CN115721417B - 一种手术机器人末端位姿全视野测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手术机器人末端位姿全视野测量装置及方法，涉及医疗器械检测技术领域。测量装置包括连接单元、支撑杆、多面体标记单元、激光扫描单元以及数据处理单元；连接单元连接于手术机器人末端；支撑杆下端安装于连接单元；多面体标记单元安装于支撑杆顶部；激光扫描单元与多面体标记单元间隔设置；数据处理单元与激光扫描单元相连接。本发明利用连接单元和支撑杆作为多面体标记单元的安装基础，避免出现被末端手术器械的导航识别、定位和手术执行装置等遮挡，确保检测效果，并且利用多面体的特性，使得末端手术器械运动至任意位置时至少有一个具有多面体标记单元的表面外露，提高了测量的范围和效率。

Description

一种手术机器人末端位姿全视野测量装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗器械检测技术领域，具体而言，涉及一种手术机器人末端位姿全视野测量装置及方法。

背景技术

以骨科领域为例，在机器人辅助骨科手术过程中，机器人的执行机构的末端手术器械需要在导航设备的引导下运动到术前规划的位置和姿态，进而实现三维空间下的机器人辅助定位或切削的手术操作，因此，手术机器人执行机构的末端位置和姿态定位精度直接影响手术的成败，而通过检测骨科手术机器人的末端手术器械的位姿定位精度，可以保证机器人定位精度在出厂时达到设计指标。

但是，现有的机器人手术的精度检测存在测量范围小，无法测量大运动范围下的手术末端姿态的问题，此外，由于手术机器人的末端手术器械有导航识别、定位和手术执行等装置，现有测量装置易被遮挡，影响测量准确度。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种手术机器人末端位姿全视野测量装置，以解决现有的测量设备存在的测量范围小、测量易被遮挡的问题。

为解决上述问题，本发明首先提供了一种手术机器人末端位姿全视野测量装置，包括连接单元、支撑杆、多面体标记单元、激光扫描单元以及数据处理单元；所述连接单元连接于手术机器人末端；所述支撑杆下端安装于所述连接单元；所述多面体标记单元安装于所述支撑杆顶部，所述多面体标记单元的各表面均设有四个反射标记点，四组相邻两个所述反射标记点的连线围成矩形；所述激光扫描单元与所述多面体标记单元间隔设置，并用于获取所述反射标记点的三维坐标；所述数据处理单元与所述激光扫描单元相连接，并基于所述反射标记点的三维坐标得出末端手术器械的姿态。

采用上述技术方案，利用连接单元和支撑杆作为多面体标记单元的安装基础，避免出现被末端手术器械的导航识别、定位和手术执行装置等遮挡，确保检测效果，并且利用多面体的特性，使得末端手术器械运动至任意位置时至少有一个具有多面体标记单元的表面外露，提高了测量的范围和效率。

进一步的，所述连接单元包括基板和夹紧机构；所述基板上侧用于安装所述支撑杆，所述基板的下侧连接有所述夹紧机构，所述夹紧机构能够夹紧所述手术机器人末端和解除对所述手术机器人末端的夹紧。

采用上述技术方案，利用夹紧机构对末端手术器械的夹紧完成支撑杆及其上多面体标记单元的安装，在测量完成后，解除夹紧机构对末端手术器械的夹紧即完成测量装置的拆卸，提高拆装效率。

进一步的，所述夹紧机构包括第一夹板、第二夹板、安装板、导向轴和锁紧螺杆；所述第一夹板固定连接于所述基板相对两端中一端，所述安装板固定连接于所述基板相对两端中另一端；所述导向轴一端安装于所述第一夹板，另一端安装于所述安装板，所述第二夹板位于所述第一夹板和所述安装板之间，并可滑动的安装于所述导向轴；所述锁紧螺杆穿设于所述第一夹板、第二夹板和所述安装板，并与所述第二夹板螺纹连接，所述锁紧螺杆背离所述第二夹板的一端设有锁紧旋钮。

采用上述技术方案，旋转锁紧旋钮，锁紧螺杆带动第二夹板移动，以实现第一夹板和第二夹板夹紧末端手术器械，结构简单，易于操作，且锁紧后具有良好的稳定性。

进一步的，所述第一夹板面向所述第二夹板的一侧设有第一摩擦面，和/或，所述第二夹板面向所述第一夹板的一侧设有第二摩擦面。

采用上述技术方案，利用摩擦面能够提高第一夹板和第二夹板对末端手术器械的摩擦力，进而提高夹紧后的结构稳定性。

进一步的，所述连接单元的顶面设有安装槽，所述支撑杆下端设有与所述安装槽相适配且被所述安装槽限位的安装部。

采用上述技术方案，利用安装槽和安装部的限位配合实现支撑杆下端的安装，结构简单，便于装配。

进一步的，所述安装槽包括底壁，垂直连接于所述底壁周围的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，所述第二侧壁和所述第三侧壁分别连接于所述第一侧壁的相对两侧；所述第二侧壁面向所述第三侧壁的一侧上端设有第一限位壁，所述第三侧壁面向所述第二侧壁的一侧上端设有第二限位壁，所述第一限位壁和所述第二限位壁具有第一预设间隔；所述第二侧壁面向所述第三侧壁的一侧下端设有第三限位壁，所述第三侧壁面向所述第二侧壁的一侧下端设有第四限位壁，所述第三限位壁和所述第四限位壁具有第二预设间隔；其中，所述第一限位壁、所述第二限位壁、所述第三限位壁和所述第四限位壁围成第一限位槽，所述安装部设有与所述第一限位槽相适配的第一限位块。

采用上述技术方案，可以将第一限位槽的开口方向设计为水平方向，因此使得第一限位槽能够在竖直方向和多个水平方向对第一限位块进行限位固定，提高支撑杆安装后的稳定性。

进一步的，所述第三限位壁面向所述第四限位壁的一侧具有第一倾斜面，所述第一倾斜面与所述第三侧壁的距离由上至下逐渐增大；所述第四限位壁面向所述第三限位壁的一侧具有第二倾斜面，所述第二倾斜面与所述第二侧壁的距离由上至下逐渐增大；其中，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面围成与所述第一限位槽相贯通的第二限位槽，所述安装部设有与所述第二限位槽相卡合的第二限位块。

采用上述技术方案，利用第一倾斜面和第二倾斜面形成第二限位槽，利用第二限位槽和第二限位块的配合，使得安装部与安装槽在多个方向上实现限位，进一步提高了安装部与安装槽之间的连接稳定性。

进一步的，所述安装槽上装设有紧固件，所述紧固件穿设于所述第二侧壁、第三侧壁和位于所述第二侧壁和所述第三侧壁之间的第一限位块。

采用上述技术方案，利用紧固件连接限位配合的安装槽和安装部，进一步提高了支撑杆下端的安装稳定性。

本发明的第二目的在于提供一种手术机器人末端位姿全视野测量方法，具体包括以下步骤：

获取手术机器人末端上的多面体标记单元的反射标记点的三维坐标，多面体标记单元上各表面均设有四个反射标记点，四组相邻两个所述反射标记点的连线围成矩形；

计算得到同一面内的任意三个点的三维坐标A(X_A、Y_A、Z_A)、B(X_B、Y_B、Z_B)和C(X_C、Y_C、Z_C)，通过A、B、C点组成的直角三角形特征确定平面方程：

[(Y_B-Y_A)*(Z_C-Z_A)-(Z_B-Z_A)*(Y_C-Z_A)]*(x-X_A)+[(X_C-X_A)*(Y_B-Y_A)-(X_B-X_A)*(Z_C-Z_A)]*(y-Y_A)+[(X_B-X_A)*(Y_C-Y_A)-(X_C-X_A)*(Y_B-Y_A)]*(z-Z_A)＝0

利用平面方程得出该平面的单位法向量与三角形两直角边的单位向量组成的空间坐标系的姿态角，该姿态角即为末端手术器械的姿态。

进一步的，该方法还包括位置偏移量计算步骤，该步骤包括：

获取同一平面内三个反射标记点组成的直角三角形，将三角形两条直角边的边长与各个平面长方形的边长数据进行匹配，确定当前平面，进而得到事先标定完成的当前平面与上一测得平面的相对位置关系

以三角形的两直角边及其单位法向量建立空间直角坐标系计算该坐标系相对于上一次测量得到的空间直角坐标系/>的旋转矩阵R，

三角形斜边中点为该平面的中心点K1＝(X₁,Y₁,Z₁)，将上一次测量得到的斜边中点坐标K0＝(X₀,Y₀,Z₀)转换到本次测量平面上，两坐标做差即可得到位置偏移量P，

采用上述技术方案，在保证测量精度的前提下，克服同类检测设备测试视野小、测量装置易被遮挡的情况，测试可靠性高，可在坐标获取设备的全视野下进行检测，大幅提高了检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的手术机器人末端位姿全视野测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的手术机器人末端位姿全视野测量装置的多面体标记单元的一个表面的示意图；

图3为本发明实施例提供的手术机器人末端位姿全视野测量装置的连接单元的结构示意图。

附图标记说明：

100-连接单元；110-基板；120-夹紧机构；121-第一夹板；1211-第一摩擦面；122-第二夹板；123-安装板；124-导向轴；125-锁紧螺杆；1251-锁紧旋钮；130-安装槽；131-底壁；132-第一侧壁；133-第二侧壁；134-第三侧壁；135-第一限位壁；136-第二限位壁；137-第三限位壁；1371-第一倾斜面；138-第四限位壁；1381-第二倾斜面；139-通孔；

200-支撑杆；

300-多面体标记单元；310-反射标记点；

400-激光扫描单元；

500-手术机器人末端。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

骨科手术机器人的位姿包括最大工作空间内末端手术器械的位置和姿态，其中末端手术器械的位置为末端手术器械参考点的位置，姿态为末端器械先后绕机器人的基座标系的X,Y,Z轴转动的角度，但是，由于现有的机器人手术的精度检测存在测量范围小，易被遮挡的问题，影响了测量效果和测量效率，有鉴于此，本实施例提供了一种新的手术机器人末端位姿全视野测量装置及方法，旨在通过对其结构和测量方式上的改进来解决上述技术问题。

结合附图1所示，本实施例提供的手术机器人末端位姿全视野测量装置包括连接单元100、支撑杆200、多面体标记单元300、激光扫描单元400以及数据处理单元(图中未示出)，其中，本实施例的连接单元100安装在手术机器人末端500，并且作为支撑杆200和支撑杆200上的多面体标记单元300的安装基础，本实施例的激光扫描单元400可以是现有的激光扫描仪，能够通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，本实施例的数据处理单元可以是计算机的处理器，由于激光扫描仪和处理器的工作原理和结构为本领域技术人员较为熟知的内容，因此本实施例对此不做介绍。本实施例的支撑杆200下端安装于连接单元100，支撑杆200的结构形式不限，只要能够起到提升多面体标记单元300的安装位置即可，例如其可以是图中的近似于杆状件。

本实施例的多面体标记单元300安装于支撑杆200顶部，多面体标记单元300的面的数量大于等于6，例如图中的正六面体。结合附图2所示，本实施例的多面体标记单元300的各表面均设有四个反射标记点310，四组相邻两个反射标记点310的连线围成矩形，不相邻的两个反射点的连线形成了矩形的斜线。

在进行测量时，将本实施例的激光扫描单元400与多面体标记单元300间隔设置，例如间隔距离1.5m，激光扫描单元400用于获取反射标记点310的三维坐标，本实施例的数据处理单元与激光扫描单元400相连接，并且接收激光扫描单元400获取的三维坐标数据，对该三维坐标数据进行处理计算后得出末端手术器械的姿态。

上述结构的手术机器人末端位姿全视野测量装置，利用连接单元100和支撑杆200作为多面体标记单元300的安装基础，避免出现被末端手术器械的导航识别、定位和手术执行装置等遮挡，确保检测效果，并且利用多面体的特性，使得末端手术器械运动至任意位置时至少有一个具有多面体标记单元300的表面外露，提高了测量的范围和效率。

结合附图3所示，本实施例的连接单元100包括基板110和夹紧机构120；基板110上侧用于安装支撑杆200，基板110具体安装支撑杆200的结构形式在下述中给出，基板110的下侧连接有夹紧机构120，夹紧机构120能够夹紧手术机器人末端500和解除对手术机器人末端500的夹紧，在需要测量时，利用夹紧机构120对末端手术器械的夹紧完成支撑杆200及其上多面体标记单元300的安装，在测量完成后，解除夹紧机构120对末端手术器械的夹紧即完成测量装置的拆卸，提高了装置的拆装效率，便于操作人员操作。

可选的，本实施例的夹紧机构120包括第一夹板121、第二夹板122、安装板123、导向轴124和锁紧螺杆125；其中，本实施例的第一夹板121固定连接于基板110相对两端中一端，本实施例的安装板123固定连接于基板110相对两端中另一端，基板110、第一夹板121和安装板123可以一体成型或者说是一体连接。

本实施例的导向轴124一端固定插装于第一夹板121，另一端固定插装于安装板123，本实施例的第二夹板122位于第一夹板121和安装板123之间，并可滑动的安装于导向轴124；本实施例的锁紧螺杆125穿设于第一夹板121、第二夹板122和安装板123，可以理解为锁紧螺杆125在装配时其靠近第一夹板121的一端依次穿过安装板123、第二夹板122和第一夹板121，并与第二夹板122螺纹连接，锁紧螺杆125背离第一夹板121的一端外露并安装有锁紧旋钮1251或者说是旋柄。

如此一来，使得第一夹板121、第二夹板122、安装板123以及锁紧螺杆125形成丝杆传动结构，在沿第一圆周方向旋转锁紧旋钮1251时锁紧螺杆125能够带动第二夹板122靠近第一夹板121，进而实现了第一夹板121和第二夹板122夹紧末端手术器械，而在沿着反向的第二圆周方向旋转锁紧旋钮1251时，第二夹板122向着背离第一夹板121的方向移动，进而实现了夹紧机构120解除对末端手术器械的夹紧，不仅结构简单，易于操作，而且锁紧后具有良好的稳定性。

另外，还可以在第一夹板121面向第二夹板122的一侧设有第一摩擦面1211，在第二夹板122面向第一夹板121的一侧设有第二摩擦面(图中未示出)，第一摩擦面1211可以是在第一夹板121上表面开设多个条形槽形成，第二摩擦面同理，进而利用摩擦面能够提高第一夹板121和第二夹板122对末端手术器械的摩擦力，以提高夹紧后的夹紧机构120与手术末端器械的连接稳定性。

再结合附图3所示，本实施例的支撑杆200与连接单元100连接形式可以是在连接单元100的顶面设有安装槽130，相应的，本实施例的支撑杆200下端设有与安装槽130相适配且被安装槽130限位的安装部，利用安装槽130和安装部的限位配合实现支撑杆200下端的安装，结构简单，便于装配。

可选的，本实施例的安装槽130包括底壁131，垂直连接于底壁131周围的第一侧壁132、第二侧壁133和第三侧壁134；本实施例的第二侧壁133和第三侧壁134分别连接于第一侧壁132的相对两侧，并且，本实施例在第二侧壁133面向第三侧壁134的一侧上端设有第一限位壁135，在第三侧壁134面向第二侧壁133的一侧上端设有第二限位壁136，第一限位壁135和第二限位壁136具有容置支撑杆200的第一预设间隔；进一步的，本实施例的第二侧壁133面向第三侧壁134的一侧下端设有第三限位壁137，本实施例的第三侧壁134面向第二侧壁133的一侧下端设有第四限位壁138，第三限位壁137和第四限位壁138具有第二预设间隔；其中，第一限位壁135、第二限位壁136、第三限位壁137和第四限位壁138围成第一限位槽，安装部设有与第一限位槽相适配的矩形的第一限位块(图中未示出)。

如此设置，可以使得第一限位槽的开口方向为水平方向，因此第一限位槽能够在竖直方向和多个水平方向对第一限位块进行限位固定，提高支撑杆200安装后的稳定性。

更进一步的，本实施例的第三限位壁137面向第四限位壁138的一侧具有第一倾斜面1371，第一倾斜面1371与第三侧壁134的距离由上至下逐渐增大，相应的，本实施例的第四限位壁138面向第三限位壁137的一侧具有第二倾斜面1381，第二倾斜面1381与第二侧壁133的距离由上至下逐渐增大；其中，第一倾斜面1371和第二倾斜面1381围成与第一限位槽相贯通的近似于等腰梯形的第二限位槽，安装部设有与第二限位槽相卡合的第二限位块(图中未示出)，第二限位块与上述的第一限位块一体连接或者说一体成型。

如此一来，利用第一倾斜面1371和第二倾斜面1381形成第二限位槽，利用第二限位槽和第二限位块的配合，使得安装部与安装槽130在多个方向上实现限位，进一步提高了安装部与安装槽130之间的连接稳定性。

另外，本实施例的安装槽130上装设有紧固件(图中未示出)，紧固件穿设于第二侧壁133、第三侧壁134和位于第二侧壁133和第三侧壁134之间的第一限位块，相应的，本实施例的安装槽130和第一限位块均设有供该紧固件穿设的通孔139，进而利用紧固件连接限位配合的安装槽130和安装部，进一步提高了支撑杆200下端的安装稳定性。

再结合附图2所示，基于上述测量装置结构，本实施例还提供了一种手术机器人末端位姿全视野测量方法，其具体包括以下步骤：

获取手术机器人末端500上的多面体标记单元300的反射标记点310的三维坐标，多面体标记单元300上各表面均设有四个反射标记点310，四组相邻两个反射标记点310的连线围成矩形；

计算得到同一面内的任意三个点的三维坐标A(X_A、Y_A、Z_A)、B(X_B、Y_B、Z_B)和C(X_C、Y_C、Z_C)，通过A、B、C点组成的直角三角形特征确定平面方程：

[(Y_B-Y_A)*(Z_C-Z_A)-(Z_B-Z_A)*(Y_C-Z_A)]*(x-X_A)+[(X_C-X_A)*(Y_B-Y_A)-(X_B-X_A)*(Z_C-Z_A)]*(y-Y_A)+[(X_B-X_A)*(Y_C-Y_A)-(X_C-X_A)*(Y_B-Y_A)]*(z-Z_A)＝0

利用平面方程得出该平面的单位法向量与三角形两直角边的单位向量组成的空间坐标系的姿态角，由于三角形ABC的斜边中点为六面体测量装置的平面中心，该坐标即为末端手术器械空间位置坐标。

除此之外，本实施例的测量方法还包括位置偏移量计算步骤，该步骤包括：

由激光扫描仪输出所有观测到的点的三维坐标，历遍所有点中任取3个点的情况，三个点组成两条空间向量，求取两向量的数量积为0的三点(两向量垂直)，得到同一面内的长方形上的顶点组成的直角三角形，因六面体靶标无可视死角，故该三角形一定存在；

将三角形两条直角边的边长与各个平面长方形的边长数据进行匹配，确定当前平面，进而得到事先标定完成的当前平面与上一测得平面的相对位置关系

以三角形的两直角边及其单位法向量建立空间直角坐标系计算该坐标系相对于上一次测量得到的空间直角坐标系/>的旋转矩阵R，

三角形斜边中点为该平面的中心点K1＝(X₁,Y₁,Z₁)，将上一次测量得到的斜边中点坐标K0＝(X₀,Y₀,Z₀)转换到本次测量平面上，两坐标做差即可得到位置偏移量P，

利用上述测量方法，在保证测量精度的前提下，克服同类检测设备测试视野小、测量装置易被遮挡的情况，测试可靠性高，可在坐标获取设备的全视野下进行检测，大幅提高了检测效率。

在本实施例的描述中，需要说明的是，本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序指令控制装置来完成的，计算机程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程，其中的存储介质可为存储器、磁盘、光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种手术机器人末端位姿全视野测量装置，其特征在于，包括：

连接单元(100)，所述连接单元(100)连接于手术机器人末端(500)；

支撑杆(200)，所述支撑杆(200)下端安装于所述连接单元(100)；

多面体标记单元(300)，所述多面体标记单元(300)安装于所述支撑杆(200)顶部，所述多面体标记单元(300)的各表面均设有四个反射标记点(310)，四组相邻两个所述反射标记点(310)的连线围成矩形；

激光扫描单元(400)，所述激光扫描单元(400)与所述多面体标记单元(300)间隔设置，并用于获取所述反射标记点(310)的三维坐标；

数据处理单元，所述数据处理单元与所述激光扫描单元(400)相连接，并基于所述反射标记点(310)的三维坐标得出末端手术器械的姿态；

所述连接单元(100)包括基板(110)和夹紧机构(120)；所述基板(110)上侧用于安装所述支撑杆(200)，所述基板(110)的下侧连接有所述夹紧机构(120)，所述夹紧机构(120)能够夹紧所述手术机器人末端(500)和解除对所述手术机器人末端(500)的夹紧；

所述夹紧机构(120)包括第一夹板(121)、第二夹板(122)、安装板(123)、导向轴(124)和锁紧螺杆(125)；所述第一夹板(121)固定连接于所述基板(110)相对两端中一端，所述安装板(123)固定连接于所述基板(110)相对两端中另一端；所述导向轴(124)一端安装于所述第一夹板(121)，另一端安装于所述安装板(123)，所述第二夹板(122)位于所述第一夹板(121)和所述安装板(123)之间，并可滑动的安装于所述导向轴(124)；所述锁紧螺杆(125)穿设于所述第一夹板(121)、第二夹板(122)和所述安装板(123)，并与所述第二夹板(122)螺纹连接，所述锁紧螺杆(125)背离所述第二夹板(122)的一端设有锁紧旋钮(1251)。

2.根据权利要求1所述的手术机器人末端位姿全视野测量装置，其特征在于，所述第一夹板(121)面向所述第二夹板(122)的一侧设有第一摩擦面(1211)，和/或，所述第二夹板(122)面向所述第一夹板(121)的一侧设有第二摩擦面。

3.根据权利要求1所述的手术机器人末端位姿全视野测量装置，其特征在于，所述连接单元(100)的顶面设有安装槽(130)，所述支撑杆(200)下端设有与所述安装槽(130)相适配且被所述安装槽(130)限位的安装部。

4.根据权利要求3所述的手术机器人末端位姿全视野测量装置，其特征在于，所述安装槽(130)包括底壁(131)，垂直连接于所述底壁(131)周围的第一侧壁(132)、第二侧壁(133)和第三侧壁(134)，所述第二侧壁(133)和所述第三侧壁(134)分别连接于所述第一侧壁(132)的相对两侧；

所述第二侧壁(133)面向所述第三侧壁(134)的一侧上端设有第一限位壁(135)，所述第三侧壁(134)面向所述第二侧壁(133)的一侧上端设有第二限位壁(136)，所述第一限位壁(135)和所述第二限位壁(136)具有第一预设间隔；

所述第二侧壁(133)面向所述第三侧壁(134)的一侧下端设有第三限位壁(137)，所述第三侧壁(134)面向所述第二侧壁(133)的一侧下端设有第四限位壁(138)，所述第三限位壁(137)和所述第四限位壁(138)具有第二预设间隔；

其中，所述第一限位壁(135)、所述第二限位壁(136)、所述第三限位壁(137)和所述第四限位壁(138)围成第一限位槽，所述安装部设有与所述第一限位槽相适配的第一限位块。

5.根据权利要求4所述的手术机器人末端位姿全视野测量装置，其特征在于，所述第三限位壁(137)面向所述第四限位壁(138)的一侧具有第一倾斜面(1371)，所述第一倾斜面(1371)与所述第三侧壁(134)的距离由上至下逐渐增大；

所述第四限位壁(138)面向所述第三限位壁(137)的一侧具有第二倾斜面(1381)，所述第二倾斜面(1381)与所述第二侧壁(133)的距离由上至下逐渐增大；

其中，所述第一倾斜面(1371)和所述第二倾斜面(1381)围成与所述第一限位槽相贯通的第二限位槽，所述安装部设有与所述第二限位槽相卡合的第二限位块。

6.根据权利要求4或5所述的手术机器人末端位姿全视野测量装置，其特征在于，所述安装槽(130)上装设有紧固件，所述紧固件穿设于所述第二侧壁(133)、第三侧壁(134)和位于所述第二侧壁(133)和所述第三侧壁(134)之间的第一限位块。

7.一种基于权利要求1-6任意一项所述的手术机器人末端位姿全视野测量装置的手术机器人末端位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取手术机器人末端(500)上的多面体标记单元(300)的反射标记点(310)的三维坐标，多面体标记单元(300)上各表面均设有四个反射标记点(310)，四组相邻两个所述反射标记点(310)的连线围成矩形；计算得到同一面内的任意三个点的三维坐标A(X_A、Y_A、Z_A)、B(X_B、Y_B、Z_B)和C(X_C、Y_C、Z_C)，通过A、B、C点组成的直角三角形特征确定平面方程：

[(Y_B-Y_A)*(Z_C-Z_A)-(Z_B-Z_A)*(Y_C-Z_A)]*(x-X_A)+[(X_c-X_A)*(Y_B-Y_A)-(X_B-X_A)*(Z_C-Z_A)]*(y-Y_A)+[(X_B-X_A)*(Y_C-Y_A)-(X_C-X_A)*(Y_B-Y_A)]*(z-Z_A)＝0

利用平面方程得出该平面的单位法向量与三角形两直角边的单位向量组成的空间坐标系的姿态角，该姿态角即为末端手术器械的姿态。

8.根据权利要求7所述的手术机器人末端位姿测量方法，其特征在于，还包括位置偏移量计算步骤，该步骤包括：

获取同一平面内三个反射标记点(310)组成的直角三角形，将三角形两条直角边的边长与各个平面长方形的边长数据进行匹配，确定当前平面，进而得到事先标定完成的当前平面与上一测得平面的相对位置关系

以三角形的两直角边及其单位法向量建立空间直角坐标系计算该坐标系相对于上一次测量得到的空间直角坐标系/>的旋转矩阵R，

三角形斜边中点为该平面的中心点K1＝(X₁，Y₁，Z₁)，将上一次测量得到的斜边中点坐标K0＝(X₀，Y₀，Z₀)转换到本次测量平面上，两坐标做差即可得到位置偏移量P，