CN113040913A - 机械臂、手术装置、手术末端装置、手术系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械臂、手术装置、手术末端装置、手术系统及工作方法，所述机械臂包括：机械臂本体关节以及第一转换接头；所述机械臂本体关节用于安装于预期的安装位置；所述第一转换接头与所述机械臂本体关节连接，用于与手术末端装置的第二转换接头连接。如此配置，机械臂的第一转换接头为通用型接口，其可以适配多种不同的手术末端装置，通过更换不同手术操作所需要的手术末端装置，可在一个手术室或一种手术环境下进行多种手术操作的执行，从而可以实现手术系统的更加通用化，降低医院和患者的医疗成本，并通过此方式实现更多手术操作方案的实现，提高手术操作效率。

Description

机械臂、手术装置、手术末端装置、手术系统及工作方法

技术领域

本发明涉及机器人辅助手术技术领域，特别涉及一种机械臂、手术装置、手术末端装置、手术系统及工作方法。

背景技术

手术机器人的出现符合精准外科的发展趋势。手术机器人成为帮助医生完成手术的有力工具，并且在目前已经在多科室、多领域开发了多种适用于不同适应症的手术机器人。

手术机器人的设计理念是采用微创伤的方式精准灵巧地实施复杂的外科手术，其具有高精度和高安全性。在传统的手术面临种种局限的情况下，发展出了手术机器人来替代传统手术，手术机器人突破了人眼的局限，采用立体成像技术，将内部器官更加清晰的呈现给操作者。在原来手伸不进的区域，机械臂能完成360度转动、挪动、摆动或夹持，并可避免抖动。患者的创口小、出血少、恢复快，大大缩短了患者术后住院时间，术后存活率和康复率也能明显提高，受到广大医患的青睐，现在作为一种高端医疗器械，已广泛运用于各种临床手术中。

但是目前市面上已经使用的手术机器人装置都是专用型的装置，并且基于手术机器人的技术复杂性和开发成本，一台手术机器人往往价格很高，并且该部分费用需要患者来承担，无形中增加了患者的医疗成本；另一方面，由于手术机器人设备之间的不通用性和手术装置的转运困难性，一般都会用专用的手术室存放，也增加了医院的成本，并且该种情况还降低了手术机器人在一种手术操作中突发其他情况的解决效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械臂、手术装置、手术末端装置、手术系统及工作方法，以解决现有手术机器人专用性强，导致存放、使用成本高的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种机械臂，其包括：机械臂本体关节以及第一转换接头；

所述机械臂本体关节用于安装于预期的安装位置；

所述第一转换接头与所述机械臂本体关节连接，用于与手术末端装置的第二转换接头连接。

可选的，在所述机械臂中，所述机械臂本体关节具有至少四个自由度，用于调节与其连接的所述手术末端装置的空间位置或姿态。

可选的，在所述机械臂中，所述第一转换接头包括第一通讯接口和/或第一识别装置，所述第一通讯接口用于和与其连接的所述手术末端装置通信，所述第一识别装置用于识别与其连接的所述手术末端装置的类型。

为解决上述技术问题，根据本发明的第二个方面，还提供了一种手术装置，其包括如上述是机械臂以及台车，所述机械臂安装于所述台车上，所述台车用于通过自身的移动调节所述机械臂的位置。

可选的，在所述手术装置中，所述机械臂或所述台车还包括第一位置传感器，所述第一位置传感器用于与手术床的第二位置传感器通信连接，以供识别和确定所述机械臂的位置。

为解决上述技术问题，根据本发明的第三个方面，还提供了一种手术末端装置，其包括：末端本体及第二转换接头；所述第二转换接头的一端用于与所述末端本体连接，另一端用于与如上所述的机械臂的第一转换接头连接。

可选的，在所述手术末端装置中，所述第二转换接头包括第二通讯接口和/或第二识别装置，所述第二通讯接口用于和与其连接的所述机械臂通信，所述第二识别装置用于供与其连接的所述机械臂识别。

为解决上述技术问题，根据本发明的第四个方面，还提供了一种手术系统，其包括：控制装置、如上所述的手术装置以及如上所述的手术末端装置；所述手术末端装置通过所述第二转换接头和所述第一转换接头与所述手术装置的机械臂连接，所述控制装置与所述手术装置通信连接；

所述控制装置被配置为：根据手术类别，控制所述手术装置的台车移动至预定位置，控制所述手术装置的机械臂摆位至预定位姿，根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置执行手术。

可选的，所述手术系统包括至少两个所述手术装置和至少两个所述手术末端装置，所述控制装置还用于根据所述手术类别，将至少一个所述手术装置配置为主控装置，将至少一个所述手术装置配置为辅助装置。

可选的，所述手术系统还包括：手术床，所述手术床包括与所述控制装置通信连接的第二位置传感器，所述第二位置传感器用于与所述手术装置的第一位置传感器通信连接，以供所述控制装置确定所述手术装置相对于所述手术床的位置。

为解决上述技术问题，根据本发明的第五个方面，还提供了一种手术系统的工作方法，其利用如上所述的手术系统；所述手术系统的工作方法包括：

根据手术类别，控制所述手术装置的台车移动至预定位置，控制所述手术装置的机械臂摆位至预定位姿；以及

根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置执行手术。

可选的，在所述手术系统的工作方法中，所述控制逻辑包括：

根据手术类别触发选择控制逻辑包；以及

根据所述手术类别匹配相应的控制程序，以控制所述手术装置的机械臂执行预设的动作。

可选的，在所述手术系统的工作方法中，所述控制逻辑还包括：

根据所述手术类别，将至少一个所述手术装置配置为主控装置，将至少一个所述手术装置配置为辅助装置；以及

为所述主控装置和所述辅助装置分别匹配相应的控制程序，以分别控制所述主控装置的机械臂和所述辅助装置的机械臂执行预设的动作。

综上所述，在本发明提供的机械臂、手术装置、手术末端装置、手术系统及工作方法中，所述机械臂包括：机械臂本体关节以及第一转换接头；所述机械臂本体关节用于安装于预期的安装位置；所述第一转换接头与所述机械臂本体关节连接，用于与手术末端装置的第二转换接头连接。

如此配置，机械臂的第一转换接头为通用型接口，其可以适配多种不同的手术末端装置，通过更换不同手术操作所需要的手术末端装置，可在一个手术室或一种手术环境下进行多种手术操作的执行，从而可以实现手术系统的更加通用化，降低医院和患者的医疗成本，并通过此方式实现更多手术操作方案的实现，提高手术操作效率。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1a是本发明实施例一的机械臂的示意图；

图1b是图1a所示的机械臂的另一角度的示意图；

图2a是本发明实施例一的手术末端装置的示意图；

图2b是图2a所示的手术末端装置的另一角度的示意图；

图2c是图2a所示的手术末端装置与机械臂连接后的示意图；

图3a是本发明实施例一另一优选示例的手术末端装置的示意图；

图3b是图3a所示的手术末端装置的另一角度的示意图；

图3c是图3a所示的手术末端装置与机械臂连接后的示意图；

图4是本发明实施例一的手术装置与手术末端装置装配后的示意图；

图5是本发明实施例一的手术系统未装配手术末端装置时的示意图；

图6是本发明实施例一的手术系统装配手术末端装置后的示意图；

图7是本发明实施例一的布置手术实施方案的控制逻辑中枢的逻辑图；

图8是本发明实施例一的布置手术实施方案的控制逻辑的示意图；

图9是本发明实施例一的手术系统的手术场景示意图；

图10是本发明实施例二的手术系统未装配手术末端装置时的示意图；

图11是本发明实施例二的手术系统装配手术末端装置后的示意图；

图12a和图12b是本发明实施例二的安装基板的示意图；

图13是本发明实施例二的手术系统的手术场景示意图。

附图中：

1-机械臂；11-机械臂底座；12-机械臂本体关节；121-第一关节；122-第二关节；123-第三关节；124第四关节；13-第一转换接头；

2-手术末端装置；20-末端本体；21-第二转换接头；

3-手术装置；31-主控装置；32-辅助装置；

4-台车；41-脚轮结构；42-台车主体；43-机械臂接口；5-医生端控制台；6-患者；7-手术床；8-控制装置；

9-安装基板；91-路径轨道；92-第二位置传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，术语“近端”通常是靠近操作者的一端，术语“远端”通常是靠近患者即靠近病灶的一端，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本说明书中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。

本发明的目的在于提供一种手术装置、手术末端装置、手术系统及手术系统的工作方法，以解决现有手术机器人专用性强，导致存放、使用成本高的问题。

以下参考附图进行描述。

【实施例一】

请参考图1a至图9，其中，图1a是本发明一实施例的机械臂的示意图；图1b是图1a所示的机械臂的另一角度的示意图；图2a是本发明一实施例的手术末端装置的示意图；图2b是图2a所示的手术末端装置的另一角度的示意图；图2c是图2a所示的手术末端装置与机械臂连接后的示意图；图3a是本发明一实施例另一优选示例的手术末端装置的示意图；图3b是图3a所示的手术末端装置的另一角度的示意图；图3c是图3a所示的手术末端装置与机械臂连接后的示意图；图4是本发明一实施例的手术装置与手术末端装置装配后的示意图；图5是本发明一实施例的手术系统未装配手术末端装置时的示意图；图6是本发明一实施例的手术系统装配手术末端装置后的示意图；图7是本发明一实施例的布置手术实施方案的控制逻辑中枢的逻辑图；图8是本发明一实施例的布置手术实施方案的控制逻辑的示意图；图9是本发明一实施例的手术系统的手术场景示意图。

如图1a和图1b所示，本发明一实施例提供一种机械臂1，其包括：机械臂本体关节12以及第一转换接头13；所述机械臂本体关节12用于安装于预期的安装位置；所述第一转换接头13与所述机械臂本体关节12连接，用于与手术末端装置2的第二转换接头21连接，如图2a所示。第一转换接头13是一种通用型接口，其具有快换结构，用于实现与手术末端装置2的快速更换连接，并能实现稳定的连接。在一个可替代的实施例中，第一转换接头13包括大致呈矩形的凹孔，以供对应的第二转换接头21插入实现连接。如此配置，机械臂1的第一转换接头13为通用型接口，其可以适配多种不同的手术末端装置2，通过更换不同手术操作所需要的手术末端装置2，可在一个手术室或一种手术环境下进行多种手术操作的执行，从而可以实现手术系统的更加通用化，降低医院和患者的医疗成本，并通过此方式实现更多手术操作方案的实现，提高手术操作效率。

进一步的，所述机械臂1还包括机械臂底座11，机械臂底座11用于支撑所述机械臂关节本体12，并用于将整个机械臂1安装于预期的安装位置，如台车或手术室的天花板。

优选的，所述机械臂本体关节12具有至少四个自由度，用于调节与其连接的所述手术末端装置2的空间位置或姿态。在图1示出的示范例中，第一转换接头13位于机械臂本体关节12的远端，机械臂本体关节12的四个自由度的布置可以实现第一转换接头13处空间位置和姿态的调整。

请继续参考图1a、图1b，并结合图2c和图3c，示范性地对于机械臂本体关节12的四个自由度的具体实现进行说明。机械臂本体关节12包括依次连接第一关节121、第二关节122、第三关节123及第四关节124，第一关节121可转动地与机械臂底座11连接，用于实现机械臂1围绕机械臂底座11的转动自由度；第二关节122可转动地与第一关节121连接，用于实现机械臂1的上下摆动自由度；第三关节123可转动地与第二关节122连接，用于实现机械臂1的左右摆动自由度；第四关节124可转动地与第三关节123连接，用于实现机械臂1的上下摆动自由度；第一转换接头13与第四关节124连接。如此配置，该机械臂1至少具有两个上下摆动自由度、一个左右摆动自由度以及一个转动自由度，可实现第一转换接头13处空间位置和姿态的调整。当然本领域技术人员可根据现有技术，对机械臂本体关节12的关节和自由度进行其它的改进和配置，本发明对此不限。

优选的，所述第一转换接头13包括第一通讯接口和/或第一识别装置，所述第一通讯接口用于和与其连接的所述手术末端装置2通信，所述第一识别装置用于识别与其连接的所述手术末端装置2的类型。第一通讯接口或第一识别装置可根据需要进行设置，以实现机械臂1乃至手术系统对手术末端装置2的具体类型的识别。第一通讯接口和/或第一识别装置如可以是霍尔传感器等非接触的传感器检测，又如可以是弹针等接触式的信号传导装置，本领域技术人员可根据现有技术，进行合理地配置。

本实施例提供一种手术末端装置2，其包括：末端本体20及第二转换接头21；所述第二转换接头21的一端用于与所述末端本体20连接，另一端用于与如上所述的机械臂1的第一转换接头13连接。如图2a至图2c所示，在一个示范例中，手术末端装置2如可为腔镜手术末端装置，其末端本体20用于夹持/连接一腔镜。本领域技术人员可根据现有技术对该腔镜手术末端装置的具体结构进行理解，这里不再展开说明。第二转换接头21优选沿末端本体20的径向设置于末端本体20的背板一侧。

优选的，第二转换接头21包括大致呈矩形的凸块，该凸块的形状与第一转换接头13的凹孔的形状相匹配，第二转换接头21的凸块用于插入第一转换接头13的凹孔，以实现快速装配连接。当然，第一转换接头13与第二转换接头21的凹孔和凸块也可以互换，即在第一转换接头13设置凸块而在第二转换接头21上设置凹孔。此外，凸块和凹孔的形状也不限于大致呈矩形，如还可以为其它的多边形或不规则的形状。本领域技术人员还可根据现有技术，对转换接头进行其它的配置，以使第一转换接头13与第二转换接头21能实现快速更换连接。本发明对此不限。

如图3a至图3c所示，在另一个示范例中，手术末端装置2如可为用于骨科手术的手术末端装置，其末端本体20用于夹持/连接骨科手术工具，如钻头等。本领域技术人员可根据现有技术对该骨科手术工具的具体结构进行理解，这里不再展开说明。优选的，第二转换接头21沿末端本体20的径向设置。第二转换接头21的结构与图2a至图2c所示的示范例相似，这里不再赘述。可以理解的，手术末端装置2还可以是其它类型的手术末端，使用中操作者通过将不同类型的手术末端装置2与机械臂1快速装配连接，可实现功能的快速切换。

优选的，所述第二转换接头21包括第二通讯接口和/或第二识别装置，所述第二通讯接口用于和与其连接的所述机械臂1通信，所述第二识别装置用于供与其连接的所述机械臂1识别。第二通讯接口和/或第二识别装置可以是霍尔传感器等非接触的传感器检测，又如可以是弹针等接触式的信号传导装置，第二通讯接口和第二识别装置可与第一通讯接口和第一识别装置相适配，从而使机械臂1可以识别手术末端装置2的类型。

请参考图4，基于上述机械臂1，本实施例还提供一种手术装置3，其包括如上所述的机械臂1以及台车4，所述机械臂1安装于所述台车4上，所述台车4用于通过自身的移动调节所述机械臂1的位置。

在一个可替代的实施例中，台车4包括脚轮结构41，台车主体42和机械臂接口43；其中所述脚轮结构41可实现台车任意方向的移动，包括原地转动，并能够在任意位置实现锁定，以保证台车4的稳定性；所述机械臂接口43用于实现与所述机械臂1的固定连接。

优选的，所述机械臂1或所述台车4还包括第一位置传感器，所述第一位置传感器用于与手术床6的第二位置传感器(详见下文)通信连接，以供识别和确定所述机械臂1的位置。第一位置传感器如可安装于所述机械臂底座11上，或安装于台车4上。如第一位置传感器安装于机械臂底座11上，则手术系统的控制装置可直接获取机械臂1的位置信息。如第一位置传感器安装于台车4上，则第一位置传感器应与机械臂接口43具有固定的相对位置关系，如此控制装置可通过台车4的位置信息映射到机械臂1的位置关系。

进一步的，所述台车4还包括驱动装置(未图示)，驱动装置能够驱动台车4朝向任意方向移动，并能够锁定台车4的位置。

本实施例还提供一种手术系统，其包括控制装置8(如下图7所示)、如上所述的手术装置3以及如上所述的手术末端装置2；所述手术末端装置2通过所述第二转换接头21和所述第一转换接头13与所述手术装置3的机械臂1连接，所述控制装置8与所述手术装置3通信连接；所述控制装置8被配置为：根据手术类别，控制所述手术装置3的台车4移动至预定位置，控制所述手术装置3的机械臂1摆位至预定位姿，根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置3执行手术。请参考图5和图6，在一个示范性的实施例中，所述手术系统包括至少两个所述手术装置3和至少两个所述手术末端装置。

进一步的，所述手术系统还包括：手术床7，所述手术床7包括与所述控制装置8通信连接的第二位置传感器，所述第二位置传感器用于与所述手术装置3的第一位置传感器通信连接，以供所述控制装置8确定所述手术装置3相对于所述手术床7的位置。第二位置传感器和第一位置传感器能够通过相互的通信，来确定两者之间的相对位置。可选的，第二位置传感器和第一位置传感器的通信为无线通信，例如可通过光学或无线电波等方式进行通信。第二位置传感器和第一位置传感器如可为光学定位装置和光学靶标，磁定位装置和磁靶标等本领域常用的位置传感器。本领域技术人员可根据现有技术对第二位置传感器和第一位置传感器进行配对设置，以实现通过第二位置传感器对第一位置传感器进行定位。由此，手术装置3可以对手术床7上的患者6进行定位，从而实现手术操作。

基于上述手术系统，本实施例还提供一种手术系统的工作方法，其包括：

步骤S1：根据手术类别，控制所述手术装置3的台车4移动至预定位置，控制所述手术装置3的机械臂1摆位至预定位姿；

步骤S2：根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置3执行手术。

这里的手术类别，如可为腹腔镜手术、骨科手术以及神经穿刺手术等，实现包括骨科、神经外科学、妇科、普外等科室手术操作，根据手术类别的不同，手术装置3的台车4的预定位置不同。在手术类别确定后，控制装置8可根据其内置的控制逻辑中枢进行计算，获取相应的控制逻辑，并根据控制逻辑来控制手术装置3执行手术。控制逻辑中枢可包括多种手术操作控制程序，可根据手术类别自动匹配相应的控制程序。

进一步的，请参考图7，所述控制逻辑包括：

步骤S21：根据手术类别触发选择控制逻辑包；以及

步骤S22：根据所述手术类别匹配相应的控制程序，以控制所述手术装置3的机械臂1执行预设的动作。

控制逻辑包主要是匹配于手术类别的一系列控制步骤的集合，其包含相应的控制程序，主要用于按预设的顺序控制机械臂1执行手术操作。优选的，在整个控制逻辑的逻辑选择过程中，可通过安全策略S23保护整个逻辑的运行，以实现手术的安全性。安全策略S23的具体配置可根据现有技术进行选择，这里不再展开说明。

可选的，请参考图8，所述控制逻辑还包括：

步骤S24：根据所述手术类别，将至少一个所述手术装置3配置为主控装置31，将至少一个所述手术装置3配置为辅助装置32；

步骤S25：为所述主控装置和所述辅助装置分别匹配相应的控制程序，以分别控制所述主控装置的机械臂和所述辅助装置的机械臂执行预设的动作。

在一些实施例中，主控装置31为主要执行手术操作的装置，如其机械臂挂载电剪等手术末端；辅助装置32主要为主控装置31进行辅助的装置，如其机械臂挂载内窥镜等手术末端。控制装置8可以适应性地选择和自动配置相应的主控装置31和辅助装置32，从而不需要医生或者其余操作者进行选择，就能够根据手术需要给出推荐的选择。当然在其它的一些实施例中，在医生有自己操作习惯时，也可输入到所述控制装置8中，以实现后续针对性的推荐。

请参考图9，其示出了手术系统的手术场景示意图，优选的，手术系统还包括医生端控制台5，控制装置8可集成于医生端控制台5中，所述医生端控制台5能够与所述手术装置3建立主从控制关系，以便于医生操作和控制各手术装置3。

【实施例二】

本发明实施例二的手术装置、手术末端装置、手术系统及手术系统的工作方法与实施例一的手术装置、手术末端装置、手术系统及手术系统的工作方法基本相同，对于相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。

请参考图10至图13，其中，图10是本发明实施例二的手术系统未装配手术末端装置时的示意图；图11是本发明实施例二的手术系统装配手术末端装置后的示意图；图12a和图12b是本发明实施例二的安装基板的示意图；图13是本发明实施例二的手术系统的手术场景示意图。

在本实施例二中，手术装置、手术系统及手术系统的工作方法与实施例一不同。具体的，请参考图10，本发明实施例二提供一种手术装置，其包括机械臂1以及安装基板9，所述安装基板9包括路径轨道91；所述机械臂1包括机械臂本体关节12，与以上实施例一中所述机械臂本体关节12不同的是，该实施例中的机械臂本体关节12的一端用于安装于所述路径轨道91上，并用于沿所述路径轨道91移动；所述机械臂本体关节12的另一端用于与手术末端装置2连接。优选的，机械臂1包括与所述机械臂本体关节12连接的第一转换接头13，所述第一转换接头13用于与手术末端装置2的第二转换接头21连接。可选的，安装基板9如可设置于手术室的天花板上，或者通过支撑结构架设于手术床7的上方。如此配置，机械臂1可以沿着路径轨道91移动，可迅速而准确地移动至预定位置并完成摆位。

请参考图12a和图12b，其示出了路径轨道91的一个示范性的实施例，所述路径轨道91可包括平移运动的轨道和环形运动的轨道，且环形运动的轨道和平移运动的轨道之间相互交叉。较佳的，各条路径之间相互连通，以实现各机械臂1之间位置的相互调换与配合。需要说明的，图12a和图12b所示出的路径轨道91仅为一示范例而非对路径轨道91的限定，本领域技术人员可根据实际对路径轨道91进行不同的设定，以满足不同的需要。

可选的，所述机械臂1还包括第一位置传感器(图中未示出)，所述第一位置传感器用于供识别和确定所述机械臂1的位置。进一步的，所述安装基板9包括第二位置传感器92，所述第二位置传感器92与所述机械臂1的第一位置传感器通信连接，用于确定所述机械臂1的位置。

第一位置传感器如可安装于所述机械臂底座11上，一般的，安装基板9于手术室中的位置为固定的，其具有已知的位置信息，而安装基板9上的第二位置传感器92的位置信息也是可以预知的。由此，手术系统的控制装置8可通过第二位置传感器92与第一位置传感器的通信连接，获得第一位置传感器的位置信息，从而确定机械臂1的位置。

请参考图11，在一些实施例中，也可以将第二位置传感器92设置于一台车4上，优选的，手术系统的控制装置8亦可设置于该台车4上，第二位置传感器92的位置信息可与术前标定获取，由此，控制装置8同样可以通过第二位置传感器92来获取第一位置传感器的位置信息，从而确定机械臂1的位置。进一步的，所述手术系统还包括手术床7，所述手术床7与所述安装基板9具有经标定的相对位置关系，以便于确定机械臂1与手术床7之间的相对位置关系。

可选的，所述手术装置9还包括驱动装置(未图示)，所述驱动装置用于驱动所述机械臂1于所述路径轨道91上移动。驱动装置如可为电机等本领域常用的驱动装置，本发明对此不限。

基于所述手术装置，实施例二提供的手术系统与实施例一的手术系统存在不同。具体的，在实施例二提供的手术系统中，所述控制装置8被配置为：根据手术类别，控制所述手术装置的机械臂1于所述路径轨道91内移动至预定位置并摆位至预定位姿，根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置执行手术。与实施例一不同的，在实施例二中，手术装置的安装基板9一般是固定不动的，因此控制装置8是直接控制机械臂1进行运动。

优选的，所述手术装置包括至少两个所述机械臂1，所述手术系统包括至少两个所述手术末端装置2，所述控制装置8还用于根据所述手术类别，将至少一个所述机械臂1配置为主控装置31，将至少一个所述机械臂1配置为辅助装置32。与实施例一不同的，由于实施例二的手术装置的安装基板9一般是固定不动的，因此控制装置8一般不对安装基板9进行控制，而可直接将不同的机械臂1配置为主控装置31或辅助装置32。

基于上述手术系统，实施例二提供的手术系统的工作方法与实施例一的手术系统的工作方法存在些许不同。具体的，实施例二提供的手术系统的工作方法包括：

步骤S1a：根据手术类别，控制所述手术装置的机械臂1移动至预定位置，控制所述手术装置的机械臂1摆位至预定位姿；以及

步骤S2a：根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置执行手术。

进一步的，所述控制逻辑包括：

步骤S24a：根据所述手术类别，将至少一个所述机械臂1配置为主控装置31，将至少一个所述机械臂1配置为辅助装置32；以及

步骤S25a：为所述主控装置31和所述辅助装置32分别匹配相应的控制程序，以分别控制所述主控装置31和所述辅助装置32执行预设的动作。

实施例二的控制逻辑与实施例一的控制逻辑大致相同，可参考实施例一关于控制逻辑的说明，这里不再重复。

请参考图13，其示出了实施例二的手术系统的手术场景示意图，优选的，手术系统还包括医生端控制台5，控制装置8可集成于医生端控制台5中，所述医生端控制台5能够与所述手术装置的各机械臂1建立主从控制关系，以便于医生操作和控制各机械臂1。

需要说明的，一些实施例中，实施例一和实施例二的手术装置是可以相互组合使用的，如一部分的机械臂1可安装在安装基板9的路径轨道91上，而另一部分的机械臂1安装在台车4上，两部分的机械臂1可在同一个控制装置8的控制下，协同操作完成手术，本发明对此不作限制。

综上所述，在本发明提供的机械臂、手术装置、手术末端装置、手术系统及手术系统的工作方法中，所述机械臂包括：机械臂本体关节以及第一转换接头；所述机械臂本体关节用于安装于预期的安装位置；所述第一转换接头与所述机械臂本体关节连接，用于与手术末端装置的第二转换接头连接。如此配置，机械臂的第一转换接头为通用型接口，其可以适配多种不同的手术末端装置，通过更换不同手术操作所需要的手术末端装置，可在一个手术室或一种手术环境下进行多种手术操作的执行，从而可以实现手术系统的更加通用化，降低医院和患者的医疗成本，并通过此方式实现更多手术操作方案的实现，提高手术操作效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (13)

1.一种机械臂，其特征在于，包括：机械臂本体关节以及第一转换接头；

所述机械臂本体关节用于安装于预期的安装位置；

所述第一转换接头与所述机械臂本体关节连接，用于与手术末端装置的第二转换接头连接。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂本体关节具有至少四个自由度，用于调节与其连接的所述手术末端装置的空间位置或姿态。

3.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一转换接头包括第一通讯接口和/或第一识别装置，所述第一通讯接口用于和与其连接的所述手术末端装置通信，所述第一识别装置用于识别与其连接的所述手术末端装置的类型。

4.一种手术装置，其特征在于，包括根据权利要求1～3中任一项所述的机械臂以及台车，所述机械臂安装于所述台车上，所述台车用于通过自身的移动调节所述机械臂的位置。

5.根据权利要求4所述的手术装置，其特征在于，所述机械臂或所述台车还包括第一位置传感器，所述第一位置传感器用于与手术床的第二位置传感器通信连接，以供识别和确定所述机械臂的位置。

6.一种手术末端装置，其特征在于，包括：末端本体及第二转换接头；所述第二转换接头的一端用于与所述末端本体连接，另一端用于与根据权利要求1～3中任一项所述的机械臂的第一转换接头连接。

7.根据权利要求6所述的手术末端装置，其特征在于，所述第二转换接头包括第二通讯接口和/或第二识别装置，所述第二通讯接口用于和与其连接的所述机械臂通信，所述第二识别装置用于供与其连接的所述机械臂识别。

8.一种手术系统，其特征在于，包括：控制装置、根据权利要求4或5所述的手术装置以及根据权利要求6或7所述的手术末端装置；

所述手术末端装置通过所述第二转换接头和所述第一转换接头与所述手术装置的机械臂连接，所述控制装置与所述手术装置通信连接；

所述控制装置被配置为：根据手术类别，控制所述手术装置的台车移动至预定位置，控制所述手术装置的机械臂摆位至预定位姿，根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置执行手术。

9.根据权利要求8所述的手术系统，其特征在于，所述手术系统包括至少两个所述手术装置和至少两个所述手术末端装置，所述控制装置还用于根据所述手术类别，将至少一个所述手术装置配置为主控装置，将至少一个所述手术装置配置为辅助装置。

10.根据权利要求8所述的手术系统，其特征在于，所述手术系统还包括：手术床，所述手术床包括与所述控制装置通信连接的第二位置传感器，所述第二位置传感器用于与所述手术装置的第一位置传感器通信连接，以供所述控制装置确定所述手术装置相对于所述手术床的位置。

11.一种手术系统的工作方法，其特征在于，利用根据权利要求8-10中任一项所述的手术系统；所述手术系统的工作方法包括：

根据手术类别，控制所述手术装置的台车移动至预定位置，控制所述手术装置的机械臂摆位至预定位姿；以及

根据手术类别获取相应的控制逻辑，并根据所述控制逻辑控制所述手术装置执行手术。

12.根据权利要求11所述手术系统的工作方法，其特征在于，所述控制逻辑包括：

根据手术类别触发选择控制逻辑包；以及

根据所述手术类别匹配相应的控制程序，以控制所述手术装置的机械臂执行预设的动作。

13.根据权利要求11所述手术系统的工作方法，其特征在于，所述控制逻辑还包括：

根据所述手术类别，将至少一个所述手术装置配置为主控装置，将至少一个所述手术装置配置为辅助装置；以及

为所述主控装置和所述辅助装置分别匹配相应的控制程序，以分别控制所述主控装置的机械臂和所述辅助装置的机械臂执行预设的动作。

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