CN115381554A - 一种骨科手术机器人智能位置调整系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种骨科手术机器人智能位置调整系统及方法，该系统包括：在光学定位装置位于与机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，主控台车用于接收导航台车发送的机械臂对应的第一位置及末端把持器对应的第二位置，并根据第一位置及第二位置，将机械臂及末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号；导航台车用于根据第一位置调整信号，控制光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于第二位置范围，获取手术床上目标定位架的手术位置；主控台车用于基于手术位置控制配准后的机械臂台车对目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。该系统利用主控台车实时地自动地调整光学定位装置，提高对待手术物体进行手术操作的工作效率。

Description

一种骨科手术机器人智能位置调整系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种骨科手术机器人智能位置调整系统及方法。

背景技术

现有技术中，骨科手术机器人在对待手术物体进行手术操作之前，根据手术流程，需要对机械臂台车上面的手术工具进行配准。在配准过程中，由于机械臂台车远离手术床，所以，光学定位装置可能无法准确探测到机械臂台车上面的手术工具，甚至可能无法探测到手术工具，这样一来，该手术工具就无法进行准确配准。此外，即使配准成功，也会由于机械臂台车与手术床之间的较大距离，需要人工移动机械臂台车，使得整个手术操作的过程较为复杂，这就容易导致骨科手术机器人对手术床上待手术物体进行手术操作的工作效率较低。

发明内容

本发明提供一种骨科手术机器人智能位置调整系统及方法，用以解决现有技术中骨科手术机器人在对待手术物体进行手术操作的过程较为复杂，容易导致骨科手术机器人对手术床上待手术物体进行手术操作的工作效率较低的缺陷，实现利用主控台车可有效代替人工，实时地自动地对光学定位装置进行调整，不仅可以准确对机械臂台车上面的手术工具进行自动配准，也可以准确控制配准后的机械臂台车对待手术物体进行手术操作，从而提高对待手术物体进行手术操作的工作效率。

本发明提供一种骨科手术机器人智能位置调整系统，包括：机械臂台车，该机械臂台车包括机械臂和末端把持器，还包括：主控台车和导航台车，该导航台车上设有光学定位装置；

在该光学定位装置位于与该机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，该主控台车，用于接收该导航台车发送的该机械臂对应的第一位置及该末端把持器对应的第二位置，并根据该第一位置及该第二位置，将该机械臂及该末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将该第一位置调整信号向该导航台车发送；

该导航台车，用于接收该主控台车发送的该第一位置调整信号，并根据该第一位置调整信号，控制该光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于该第二位置范围，获取该手术床上目标定位架的手术位置，并将该手术位置向该主控台车发送；

该主控台车，用于接收该导航台车发送的该手术位置；基于该手术位置，控制配准后的该机械臂台车对该目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该主控台车，用于生成第二位置调整信号，并将该第二位置调整信号向该导航台车发送；该导航台车，用于接收该主控台车发送的该第二位置调整信号，并根据该第二位置调整信号，控制该光学定位装置位于该机械臂台车对应的第一位置范围内；基于该第一位置范围，获取该机械臂对应的第一位置及该末端把持器对应的第二位置，并将该第一位置及该第二位置向该主控台车发送。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该机械臂台车还包括末端把持器定位架和磨锉杆定位架，该机械臂连接该末端把持器定位架，该末端把持器定位架连接该末端把持器，该末端把持器连接该磨锉杆定位架，该导航台车还包括：随动装置，该随动装置连接该光学定位装置；该导航台车，具体用于根据该第二位置调整信号，控制该随动装置带动该光学定位装置移动；以及，实时确定该光学定位装置与该末端把持器定位架之间的第一距离；在该第一距离位于该机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，将获取的该末端把持器定位架的位置确定为该机械臂对应的第一位置，将获取的该磨锉杆定位架的位置确定为该末端把持器对应的第二位置；或，实时确定该光学定位装置与该磨锉杆定位架之间的第二距离；在该第二距离位于该第一位置范围内的情况下，将获取的该末端把持器定位架的位置确定为该机械臂对应的第一位置，将获取的该磨锉杆定位架的位置确定为该末端把持器对应的第二位置。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该导航台车，具体用于根据该第二位置调整信号，调整该光学定位装置与该机械臂台车之间的距离，和/或，调整该光学定位装置相对于该机械臂台车的角度，以使该光学定位装置位于该机械臂台车对应的第一位置范围内。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该导航台车，具体用于根据该第一位置调整信号控制该随动装置带动该光学定位装置移动；实时确定该光学定位装置与手术床上目标定位架之间的第三距离；在该第三距离位于该目标定位架对应的第二位置范围内的情况下，获取该手术床上目标定位架的手术位置并将该手术位置向该主控台车发送。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该主控台车，还用于控制配准后的该机械臂台车进行移动，以使该机械臂台车位于该手术床对应的第三位置范围内。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该主控台车，具体用于基于该目标定位架的手术位置，控制配准后的该机械臂台车进行移动；实时确定该手术床上目标定位架与该末端把持器定位架之间的第四距离；在该第四距离位于该目标定位架对应的第三位置范围内的情况下，控制该配准后的该机械臂台车对该目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该导航台车还包括：底座和显示器；该底座，用于支撑该光学定位装置、该随动装置及该显示器；该显示器，用于显示获取的该光学定位装置与该末端把持器定位架之间的第一距离，或，显示该光学定位装置与该磨锉杆定位架之间的第二距离，或，该光学定位装置与该目标定位架之间的第三距离，或，该目标定位架与该末端把持器定位架之间的第四距离。

根据本发明提供的一种智能位置调整系统，该主控台车，具体用于响应用户的第一位置调整操作；根据该第一位置调整操作，生成第二位置调整信号，并将该第二位置调整信号向该导航台车发送；该主控台车，具体用于在预设时长后，生成第一位置调整信号，并将该第一位置调整信号向该导航台车发送。

本发明还提供一种骨科手术机器人智能位置调整方法，应用于上述任一项该的骨科手术机器人智能位置调整系统，该位置调整装置包括机械臂台车、主控台车和导航台车，该机械臂台车包括机械臂和末端把持器，该导航台车上设有光学定位装置，该方法包括：

在该光学定位装置位于与该机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，利用该主控台车接收该导航台车发送的该机械臂对应的第一位置及该末端把持器对应的第二位置，并根据该第一位置及该第二位置，将该机械臂及该末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将该第一位置调整信号向该导航台车发送；

利用该导航台车接收该主控台车发送的该第一位置调整信号，并根据该第一位置调整信号，控制该光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于该第二位置范围，获取该手术床上目标定位架的手术位置，并将该手术位置向该主控台车发送；

利用该主控台车接收该导航台车发送的该手术位置；基于该手术位置，控制配准后的该机械臂台车对该目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述骨科手术机器人智能位置调整方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述骨科手术机器人智能位置调整方法。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述骨科手术机器人智能位置调整方法。

本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整系统及方法，该系统用以解决现有技术中骨科手术机器人在对待手术物体进行手术操作的过程较为复杂，容易导致骨科手术机器人对手术床上待手术物体进行手术操作的工作效率较低的缺陷，实现利用主控台车可有效代替人工，实时地自动地对光学定位装置进行调整，不仅可以准确对机械臂台车上面的手术工具进行自动配准，也可以准确控制配准后的机械臂台车对待手术物体进行手术操作，从而提高对待手术物体进行手术操作的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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1a是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整系统的结构示意图之一；

图1b是本发明提供的机械臂台车的结构示意图；

图1c是本发明提供的主控台车的结构示意图；

图1d是本发明提供的导航台车的结构示意图之一；

图1e是本发明提供的手术床的结构示意图；

图2是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整系统的结构示意图之二；

图3a是本发明提供的导航台车的结构示意图之二；

图3b是本发明提供的导航台车的结构示意图之三；

图3c是本发明提供的光学定位装置的探测范围的示意图；

图4a是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整方法的场景示意图之一；

图4b是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整方法的场景示意图之二；

图5是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整方法的流程示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

如图1a所示，是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整系统的结构示意图。在图1a中，该骨科手术机器人智能位置调整系统可以包括：机械臂台车10、主控台车20、导航台车30及手术床40。

导航台车30，用于实时获取机械臂台车10对应的第一位置信息及手术床40对应的第二位置信息；将该第一位置信息及该第二位置信息向主控台车20发送；

主控台车20，用于实时接收导航台车30发送的该第一位置信息及该第二位置信息；并根据该第一位置信息，对机械臂台车10进行配准；根据该第二位置信息，控制机械臂台车10对手术床40上的待手术物体进行手术操作。

可选的，机械臂台车10及导航台车30可以与主控台车20通过无线通信技术进行连接，该无线通信技术可以包括但不限于以下其中一项：第四代通讯技术(the 4Generationmobile communication technology，4G)、第五代通讯技术(the 5Generation mobilecommunication technology，5G)及无线保真技术(Wireless Fidelity，WiFi)等

如图1b所示，是本发明提供的机械臂台车的结构示意图。在图1b中，机械臂台车10可以包括：机械臂101、末端把持器102、末端把持器定位架103及磨锉杆定位架104。

末端把持器定位架103，用于提供机械臂101对应的位置信息；

磨锉杆定位架104，用于提供末端把持器102对应的位置信息。

如图1c所示，是本发明提供的主控台车的结构示意图。在图1c中，主控台车20可以看作是一个控制中心，可为机械臂台车10及导航台车30发送相应的控制信号。

如图1d所示，是本发明提供的导航台车的结构示意图。在图1d中，导航台车30可以包括：光学定位装置301、随动装置302、底座303及显示器304。

光学定位装置301，用于追踪并获取不同定位架提供的位置信息，可选的，该不同定位架可以包括：末端把持器定位架103、磨锉杆定位架104及其它定位架等。

随动装置302，用于灵活地控制光学定位装置301的方向与角度；

底座303，用于固定导航台车30中的部件；

显示器304，用于显示光学定位装置301获取的位置信息。

如图1e所示，是本发明提供的手术床的结构示意图。在图1e中，手术床40可以包括：目标定位架401；手术床40上有待手术物体50。目标定位架401位于待手术物体50的骨盆处，此时，目标定位架401可称为骨盆定位架401。

如图2所示，是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整系统的结构示意图，该位置调整系统可以包括：机械臂台车10，机械臂台车10可以包括机械臂101和末端把持器102，该位置调整系统还可以包括：主控台车20和导航台车30，导航台车30上设有光学定位装置301；

在光学定位装置301位于与机械臂台车10对应的第一位置范围内的情况下，主控台车20，用于接收导航台车30发送的机械臂101对应的第一位置及末端把持器102对应的第二位置，并根据第一位置及第二位置，将机械臂101及末端把持器102进行配准；生成第一位置调整信号，并将第一位置调整信号向导航台车30发送；

导航台车30，用于接收主控台车20发送的第一位置调整信号，并根据第一位置调整信号，控制光学定位装置301位于手术床40对应的第二位置范围内；基于第二位置范围，获取手术床40上目标定位架401的手术位置，并将手术位置向主控台车20发送；

主控台车20，用于接收导航台车30发送的手术位置；基于手术位置，控制配准后的机械臂台车10对目标定位架401对应的待手术物体50进行手术操作。

可选的，第一位置范围可以是机械臂台车10出厂前设置的，也可以是用户根据实际配准情况对机械臂台车10自定义设置的；第二位置范围可以是手术床40出厂前设置的，也可以是用户根据实际手术情况对手术床40自定义设置的；该第一位置范围与该第二位置范围可以是相同的，也可以是不同的，此处不作具体限定。

示例性的，第一位置范围为光学定位装置301与末端把持器102之间的方向角位于末端把持器102的(-15°，15°)内，且，光学定位装置301与末端把持器102之间的距离位于以末端把持器102为圆心的(1.5米，2.4米)范围内；第二位置范围为光学定位装置301与目标定位架401之间的方向角位于目标定位架401的(-15°，15°)内，且，光学定位装置301位于目标定位架401之间的距离位于以目标定位架401为圆心的(1.5米，2.4米)范围内。

在一些实施例中，主控台车20，用于生成第二位置调整信号，并将第二位置调整信号向导航台车30发送；

导航台车30，用于接收主控台车20发送的第二位置调整信号，并根据第二位置调整信号，控制光学定位装置301位于机械臂台车10对应的第一位置范围内；基于第一位置范围，获取机械臂101对应的第一位置及末端把持器102对应的第二位置，并将第一位置及第二位置向主控台车20发送；

在机械臂台车10对待手术物体50进行手术之前，主控台车20需要对机械臂台车10的机械臂101及末端把持器102进行配准。即，主控台车20可以先生成第二位置调整信号，并向导航台车30发送该第二位置调整信号；由于导航台车30与主控台车20通过无线通信技术连接，所以，导航台车30可有效接收该第二位置调整信号，并根据该第二位置调整信号，调整光学定位装置301对于机械臂台车10的相对位置，即控制光学定位装置301可位于机械臂台车10对应的第一位置范围内，使得机械臂台车10的机械臂101和末端把持器102能够位于光学定位装置301的探测范围内；然后，光学定位装置301在该光学定位装置301的探测范围内，可有效观测并获取机械臂101对应的第一位置及末端把持器102对应的第二位置，并将这两个位置向主控台车20发送；接着，主控台车20接收该两个位置，并基于配准位置信息，对这两个位置进行调整，以准确实现机械臂101和末端把持器102之间的准确配准，其中，该配准位置信息是主控台车20出厂前设置的。

在机械臂台车10对待手术物体50进行手术的过程中，主控台车20需要调整末端把持器102与目标定位架401之间的位置关系。即，主控台车20可以先生成第一位置调整信号，并向导航台车30发送该第一位置调整信号；导航台车30在有效接收该第一位置调整信号之后，可以根据该第一位置调整信号，调整光学定位装置301对于手术床40的相对位置，即控制光学定位装置301可位于手术床40对应的第二位置范围内，使得手术床40上的目标定位架401能够位于光学定位装置301的探测范围内；然后，光学定位装置301在该光学定位装置301的探测范围内，可有效观测并获取目标定位架401的手术位置，并将该手术位置向主控台车20发送；主控台车20为了保证机械臂台车30可准确对待手术物体50进行手术操作，此时，主控台车20可以调整接收的该手术位置及之前接收的机械臂101对应的第一位置，以保证该收拾位置与该第一位置直接的距离是位于手术范围内的，这样一来，主控台车20就可准确控制配准后的机械臂台车10对待手术物体50进行手术操作。

示例性的，如图3a所示，是本发明提供的导航台车的结构示意图。图3a所示的导航台车为图1d所示的导航台车的俯视图，从该俯视图中，可以确定光学定位装置301的探测范围。

如图3b所示，是本发明提供的导航台车的结构示意图。图3b所示的导航台车为图1d所示的导航台车的侧视图，从该侧视图中，可以确定光学定位装置301的探测范围。

如图3c所示，是本发明提供的光学定位装置的探测范围的示意图。在图3c中，光学定位装置301的探测范围可与第一位置范围对应，也可与第二位置范围对应。例如：该探测范围为光学定位装置301与不同定位架之间的方向角位于该不同定位架的(-15°，15°)内，且，光学定位装置301与该不同定位架之间的距离位于以该不同定位架为圆心的(1.5米，2.4米)范围内。

在本实施例中，无论是在机械臂台车10对待手术物体50进行手术之前，还是在机械臂台车10对待手术物体50进行手术的过程中，主控台车20都能够实时控制导航台车30调整光学定位装置301，以便主控台车20可准确对机械臂台车10的机械臂101及末端把持器102进行自动配准，也可准确控制配准后的机械臂台车10对待手术物体50进行手术操作，即，主控台车20可有效代替人工，实时地自动地对光学定位装置301进行调整，从而提高对待手术物体50进行手术操作的工作效率。

在一些实施例中，机械臂台车10还可以包括末端把持器定位架103和磨锉杆定位架104，机械臂101可连接末端把持器定位架103，末端把持器定位架103可连接末端把持器102，末端把持器102可连接磨锉杆定位架104，导航台车30还可以包括：随动装置302，随动装置302可连接光学定位装置301；导航台车30，具体用于根据第二位置调整信号，控制随动装置302带动光学定位装置301移动；实时确定光学定位装置301与末端把持器定位架103之间的第一距离，在第一距离位于机械臂台车10对应的第一位置范围内的情况下，将获取的末端把持器定位架103的位置确定为机械臂101对应的第一位置，将获取的磨锉杆定位架104的位置确定为末端把持器102对应的第二位置；或，实时确定光学定位装置301与磨锉杆定位架104之间的第二距离，在第二距离位于所述第一位置范围内的情况下，将获取的末端把持器定位架103的位置确定为机械臂101对应的第一位置，将获取的磨锉杆定位架104的位置确定为末端把持器102对应的第二位置。

可选的，机械臂101对应的第一位置及末端把持器102对应的第二位置的获取时序不限。

在导航台车30获取机械臂101对应的第一位置及末端把持器102对应的第二位置的过程中，导航台车30在接收主控台车20发送的第二位置调整信号之后，可以根据该第二位置调整信号，控制随动装置302实时带动光学定位装置301移动，这样就可实时获取光学定位装置301与末端把持器定位架103之间的第一距离，或，光学定位装置301与磨锉杆定位架104之间的第二距离；然后，导航台车30将该第一距离或该第二距离向主控台车20发送；主控台车20在接收该第一距离或该第二距离之后，可以判断该第一距离或该第二距离是否位于第一位置范围内，若未位于，则会持续地向导航台车30发送新的第一位置调整信息，直到导航台车30在对光学定位装置301进行调整后，该第一距离位于该第一位置范围内，或，该第二距离位于该第一位置范围内；最后，由于导航台车30无法直接获取机械臂101的位置信息及末端把持器102的位置信息，又机械臂101连接末端把持器定位架103，末端把持器102连接磨锉杆定位架104，导航台车30上的光学定位装置301可追踪不同的定位架，从而获取该不同的定位架对应的位置信息，所以，导航台车30可以先获取末端把持器定位架103的位置及磨锉杆定位架104的位置，然后，将末端把持器定位架103的位置确定为机械臂101对应的第一位置，将磨锉杆定位架104的位置确定为末端把持器102对应的第二位置，这样一来，导航台车30就可以获取两个较为准确的位置信息。

可选的，末端把持器定位架103对应第一定位架标识，磨锉杆定位架104对应第二定位架标识。导航台车30基于第二位置调整信号中包括的该第一定位架标识，控制光学定位装置301追踪该第一定位架标识，并获取该第一定位架标识对应的位置；基于该第二位置调整信号中包括的该第二定位架标识，控制光学定位装置301追踪该第二定位架标识，并获取该第二定位架标识对应的位置；然后，将该第一定位架标识对应的位置确定为机械臂101对应的第一位置，将该第二定位架标识对应的位置确定为末端把持器102对应的第二位置。

在本实施例中，导航台车30可利用随动装置302灵活地调整光学定位装置301，保证光学定位装置301能够位于机械臂台车10对应的第一位置范围内，从而准确确定机械臂101对应的第一位置及末端把持器102对应的第二位置，以便主控台车20后续基于这两个准确的位置信息，对机械臂101及末端把持器102进行准确配准。

在一些实施例中，导航台车30，具体用于根据第二位置调整信号，调整光学定位装置301与机械臂台车10之间的距离，和/或，调整光学定位装置301相对于机械臂台车10的角度，以使光学定位装置301位于机械臂台车10对应的第一位置范围内。

在导航台车30控制光学定位装置301移动的过程中，导航台车30可以调整光学定位装置301的当前位置，也可以调整光学定位装置301相对于机械臂台车10的角度，这样可有效保证光学定位装置301能够位于机械臂台车10对应的第一位置范围内。

可选的，导航台车30，具体用于根据第二位置调整信号，控制随动装置302带动光学定位装置301，从而调整光学定位装置301与机械臂台车10之间的距离，和/或，调整光学定位装置301相对于机械臂台车10的角度，以使光学定位装置301位于机械臂台车10对应的第一位置范围内。

导航台车30可利用随动装置302灵活地调整光学定位装置301与机械臂台车10之间的距离，和/或，灵活地调整光学定位装置301相对于机械臂台车10的角度，这样可有效保证光学定位装置301能够位于机械臂台车10对应的第一位置范围内。

在一些实施例中，导航台车30，具体用于根据第一位置调整信号，控制随动装置302带动光学定位装置301移动；实时确定光学定位装置301与手术床40上目标定位架401之间的第三距离；在第三距离位于目标定位架401对应的第二位置范围内的情况下，获取手术床40上目标定位架401的手术位置，并将手术位置向主控台车20发送。

在导航台车30可利用随动装置302灵活地调整光学定位装置301，保证光学定位装置301能够位于目标定位架401对应的第二位置范围，从而准确确定目标定位架401的手术位置，以便主控台车20后续基于该准确的手术位置，准确控制配准后的机械臂台车10对待手术物体50进行手术操作。

可选的，导航台车30，具体用于根据第一位置调整信号，调整光学定位装置301与目标定位架401之间的距离，和/或，调整光学定位装置301相对于目标定位架401的角度，以使光学定位装置301位于目标定位架401对应的第二位置范围内。

在导航台车30控制光学定位装置301移动的过程中，导航台车30可以调整光学定位装置301的当前位置，也可以调整光学定位装置301相对于目标定位架401的角度，这样可有效保证光学定位装置301能够位于目标定位架401对应的第二位置范围内。

可选的，导航台车30，具体用于根据第一位置调整信号，控制随动装置302带动光学定位装置301，从而调整光学定位装置301与目标定位架401之间的距离，和/或，调整光学定位装置301相对于目标定位架401的角度，以使光学定位装置301位于目标定位架401对应的第二位置范围内。

导航台车30可利用随动装置302灵活地调整光学定位装置301与目标定位架401之间的距离，和/或，灵活地调整光学定位装置301相对于目标定位架401的角度，这样可有效保证光学定位装置301能够位于目标定位架401对应的第二位置范围内。

在一些实施例中，主控台车20，还用于控制配准后的机械臂台车10进行移动，以使机械臂台车10位于手术床40对应的第三位置范围内。

主控台车20可以实时获取配准后的机械臂台车10与手术床40之间的当前距离，具体的，可以实时获取机械臂101对应的第一位置与目标定位架401对应的手术位置之间的当前距离，或，末端把持器102对应的第二位置与目标定位架401对应的手术位置之间的当前距离；然后，若该当前距离未位于手术床40对应的第三位置范围内，则说明机械臂台车10与手术床40相隔的距离较大，此时，主控台车20可以控制机械臂台车10进行移动，直到该当前位置位于该第三位置范围内，即直到机械臂台车10能够位于该第三位置范围内。

在本实施例中，机械臂台车10位于手术床40对应的第三位置范围内，此时，主控台车20可有效控制配准后的机械臂台车10对目标定位架401对应的待手术物体50进行手术操作。

在一些实施例中，主控台车20，具体用于基于目标定位架的手术位置，控制配准后的机械臂台车10进行移动；实时确定手术床40上目标定位架401与末端把持器102定位架之间的第四距离，在第四距离位于目标定位架401对应的第三位置范围内的情况下，控制配准后的机械臂台车10对目标定位架401对应的待手术物体50进行手术操作。

在机械臂台车10对待手术物体50进行手术的过程中，主控台车20可以控制磨锉杆定位架104上的磨锉对待手术物体50的盆骨进行手术操作。但是，由于磨锉杆定位架104会阻碍磨锉的运动，所以，会人为地卸载磨锉杆定位架104，这样一来，导航台车30就无法基于磨锉杆定位架104对应的位置来准确确定末端把持器102对应的第二位置，此时，又由于末端把持器102对应的第二位置与机械臂101对应的第一位置具有固定的位置关系，所以，主控台车20可以基于机械臂101对应的第一位置及目标定位架对应的手术位置，控制机械臂台车10进行移动，直到该第一位置与该手术位置之间的第四距离能够位于目标定位架401对应的第三位置范围内，控制机械臂台车10停止移动，从而可有效且准确地控制配准后的机械臂台车10对目标定位架401对应的待手术物体50进行手术操作。

在本实施例中，目标定位架401与末端把持器102定位架之间的第四距离位于目标定位架401对应的第三位置范围内，此时，主控台车20可有效控制磨锉对待手术物体50进行手术操作。

在一些实施例中，导航台车30还可以包括：底座303和显示器304；底座303，用于支撑光学定位装置301、随动装置302及显示器304；显示器304，用于显示获取的光学定位装置301与末端把持器定位架103之间的第一距离，或，显示光学定位装置301与磨锉杆定位架104之间的第二距离，或，光学定位装置301与目标定位架401之间的第三距离，或，目标定位架401与末端把持器定位架103之间的第四距离。

在本实施例中，底座303可以支撑光学定位装置301、随动装置302及显示器304，这样一来，导航台车30控制随动装置302，可以较为稳定地带动光学定位装置301移动，以防随动装置302、光学定位装置301或显示器304倒塌；显示器304不仅可以准确显示光学定位装置301获取的位置信息，还可以显示主控台车20发送的各个装置之间的距离，以使用户可及时获知不同的位置信息。

在一些实施例中，主控台车20，具体用于响应用户的第一位置调整操作；根据第一位置调整操作，生成第二位置调整信号，并将第二位置调整信号向导航台车30发送。

用户可以点击主控台车20上的实体按钮或者虚拟按钮，向主控台车20输入第一位置调整操作；主控台车20接收该第一位置调整操作，并根据该第一位置调整操作，生成第二位置调整信号。

在本实施例中，主控台车20可以与用户进行交互，实现在机械臂台车10对待手术物体50进行手术之前，对光学定位装置301进行调整的目的。

可选的，主控台车20，具体用于响应用户的第二位置调整操作；根据第二位置调整操作，生成第一位置调整信号，并将第一位置调整信号向导航台车30发送。

用户可以点击主控台车20上的实体按钮或者虚拟按钮，向主控台车20输入第二位置调整操作；主控台车20接收该第二位置调整操作，并根据该第二位置调整操作，生成第一位置调整信号。

在本实施例中，主控台车20可以与用户进行交互，实现在机械臂台车10对待手术物体50进行手术的过程中，对光学定位装置301进行调整的目的。

在一些实施例中，主控台车20，具体用于在预设时长后，生成第一位置调整信号，并将第一位置调整信号向导航台车30发送。

可选的，预设时长可以是主控台车20出厂前设置的，也可以是用户自定义的，此处不作具体限定。

主控台车20在完成机械臂101及末端把持器102之间的配准之后，可以在一定时间后，自动地生成第一位置调整信号，这样一来，可以节省主控台车20与用户之间进行交互产生的时间，提高机械臂台车10对待手术物体50进行手术的工作效率。

示例性的，如图4a所示，是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整方法的场景示意图。在图4a中，在机械臂台车10对待手术物体50进行手术之前，主控台车20利用导航台车30实时调整光学定位装置301，以获取机械臂101对应的第一位置及末端把持器102对应的第二位置，并基于这两个位置，对机械臂101及末端把持器102进行配准。

如图4b所示，是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整方法的场景示意图。在图4b中，在机械臂台车10对待手术物体50进行手术的过程中，主控台车20利用导航台车30实时调整光学定位装置301，以获取目标定位架401的手术位置，并基于该手术位置及之前接收的机械臂101对应的第一位置，控制配准后的机械臂台车10对待手术物体50进行手术操作。

下面对本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整系统进行描述，下文描述的骨科手术机器人智能位置调整系统与上文描述的骨科手术机器人智能位置调整方法可相互对应参照。

如图5所示，是本发明提供的骨科手术机器人智能位置调整方法的流程示意图，该位置调整方法应用于位置调整装置，位置调整装置包括机械臂台车、主控台车和导航台车，机械臂台车包括机械臂和末端把持器，导航台车上设有光学定位装置，该方法可以包括：

501、在光学定位装置位于与机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，利用主控台车接收导航台车发送的机械臂对应的第一位置及末端把持器对应的第二位置，并根据第一位置及第二位置，将机械臂及末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将第一位置调整信号向导航台车发送。

在一些实施例中，利用主控台车生成第一位置调整信号，并将第一位置调整信号向导航台车发送，可以包括：利用主控台车在预设时长后，生成第一位置调整信号，并将第一位置调整信号向导航台车发送。

在一些实施例中，在步骤501之前，该方法还可以包括：利用主控台车生成第二位置调整信号，并将第二位置调整信号向导航台车发送；利用导航台车接收主控台车发送的第二位置调整信号，并根据第二位置调整信号，控制光学定位装置位于机械臂台车对应的第一位置范围内；基于第一位置范围，获取机械臂对应的第一位置及末端把持器对应的第二位置，并将第一位置及第二位置向主控台车发送。

在一些实施例中，利用主控台车生成第二位置调整信号，并将第二位置调整信号向导航台车发送，可以包括：利用导航台车响应用户的第一位置调整操作；根据第一位置调整操作，生成第二位置调整信号，并将第二位置调整信号向导航台车发送。

在一些实施例中，机械臂台车还包括末端把持器定位架和磨锉杆定位架，机械臂连接末端把持器定位架，末端把持器定位架连接末端把持器，末端把持器连接磨锉杆定位架，导航台车还包括：随动装置，随动装置连接光学定位装置；

利用导航台车并根据第二位置调整信号，控制光学定位装置位于机械臂台车对应的第一位置范围内；基于第一位置范围，获取机械臂对应的第一位置及末端把持器对应的第二位置，可以包括但不限于以下其中一种实现方式：

实现方式1：利用导航台车根据第二位置调整信号，控制随动装置带动光学定位装置移动；实时确定光学定位装置与末端把持器定位架之间的第一距离；在第一距离位于机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，将获取的末端把持器定位架的位置确定为机械臂对应的第一位置，将获取的磨锉杆定位架的位置确定为末端把持器对应的第二位置。

实现方式2：利用导航台车根据第二位置调整信号，控制随动装置带动光学定位装置移动；实时确定光学定位装置与磨锉杆定位架之间的第二距离；在第二距离位于第一位置范围内的情况下，将获取的末端把持器定位架的位置确定为机械臂对应的第一位置，将获取的磨锉杆定位架的位置确定为末端把持器对应的第二位置。

在一些实施例中，利用导航台车并根据第二位置调整信号，控制光学定位装置位于机械臂台车对应的第一位置范围内，可以包括：利用导航台车根据第二位置调整信号，调整光学定位装置与机械臂台车之间的距离，和/或，调整光学定位装置相对于机械臂台车的角度，以使光学定位装置位于机械臂台车对应的第一位置范围内。

在一些实施例中，导航台车还包括：底座和显示器；利用底座支撑光学定位装置、随动装置及显示器；利用显示器显示获取的光学定位装置与末端把持器定位架之间的第一距离，或，显示光学定位装置与磨锉杆定位架之间的第二距离，或，光学定位装置与目标定位架之间的第三距离，或，目标定位架与末端把持器定位架之间的第四距离。

502、利用导航台车接收主控台车发送的第一位置调整信号，并根据第一位置调整信号，控制光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于第二位置范围，获取手术床上目标定位架的手术位置，并将手术位置向主控台车发送。

在一些实施例中，利用导航台车接收主控台车发送的第一位置调整信号，并根据第一位置调整信号，控制光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于第二位置范围，获取手术床上目标定位架的手术位置，并将手术位置向主控台车发送，可以包括：利用导航台车根据第一位置调整信号，控制随动装置带动光学定位装置移动；实时确定光学定位装置与手术床上目标定位架之间的第三距离；在第三距离位于目标定位架对应的第二位置范围内的情况下，获取手术床上目标定位架的手术位置，并将手术位置向主控台车发送。

503、利用主控台车接收导航台车发送的手术位置；基于手术位置，控制配准后的机械臂台车对目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

在一些实施例中，在利用主控台车接收导航台车发送的手术位置之后，该方法还可以包括：利用主控台车控制配准后的机械臂台车进行移动，以使机械臂台车位于手术床对应的第三位置范围内。

在一些实施例中，利用主控台车基于手术位置，控制配准后的机械臂台车对目标定位架对应的待手术物体进行手术操作，可以包括：利用主控台车基于目标定位架的手术位置，控制配准后的机械臂台车进行移动；实时确定手术床上目标定位架与末端把持器定位架之间的第四距离；在第四距离位于目标定位架对应的第三位置范围内的情况下，控制配准后的机械臂台车对目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

在本发明实施例中，该方法用以解决现有技术中骨科手术机器人在对待手术物体进行手术操作的过程较为复杂，容易导致骨科手术机器人对手术床上待手术物体进行手术操作的工作效率较低的缺陷，实现利用主控台车可有效代替人工，实时地自动地对光学定位装置进行调整，不仅可以准确对机械臂台车上面的手术工具进行自动配准，也可以准确控制配准后的机械臂台车对待手术物体进行手术操作，从而提高对待手术物体进行手术操作的工作效率。

如图6所示，是本发明提供的电子设备的结构示意图，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行骨科手术机器人智能位置调整方法，该方法包括：在该光学定位装置位于与该机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，利用该主控台车接收该导航台车发送的该机械臂对应的第一位置及该末端把持器对应的第二位置，并根据该第一位置及该第二位置，将该机械臂及该末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将该第一位置调整信号向该导航台车发送；利用该导航台车接收该主控台车发送的该第一位置调整信号，并根据该第一位置调整信号，控制该光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于该第二位置范围，获取该手术床上目标定位架的手术位置，并将该手术位置向该主控台车发送；利用该主控台车接收该导航台车发送的该手术位置；基于该手术位置，控制配准后的该机械臂台车对该目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过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(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。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的骨科手术机器人智能位置调整方法，该方法包括：在该光学定位装置位于与该机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，利用该主控台车接收该导航台车发送的该机械臂对应的第一位置及该末端把持器对应的第二位置，并根据该第一位置及该第二位置，将该机械臂及该末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将该第一位置调整信号向该导航台车发送；利用该导航台车接收该主控台车发送的该第一位置调整信号，并根据该第一位置调整信号，控制该光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于该第二位置范围，获取该手术床上目标定位架的手术位置，并将该手术位置向该主控台车发送；利用该主控台车接收该导航台车发送的该手术位置；基于该手术位置，控制配准后的该机械臂台车对该目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的骨科手术机器人智能位置调整方法，该方法包括：在该光学定位装置位于与该机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，利用该主控台车接收该导航台车发送的该机械臂对应的第一位置及该末端把持器对应的第二位置，并根据该第一位置及该第二位置，将该机械臂及该末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将该第一位置调整信号向该导航台车发送；利用该导航台车接收该主控台车发送的该第一位置调整信号，并根据该第一位置调整信号，控制该光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于该第二位置范围，获取该手术床上目标定位架的手术位置，并将该手术位置向该主控台车发送；利用该主控台车接收该导航台车发送的该手术位置；基于该手术位置，控制配准后的该机械臂台车对该目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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 (10)

1.一种骨科手术机器人智能位置调整系统，包括：机械臂台车，所述机械臂台车包括机械臂和末端把持器，其特征在于，还包括：主控台车和导航台车，所述导航台车上设有光学定位装置；

在所述光学定位装置位于与所述机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，所述主控台车，用于接收所述导航台车发送的所述机械臂对应的第一位置及所述末端把持器对应的第二位置，并根据所述第一位置及所述第二位置，将所述机械臂及所述末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将所述第一位置调整信号向所述导航台车发送；

所述导航台车，用于接收所述主控台车发送的所述第一位置调整信号，并根据所述第一位置调整信号，控制所述光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于所述第二位置范围，获取所述手术床上目标定位架的手术位置，并将所述手术位置向所述主控台车发送；

所述主控台车，用于接收所述导航台车发送的所述手术位置；基于所述手术位置，控制配准后的所述机械臂台车对所述目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

2.根据权利要求1所述的智能位置调整系统，其特征在于，在所述导航台车的光学定位装置位于与所述机械臂台车对应的第一位置范围内之前，所述主控台车，还用于生成第二位置调整信号，并将所述第二位置调整信号向所述导航台车发送；

所述导航台车，用于接收所述主控台车发送的所述第二位置调整信号，并根据所述第二位置调整信号，控制所述光学定位装置位于所述机械臂台车对应的第一位置范围内；基于所述第一位置范围，获取所述机械臂对应的第一位置及所述末端把持器对应的第二位置，并将所述第一位置及所述第二位置向所述主控台车发送。

3.根据权利要求1或2所述的智能位置调整系统，所述机械臂台车还包括末端把持器定位架和磨锉杆定位架，所述机械臂连接所述末端把持器定位架，所述末端把持器定位架连接所述末端把持器，所述末端把持器连接所述磨锉杆定位架，其特征在于，所述导航台车还包括：随动装置，所述随动装置连接所述光学定位装置；

所述导航台车，具体用于根据所述第二位置调整信号，控制所述随动装置带动所述光学定位装置移动；以及，

实时确定所述光学定位装置与所述末端把持器定位架之间的第一距离；在所述第一距离位于所述机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，将获取的所述末端把持器定位架的位置确定为所述机械臂对应的第一位置，将获取的所述磨锉杆定位架的位置确定为所述末端把持器对应的第二位置；或，

实时确定所述光学定位装置与所述磨锉杆定位架之间的第二距离；在所述第二距离位于所述第一位置范围内的情况下，将获取的所述末端把持器定位架的位置确定为所述机械臂对应的第一位置，将获取的所述磨锉杆定位架的位置确定为所述末端把持器对应的第二位置。

4.根据权利要求3所述的智能位置调整系统，其特征在于，

所述导航台车，具体用于根据所述第二位置调整信号，调整所述光学定位装置与所述机械臂台车之间的距离，和/或，调整所述光学定位装置相对于所述机械臂台车的角度，以使所述光学定位装置位于所述机械臂台车对应的第一位置范围内。

5.根据权利要求3所述的智能位置调整系统，其特征在于，

所述导航台车，具体用于根据所述第一位置调整信号，控制所述随动装置带动所述光学定位装置移动；

实时确定所述光学定位装置与手术床上目标定位架之间的第三距离；

在所述第三距离位于所述目标定位架对应的第二位置范围内的情况下，获取所述手术床上目标定位架的手术位置，并将所述手术位置向所述主控台车发送。

6.根据权利要求4或5所述的智能位置调整系统，其特征在于，

所述主控台车，还用于控制配准后的所述机械臂台车进行移动，以使所述机械臂台车位于所述手术床对应的第三位置范围内。

7.根据权利要求6所述的智能位置调整系统，其特征在于，

所述主控台车，具体用于基于所述目标定位架的手术位置，控制配准后的所述机械臂台车进行移动；

实时确定所述手术床上目标定位架与所述末端把持器定位架之间的第四距离；

在所述第四距离位于所述目标定位架对应的第三位置范围内的情况下，控制所述配准后的所述机械臂台车对所述目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

8.根据权利要求1或2所述的智能位置调整系统，其特征在于，所述导航台车还包括：底座和显示器；

所述底座，用于支撑所述光学定位装置、所述随动装置及所述显示器；

所述显示器，用于显示获取的所述光学定位装置与所述末端把持器定位架之间的第一距离，或，显示所述光学定位装置与所述磨锉杆定位架之间的第二距离，或，所述光学定位装置与所述目标定位架之间的第三距离，或，所述目标定位架与所述末端把持器定位架之间的第四距离。

9.根据权利要求2所述的智能位置调整系统，其特征在于，

所述主控台车，具体用于响应用户的第一位置调整操作；根据所述第一位置调整操作，生成第二位置调整信号，并将所述第二位置调整信号向所述导航台车发送；

所述主控台车，还具体用于在预设时长后，生成第一位置调整信号，并将所述第一位置调整信号向所述导航台车发送。

10.一种骨科手术机器人智能位置调整方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的骨科手术机器人智能位置调整系统，所述位置调整装置包括机械臂台车、主控台车和导航台车，所述机械臂台车包括机械臂和末端把持器，所述导航台车上设有光学定位装置，所述方法包括：

在所述光学定位装置位于与所述机械臂台车对应的第一位置范围内的情况下，利用所述主控台车接收所述导航台车发送的所述机械臂对应的第一位置及所述末端把持器对应的第二位置，并根据所述第一位置及所述第二位置，将所述机械臂及所述末端把持器进行配准；生成第一位置调整信号，并将所述第一位置调整信号向所述导航台车发送；

利用所述导航台车接收所述主控台车发送的所述第一位置调整信号，并根据所述第一位置调整信号，控制所述光学定位装置位于手术床对应的第二位置范围内；基于所述第二位置范围，获取所述手术床上目标定位架的手术位置，并将所述手术位置向所述主控台车发送；

利用所述主控台车接收所述导航台车发送的所述手术位置；基于所述手术位置，控制配准后的所述机械臂台车对所述目标定位架对应的待手术物体进行手术操作。

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