CN112674876B - 一种用于手术的操作臂、操作臂的控制方法及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于手术的操作臂、操作臂的控制方法及手术机器人，涉及手术设备领域。该操作臂包括：控制台、控制单元，第一运动单元、第二运动单元、手术工具组件和微型摄像头；控制台连接控制单元，控制单元分别连接第一运动单元、第二运动单元和手术工具组件，控制台连接微型摄像头，构建成了结构简单、体积小、成本低、精度高的小型化的操作臂，能在手术前及手术过程中，对通过控制台的操作来对器械机械臂的位姿进行相应调整，以适应患者不同手术部位的切口位置协助医生完成手术部位的精确定位，减轻医生的劳动强度，提高手术治疗的精度与质量，缩短治疗时间。

Description

一种用于手术的操作臂、操作臂的控制方法及手术机器人

技术领域

本发明涉及手术设备领域，尤其涉及一种用于手术的操作臂、操作臂的控制方法及手术机器人。

背景技术

医生在手术过程中的操作，如确定手术部位、划线、切割等，都是依靠医生的经验和判断，对医生的要求比较高。在进行精密手术时，需要对患处准确定位，考验医生对精密操作的熟练程度，且长时间的高专注度的人工操作，对于医生身体也是巨大的考验，手术时间越长，误操作的风险也就越高，亟待需要能够辅助医生进行精密手术的设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于手术的操作臂、操作臂的控制方法及手术机器人。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于手术的操作臂，包括：控制台、控制单元，第一运动单元、第二运动单元、手术工具组件和微型摄像头；

所述控制台连接所述控制单元，所述控制单元分别连接所述第一运动单元、所述第二运动单元和所述手术工具组件，所述控制台连接微型摄像头；

所述控制台用于根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到所述控制单元；

所述控制单元用于根据接收到的所述第一运动指令控制所述第一运动控制单元运动到初步定位区域；

所述控制台还用于获取所述微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据所述目标位置发送第二运动指令到所述控制单元；

所述控制单元还用于根据接收到的所述第二运动指令控制所述第二运动控制单元运动到所述目标位置；

所述手术工具组件用于根据所述控制台的预设操作指令在所述目标位置进行相应组件的操作。

本发明的有益效果是：本发明方案通过包括：控制台、控制单元，第一运动单元、第二运动单元、手术工具组件和微型摄像头；所述控制台连接所述控制单元，所述控制单元分别连接所述第一运动单元、所述第二运动单元和所述手术工具组件，所述控制台连接微型摄像头的结构，构建成了结构简单、体积小、成本低、精度高的小型化的操作臂，能在手术前及手术过程中，对通过控制台的操作来对器械机械臂的位姿进行相应调整，以适应患者不同手术部位的切口位置协助医生完成手术部位的精确定位，减轻医生的劳动强度，提高手术治疗的精度与质量，缩短治疗时间。

进一步地，还包括：远程信息发送模块，所述远程信息发送模块用于替换所述控制台所述控制单元还包括：远程信息接收模块和控制器；

所述远程信息发送模块用于根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到所述远程信息接收模块；

所述控制器用于根据所述远程信息接收模块发送的所述第一运动指令控制所述第一运动控制单元运动到初步定位区域；

所述远程信息发送模块还用于获取微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据所述目标位置发送第二运动指令到所述远程信息接收模块；

所述控制器还用于根据所述远程信息接收模块发送的所述第二运动指令控制所述第二运动控制单元运动到所述目标位置。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明方案通过将所述控制台替换成远程信息发送模块和设置有远程信息接收模块的所述控制器，通过远程信息发送模块实现控制台的功能，实现远程指导或远程控制操作臂的手术操作，为手术操作提供更多可行方案。

进一步地，所述控制台还包括：显示器、第一按键和第二按键；

所述显示器用于显示所述微型摄像头的视频信息；

所述第一按键用于根据所述初步定位信息，通过工作人员的预设操作生成所述第一运动指令；

所述第二按键用于根据目标位置，通过工作人员的预设操作生成所述第二运动指令。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过在控制台设置显示器、第一按键和第二按键，通过控制台的第一按键控制能够实现操作臂控制操作臂的肘关节运动，能够实现大范围运动，到达目标区域，通过第二按键控制操作臂的腕关节运动，能够更加精确控制操作臂到达目标位置，进行精密手术操作。

进一步地，所述第一运动指令包括：运动单元ID和运动参数；

所述第二运动指令包括：运动单元ID和运动参数；其中运动单元ID表示所述第一运动单元或所述第二运动单元的身份ID；所述运动参数表示根据所述第一运动单元或所述第二运动单元的运动范围设置的运动参数。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过运动单元ID控制不同运动单元，通过运动参数控制操作臂不同关节的不同精度运动，既保证了操作范围又保证了操作精度。

进一步地，所述控制台还用于，获取所述微型摄像头的视频信息，经过解析自动识别出第一目标位置；还用于通过所述显示器显示所述视频信息，通过所述目标位置的特征人工判断出第二目标位置，将所述第二目标位置与所述第一目标位置进行匹配，匹配合格则为所述目标位置。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明方案根据自动解析微型摄像头的视频信息和通过所述显示器显示所述视频信息，获得第一目标位置和第二目标位置，通过机器自动比对识别结果和显示器人工识别结果进行结合，降低了误差率，提高了目标位置的识别率。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种手术机器人，包括：设置在所述控制单元上的预设空腔通道和上述任一项方案的一种用于手术的操作臂；

所述预设空腔通道用于收集样本或者存放手术物品。

本发明的有益效果是：本发明方案通过包括：控制台、控制单元，第一运动单元、第二运动单元、手术工具组件和微型摄像头；所述控制台连接所述控制单元，所述控制单元分别连接所述第一运动单元、所述第二运动单元和所述手术工具组件，所述控制台连接微型摄像头的结构，构建成了结构简单、体积小、成本低、精度高的小型化的操作臂，能在手术前及手术过程中，对通过控制台的操作来对器械机械臂的位姿进行相应调整，以适应患者不同手术部位的切口位置协助医生完成手术部位的精确定位，减轻医生的劳动强度，提高手术治疗的精度与质量，缩短治疗时间。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种用于手术的操作臂的控制方法，包括：

S1，控制台根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到控制单元；

S2，所述控制单元根据接收到的所述第一运动指令控制所述第一运动控制单元运动到初步定位区域；

S3，所述控制台获取所述微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据所述目标位置发送第二运动指令到所述控制单元；

S4，所述控制单元根据接收到的所述第二运动指令控制所述第二运动控制单元运动到所述目标位置；

S5，手术工具组件根据所述控制台的预设操作指令在所述目标位置进行相应组件的操作。

本发明的有益效果是：本发明方案通过包括：控制台、控制单元，第一运动单元、第二运动单元、手术工具组件和微型摄像头；所述控制台连接所述控制单元，所述控制单元分别连接所述第一运动单元、所述第二运动单元和所述手术工具组件，所述控制台连接微型摄像头的结构，构建成了结构简单、体积小、成本低、精度高的小型化的操作臂，能在手术前及手术过程中，对通过控制台的操作来对器械机械臂的位姿进行相应调整，以适应患者不同手术部位的切口位置协助医生完成手术部位的精确定位，减轻医生的劳动强度，提高手术治疗的精度与质量，缩短治疗时间。

进一步地，还包括：将所述控制台替换成远程信息发送模块；在所述控制单元中设置远程信息接收模块和和控制器，所述控制器还与预设空腔通道连接；

所述远程信息发送模块根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到所述远程信息接收模块；

所述控制器根据所述远程信息接收模块发送的所述第一运动指令控制所述第一运动控制单元运动到初步定位区域；

所述远程信息发送模块获取微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据所述目标位置发送第二运动指令到所述远程信息接收模块；

所述控制器根据所述远程信息接收模块发送的所述第二运动指令控制所述第二运动控制单元运动到所述目标位置。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明方案通过将所述控制台替换成远程信息发送模块和设置有远程信息接收模块的所述控制器，通过远程信息发送模块实现控制台的功能，实现远程指导或远程控制操作臂的手术操作，为手术操作提供更多可行方案。

进一步地，还包括：显示器显示所述微型摄像头的视频信息；

第一按键根据所述初步定位信息，通过工作人员的预设操作生成所述第一运动指令；

第二按键根据目标位置，通过工作人员的预设操作生成所述第二运动指令。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过在控制台设置显示器、第一按键和第二按键，通过控制台的第一按键控制能够实现操作臂控制操作臂的肘关节运动，能够实现大范围运动，到达目标区域，通过第二按键控制操作臂的腕关节运动，能够更加精确控制操作臂到达目标位置，进行精密手术操作。

进一步地，所述第一运动指令包括：运动单元ID和运动参数；

所述第二运动指令包括：运动单元ID和运动参数；其中运动单元ID表示所述第一运动单元或所述第二运动单元的身份ID；所述运动参数表示根据所述第一运动单元或所述第二运动单元的运动范围设置的运动参数。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过运动单元ID控制不同运动单元，通过运动参数控制操作臂不同关节的不同精度运动，既保证了操作范围又保证了操作精度。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的一种用于手术的操作臂的结构框图；

图2为本发明的其他实施例提供的一种用于手术的操作臂的结构框图；

图3为本发明的实施例提供的一种用于手术的操作臂的控制方法的流程图；

图4为本发明的其他实施例提供的控制单元的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种用于手术的操作臂，该操作臂包括：控制台11、控制单元12，第一运动单元14、第二运动单元13、手术工具组件16和微型摄像头15；

控制台11连接控制单元12，控制单元12分别连接第一运动单元14、第二运动单元13和手术工具组件16，控制台11连接微型摄像头15；

控制台11用于根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到控制单元12；其中，初步定位消息可以根据通过X片、B超、肠镜或胃镜等设备提前获取的需要做手术的区域。其中，第一运动指令可以包括：运动单元ID，相应的运动参数和其他控制运动单元运动的参数，第二运动指令与第一运动指令同。其中，控制台11可以通过计算机设备实现，也可以通过树莓派4B及树莓派扩展板来实现，

在某实施例中，根据预设初步定位信息获得第一运动指令信息可以包括：在获取第一运动指令之前对第一运动单元14和第二运动单元13的运动范围设置分区，例如以第一运动单元14为中心以操作臂为半径的圆就是第一运动单元14的运动范围，将圆切割成相同大小的多个扇形作为每个分区，根据初步定位信息确认对应的分区，确定第一运动单元14的目前位置所在分区到初步定位信息所在分区需要移动距离来计算出第一运动指令，例如，根据移动距离换算出第一运动单元14的电机的转动圈数，根据转动圈数设置占空比数值也就能获得第一运动指令的运动参数。获得第二运动指令可以获得第一运动指令的方法相同。

控制单元12用于根据接收到的第一运动指令控制第一运动控制单元12运动到初步定位区域；控制台11还用于获取微型摄像头15的视频信息，判断出目标位置，根据目标位置发送第二运动指令到控制单元12；

在某实施例中，根据视频信息判断出目标位置可以包括：根据计算机设备将视频截取成一张张图片信息，与标准图片进行比对，比对成功，则视频信息对应的图片帧位置则为目标位置，再根据目标位置计算出第二运动指令。在某实施例中，根据视频信息判断出目标位置还可以包括：通过计算机设备自动检测出的结果结合人工识别结果进行匹配判断，二者判断一致，则识别结果作为目标位置，如果不一致则需要再继续检测，避免了机器识别误差或者人工识别误差的出现。

控制单元12还用于根据接收到的第二运动指令控制第二运动控制单元12运动到目标位置；

在某实施例中，操作臂的操作过程可以包括：通过有线连接的方式将控制单元12连接到控制台11，也就是控制台11的带显示器的计算机设备，通过计算机设备的界面应用显示视频信息，通过计算机设备根据初步定位信息分析出第一运动单元14的运动量，并将运动量对应的运动参数发送给控制单元12，来控制第一运动单元14运动到大致区域；

在第一运动单元14也就操作臂的肘关节运动到大致区域后，计算机设备根据微型摄像头15的采集的广角视频信息，分析出目标位置，计算机设备根据目标位置计算得到第二运动单元13的运动量，并将运动量对应的运动参数发送给控制单元12，来控制第二运动单元13运动到目标位置，第二运动单元13也就是操作臂的腕关节，第二运动单元13相比较第一运动单元14，运动区域虽然减小了，但是可以实现精度更高的到达目标位置。

在某实施例中，如图4所示，控制单元12控制第一运动单元14和第二运动单元13的控制方案可以包括：处理器、电流检测、电压测量、位置检测、给定值设定、隔离和栅极驱动、通信接口和电源管理来实现对第一运动单元14和第二运动单元13的控制，其中第一运动单元14和第二运动单元13可以优选小型化伺服电机，也可以是步进电机，具体型号不做具体限定，根据应用需要满足精度和体积要求就可以，每个功能模块的IC器件，可以如表1所示：

表1

手术工具组件16用于根据控制台11的预设操作指令在目标位置进行相应组件的操作。其中，手术工具组件16实现的功能可以包括：夹持、切除、切割、缝合、吻合等，能够实现其中一个或多个功能的组件就可以作为一个手术工具组件16，再根据实际需要安装上不同的手术工具组件16进行手术操作，其中第一运动单元14、第二运动单元13和手术工具组件16，依次连接安装，第一运动单元14安装在控制单元12侧，手术工具组件16安装在手术操作侧，也就是腕关节的外侧。

本发明方案通过包括：控制台11、控制单元12，第一运动单元14、第二运动单元13、手术工具组件16和微型摄像头15；控制台11连接控制单元12，控制单元12分别连接第一运动单元14、第二运动单元13和手术工具组件16，控制台11连接微型摄像头15的结构，构建成了结构简单、体积小、成本低、精度高的小型化的操作臂，能在手术前及手术过程中，对通过控制台11的操作来对器械机械臂的位姿进行相应调整，以适应患者不同手术部位的切口位置协助医生完成手术部位的精确定位，减轻医生的劳动强度，提高手术治疗的精度与质量，缩短治疗时间。

优选地，在上述任意实施例中，如图3所示，远程信息发送模块111，所述远程信息发送模块111用于替换所述控制台11；所述控制单元还包括：远程信息接收模块121和控制器122；

远程信息发送模块111用于根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到远程信息接收模块121；

控制器122用于根据远程信息接收模块121发送的第一运动指令控制第一运动控制单元运动到初步定位区域；

远程信息发送模块111还用于获取微型摄像头15的视频信息，判断出目标位置，根据目标位置发送第二运动指令到远程信息接收模块121；

控制器122还用于根据远程信息接收模块121发送的第二运动指令控制第二运动控制单元运动到目标位置。

本发明方案通过将控制台替换成远程信息发送模块111和设置有远程信息接收模块121的控制器122，通过远程信息发送模块111实现控制台的功能，实现远程指导或远程控制操作臂的手术操作，为手术操作提供更多可行方案。

优选地，在上述任意实施例中，控制台还包括：显示器、第一按键和第二按键；

显示器用于显示微型摄像头15的视频信息；

第一按键用于根据初步定位信息，通过工作人员的预设操作生成第一运动指令；

第二按键用于根据目标位置，通过工作人员的预设操作生成第二运动指令。

在某实施例中，控制台的第一运动指令和第二运动指令可以分别通过不同按键，进行单步操作，例如通过长按第一按键就能输出第一运动指令控制第一运动单元14运动，停止按下动作，第一运动单元14就可以停止，第一运动单元14的运动方向可以通过设置第一按键的不同按键次数来实现，第二按键实现第二运动单元13运动与上类似。确认按键动作可以根据工作人员从显示屏上显示的内容来选择控制各运动单元的运动方向和运动是否停止。

本方案通过在控制台设置显示器、第一按键和第二按键，通过控制台的第一按键控制能够实现操作臂控制操作臂的肘关节运动，能够实现大范围运动，到达目标区域，通过第二按键控制操作臂的腕关节运动，能够更加精确控制操作臂到达目标位置，进行精密手术操作。

优选地，在上述任意实施例中，第一运动指令包括：运动单元ID和运动参数；

第二运动指令包括：运动单元ID和运动参数；其中运动单元ID表示所述第一运动单元或所述第二运动单元的身份ID；所述运动参数表示根据所述第一运动单元或所述第二运动单元的运动范围设置的运动参数。

本方案通过运动单元ID控制不同运动单元，通过运动参数控制操作臂不同关节的不同精度运动，既保证了操作范围又保证了操作精度。

优选地，在上述任意实施例中，控制台还用于，获取微型摄像头15的视频信息，经过解析自动识别出第一目标位置；还用于通过显示器显示视频信息，通过目标位置的特征人工判断出第二目标位置，将第二目标位置与第一目标位置进行匹配，匹配合格则为目标位置。

本发明方案根据自动解析微型摄像头15的视频信息和通过显示器显示视频信息，获得第一目标位置和第二目标位置，通过机器自动比对识别结果和显示器人工识别结果进行结合，降低了误差率，提高了目标位置的识别率。

在某一实施例中，一种手术机器人，包括：设置在控制单元上的预设空腔通道和任一项方案的一种用于手术的操作臂；在某实施例中，一种手术机器人可以包括：多个操作臂。

预设空腔通道用于收集样本或者存放手术物品。

本发明方案通过包括：控制台、控制单元12，第一运动单元14、第二运动单元13、手术工具组件16和微型摄像头15；控制台连接控制单元12，控制单元12分别连接第一运动单元14、第二运动单元13和手术工具组件16，控制台连接微型摄像头15的结构，构建成了结构简单、体积小、成本低、精度高的小型化的操作臂，能在手术前及手术过程中，对通过控制台的操作来对器械机械臂的位姿进行相应调整，以适应患者不同手术部位的切口位置协助医生完成手术部位的精确定位，减轻医生的劳动强度，提高手术治疗的精度与质量，缩短治疗时间。

在某一实施例中，如图2所示，一种用于手术的操作臂的控制方法，包括：

S1，控制台根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到控制单元；

S2，控制单元根据接收到的第一运动指令控制第一运动控制单元运动到初步定位区域；

S3，控制台获取微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据目标位置发送第二运动指令到控制单元；

S4，控制单元根据接收到的第二运动指令控制第二运动控制单元运动到目标位置；

S5，手术工具组件根据控制台的预设操作指令在目标位置进行相应组件的操作。

本发明方案通过包括：控制台、控制单元，第一运动单元、第二运动单元、手术工具组件和微型摄像头；控制台连接控制单元，控制单元分别连接第一运动单元、第二运动单元和手术工具组件，控制台连接微型摄像头的结构，构建成了结构简单、体积小、成本低、精度高的小型化的操作臂，能在手术前及手术过程中，对通过控制台的操作来对器械机械臂的位姿进行相应调整，以适应患者不同手术部位的切口位置协助医生完成手术部位的精确定位，减轻医生的劳动强度，提高手术治疗的精度与质量，缩短治疗时间。

优选地，在上述任意实施例中，还包括：将控制台替换成远程信息发送模块；在控制单元中设置远程信息接收模块和和控制器；

远程信息发送模块根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到远程信息接收模块；

控制器根据远程信息接收模块发送的第一运动指令控制第一运动控制单元运动到初步定位区域；

远程信息发送模块获取微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据目标位置发送第二运动指令到远程信息接收模块；

控制器根据远程信息接收模块发送的第二运动指令控制第二运动控制单元运动到目标位置。

本发明方案通过将控制台替换成远程信息发送模块和设置有远程信息接收模块的控制器，通过远程信息发送模块实现控制台的功能，实现远程指导或远程控制操作臂的手术操作，为手术操作提供更多可行方案。

优选地，在上述任意实施例中，还包括：显示器显示微型摄像头的视频信息；

第一按键根据初步定位信息，通过工作人员的预设操作生成第一运动指令；

第二按键根据目标位置，通过工作人员的预设操作生成第二运动指令。

本方案通过在控制台设置显示器、第一按键和第二按键，通过控制台的第一按键控制能够实现操作臂控制操作臂的肘关节运动，能够实现大范围运动，到达目标区域，通过第二按键控制操作臂的腕关节运动，能够更加精确控制操作臂到达目标位置，进行精密手术操作。

优选地，在上述任意实施例中，第一运动指令包括：运动单元ID和运动参数；

第二运动指令包括：运动单元ID和运动参数；其中运动单元ID表示所述第一运动单元或所述第二运动单元的身份ID；所述运动参数表示根据所述第一运动单元或所述第二运动单元的运动范围设置的运动参数。

本方案通过运动单元ID控制不同运动单元，通过运动参数控制操作臂不同关节的不同精度运动，既保证了操作范围又保证了操作精度。

可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部可选实施方式。

需要说明的是，上述各实施例是与在先方法实施例对应的产品实施例，对于产品实施例中各可选实施方式的说明可以参考上述各方法实施例中的对应说明，在此不再赘述。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在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，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或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)执行本发明各个实施例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-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于手术的操作臂，其特征在于，包括：控制台、控制单元，第一运动单元、第二运动单元、手术工具组件和微型摄像头；

所述控制台连接所述控制单元，所述控制单元分别连接所述第一运动单元、所述第二运动单元和所述手术工具组件，所述控制台还连接微型摄像头；

所述控制台用于根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到所述控制单元；

所述控制单元用于根据接收到的所述第一运动指令控制所述第一运动单元运动到初步定位区域；

所述控制台还用于获取所述微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据所述目标位置发送第二运动指令到所述控制单元；

所述控制单元还用于根据接收到的所述第二运动指令控制所述第二运动单元运动到所述目标位置；

所述手术工具组件用于根据所述控制台的预设操作指令在所述目标位置进行相应组件的操作；

所述控制台还包括：显示器、第一按键和第二按键；

所述显示器用于显示所述微型摄像头的视频信息；

所述第一按键用于根据所述初步定位信息，通过工作人员的预设操作生成所述第一运动指令；

所述第二按键用于根据目标位置，通过工作人员的预设操作生成所述第二运动指令；

通过控制台的第一按键控制能够实现控制操作臂的肘关节运动，能够实现大范围运动，到达目标区域；通过第二按键控制操作臂的腕关节运动，能够更加精确控制操作臂到达目标位置，进行精密手术操作；

在获取第一运动指令之前对第一运动单元和第二运动单元的运动范围设置分区，以第一运动单元为中心、以操作臂为半径的圆为第一运动单元的运动范围，将圆切割成相同大小的多个扇形作为每个分区，根据初步定位信息确认对应的分区，确定第一运动单元的目前位置所在分区到初步定位信息所在分区需要移动距离来计算出第一运动指令，根据移动距离换算出第一运动单元的电机的转动圈数，根据转动圈数设置占空比数值以获得第一运动指令的运动参数；获得第二运动指令与获得第一运动指令的方法相同；

在第一运动单元也即操作臂的肘关节运动到大致区域后，计算机设备根据微型摄像头的采集的广角视频信息，分析出目标位置，计算机设备根据目标位置计算得到第二运动单元的运动量，并将运动量对应的运动参数发送给控制单元，来控制第二运动单元运动到目标位置，第二运动单元也就是操作臂的腕关节。

2.根据权利要求1所述的一种用于手术的操作臂，其特征在于，还包括：远程信息发送模块，所述远程信息发送模块用于替换所述控制台；所述控制单元还包括：远程信息接收模块和控制器；

所述远程信息发送模块用于根据预设初步定位信息，发送第一运动指令到所述远程信息接收模块；

所述控制器用于根据所述远程信息接收模块发送的所述第一运动指令控制所述第一运动控制单元运动到初步定位区域；

所述远程信息发送模块还用于获取微型摄像头的视频信息，判断出目标位置，根据所述目标位置发送第二运动指令到所述远程信息接收模块；

所述控制器还用于根据所述远程信息接收模块发送的所述第二运动指令控制所述第二运动控制单元运动到所述目标位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于手术的操作臂，其特征在于，所述第一运动指令包括：运动单元ID和运动参数；所述第二运动指令包括：运动单元ID和运动参数；其中运动单元ID表示所述第一运动单元或所述第二运动单元的身份ID；所述运动参数表示根据所述第一运动单元或所述第二运动单元的运动范围设置的运动参数。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于手术的操作臂，其特征在于，所述控制台还用于，获取所述微型摄像头的视频信息，经过解析自动识别出第一目标位置；还用于通过所述显示器显示所述视频信息，通过所述目标位置的特征人工判断出第二目标位置，将所述第二目标位置与所述第一目标位置进行匹配，匹配合格则为所述目标位置。

5.一种手术机器人，其特征在于，包括：设置在所述控制单元上的预设空腔通道和权利要求1至4任一项所述的一种用于手术的操作臂；

所述预设空腔通道用于收集样本或者存放手术物品。

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