例中,手术装置包括多个机械臂关节,每个机械臂关节均对应设置有关节力和电压调整值之间的预设比例关系,确定模块,具体用于根据目标关节力和当前机械臂关节对应的预设比例关系,确定目标电压调整值。
在一个可能的实施例中,机械臂关节的两侧分别设置有失电离合器和得电离合器。
在一个可能的实施例中,力传感装置依次穿过得电离合器、机械臂关节和失电离合器。
第三方面,本申请实施例提供了一种存储介质,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当所述电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。
第五方面,本申请提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例提供的一种手术装置的示意图;
图2示出了本申请实施例提供的一种手术装置中的机械臂关节区域的示意图;
图3示出了本申请实施例提供的一种锁紧机械臂的方法的流程图;
图4示出了本申请实施例提供的一种锁紧机械臂的装置的结构框图;
图5示出了本申请实施例提供的一种手术装置的具体示意图;
图6示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前,手术装置上的机械臂存在着机械臂锁定后刚性不足,在操作对象操作手术装置上的末端工具的过程中会出现机械臂的位置发生偏移的问题,从而会导致手术精度出现偏差。
为了解决这一问题,现有的手术装置是通过安装失电离合器来增加锁紧力,但是,由于手术装置对锁紧力的要求比较高,现有的手术装置的单一的失电制动锁紧方式难以满足机械臂的锁定需求。
基于此,本申请实施例提供了一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备,通过在通过失电离合器锁紧机械臂关节的情况下,获取力传感装置检测到的目标关节力,随后根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值,最后根据目标电压调整值,控制电压调整装置调整得电离合器的电压,以调整机械臂关节的锁紧力。
因此,本申请实施例通过失电离合器来保持机械臂关节一定的锁紧力,以保证机械臂在断电的情况下也不会产生安全问题。
以及,本申请实施例还通过力传感装置来检测操作对象施加到机械臂关节上的关节力,以及还可根据关节力来调整得电离合器的电压,从而能够实现得电离合器的锁紧力的调整,从而避免了由于机械臂受到外力导致的机械臂的位置发生偏移的情况,以及还能够保证手术精度,从而降低了手术风险。
为了便于理解本申请实施例,下面对本申请实施例的一些术语进行解释如下:
“失电离合器”:它用于在失电状态下能够保持锁紧力。
“得电离合器”:它用于在通电状态下能够保持锁紧力,并且锁紧力可随着电压的增大而增大。
“力传感装置”:它用于检测操作对象施加到机械臂关节上的关节力。
“电压调整装置”:它可以用于调整得电离合器的电压。
请参见图1,图1示出了本申请实施例提供的一种手术装置的示意图。如图1所示的手术装置包括控制器110、失电离合器120、力传感装置130、电压调整装置140和得电离合器150。其中,控制器110可分别与失电离合器120、力传感装置130和电压调整装置140连接,以及电压调整装置140还可与得电离合器150连接。
应理解,控制器110的具体位置和安装位置等均可根据实际需求来进行设置,本申请实施例并不局限于此。
对应地,失电离合器120、得电离合器150、力传感装置130和电压调整装置140均是与控制器110类似的,具体可参见上述控制器110的相关描述,后续不再一一赘述。
例如,请参见图2,图2示出了本申请实施例提供的一种手术装置中的机械臂关节区域的示意图。如图2所示,该机械臂关节210的两侧分别设置有失电离合器220和得电离合器230,以及失电离合器220、机械臂关节210和得电离合器230均设置有供力传感装置240穿过的轴洞,从而力传感装置240的轴可依次穿过得电离合器230的轴洞、机械臂关节210的轴洞和失电离合器220的轴洞。其中,机械臂关节210可以是指相邻的两个子机械臂之间的关节部位,且机械臂关节210可连接各关节轴。
这里需要说明的是,为了清楚的示出各个装置的位置关系,图2仅是以一个机械臂的关节来示出的。
为了便于理解本申请实施例,下面通过具体的实施例来进行描述。
具体地,控制器110可控制失电离合器120处于失电状态,从而将手术装置的机械臂锁定。以及,在操作对象操作机械臂末端的末端工具的过程中,操作对象会对机械臂关节施加一定的力,从而力传感装置130能够检测到关节力的增加,并且力传感装置130可将检测到的目标关节力发送给控制器110。
随后,控制器110可根据目标关节力,确定目标电压调整值。以及,控制器110可根据目标调整值,控制电压调整装置140来调整得电离合器150的电压,从而由于得电离合器150的电压的调整,得电离合器150的锁紧力也可对应的调整。
这里需要说明的是,上述手术装置仅是示例性的,本领域技术人员可根据实际需求来对手术装置进行设置,本申请实施例并不局限于此。
请参见图3,图3示出了本申请实施例提供的一种锁紧机械臂的方法的流程图。如图3所示的方法可以应用于手术装置中的控制器,该手术装置包括机械臂关节、失电离合器、得电离合器、力传感装置和电压调整装置,该方法包括:
步骤S310,控制器在通过失电离合器锁紧机械臂关节的情况下,获取力传感装置检测到的目标关节力。
应理解,目标关节力可以是操作对象施加到机械臂关节上的力。
为了便于理解本申请实施例,下面通过具体的实施例来进行描述。
具体地,操作对象可将部位扫描图像输入到手术装置中,控制器可根据部位扫描图像来构建三维模型。以及,由于手术装置可包括显示器,从而可通过显示器来显示三维模型。以及,控制器可根据三维模型来进行路径规划,从而可规划多个目标位置(例如,打孔位置)。
应理解,部位扫描图像可以是电子计算机断层扫描图像(Computed Tomography,CT)图像,也可以是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)图像等,本申请实施例并不局限于此。
还应理解,控制器根据三维模型进行路径规划的具体过程也可根据实际需求来进行设置,本申请实施例并不局限于此。
例如,控制装置可通过接收操作对象的输入信息来确定多个目标位置。
再例如,控制装置可根据三维模型来自动规划多个目标位置。
此外,在操作对象完成路径规划后,控制器可建立患者的实际位置和三维模型之间的空间映射关系(例如,可根据空间映射关系确定三维模型上的一个目标位置对应的实际位置)。从而控制器可基于空间映射关系以及三维模型中各个目标位置的坐标,确定与三维模型中的各个目标位置对应的实际位置的坐标。
随后,控制器可控制失电离合器处于通电状态,以及还控制得电离合器处于不通电状态,从而机械臂是可以移动的,在机械臂的末端工具对准与目标位置对应的实际位置后,控制器可将失电离合器由失电状态切换到不通电状态,此时机械臂关节可通过失电离合器来进行锁定。
随后,由于机械臂的末端可安装有末端工具,从而操作对象可手动操作末端工具来进行手术。但是,由于操作对象操作末端工具的过程中会产生对机械臂关节的作用力,从而可通过力传感装置来检测关节力,进而本申请实施例可通过力传感装置可有效的判断所需增加的锁紧力。
步骤S320,控制器根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值。
应理解,控制器根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值的具体过程可根据实际需求来进行设置,本申请实施例并不局限于此。
可选地,机械臂包括多个可活动连接的多个子机械臂,并且多个子机械臂中的一侧的子机械臂可以固定在基座上,另一侧的子机械臂可安装有末端工具,以及,还可在安装有末端工具的子机械臂上设置感应装置。
从而,可通过感应装置来确定用于表示操作对象正在操作末端装置的感应信息,并且可将感应信息发送给控制器。随后,控制器可根据感应信息和目标关节力来确定操作对象已经开始操作了,且此时的关节力是由于操作对象操作过程中施加给机械臂的作用力造成的,从而为了保证手术的精度,可确定目标电压调整值。
应理解,末端工具的具体装置和安装位置等均可根据实际需求来进行设置,本申请实施例并不局限于此。
还应理解,感应装置的具体装置和安装位置等均可根据实际需求来进行设置,本申请实施例并不局限于此。
例如,感应装置可以为光感应装置,也可以为压力感应装置等。
因此,本申请实施例可在感应装置和力传感装置双重确认后再实现对得电离合器的电压的调整,从而降低了操作过程中的风险,以及还避免了现有的手术装置需要操作对象手动频繁锁定机械臂的问题。
可选地,由于手术装置可包括多个机械关节,且由于每个机械臂关节的初始锁紧力是不一样的,从而可为每个机械臂关节设置用于表示关节力和电压调整值之间的预设比例关系。其中,不同的机械臂关节对应的预设比例关系可以是一样的,也可以是不一样的。
从而,控制器在获取到目标关节力之后,可通过当前机械臂关节对应的预设比例关系来计算与目标关节力对应的目标电压调整值。
应理解,初始锁紧力可以是得电离合器不工作之前的锁紧力,即操作对象还未操作末端工具之前的锁紧力。
还应理解,预设比例关系对应的具体关系式可根据实际需求来进行设置,只要保证在力传感装置由静摩擦转变为动摩擦的过程中,可通过预设比例关系来计算目标电压调整值即可,本申请实施例并不局限于此。
例如,如下表1所示,其示出了不同的机械关节对应的初始锁紧力、单位力和单位电压。
表1
关节 | 初始关节力(N) | 单位力(N) | 单位电压(V) |
关节1 | 50 | 8 | 10 |
关节2 | 80 | 10 | 12 |
关节3 | 40 | 8 | 10 |
关节4 | 30 | 3 | 5 |
关节5 | 40 | 3 | 5 |
对于表1来说,单位力和单位电压均是用于确定预设比例关系的。例如,对于关节1来说,在增加的关节力为8N的情况下,目标电压调整值为10V;在增加的关节力为16N的情况下,目标电压调整值可以为20V。
对应的,对于其他关节来说,均可按照单位力和单位电压对应的比例关系(或者线性关系)来计算目标电压调整值。
步骤S330,控制器根据目标电压调整值,控制电压调整装置调整得电离合器的电压,以调整机械臂关节的锁紧力。
例如,在操作对象对机械臂施加的关节力增大的情况下,控制器可确定用于实现增大电压的目标调整值,从而控制器可控制电压调整装置来增大得电离合器的电压,从而增大机械臂关节的锁紧力,并且此时失电离合器也是处于失电状态的。
因此,本申请实施例可通过失电离合器将机械臂锁定,以及还可通过得电离合器实时保持锁紧力,并且得电离合器可配置有力传感装置,从而在关节力不断增加时,得电离合器的锁紧力可通过电压调整装置来实现相应的增加,从而保持机械臂关节不会随着外力的增加而发生位置的偏移,从而避免了手术打孔过程中作用力过大引起的安全事故,从而保证了手术精度。
也就是说,本申请实施例可实现失电离合器和得电离合器的优势互补,即实现了机械臂的双重锁定,从而通过失电离合器保持一定的缩紧力,还通过得电离合器增加锁紧力,进而解决了机械臂负载能力较差和安全性能不高的问题。
应理解,上述锁紧机械臂的方法仅是示例性的,本领域技术人员根据上述的方法可以进行各种变形,修改或变形之后的内容也在本申请保护范围内。
请参见图4,图4示出了本申请实施例提供的一种锁紧机械臂的装置400的结构框图,应理解,该装置400与上述方法实施例对应,能够执行上述方法实施例涉及的各个步骤,该装置400具体的功能可以参见上文中的描述,为避免重复,此处适当省略详细描述。该装置400包括至少一个能以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器中或固化在装置400的操作系统(operating system,OS)中的软件功能模块。具体地,该装置400应用于手术装置中的控制器,手术装置包括机械臂关节、失电离合器、得电离合器、力传感装置和电压调整装置,该装置400包括:
获取模块410,用于在通过失电离合器锁紧机械臂关节的情况下,获取力传感装置检测到的目标关节力;确定模块420,用于根据目标关节力,确定目标关节力对应的目标电压调整值;控制模块430,用于根据目标电压调整值,控制电压调整装置调整得电离合器的电压,以调整机械臂关节的锁紧力。
在一个可能的实施例中,手术装置还包括感应装置;获取模块410,还用于获取感应装置检测到的感应信息;确定模块420,具体用于根据感应信息和目标关节力,确定目标电压调整值。
在一个可能的实施例中,手术装置包括多个机械臂关节,每个机械臂关节均对应设置有关节力和电压调整值之间的预设比例关系,确定模块420,具体用于根据目标关节力和当前机械臂关节对应的预设比例关系,确定目标电压调整值。
在一个可能的实施例中,机械臂关节的两侧分别设置有失电离合器和得电离合器。
在一个可能的实施例中,力传感装置依次穿过得电离合器、机械臂关节和失电离合器。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置的具体工作过程,可以参考前述方法中的对应过程,在此不再过多赘述。
为了便于理解本申请实施例,下面通过具体的实施例来进行描述。
请参见图5,图5示出了本申请实施例提供的一种手术装置的具体示意图。如图5所示,该手术装置包括操作软件510、显示装置520、机械臂530、感应装置540、末端工具550、探针560和台车570。其中,该手术装置的主机和操作软件510可构成控制器。
其中,操作软件510可用于根据输入的部位扫描图像来构建三维模型;显示装置520可用于实现人机交互;机械臂530可作为末端工具的固定装置,以及还可按照路径规划的路径进行移动;末端工具550可以为手术操作工具;探针560可用于目标位置的注册;台车570可用作硬件设备的载体。
此外,由于本申请实施例可通过电压调整装置来实现锁紧力的调整,其无需点击和减速机的配合,从而相比于现有的机械臂来说,其还能够减少机械臂的体积。
这里需要说明的是,上述手术装置仅是示例性的,本领域技术人员可根据实际需求来对手术装置进行设置,本申请实施例并不局限于此。
请参见图6,图6示出了本申请实施例提供的一种电子设备600的结构框图。电子设备600可以包括处理器610、通信接口620、存储器630和至少一个通信总线640。其中,通信总线640用于实现这些组件直接的连接通信。其中,本申请实施例中的通信接口620用于与其他设备进行信令或数据的通信。处理器610可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器610可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器610也可以是任何常规的处理器等。
存储器630可以是,但不限于,随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。存储器630中存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器610执行时,电子设备600可以执行上述方法实施例中的各个步骤。
电子设备600还可以包括存储控制器、输入输出单元、音频单元、显示单元。
所述存储器630、存储控制器、处理器610、外设接口、输入输出单元、音频单元、显示单元各元件相互之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可通过一条或多条通信总线640实现电性连接。所述处理器610用于执行存储器630中存储的可执行模块。并且,电子设备600用于执行下述方法:在通过所述失电离合器锁紧所述机械臂关节的情况下,获取所述力传感装置检测到的目标关节力;根据所述目标关节力,确定所述目标关节力对应的目标电压调整值;根据所述目标电压调整值,控制所述电压调整装置调整所述得电离合器的电压,以调整所述机械臂关节的锁紧力。
输入输出单元用于提供给用户输入数据实现用户与所述服务器(或本地终端)的交互。所述输入输出单元可以是,但不限于,鼠标和键盘等。
音频单元向用户提供音频接口,其可包括一个或多个麦克风、一个或者多个扬声器以及音频电路。
显示单元在所述电子设备与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中,所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器,其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作,并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。
可以理解,图6所示的结构仅为示意,所述电子设备600还可包括比图6中所示更多或者更少的组件,或者具有与图6所示不同的配置。图6中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本申请还提供一种存储介质,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行方法实施例所述的方法。
本申请还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行方法实施例所述的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统的具体工作过程,可以参考前述方法中的对应过程,在此不再过多赘述。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种锁紧机械臂的方法,其特征在于,所述方法应用于手术装置中的控制器,所述手术装置包括机械臂关节、失电离合器、得电离合器、力传感装置和电压调整装置,所述方法包括:
在通过所述失电离合器锁紧所述机械臂关节的情况下,获取所述力传感装置检测到的目标关节力;
根据所述目标关节力,确定所述目标关节力对应的目标电压调整值;
根据所述目标电压调整值,控制所述电压调整装置调整所述得电离合器的电压,以调整所述机械臂关节的锁紧力。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述手术装置还包括感应装置,所述根据所述目标关节力,确定所述目标关节力对应的目标电压调整值,包括:
获取所述感应装置检测到的感应信息;
根据所述感应信息和所述目标关节力,确定所述目标电压调整值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述手术装置包括多个机械臂关节,每个所述机械臂关节均对应设置有关节力和电压调整值之间的预设比例关系,所述根据所述目标关节力,确定所述目标关节力对应的目标电压调整值,包括:
根据所述目标关节力和当前机械臂关节对应的预设比例关系,确定所述目标电压调整值。
4.一种锁紧机械臂的装置,其特征在于,所述装置应用于手术装置中的控制器,所述手术装置包括机械臂关节、失电离合器、得电离合器、力传感装置和电压调整装置,所述装置包括:
获取模块,用于在通过所述失电离合器锁紧所述机械臂关节的情况下,获取所述力传感装置检测到的目标关节力;
确定模块,用于根据所述目标关节力,确定所述目标关节力对应的目标电压调整值;
控制模块,用于根据所述目标电压调整值,控制所述电压调整装置调整所述得电离合器的电压,以调整所述机械臂关节的锁紧力。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述手术装置还包括感应装置;
所述获取模块,还用于获取所述感应装置检测到的感应信息;
所述确定模块,具体用于根据所述感应信息和所述目标关节力,确定所述目标电压调整值。
6.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述手术装置包括多个机械臂关节,每个所述机械臂关节均对应设置有关节力和电压调整值之间的预设比例关系,所述确定模块,具体用于根据所述目标关节力和当前机械臂关节对应的预设比例关系,确定所述目标电压调整值。
7.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述机械臂关节的两侧分别设置有所述失电离合器和所述得电离合器。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述力传感装置依次穿过所述得电离合器、所述机械臂关节和所述失电离合器。
9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-3任一所述的锁紧机械臂的方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当所述电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1-3任一所述的锁紧机械臂的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011391530.5A CN112190330B (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011391530.5A CN112190330B (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112190330A true CN112190330A (zh) | 2021-01-08 |
CN112190330B CN112190330B (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=74033855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011391530.5A Expired - Fee Related CN112190330B (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112190330B (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2067580A1 (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-10 | Metris IPR N.V. | Articulated arm measuring machine endowed with automatic brake |
US20130053866A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | The Chinese University Of Hong Kong | Surgical robot with hybrid passive/active control |
CN103580550A (zh) * | 2012-07-20 | 2014-02-12 | 株式会社安川电机 | 制动装置、驱动系统以及机器人 |
CN103692452A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-02 | 华中科技大学 | 一种用于多自由度机械臂的制动装置及控制方法 |
CN107053154A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-18 | 华志微创医疗科技(北京)有限公司 | 一种用于机器人精度标定的方法 |
CN107053249A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-08-18 | 重庆金创谷医疗科技有限公司 | 机械臂及医疗器械 |
CN108161939A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-15 | 深圳市越疆科技有限公司 | 一种机械臂的柔性避障方法、系统及终端设备 |
CN108451643A (zh) * | 2013-03-15 | 2018-08-28 | 史赛克公司 | 能够以多种模式控制外科器械的外科操纵器 |
CN208179523U (zh) * | 2018-05-22 | 2018-12-04 | 华志微创医疗科技(北京)有限公司 | 一种高精度广角机械臂 |
CN110251197A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-20 | 四川大学 | 一种脊柱钻孔手术辅助装置 |
CN110465931A (zh) * | 2018-05-10 | 2019-11-19 | 发那科株式会社 | 驱动装置和机器人 |
-
2020
- 2020-12-03 CN CN202011391530.5A patent/CN112190330B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2067580A1 (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-10 | Metris IPR N.V. | Articulated arm measuring machine endowed with automatic brake |
US20130053866A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | The Chinese University Of Hong Kong | Surgical robot with hybrid passive/active control |
CN103580550A (zh) * | 2012-07-20 | 2014-02-12 | 株式会社安川电机 | 制动装置、驱动系统以及机器人 |
CN108451643A (zh) * | 2013-03-15 | 2018-08-28 | 史赛克公司 | 能够以多种模式控制外科器械的外科操纵器 |
CN103692452A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-02 | 华中科技大学 | 一种用于多自由度机械臂的制动装置及控制方法 |
CN107053154A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-18 | 华志微创医疗科技(北京)有限公司 | 一种用于机器人精度标定的方法 |
CN107053249A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-08-18 | 重庆金创谷医疗科技有限公司 | 机械臂及医疗器械 |
CN108161939A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-15 | 深圳市越疆科技有限公司 | 一种机械臂的柔性避障方法、系统及终端设备 |
CN110465931A (zh) * | 2018-05-10 | 2019-11-19 | 发那科株式会社 | 驱动装置和机器人 |
CN208179523U (zh) * | 2018-05-22 | 2018-12-04 | 华志微创医疗科技(北京)有限公司 | 一种高精度广角机械臂 |
CN110251197A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-20 | 四川大学 | 一种脊柱钻孔手术辅助装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112190330B (zh) | 2021-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113648066B (zh) | 一种碰撞检测方法、电子设备及主从手术机器人 | |
US20120136673A1 (en) | Methods, apparatuses and computer program products for determining changes in levels of care for patients | |
US9888900B2 (en) | Imaging management apparatus, X-ray imaging system, method for processing information, and program | |
DE102016218138A1 (de) | System mit einem mobilen Steuerungsgerät und Verfahren zum Ausgeben eines Steuersignals an eine Komponente einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung | |
KR20140131346A (ko) | 진단 지원 장치 및 그 제어 방법 | |
US11270576B2 (en) | System and process for the automatic detection of hazardous situations | |
US10395767B2 (en) | Method and apparatus for managing medical data | |
US20170035366A1 (en) | Blood pressure related information display apparatus and program | |
US20160314589A1 (en) | Medical image displaying device and a non-transitory computer-readable recording medium | |
CN112155737B (zh) | 一种在颅内植入探测装置的系统和方法 | |
CN107440682B (zh) | 用于确定电极在患者身体上的位置的方法和系统 | |
CN112190330B (zh) | 一种锁紧机械臂的方法、装置、存储介质和电子设备 | |
EP2689720A1 (en) | Vital sign measurement apparatus | |
US10553099B2 (en) | Information providing apparatus and information providing system | |
US20150379217A1 (en) | Medical information display system, server, and portable terminal | |
US10674424B2 (en) | Method and apparatus for measuring physiological parameters | |
US20140372809A1 (en) | Graphic self-diagnostic system and method | |
EP3675134A1 (en) | Identification of device location in healthcare facility | |
US10426425B2 (en) | Control device, control system, radiation imaging system, control method, and storage medium | |
WO2018104991A1 (ja) | 医療監視装置およびプログラム | |
JP4441233B2 (ja) | 医療施設内コンピュータ・ネットワークにおける患者及び手順情報を調整する方法及び装置並びにイメージング・システム | |
JP6920982B2 (ja) | 信号処理装置、およびプログラム | |
JP2008099929A (ja) | 異常陰影候補表示装置 | |
WO2020198909A1 (zh) | 一种院内设备查找的路径规划方法 | |
EP3709307A1 (en) | Storing and rendering audio and/or visual content of a user |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210617 Address after: 301700 west side of the third floor of No.3 workshop, No.6 Xinchuang Road, Wuqing Development Zone, Wuqing District, Tianjin Patentee after: Weijing medical equipment (Tianjin) Co.,Ltd. Address before: Room 110, courtyard 5, No.4, East Binhe Road, Qinghe, Haidian District, Beijing Patentee before: HOZ MINIMALLY INVASIVE MEDICAL TECHNOLOGY (BEIJING) Co.,Ltd. |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210528 |