CN112192566B - 机械臂的末端适配器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机械臂的末端适配器的控制方法。控制方法包括获取第一路径。第一路径穿过第一靶点和第一入颅点，且末端适配器位于第一定位点。第一定位点位于第一入颅点远离第一靶点的一侧。获取第二靶点的位置信息。根据第二靶点的位置信息和第一路径并得到包括第二靶点的第二路径。第二路径平行于第一路径。驱动末端适配器移动至第二定位点。第二定位点位于第二路径，且第二定位点与第二靶点间隔设置。所述控制方法通过定位第二靶点位置，并根据第二靶点的位置信息和第一路径得到第二路径，避免了重新进行建模、数据采集和路径规划，节约到了时间。即使靶点的位置多次发生变化，也能快速得到新的穿刺路径，提高了手术效率。

Description

机械臂的末端适配器的控制方法

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种机械臂的末端适配器的控制方法。

背景技术

现有进行靶点微调的技术是通过机械结构实现的。在手术机器人的机械臂末端或者立体定向框架上适配一个专用的机械结构件，该结构上提供了有序排列的5个穿刺路径。其中一个路径为中心路径，穿过靶点。另外四个路径分别位于中心路径上下左右四个方向上，且与中心路径间隔固定距离。外周四个路径穿过靶点附近的区域。

在手术过程中，用户以中心路径进行定位操作。如需调节靶点位置则切换至上下左右四个路径，四个路径穿过的区域固定不变。如果这四个路径仍不能准确到达目标区域，则需要重新进行建模、数据采集和路径规划，增加了手术时间，降低了手术效率。

发明内容

基于此，有必要针对怎样如何提高手术效率的问题，提供一种机械臂的末端适配器的控制方法。

一种机械臂的末端适配器的控制方法，包括：

获取第一路径。所述第一路径穿过第一靶点和第一入颅点，且所述末端适配器位于第一定位点。所述第一路径顺次穿过所述第一定位点、第一入颅点和第一靶点。

获取位置命令，并根据所述位置命令控制所述末端适配器沿所述第一定位点所在的第一平面或第一球面移动，且所述第一平面垂直于所述第一路径。

在一个实施例中，若所述位置命令包括第二靶点的位置信息，所述根据所述位置命令控制所述末端适配器在所述第一定位点所在的第一平面移动的步骤包括：

根据所述第二靶点的位置信息和所述第一路径得到穿过所述第二靶点的第二路径。所述第二路径平行于所述第一路径，所述第二路径与所述第一平面相交于第二定位点。

驱动所述末端适配器移动至第二定位点。

在一个实施例中，所述驱动所述末端适配器移动至第二定位点的步骤包括：驱动所述末端适配器垂直于所述第一路径移动至所述第二定位点。

在所述驱动所述末端适配器垂直于所述第一路径移动至所述第二定位点的步骤之后，所述控制方法还包括：

控制所述末端适配器沿所述第二路径移动。

在一个实施例中，所述机械臂的末端适配器的控制方法还包括：

获取最大允许距离。

在所述末端适配器在所述第一平面内走过的距离达到所述最大允许距离时，控制所述末端适配器锁死。

在一个实施例中，所述驱动所述末端适配器垂直于所述第一路径移动至所述第二定位点的步骤包括：

控制所述末端适配器以第一步长步进式移动至所述第二定位点。

在一个实施例中，所述机械臂的末端适配器的控制方法还包括：

获取最大允许距离。

获取所述第一定位点与所述第二定位点之间的间隔距离。

在所述最大允许距离与所述间隔距离之差小于所述第一步长时，阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动。

在一个实施例中，在所述最大允许距离与所述间隔距离之差小于所述第一步长且大于第二步长时，控制所述末端适配器以所述第二步长步进式移动。所述第二步长小于所述第一步长。

在所述最大允许距离与所述间隔距离之差小于所述第二步长时，执行所述阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动的步骤。

在一个实施例中，若所述位置命令为第二入颅点的位置信息，则根据所述位置命令控制所述末端适配器沿所述第一定位点所在所述第一球面移动的步骤包括：

控制所述末端适配器以所述第一靶点为球心，且以所述第一靶点和所述第一定位点之间的距离为半径做弧形运动移动至第三定位点。所述第一靶点、所述第二入颅点和所述第三定位点顺次排列在一条直线上。

在一个实施例中，所述机械臂的末端适配器的控制方法还包括：

获取最大允许弧长；

在所述末端适配器走过的弧长达到所述最大允许弧长时，控制所述末端适配器锁死。

在一个实施例中，在所述控制所述末端适配器以所述第一靶点为球心，且以所述第一靶点和所述第一定位点之间的距离为半径做弧形运动移动至第三定位点的步骤包括：

控制所述末端适配器以第一弧长步进式移动至所述第三定位点。

在所述末端适配器移动至所述第三定位点后，所述控制方法还包括：

控制所述末端适配器朝向所述第一靶点移动。

在一个实施例中，所述机械臂的末端适配器的控制方法还包括：

获取最大允许弧长；

获取所述第一定位点与所述第三定位点之间的间隔弧长；

在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长时，阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动。

在一个实施例中，在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长且大于第二弧长时，控制所述末端适配器以所述第二弧长步进式移动；

在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第二弧长时，执行所述阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动的步骤；所述第二弧长小于所述第一弧长。

一种手术机器人系统，包括机械臂和控制装置。所述机械臂所述机械臂包括末端适配器。所述控制装置包括存储器和处理器。所述存储器存储有计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一个实施例所述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一个实施例所述的方法的步骤。本申请实施例提供的所述机械臂的末端适配器的控制方法，包括获取第一路径。所述第一路径穿过第一靶点和第一入颅点，且所述末端适配器位于第一定位点。所述第一定位点位于所述第一入颅点远离所述第一靶点的一侧。获取第二靶点的位置信息。根据所述第二靶点的位置信息和所述第一路径并得到包括所述第二靶点的第二路径。所述第二路径平行于所述第一路径。驱动所述末端适配器移动至第二定位点。所述第二定位点位于所述第二路径，且所述第二定位点与所述第二靶点间隔设置。所述机械臂的末端适配器的控制方法通过定位第二靶点位置，并根据所述第二靶点的位置信息和所述第一路径得到平行于所述第一路径的所述第二路径，避免了重新进行建模、数据采集和路径规划，节约到了时间。即使靶点的位置多次发生变化，也能快速得到新的穿刺路径，提高了手术效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请第一实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图2为本申请一个实施例中提供的所述机械臂的末端适配器的平面模式示意图；

图3为本申请第二实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图4为本申请第三实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图5为本申请第四实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图6为本申请第五实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图7为本申请一个实施例中提供的所述机械臂的末端适配器的平面模式切换至球面模式示意图；

图8为本申请第六实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图9为本申请第七实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图10为本申请第八实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图11为本申请一个实施例中提供的所述机械臂的末端适配器的球面模式示意图；

图12为本申请第九实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图；

图13为本申请第十实施例中提供的机械臂的末端适配器的控制方法的流程图。

附图标号：

100、机械臂；110、末端适配器；111、第一路径；113、第一极限点；112、第二路径；114、第二极限点；115、第三路径；Lmax、最大允许距离；lmax、最大允许弧长；101、第一靶点；102、第一入颅点；103、第一定位点；201、第二靶点；202、第三入颅点；203、第二定位点；302、第四入颅点；303、第四定位点；402、第二入颅点；403、第三定位点。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在机械人辅助的手术中，医生会对患者脑部进行影像扫描。通过扫描图像，医生可以判断出病灶的相关信息。根据病灶的相关信息和患者脑部的其他信息。医生会定制手术方案。手术方案中包括多条穿刺路径。每个穿刺路径包括穿刺路径的靶点、入颅点位置、路径的直径或器械的长度等信息。所述靶点设置于病灶位置。所述入颅点设置于患者的颅骨表面。穿刺路径也称为针道的路径。在穿刺的过程中，需要机械臂100的末端适配器110先定位到所述入颅点的附近，医生再进行穿刺操作。

请参见图1和图2，本申请实施例提供一种机械臂100的末端适配器110的控制方法，包括：

S1000，获取第一路径111。所述第一路径111穿过第一靶点101和第一入颅点102，且所述末端适配器110位于第一定位点103。所述第一路径111顺次穿过所述第一定位点103、第一入颅点102和第一靶点101。

S2000，获取位置命令，并根据所述位置命令控制所述末端适配器110沿所述第一定位点103所在的第一平面或第一球面移动，且所述第一平面垂直于所述第一路径111。

本申请实施例提供的所述机械臂100的末端适配器110的控制方法根据所述位置命令控制所述末端适配器110沿所述第一定位点103所在的第一平面或第一球面移动，且所述第一平面垂直于所述第一路径111，减少了所述末端适配器110移动的自由度，避免了重新建模、数据采集和路径规划，节约到了时间。即使靶点的位置多次发生变化，也能快速得到新的穿刺路径，提高了手术效率。

所述位置命令包括模式信息、距离信息、方向信息或步长信息等。

在一个实施例中，若所述位置命令包括第二靶点201的位置信息，所述根据所述位置命令控制所述末端适配器110沿所述第一定位点103所在的第一平面移动的步骤包括：

S200根据所述第二靶点201的位置信息和所述第一路径111得到穿过所述第二靶点201的第二路径112。所述第二路径112平行于所述第一路径111。

S300，驱动所述末端适配器110移动至第二定位点203。

本申请实施例提供的所述机械臂100的末端适配器110的控制方法通过定位第二靶点201位置，并根据所述第二靶点201的位置信息和所述第一路径111得到平行于所述第一路径111的所述第二路径112，避免了重新建模、数据采集和路径规划，节约到了时间。即使靶点的位置多次发生变化，也能快速得到新的穿刺路径，提高了手术效率。

所述第二靶点201的位置信息可以包括移动方向信息或目标位置信息等。

所述第一靶点101为原靶点。所述第一入颅点102为原入颅点。所述第二靶点201为基于所述原靶点修正后的新靶点。第三入颅点202为原入颅点修正后的新入颅点。所述第一路径111为原穿刺路径。所述第二路径112为新的穿刺路径。

所述末端适配器110用于安装手术工具。所述手术工具包括手术刀、电钻或其他手术工具。

所述末端适配器110通过手动或自动的方式移动至所述第一定位点103。

在所述S200步骤中的所述根据所述第二靶点201的位置信息和所述第一路径111得到穿过所述第二靶点201的第二路径112的步骤包括：

过所述第二靶点201做平行于所述第一路径111的直线。所述直线即为所述第二路径112所在的直线。

所述末端适配器110可以沿直线或曲线移动至所述直线。

在一个实施例中，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

S410，获取安全距离，所述安全距离为所述末端适配器110距离所述第三入颅点202的最小距离。在所述末端适配器110距离所述第三入颅点202的距离为安全距离时，控制所述末端适配器110锁定。

在一个实施例中，所述手术器具为电钻。所述末端适配器110安装电钻后，控制所述末端适配器110带动所述电钻在所述第三入颅点202穿孔。

在一个实施例中，在所述S300步骤中所述驱动所述末端适配器110移动至第二定位点203的步骤包括：

驱动所述末端适配器110垂直于所述第一路径111移动至所述第二定位点203。所述末端适配器110垂直运动至所述第二定位点203的距离最短，缩短了手术准备的时间，提高了工作效率。

在所述驱动所述末端适配器110垂直于所述第一路径111移动至所述第二定位点203的步骤之后，所述控制方法还包括：

控制所述末端适配器110沿所述第二路径112移动。请参见图3，在一个实施例中，在所述S300步骤之后，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

S310，获取最大允许距离Lmax。

S320，在所述末端适配器110在所述第一平面内走过的距离达到所述最大允许距离Lmax时，控制所述末端适配器110锁死。

所述最大允许距离Lmax为允许所述末端适配器110垂直于所述第一路径111移动的最大位移。所述末端适配器110走过的距离即为所述末端适配器110所在位置与所述第一定位点103之间的径距离。

在一个实施例中，控制所述末端适配器110沿垂直于所述第一路径111的直线移动，则所述末端适配器110的移动范围为以所述第一定位点103为中心点，以所述最大允许距离Lmax为半径的圆形区域。所述圆形区域所在的平面垂直于所述第一路径111。所述圆形区域边缘上的点为第一极限点113。所述第一极限点113与所述第一定位点103之间的距离即为所述最大允许距离Lmax。即所述末端适配器110仅能在所述圆形区域移动。

所述圆形区域朝向患者颅骨的投影区域为允许所述入颅点修正的区域。

所述最大允许距离Lmax与原靶点位置和原靶点附近的结构组织有关。所述最大允许距离Lmax对应的所述圆形区域向所述患者头部投影的投影区域为安全区域。医生在安全区域内对颅骨打孔或切除病灶，不会破坏其他脑内组织或破坏性很小。

所述最大允许距离Lmax一般较小。所述最大允许距离Lmax在5mm至10mm之间。

在一个实施例中，所述末端适配器110接受技师手控操作，但仅允许所述末端适配器110垂直于所述第一路径111移动。技师可手控所述末端适配器110在所述圆形区域内随意移动。

在一个实施例中，所述驱动所述末端适配器110垂直于所述第一路径111移动至所述第二定位点203的步骤包括：

所述机械臂100的末端适配器110的控制方法采用步进式移动方式控制所述末端适配器110移动，便于通过记录步数准确获取所述末端适配器110的位置信息，减少信息延后，提高安全性。

所述第一步长小于所述最大允许距离Lmax。所述第一步长在0.1mm至1mm之间。

请参见图4，在一个实施例中，在所述S300步骤之后，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

S301，获取最大允许距离Lmax。

S302，获取所述第一定位点103与所述第二定位点203之间的间隔距离。

S303，在所述最大允许距离Lmax与所述间隔距离之差小于所述第一步长时，阻止所述末端适配器110远离所述第一定位点103移动。即所述末端适配器110仅能朝向所述第一定位点103移动或不移动，避免所述末端适配器110超出所述最大允许距离Lmax，避免超出安全区域，伤害脑组织。

在一个实施例中，在所述最大允许距离Lmax与所述间隔距离之差小于所述第一步长且大于第二步长时，控制所述末端适配器110以所述第二步长步进式移动。所述第二步长小于所述第一步长。

在所述最大允许距离Lmax与所述间隔距离之差小于所述第二步长时，执行所述阻止所述末端适配器110远离所述第一定位点103移动的步骤。

通过将所述末端适配器110的步长调节小，可以使所述末端适配器110的步进范围增大，以争取更大的入颅点和靶点的修正空间。

在上述实施例中，所述末端适配器110的运动模式为平面运动方式。所述末端适配器110垂直移动至所述第二定位点203，再沿平行于所述第一路径111的所述第二路径112移动。入颅点和靶点均进行了修正。

请参见图5，在一个实施例中，在所述获取第一路径111的步骤前还包括：

S001，获取运动模式，如果运动模式为平面运动模式，则执行所述获取第一路径111的步骤。

请一并参见图6和图7，在一个实施例中，在所述驱动所述末端适配器110移动至第二定位点203的步骤之后，如果运动模式由平面运动模式切换至球面运动模式，则：

S400，获取第四入颅点302的位置信息，控制所述末端适配器110以所述第二靶点201为球心，且以所述第二靶点201和所述第二定位点203之间的距离为半径做弧形运动，以使所述末端适配器110移动至第四定位点303，所述第二靶点201、第四入颅点302和所述第四定位点303顺次排列在同一条直线上。

所述末端适配器110以所述第二靶点201为球心，且以所述第二靶点201和所述第二定位点203之间的距离为半径做弧形运动，则所述末端适配器110在所述球面运动模式下的运动范围为部分球面。所述球面的球心为所述第二靶点201。所述球面的半径为所述第二靶点201和所述第二定位点203之间的距离。

所述第二靶点201、所述第四入颅点302之间的连线即为第三路径115。所述第三路径115与患者颅骨的交点为穿刺靶点。将所述穿刺靶点记为第四入颅点302。

在一个实施例中，在所述驱动所述末端适配器110移动至第二定位点203的步骤之后，所述控制方法还包括：控制所述末端适配器110沿所述第二路径112朝向所述第二定位点203移动一段距离，再将运动模式切换至球面运动模式运动。

通过切换运动模式，可以改变入颅点的位置，选择性的规避所述入颅点与所述靶点之间的重要脑部组织，以提高手术的安全性。

请参见图8，在一个实施例中，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

S410，获取最大允许弧长lmax。

S420，在所述末端适配器110走过的弧长达到所述最大允许弧长lmax时，控制所述末端适配器110锁死，以保证穿刺手术的入颅点位置的安全性。

所述最大允许弧长lmax为以所述第二靶点201为球心，且以所述第二靶点201和所述第二定位点203之间的距离为半径做弧形运动的最大位移。

在附图2中，所述第二定位点203与所述第四定位点303之间的弧长为所述最大允许弧长lmax。所述最大允许弧长lmax与原靶点的位置和脑部组织结构有关。

在一个实施例中，所述控制所述末端适配器110以所述第二靶点201为球心，且以所述第二靶点201和所述第二定位点203之间的距离为半径做弧形运动，以使所述末端适配器110移动至第四定位点303的步骤包括：

控制所述末端适配器110以第一弧长步进式移动至第四定位点303。

所述机械臂100的末端适配器110的控制方法采用步进式移动方式控制所述末端适配器110便于通过记录步数准确获取所述末端适配器110的位置信息，减少信息延后，提高安全性。

请参见图9，在一个实施例中，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

S401，获取最大允许弧长lmax。

S402，获取所述第二定位点203与所述第四定位点303之间的间隔弧长。

S403，在所述最大允许弧长lmax与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长时，阻止所述末端适配器110远离所述第二定位点203移动。即所述末端适配器110仅能靠近所述第二定位点203移动或不移动，避免所述末端适配器110超出所述最大允许弧长lmax，避免超出安全区域，伤害脑组织。

在一个实施例中，在所述最大允许弧长lmax与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长且大于第二弧长时，控制所述末端适配器110以所述第二弧长步进式移动。所述第二弧长小于所述第一弧长。

在所述最大允许弧长lmax与所述间隔弧长之差小于所述第二弧长时，执行所述阻止所述末端适配器110远离所述第二定位点203移动的步骤。通过将所述末端适配器110的步进弧长调节小，可以使所述末端适配器110的步进范围增大，以争取更大的入颅点的修正空间。

在一个实施例中，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

控制所述末端适配器110复位至所述第一定位点103，避免操作失误导致重新规划路线。

请参见图10和图11，在一个实施例中，若所述位置命令为第二入颅点402的位置信息，则根据所述位置命令控制所述末端适配器110沿所述第一定位点103所在所述第一球面移动的步骤，包括：

控制所述末端适配器110以所述第一靶点101为球心，且以所述第一靶点101和所述第一定位点103之间的距离为半径做弧形运动移动至第三定位点403。所述第一靶点101、所述第二入颅点402和所述第三定位点403顺次排列在一条直线上。

本申请实施例提供的所述机械臂100的末端适配器110的控制方法通过定位所述第二入颅点402和所述第一靶点101的位置，并以所述第一靶点101为球心，且以所述第一靶点101和所述第一定位点103之间的距离为半径做弧形运动得到新的穿刺路径。所述机械臂100的末端适配器110的控制方法避免了重新进行建模、数据采集和路径规划，节约到了时间。即使靶点的位置多次发生变化，也能快速得到新的穿刺路径，提高了手术效率。

请参见图12，在一个实施例中，在所述S020步骤之后，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

S030，获取最大允许弧长lmax。

S040，在所述末端适配器110走过的弧长到达所述最大允许弧长lmax时，控制所述末端适配器110锁死，以保证穿刺手术的入颅点位置的安全性。

所述最大允许弧长lmax为以所述第一靶点101为球心，且以所述第一靶点101和所述第一定位点103之间的距离为半径做弧形运动的最大位移。

在附图3中，所述第一定位点103与所述第三定位点403之间的弧长为所述最大允许弧长lmax。所述最大允许弧长lmax与原靶点的位置和脑部组织结构有关。

在一个实施例中，所述控制所述末端适配器110以所述第一靶点101为球心，且以所述第一靶点101和所述第一定位点103之间的距离为半径做弧形运动，以使所述末端适配器110移动至第三定位点403的步骤包括：

控制所述末端适配器110以第一弧长步进式移动至第三定位点403。

在所述末端适配器110移动至所述第三定位点403后，所述控制方法还包括：

控制所述末端适配器110朝向所述第一靶点101移动。

所述机械臂100的末端适配器110的控制方法采用步进式移动方式控制所述末端适配器110便于通过记录步数准确获取所述末端适配器110的位置信息，减少信息延后，提高安全性。

请参见图13，在一个实施例中，在所述S020步骤之后，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

S021，获取最大允许弧长lmax。

S022，获取所述第一定位点103与所述第三定位点403之间的间隔弧长。

S023，在所述最大允许弧长lmax与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长时，阻止所述末端适配器110远离所述第一定位点103移动。即所述末端适配器110仅能靠近所述第一定位点103移动或不移动，避免所述末端适配器110超出所述最大允许距离Lmax，避免超出安全区域，伤害脑组织。

在一个实施例中，所述机械臂100的末端适配器110的控制方法还包括：

在所述最大允许弧长lmax与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长且大于第二弧长时，控制所述末端适配器110以所述第二弧长步进式移动。所述第二弧长小于所述第一弧长。

在所述最大允许弧长lmax与所述间隔弧长之差小于所述第二弧长时，执行所述阻止所述末端适配器110远离所述第一定位点103移动的步骤。通过将所述末端适配器110的步进弧长调节小，可以使所述末端适配器110的步进范围增大，以争取更大的入颅点修正空间。

在一个实施例中，在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长且大于第二弧长时，控制所述末端适配器110以所述第二弧长步进式移动；

在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第二弧长时，执行所述阻止所述末端适配器110远离所述第一定位点103移动的步骤；所述第二弧长小于所述第一弧长。通过将所述末端适配器110的步进弧长调节小，可以使所述末端适配器110的步进范围增大，以争取更大的入颅点的修正空间。

在球面模式下，也可以设置任一点为目标点，控制末端适配器110以目标点为球心，以所述末端适配器110上的一点所在位置至所述目标点的距离为半径，在球面上进行运动。

其中，目标点可以设置为入颅点、靶点或其他任一一点。

其中，所述末端适配器110一点可以自行定义。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种机械臂的末端适配器的控制方法，其特征在于，包括：

获取第一路径，所述第一路径穿过第一靶点和第一入颅点，且所述末端适配器位于第一定位点，所述第一路径顺次穿过所述第一定位点、第一入颅点和第一靶点；

获取位置命令，并根据所述位置命令控制所述末端适配器沿所述第一定位点所在的第一平面或第一球面移动，且所述第一平面垂直于所述第一路径；

若所述位置命令包括第二靶点的位置信息，根据所述第二靶点的位置信息和所述第一路径得到穿过所述第二靶点的第二路径，所述第二路径平行于所述第一路径，所述第二路径与所述第一平面相交于第二定位点；

驱动所述末端适配器垂直于所述第一路径移动至所述第二定位点，控制所述末端适配器以第一步长步进式移动至所述第二定位点；

控制所述末端适配器沿所述第二路径移动；

获取最大允许距离；

获取所述第一定位点与所述第二定位点之间的间隔距离；

在所述最大允许距离与所述间隔距离之差小于所述第一步长时，阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动；

在所述最大允许距离与所述间隔距离之差小于所述第一步长且大于第二步长时，控制所述末端适配器以所述第二步长步进式移动；

在所述最大允许距离与所述间隔距离之差小于所述第二步长时，执行所述阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动的步骤；

所述第二步长小于所述第一步长。

2.如权利要求1所述的机械臂的末端适配器的控制方法，其特征在于，还包括：

获取最大允许距离；

在所述末端适配器在所述第一平面内走过的距离达到所述最大允许距离时，控制所述末端适配器锁死。

3.如权利要求1所述的机械臂的末端适配器的控制方法，其特征在于，若所述位置命令为第二入颅点的位置信息，则根据所述位置命令控制所述末端适配器沿所述第一定位点所在所述第一球面移动的步骤包括：

控制所述末端适配器以所述第一靶点为球心，且以所述第一靶点和所述第一定位点之间的距离为半径做弧形运动移动至第三定位点，所述第一靶点、所述第二入颅点和所述第三定位点顺次排列在一条直线上。

4.如权利要求3所述的机械臂的末端适配器的控制方法，其特征在于，还包括：

获取最大允许弧长；

在所述末端适配器走过的弧长达到所述最大允许弧长时，控制所述末端适配器锁死。

5.如权利要求4所述的机械臂的末端适配器的控制方法，其特征在于，在所述控制所述末端适配器以所述第一靶点为球心，且以所述第一靶点和所述第一定位点之间的距离为半径做弧形运动移动至第三定位点的步骤包括：

控制所述末端适配器以第一弧长步进式移动至所述第三定位点；

在所述末端适配器移动至所述第三定位点后，所述控制方法还包括：

控制所述末端适配器朝向所述第一靶点移动。

6.如权利要求5所述的机械臂的末端适配器的控制方法，其特征在于，还包括：

获取最大允许弧长；

获取所述第一定位点与所述第三定位点之间的间隔弧长；

在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长时，阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动。

7.如权利要求6所述的机械臂的末端适配器的控制方法，其特征在于，在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第一弧长且大于第二弧长时，控制所述末端适配器以所述第二弧长步进式移动；

在所述最大允许弧长与所述间隔弧长之差小于所述第二弧长时，执行所述阻止所述末端适配器远离所述第一定位点移动的步骤；所述第二弧长小于所述第一弧长。

8.一种手术机器人系统，其特征在于，包括：

机械臂，所述机械臂包括末端适配器；以及

控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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