CN116407297A - 腹腔镜机器人系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腹腔镜机器人系统及控制方法，所述腹腔镜机器人系统包括：机械臂、检测单元和控制装置；所述控制装置与所述机械臂通信连接，所述控制装置控制所述机械臂的运动，所述机械臂安装有腹腔镜转接装置，所述腹腔镜转接装置包括连接板，所述连接板用于设置腹腔镜；所述检测单元用于检测所述连接板上的腹腔镜的位置，并将检测结果反馈给所述控制装置；所述控制装置根据所述检测结果，设定运动学参数极限值，使得所述控制装置在控制所述机械臂的运动过程中，所述机械臂不超过镜管的长度方向上的极限值，以能够控制腹腔镜的运动距离，从而能够适用设置于机械臂上不同位置处的腹腔镜。

Description

腹腔镜机器人系统及控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地，本发明涉及一种腹腔镜机器人系统及控制方法。

背景技术

随着远程医疗的发展，腹腔镜机器人系统已经被广泛应用。腹腔镜机器人系统一般包括控制装置和机械臂，两者通信连接，控制装置将医生的手术操作信息传递给机械臂，机械臂模拟医生的手臂动作，将腹腔镜的镜管插入患者的身体，从而能够配合医生进行远程手术。

现有技术中，腹腔镜机器人系统和腹腔镜一般是成套使用，也即在使用特定的机械臂时，还需要使用与之匹配的腹腔镜，导致腹腔镜的通用性较差，也提高了腹腔镜机器人系统的使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种腹腔镜机器人系统及控制方法，旨在解决现有技术中腹腔镜难以通用的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种腹腔镜机器人系统，包括：

机械臂、检测单元和控制装置；

所述控制装置与所述机械臂通信连接，所述控制装置控制所述机械臂的运动，所述机械臂安装有腹腔镜转接装置，所述腹腔镜转接装置包括连接板，所述连接板用于设置腹腔镜；

所述检测单元用于检测所述连接板上的腹腔镜的位置，并将检测结果反馈给所述控制装置；

所述控制装置根据所述检测结果，设定运动学参数极限值，使得所述控制装置在控制所述机械臂的运动过程中，所述机械臂不超过镜管的长度方向上的极限值。

可选地，所述检测单元还用于检测所述连接板上的腹腔镜的镜管的长度，并将检测结果反馈给所述控制装置；

所述控制装置结合所检测的腹腔镜的位置和镜管的长度，设定运动学参数极限值，使得所述控制装置在控制所述机械臂的运动过程中，所述机械臂不超过镜管的长度方向上的极限值。

可选地，所述机械臂与所述控制装置通过远程通信连接。

可选地，所述检测单元还用于检测所述腹腔镜转接装置是否锁定腹腔镜，当检测结果为是时，所述检测单元向所述控制装置发送可写入信号，所述控制装置接收到所述可写入信号后，允许对所述运动学参数极限值进行重新设定。

可选地，所述腹腔镜转接装置还包括束口结构和转接结构，所述连接板包括相对的第一端和第二端，所述束口结构设置于所述连接板的所述第一端，所述束口结构的内侧形成有容纳腔，所述容纳腔用于穿设腹腔镜；

所述转接结构设置所述连接板的所述第二端，所述转接结构上还具有连接部，所述连接部用于和所述机械臂之间形成可拆卸连接。

可选地，所述连接部包括相对设置的第一活动件和第二活动件，所述第一活动件的一端具有第一凸出部，所述第二活动件的一端具有第二凸出部，所述第一凸出部和所述第二凸出部相对设置，所述第一凸出部和所述第二凸出部能够反向运动，并从所述转接结构的相对两侧与所述机械臂解除固定。

可选地，所述第一活动件包括第一按压部和第一本体部，所述第一本体部连接于所述第一按压部和所述第一凸出部之间，所述第一按压部能够通过所述第一本体部推动所述第一凸出部沿第一方向运动；

所述第二活动件包括第二按压部和第二本体部，所述第二本体部连接于所述第二按压部和所述第二凸出部之间，所述第二按压部能够通过所述第二本体部推动所述第二凸出部沿第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向方向相反。

可选地，所述第一按压部包括第一按键、第一弹簧和第一挡块，所述第一按键与所述第一本体部连接，所述第一挡块设置于所述第一本体部上并与所述第一按键相对，所述第一弹簧夹设于所述第一挡块和所述第一按键之间；

在所述第一按键处于按压状态时，所述第一按键能够压缩所述第一弹簧，并推动所述第一凸出部沿所述第一方向运动；在所述第一按键处于释放状态时，所述第一弹簧能够弹性复位，并带动所述第一按键沿所述第二方向运动。

可选地，所述第一活动件和所述第二活动件均位于所述转接结构靠近所述束口结构的一侧，所述转接结构远离所述束口结构的一侧开设有通孔。

可选地，在所述连接板的所述第一端设置有第一按钮，所述第一按钮用于对所述束口结构形成解锁；在所述连接板的所述第二端设置有第二按钮，所述第二按钮用于对所述转接结构形成解锁。

可选地，所述束口结构包括旋钮和束口部，所述束口部连接于所述连接板的所述第一端上，所述旋钮的内侧设置有第一螺纹，所述束口部的内侧形成有所述容纳腔，所述束口部的外侧设置有第二螺纹，所述第二螺纹与所述第一螺纹之间螺纹配合，以能够通过所述旋钮和所述束口部对穿设于所述容纳腔内的腹腔镜形成锁定和解锁。

可选地，在沿第三方向旋转所述旋钮时，所述束口部能够收缩直至与所述容纳腔内的腹腔镜相抵，以对腹腔镜形成锁定；在沿第四方向旋转所述旋钮时，所述束口部能够展开直至与所述容纳腔内的腹腔镜分离，以对腹腔镜形成解锁，所述第四方向与所述第三方向方向相反。

可选地，所述束口部的横截面呈圆形，所述第二螺纹位于所述束口部的圆形外周上，且所述束口部之间具有活动空间，以使在所述旋钮旋转的过程中，所述束口部的外径能够发生变化。

可选地，所述束口部包括两个束口件，两个所述束口件相对设置并扣合形成所述容纳腔，两个所述束口件之间具有所述活动空间，且每个所述束口件的外侧均设置有所述第二螺纹。

可选地，所述束口部包括四个束口件，四个所述束口件两两对称设置并扣合形成所述容纳腔，任意两个所述束口件之间均具有所述活动空间，且每个所述束口件的外侧均设置有所述第二螺纹。

根据本发明的另一个方面，提供了一种腹腔镜机器人控制方法，包括：

检测所述腹腔镜机器人的机械臂上锁定的腹腔镜的位置；

根据所述腹腔镜的位置，设定所述机械臂的运动学参数极限值；

检测所述机械臂在运动过程中，是否达到所述运动学参数极限值，如果达到，则停止所述机械臂在所述镜管的长度方向上的运动。

可选地，所述腹腔镜机器人控制方法还包括：

检测所述腹腔镜的位置是否发生改变，如果是，则重新设定所述机械臂的运动学参数极限值。

本发明的一个技术效果在于，利用检测单元和控制装置的配合，能够根据设置于机械臂上的腹腔镜的具体位置，来相应调整腹腔镜的运动学参数极限值，以控制腹腔镜的运动距离，从而能够适用设置于机械臂上不同位置处的腹腔镜，便于腹腔镜的通用。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例的一种腹腔镜机器人系统的一个示意图；

图2是本发明实施例的一种腹腔镜转接装置的一个示意图；

图3是本发明实施例的一种腹腔镜转接装置的另一个示意图；

图4是本发明实施例的一种腹腔镜转接装置的爆炸图；

图5是本发明实施例的一种束口部的一个示意图；

图6是本发明实施例的一种第二活动件的一个示意图；

图7是本发明实施例的一种第一活动件和第二活动件的一个示意图；

图8是本发明实施例的一种连接板的一个示意图。

附图标记说明：

100、机械臂；200、检测单元；300、控制装置；

1、连接板；11、第一按钮；12、第二按钮；2、束口结构；21、旋钮；22、束口部；3、转接结构；31、第一活动件；311、第一凸出部；312、第一按压部；3121、第一按键；3122、第一弹簧；3123、第一挡块；313、第一本体部；32、第二活动件；321、第二凸出部；322、第二按压部；3221、第二按键；3222、第二弹簧；3223、第二挡块；323、第二本体部；33、通孔；34、上壳；35、下壳。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种腹腔镜机器人系统，腹腔镜机器人系统一般包括通信连接的控制装置300和机械臂100，控制装置300将医生的手术操作信息传递给机械臂100，机械臂100模拟医生的手臂动作，将腹腔镜的镜管插入患者的身体，从而能够配合医生进行远程手术。在此基础上，本发明还引入了检测单元200，检测单元200能够对腹腔镜机器人系统中的腹腔镜具体信息进行识别，从而指导控制装置300进行相关运动参数的调整，以提高手术的安全性。

本发明实施例提供的腹腔镜机器人系统包括：机械臂100、检测单元200和控制装置300；

所述控制装置300与所述机械臂100通信连接，所述控制装置300控制所述机械臂100的运动，所述机械臂100安装有腹腔镜转接装置，所述腹腔镜转接装置包括连接板1，所述连接板1用于设置腹腔镜；

其中，控制装置300可以为常用的MCU(Microcontroller Unit，微控制装置)，将控制装置300和机械臂100通信连接，使得控制装置300能够控制机械臂100按照医生的手术操作信息来模拟医生的手臂动作，从而能够配合医生进行远程手术。

并且，在机械臂100上还可以安装有腹腔镜转接装置，腹腔镜转接装置作为独立于腹腔镜之外的单独结构，可以利用腹腔镜转接装置内部的相关结构进行腹腔镜的便携安装与拆卸，还能够通过腹腔镜转接装置来适配不同类型、不同尺寸的腹腔镜，提高了腹腔镜的装配适用性。另外，还可以通过腹腔镜转接装置将腹腔镜与机械臂100进行转接，从而实现腹腔镜的转接功能，且将转接功能从腹腔镜分离，也可以减少腹腔镜相关部件的设置，降低了腹腔镜的结构复杂程度。

具体地，本发明实施例设置腹腔镜转接装置可以包括连接板1，连接板1用于设置腹腔镜。比如，可以在连接板1上活动设置束口结构2，束口结构2内形成有容纳腔，利用该容纳腔可以穿设腹腔镜，而束口结构2自身能够收缩以对位于容纳腔内的腹腔镜形成锁定。此时，根据不同腹腔镜的尺寸(例如镜管的长度)，束口结构2能够在连接板1上运动至较优的工作位置，以便于不同腹腔镜的穿设和锁定。其中，束口结构2和连接板1之间的活动连接可以为滑块导轨连接。

在另一个实施例中，还可以设置连接板1的长度可调(例如连接板1可以部分拆除或者折叠等)，或者可以根据不同的腹腔镜的设置需求更换不同长度的连接板1，也能够适应不同类型的腹腔镜，便于腹腔镜的通用化发展。

所述检测单元200用于检测所述连接板1上的腹腔镜的位置，并将检测结果反馈给所述控制装置300；

其中，检测单元200可以为传感器，或者采用图像识别技术来检测镜管的长度，对于不同厂商生产的腹腔镜，其规格(例如镜管长度、直径等)一般不尽相同，使得不同的腹腔镜在机械臂上的安装位置也不尽相同。在通过腹腔镜转接装置将腹腔镜安装于腹腔镜机器人系统之后，检测单元200能够检测到所安装的腹腔镜的具体位置，并将该腹腔镜的具体位置传递至控制装置300，以便于控制装置300据此信息进行控制。

所述控制装置300根据所述检测结果，根据腹腔镜的具体位置自动设定运动学参数极限值，使得所述控制装置300在控制所述机械臂100的运动过程中，所述机械臂100不超过所述镜管的长度方向上的极限值。

其中，在检测单元200检测到所安装的腹腔镜的具体位置，并将该腹腔镜的具体位置传递至控制装置300之后，控制装置300能够根据该检测结果，相应设定对应该腹腔镜的运动学参数极限值，也即限定腹腔镜在机械臂100上的运动最高位置和运动最低位置，以此能够引导机械臂100的运动过程，避免机械臂100在运动过程中超过该运动学参数极限值而带来手术风险。

比如，对于靠近患者设置的腹腔镜，由于其距离患者本身较近，故在手术中需要控制运动距离，检测单元200在检测到该腹腔镜的具体位置并传递给控制装置300之后，控制装置300可以相应调整至较小的运动学参数极限值，以控制腹腔镜的运动距离，避免腹腔镜的运动距离过大带来的手术风险。而对于远离患者设置的腹腔镜，由于其距离患者本身较远，故在手术中足够的运动距离，检测单元200在检测到该腹腔镜的具体位置并传递给控制装置300之后，控制装置300可以相应调整至较大的运动学参数极限值，以满足手术中的运动距离需求。

以此，本发明实施例提供的腹腔镜机器人系统，能够通过检测单元200和控制装置300的配合，来适应设置于机械臂100上不同位置的腹腔镜，可以根据腹腔镜的不同位置相应调整腹腔镜的运动学参数极限值，从而能够在保证该腹腔镜机器人系统的操作便捷性的同时，也提高了该腹腔镜机器人系统的通用性和操作安全性。

可选地，所述检测单元200还用于检测所述连接板1上的腹腔镜的镜管的长度，并将检测结果反馈给所述控制装置300；

所述控制装置300结合所检测的腹腔镜的位置和镜管的长度，设定运动学参数极限值，使得所述控制装置300在控制所述机械臂100的运动过程中，所述机械臂100不超过镜管的长度方向上的极限值。

具体地，本发明实施例设置检测单元200还可以检测连接板1上的腹腔镜的镜管的长度，并将检测结果反馈给控制装置300，而控制装置300能够结合所检测的腹腔镜的位置和镜管的长度，来设定运动学参数极限值。

比如，对于靠近患者设置的腹腔镜，由于其距离患者本身较近，故在手术中需要控制运动距离，检测单元200在检测到该腹腔镜的具体位置并传递给控制装置300之后，控制装置300可以相应调整至较小的运动学参数极限值，以控制腹腔镜的运动距离，避免腹腔镜的运动距离过大带来的手术风险。而此时当腹腔镜的自身长度较长时，控制装置300应该相应调整至更小的运动学参数极限值；当腹腔镜的自身长度较短时，控制装置300应该略微调大运动学参数极限值，以匹配至合适的运动学参数极限值。

而对于远离患者设置的腹腔镜，由于其距离患者本身较远，故在手术中足够的运动距离，检测单元200在检测到该腹腔镜的具体位置并传递给控制装置300之后，控制装置300可以相应调整至较大的运动学参数极限值，以满足手术中的运动距离需求。而此时当腹腔镜的自身长度较长时，控制装置300应该相应调小运动学参数极限；当腹腔镜的自身长度较短时，控制装置300值应该略微调大运动学参数极限值，以匹配至合适的运动学参数极限值。

可选地，所述机械臂100与所述控制装置300通过远程通信连接，控制装置300能够将医生的手术操作信息传递给远程的机械臂100，从而机械臂100能够模拟医生的手臂动作，将腹腔镜的镜管插入患者的身体，从而配合医生进行远程手术，以此实现便捷的远程手术。此时，机械臂100与控制装置300之间可以采用无线连接方式，以便于远程通信的实现。

可选地，所述检测单元200还用于检测所述腹腔镜转接装置是否锁定腹腔镜，当检测结果为是时，所述检测单元200向所述控制装置300发送可写入信号，所述控制装置300接收到所述可写入信号后，允许对所述运动学参数极限值进行重新设定。

具体地，本发明实施例设置在检测单元200检测到腹腔镜转接装置已经锁定了腹腔镜之后，检测单元200才向控制装置300发送可写入信号，从而控制装置300能够据此进行运动学参数极限值的设定，也即在判断腹腔镜处于已被锁定状态之后，再进行运动学参数极限值的设定，以此能够优化控制装置300的控制，也提高了该腹腔镜机器人系统的工作可靠性。并且，控制装置300也能够根据所安装的腹腔镜的不同位置，来相应调节运动学参数极限值，从而能够在保证该腹腔镜机器人系统的操作便捷性的同时，也提高了该腹腔镜机器人系统的操作安全性。

本发明实施例提供的腹腔镜机器人系统，可以通过如图2至图4所示的腹腔镜转接装置将腹腔镜便捷地安装于机械臂100上。

如图2至图4所示，本发明实施例提供的腹腔镜转接装置还包括束口结构2和转接结构3，所述连接板1包括相对的第一端和第二端，所述束口结构2设置于所述连接板1的所述第一端，所述束口结构2的内侧形成有容纳腔，所述容纳腔用于穿设腹腔镜；

所述转接结构3设置所述连接板1的所述第二端，所述转接结构3上还具有连接部，所述连接部用于和机械臂100之间形成可拆卸连接。

在以下本发明实施例中描述方位中，设置手术时腹腔镜靠近患者的一端为“近端”，远离患者的一端为“远端”。

如图2和图3所示，本发明实施例提供的腹腔镜转接装置包括连接板1、束口结构2和转接结构3，束口结构2和转接结构3分别设置于连接板1的两端，其中束口结构2可以用于穿设腹腔镜，转接结构3可以用于和机械臂100连接，以能够将腹腔镜通过该腹腔镜转接装置连接于机械臂100上，便于机械臂100在控制单元的控制下实现远程手术。

同时，连接板1的设置，也提高了腹腔镜转接装置的自身长度，可以将束口结构2设置于连接板1的近端，并将腹腔镜穿设于束口结构2中，以便于适用镜管自身长度较短的各类腹腔镜，便于腹腔镜的通用化发展。还可以增大连接板1的长度，以能够缩短位于近端的束口结构2和患者之间的距离，也能够适用镜管自身长度较短的腹腔镜。

具体地，如图2和图3所示，本发明实施例设置连接板1包括相对的第一端和第二端，第一端可以为连接板1的近端，第二端可以为连接板1的远端。将束口结构2设置于连接板1的第一端，且束口结构2的内侧形成有容纳腔，利用该容纳腔可以穿设腹腔镜，从而能够将腹腔镜固定于腹腔镜转接装置上。其中，束口结构2设置于连接板1的第一端，也能够缩短穿设于束口结构2的容纳腔中的腹腔镜和患者之间的距离，便于应用该腹腔镜转接装置的远程手术的实现。

如图2和图3所示，本发明实施例将转接结构3设置连接板1的第二端，也即转接结构3远离患者设置，以能够便于转接结构3和机械臂100的装卸，也避免了腹腔镜转接装置的装卸过程对手术的干涉。具体地，在转接结构3上还具有连接部，连接部可以和机械臂100上的相关结构适配并形成可拆卸连接，从而使得应用该转接结构3的腹腔镜转接装置和机械臂100之间形成可拆卸连接，便于对所穿设的腹腔镜进行更换。其中，连接部和机械臂100之间的可拆卸连接包括但不限于卡接、螺纹连接等。

可选地，所述连接部包括相对设置的第一活动件31和第二活动件32，所述第一活动件31的一端具有第一凸出部311，所述第二活动件32的一端具有第二凸出部321，所述第一凸出部311和所述第二凸出部321相对设置，所述第一凸出部311和所述第二凸出部321能够反向运动，并从所述转接结构3的相对两侧与机械臂100解除固定。

如图4和图7所示，本发明实施例设置连接部可以包括相对设置的第一活动件31和第二活动件32，第一活动件31和第二活动件32对称布置并能够在转接结构3内沿相反方向运动。其中，第一活动件31的一端具有第一凸出部311，第二活动件32的一端具有第二凸出部321，第一凸出部311和第二凸出部321也相对设置，也即第一凸出部311和第二凸出部321能够分别沿背离转接结构3的相对两侧伸长，以便于第一凸出部311和第二凸出部321能够沿相反方向运动并推开机械臂100上的相关固定结构，从而能够从转接结构3的相对两侧与机械臂100解除固定，便于对腹腔镜转接装置内的腹腔镜进行更换。其中，转接结构3可以包括上壳34和下壳35，第一活动件31和第二活动件32均位于上壳34和下壳35形成的腔室内，也即转接结构3采用分体式设计，以便于转接结构3的安装和拆卸维修。

其中，根据机械臂100上的固定结构的具体设计，第一凸出部311和第二凸出部321可以与第一活动件31和第二活动件32一体成型；第一凸出部311和第二凸出部321也可以为单独成型的凸出部，再分别装配至第一活动件31和第二活动件32上。并且，通常设置第一活动件31和第二活动件32的结构完全相同，第一凸出部311和第二凸出部321的结构也完全相同，以便于第一活动件31和第二活动件32之间，以及第一凸出部311和第二凸出部321之间的互换使用，也便于第一活动件31和第二活动件32之间，以及第一凸出部311和第二凸出部321之间的维修更换。

可选地，如图4所示，本发明实施例设置所述第一活动件31可以包括第一按压部312和第一本体部313，所述第一本体部313连接于所述第一按压部312和所述第一凸出部311之间，所述第一本体部313可以与所述第一凸出部311一体成型，所述第一按压部312设置于所述第一本体部313远离所述第一凸出部311的一端，以能够通过所述第一按压部312推动所述第一本体部313和所述第一凸出部311共同沿第一方向运动，以便于第一凸出部311推开机械臂100上的相关固定结构。

如图6所示，本发明实施例设置所述第二活动件32可以包括第二按压部322和第二本体部323，所述第二本体部323连接于所述第二按压部322和所述第二凸出部321之间，所述第二本体部323可以与所述第二凸出部321一体成型，所述第二按压部322设置于所述第二本体部323远离所述第二凸出部321的一端，以能够通过所述第二按压部322推动所述第二本体部323和所述第二凸出部321共同沿第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向方向相反，以便于第二凸出部321推开机械臂100上的相关固定结构。

可选地，如图4所示，本发明实施例设置所述第一按压部312可以包括第一按键3121、第一弹簧3122和第一挡块3123，所述第一按键3121与所述第一本体部313连接，比如所述第一按键3121可以与所述第一本体部313一体成型。所述第一挡块3123设置于所述第一本体部313上并与所述第一按键3121相对，比如所述第一挡块3123可以粘接于所述第一本体部313上，或者所述第一挡块3123可以螺纹连接于所述第一本体部313上，且设置所述第一弹簧3122夹设于所述第一挡块3123和所述第一按键3121之间。

在所述第一按键3121处于按压状态，也即在外力推动所述第一按键3121时，所述第一按键3121能够压缩所述第一弹簧3122，并推动所述第一凸出部311沿所述第一方向运动，直至第一凸出部311推开机械臂100上的相关固定结构；在所述第一按键3121处于释放状态，也即取消作用于所述第一按键3121上的外力时，所述第一弹簧3122能够弹性复位，并在弹性力的作用下带动所述第一按键3121和所述第一凸出部311沿所述第二方向运动。

同样的，如图6所示，本发明实施例设置所述第二按压部322可以包括第二按键3221、第二弹簧3222和第二挡块3223，所述第二按键3221与所述第二本体部323连接，比如所述第二按键3221可以与所述第二本体部323一体成型。所述第二挡块3223设置于所述第二本体部323上并与所述第二按键3221相对，比如所述第二挡块3223可以粘接于所述第二本体部323上，或者所述第二挡块3223可以螺纹连接于所述第二本体部323上，且设置所述第二弹簧3222夹设于所述第二挡块3223和所述第二按键3221之间。

在所述第二按键3221处于按压状态，也即在外力推动所述第二按键3221时，所述第二按键3221能够压缩所述第二弹簧3222，并推动所述第二凸出部321沿所述第二方向运动，直至第二凸出部321推开机械臂100上的相关固定结构；在所述第二按键3221处于释放状态，也即取消作用于所述第二按键3221上的外力时，所述第二弹簧3222能够弹性复位，并在弹性力的作用下带动所述第二按键3221和所述第二凸出部321沿所述第一方向运动。

可选地，所述第一活动件31和所述第二活动件32均位于所述转接结构3靠近所述束口结构2的一侧，所述转接结构3远离所述束口结构2的一侧开设有通孔33。

如图4所示，本发明实施例设置第一活动件31和第二活动件32可以均位于转接结构3靠近束口结构2的一侧，以便于转接结构3通过第一活动件31和第二活动件32与机械臂100之间形成可拆卸。同时还能够对转接结构3远离束口结构2的一侧形成避让，便于在转接结构3远离束口结构2的一侧再设通孔33，利用该通孔33也能够对腹腔镜的镜管进行整理和限位，避免手术过程中对腹腔镜的镜管造成损伤，也避免腹腔镜的镜管对手术的干扰，从而提高了该腹腔镜转接装置的工作可靠性。其中，通孔33可以为U型孔，以避免通孔33的设置对腹腔镜的镜管表面造成损伤。

可选地，如图8所示，本发明实施例设置在所述连接板1的所述第一端可以设置有第一按钮11，所述第一按钮11可以为弹性凸出结构。具体地，可以在束口结构2内设置与所述第一按钮11相连接的卡接结构，在装配完成并锁定腹腔镜之后，该卡接结构能够对该束口结构2形成锁定，保证腹腔镜的位置准确性；而在需要更换位于束口结构2内的腹腔镜时，可以按下所述第一按钮11，相应打开位于束口结构2内的卡接结构，此时能够解锁束口结构2并对其所穿设的腹腔镜进行便捷更换。

同样的，如图8所示，本发明实施例设置在所述连接板1的所述第二端也可以设置有第二按钮12，所述第二按钮12也可以为弹性凸出结构。具体地，可以在转接结构3内设置与所述第二按钮12相连接的卡接结构，在将转接结构3装配于所述连接板1的所述第二端之后，该卡接结构能够对该转接结构3形成锁定，保证转接结构3的位置准确性；而在需要更换转接结构3时，可以按下所述第二按钮12，相应打开位于转接结构3内的卡接结构，此时能够解锁转接结构3并对转接结构3进行便捷更换。

可选地，所述束口结构2包括旋钮21和束口部22，所述束口部22连接于所述连接板1的所述第一端上，所述旋钮21的内侧设置有第一螺纹，所述束口部22的内侧形成有所述容纳腔，所述束口部22的外侧设置有第二螺纹，所述第二螺纹与所述第一螺纹之间螺纹配合，以能够通过所述旋钮21和所述束口部22对穿设于所述容纳腔内的腹腔镜形成锁定和解锁。

如图4和图5所示，本发明实施例设置束口结构2可以包括旋钮21和束口部22，束口部22连接于连接板1的第一端上，且设置旋钮21和束口部22可拆卸连接，比如可以为螺纹连接、卡接、铰接等其他连接方式，以能够便于束口部22内腹腔镜的穿设，同时还能够便于束口部22和旋钮21的拆卸更换，延长了该腹腔镜转接装置的使用寿命。

具体地，可以设置旋钮21的内侧具有第一螺纹，束口部22的外侧具有第二螺纹，以便于旋钮21通过第一螺纹和束口部22上的第二螺纹形成螺纹配合，以形成旋钮21和束口部22之间的可拆卸连接。其中，还可以设置旋钮21的外侧也呈螺纹状或者磨砂状，以能够增大旋钮21表面的粗糙度，从而便于对旋钮21进行旋转操作，也提高了该腹腔镜转接装置的操作便捷性。

并且，还可以设置束口部22的尺寸可调，比如当束口部22的横截面呈圆形时，束口部22的直径能够发生变化，相应的束口部22的内径(也即容纳腔的直径)也能够发生变化，从而使得该束口部22能够对不同规格的腹腔镜形成固定，提高了该腹腔镜转接装置的适用性，也便于腹腔镜的通用化发展。比如，可以设置束口部22包括多个束口件，多个束口件之间形成活动空间，以能够通过多个束口件之间的运动来调整束口部22的直径；也可以设置束口部22采用弹性制成，以通过旋钮21的旋转来调整束口部22的直径。

如图5所示，本发明实施例设置束口部22的外侧设置有第二螺纹，第二螺纹与旋钮21内侧的第一螺纹之间螺纹配合，使得束口部22和旋钮21之间能够形成螺纹连接。当旋转旋钮21时，旋钮21能够带动束口部22收缩以对穿设于容纳腔内的腹腔镜形成锁定，从而能够便于腹腔镜的使用；而当反向旋转旋钮21时，旋钮21能够带动束口部22展开以对穿设于容纳腔内的腹腔镜形成解锁，从而能够便于更换腹腔镜。同时，利用该腹腔镜转接装置，能够对腹腔镜形成便捷地锁定和解锁，降低了手术时的操作难度，且该腹腔镜转接装置自身结构简单，使得在生产成本和生产难度等方面上均具有一定的优势。

可选地，在沿第三方向旋转所述旋钮21时，所述束口部22能够收缩直至与所述容纳腔内的腹腔镜相抵，以对腹腔镜形成锁定；在沿第四方向旋转所述旋钮21时，所述束口部22能够展开直至与所述容纳腔内的腹腔镜分离，以对腹腔镜形成解锁，所述第四方向与所述第三方向方向相反。

具体地，本发明实施例设置在沿第三方向旋转旋钮21时，束口部22能够收缩，比如第三方向可以为顺时针方向，在沿顺时针方向旋转旋钮21时，利用第二螺纹与第一螺纹之间的螺纹配合能够带动束口部22收缩，使得束口部22的尺寸不断缩小，相应的束口部22内的容纳腔的尺寸也不断缩小，直至与穿设于容纳腔内的腹腔镜相抵，以形成对腹腔镜的可靠锁定。

而在沿第四方向旋转旋钮21时，束口部22能够展开，比如第四方向可以为逆时针方向，在沿逆时针方向旋转旋钮21时，利用第二螺纹与第一螺纹之间的螺纹配合能够带动束口部22展开，使得束口部22的尺寸不断增大，相应的束口部22内的容纳腔的尺寸也不断增大，直至与穿设于容纳腔内的腹腔镜分离，以形成对腹腔镜的解锁，此时能够进行腹腔镜的便捷更换。

其中，根据实际的腹腔镜转接装置的设计，第三方向也可以为逆时针方向，第四方向也可以为顺时针方向。

可选地，所述束口部22的横截面呈圆形，所述第二螺纹位于所述束口部22的圆形外周上，且所述束口部22之间具有活动空间，以使在所述旋钮21旋转的过程中，所述束口部22的外径能够发生变化。

具体地，本发明实施例设置束口部22的横截面可以呈圆形，第二螺纹位于束口部22的圆形外周上，以能够便于第二螺纹的设置，也便于和旋钮21之间形成可靠的螺纹连接。其中，可以设置第二螺纹均匀分布于束口部22的圆形外周上，使得第一螺纹和第二螺纹之间的力的传递更为均匀，从而保证束口部22伸缩和展开过程中的整体一致性和稳定性，也使得位于容纳腔内的腹腔镜表面能够均匀受力，降低了腹腔镜的受损风险。

并且，在旋转旋钮21的过程中，利用第一螺纹和第二螺纹之间的螺纹连接，能够带动束口部22收缩或者展开，使得束口部22的外径能够相应发生变化，以便于能够对位于容纳腔内的腹腔镜形成锁定和解锁，同时便于腹腔镜在锁定和解锁两种状态之间进行便捷切换，以适应不同的手术需要。

可选地，所述束口部22包括两个束口件，两个所述束口件相对设置并扣合形成所述容纳腔，两个所述束口件之间具有所述活动空间，且每个所述束口件的外侧均设置有所述第二螺纹。

具体地，本发明实施例设置束口部22可以包括两个束口件，两个束口件之间留有活动空间。两个束口件相对设置并能够扣合形成容纳腔，可以将腹腔镜穿设于该容纳腔中，并在两个束口件的外侧均设置第二螺纹，以能够与旋钮21内侧的第一螺纹构成螺纹连接，从而两个束口件能够在旋钮21的旋转带动下相互靠近并对腹腔镜形成锁定，或者两个束口件能够在旋钮21的旋转带动下相互远离并对腹腔镜形成解锁。

其中，优选两个束口件的结构完全相同，也即两个束口件对称设置，以使得束口部22能够在旋钮21的旋转带动下均匀收缩和展开，从而保证束口部22伸缩和展开过程中的整体一致性和稳定性，也使得位于容纳腔内的腹腔镜表面能够均匀受力，降低了腹腔镜的受损风险。同时设置两个束口件的结构完全相同，也便于两个束口件的互换使用，降低了该腹腔镜转接装置的生产难度。

可选地，所述束口部22包括四个束口件，四个所述束口件两两对称设置并扣合形成所述容纳腔，任意两个所述束口件之间均具有所述活动空间，且每个所述束口件的外侧均设置有所述第二螺纹。

如图5所示，本发明实施例设置束口部22可以包括四个束口件，任意两个相邻的束口件之间均留有活动空间。四个束口件相对设置并能够扣合形成容纳腔，可以将腹腔镜穿设于该容纳腔中，并在四个束口件的外侧均设置第二螺纹，以能够与旋钮21内侧的第一螺纹构成螺纹连接，从而四个束口件能够在旋钮21的旋转带动下相互靠近并对腹腔镜形成锁定，或者四个束口件能够在旋钮21的旋转带动下相互远离并对腹腔镜形成解锁。

其中，优选四个束口件的结构完全相同，也即四个束口件对称设置，以使得束口部22能够在旋钮21的旋转带动下均匀收缩和展开，从而保证束口部22伸缩和展开过程中的整体一致性和稳定性，也使得位于容纳腔内的腹腔镜表面能够均匀受力，降低了腹腔镜的受损风险。同时设置四个束口件的结构完全相同，也便于四个束口件的互换使用，降低了该腹腔镜转接装置的生产难度。

本发明还提供了一种腹腔镜机器人控制方法，包括：

检测所述腹腔镜机器人的机械臂100上锁定的腹腔镜的位置；

根据所述腹腔镜的位置，设定所述机械臂100的运动学参数极限值；

检测所述机械臂100在运动过程中，是否达到所述运动学参数极限值，如果达到，则停止所述机械臂100在所述镜管的长度方向上的运动。

本发明实施例通过上述控制方法，能够对机械臂100上所锁定的腹腔镜的具体位置进行检测，以此相应调整机械臂100的运动学参数极限值，也即限定腹腔镜在机械臂100上的运动最高位置和运动最低位置，从而能够对腹腔镜的运动过程进行控制，避免机械臂100在运动过程中超过该运动学参数极限值而带来手术风险，提高了该腹腔镜机器人系统的通用性和操作安全性。

可选地，所述腹腔镜机器人控制方法还包括：

检测所述腹腔镜的位置是否发生改变，如果是，则重新设定所述机械臂100的运动学参数极限值，以此，能够在更换腹腔镜后，及时检测腹腔镜的具体位置并相应调整机械臂100的运动学参数极限值，从而能够对腹腔镜的运动过程进行可靠的控制。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，包括：机械臂(100)、检测单元(200)和控制装置(300)；

所述控制装置(300)与所述机械臂(100)通信连接，所述控制装置(300)控制所述机械臂(100)的运动，所述机械臂(100)安装有腹腔镜转接装置，所述腹腔镜转接装置包括连接板(1)，所述连接板(1)用于设置腹腔镜；

所述检测单元(200)用于检测所述连接板(1)上的腹腔镜的位置，并将检测结果反馈给所述控制装置(300)；

所述控制装置(300)根据所述检测结果，设定运动学参数极限值，使得所述控制装置(300)在控制所述机械臂(100)的运动过程中，所述机械臂(100)不超过镜管的长度方向上的极限值。

2.根据权利要求1所述的腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述检测单元(200)还用于检测所述连接板(1)上的腹腔镜的镜管的长度，并将检测结果反馈给所述控制装置(300)；

所述控制装置(300)结合所检测的腹腔镜的位置和镜管的长度，设定运动学参数极限值，使得所述控制装置(300)在控制所述机械臂(100)的运动过程中，所述机械臂(100)不超过镜管的长度方向上的极限值。

3.根据权利要求1所述的腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述机械臂(100)与所述控制装置(300)通过远程通信连接。

4.根据权利要求1所述的腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述检测单元(200)还用于检测所述腹腔镜转接装置是否锁定腹腔镜，当检测结果为是时，所述检测单元(200)向所述控制装置(300)发送可写入信号，所述控制装置(300)接收到所述可写入信号后，允许对所述运动学参数极限值进行重新设定。

5.根据权利要求1至4任一项所述的腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述腹腔镜转接装置还包括束口结构(2)和转接结构(3)，所述连接板(1)包括相对的第一端和第二端，所述束口结构(2)设置于所述连接板(1)的所述第一端，所述束口结构(2)的内侧形成有容纳腔，所述容纳腔用于穿设腹腔镜；

所述转接结构(3)设置所述连接板(1)的所述第二端，所述转接结构(3)上还具有连接部，所述连接部和所述机械臂(100)之间形成可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述连接部包括相对设置的第一活动件(31)和第二活动件(32)，所述第一活动件(31)的一端具有第一凸出部(311)，所述第二活动件(32)的一端具有第二凸出部(321)，所述第一凸出部(311)和所述第二凸出部(321)相对设置，所述第一凸出部(311)和所述第二凸出部(321)能够反向运动，并从所述转接结构(3)的相对两侧与所述机械臂(100)解除固定。

7.根据权利要求6所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述第一活动件(31)包括第一按压部(312)和第一本体部(313)，所述第一本体部(313)连接于所述第一按压部(312)和所述第一凸出部(311)之间，所述第一按压部(312)能够通过所述第一本体部(313)推动所述第一凸出部(311)沿第一方向运动；

所述第二活动件(32)包括第二按压部(322)和第二本体部(323)，所述第二本体部(323)连接于所述第二按压部(322)和所述第二凸出部(321)之间，所述第二按压部(322)能够通过所述第二本体部(323)推动所述第二凸出部(321)沿第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向方向相反。

8.根据权利要求7所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述第一按压部(312)包括第一按键(3121)、第一弹簧(3122)和第一挡块(3123)，所述第一按键(3121)与所述第一本体部(313)连接，所述第一挡块(3123)设置于所述第一本体部(313)上并与所述第一按键(3121)相对，所述第一弹簧(3122)夹设于所述第一挡块(3123)和所述第一按键(3121)之间；

在所述第一按键(3121)处于按压状态时，所述第一按键(3121)能够压缩所述第一弹簧(3122)，并推动所述第一凸出部(311)沿所述第一方向运动；在所述第一按键(3121)处于释放状态时，所述第一弹簧(3122)能够弹性复位，并带动所述第一按键(3121)沿所述第二方向运动。

9.根据权利要求6所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述第一活动件(31)和所述第二活动件(32)均位于所述转接结构(3)靠近所述束口结构(2)的一侧，所述转接结构(3)远离所述束口结构(2)的一侧开设有通孔(33)。

10.根据权利要求5所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，在所述连接板(1)的所述第一端设置有第一按钮(11)，所述第一按钮(11)用于对所述束口结构(2)形成解锁；在所述连接板(1)的所述第二端设置有第二按钮(12)，所述第二按钮(12)用于对所述转接结构(3)形成解锁。

11.根据权利要求10所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述束口结构(2)包括旋钮(21)和束口部(22)，所述束口部(22)连接于所述连接板(1)的所述第一端上，所述旋钮(21)的内侧设置有第一螺纹，所述束口部(22)的内侧形成有所述容纳腔，所述束口部(22)的外侧设置有第二螺纹，所述第二螺纹与所述第一螺纹之间螺纹配合，以能够通过所述旋钮(21)和所述束口部(22)对穿设于所述容纳腔内的腹腔镜形成锁定和解锁。

12.根据权利要求11所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，在沿第三方向旋转所述旋钮(21)时，所述束口部(22)能够收缩直至与所述容纳腔内的腹腔镜相抵，以对腹腔镜形成锁定；在沿第四方向旋转所述旋钮(21)时，所述束口部(22)能够展开直至与所述容纳腔内的腹腔镜分离，以对腹腔镜形成解锁，所述第四方向与所述第三方向方向相反。

13.根据权利要求11所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述束口部(22)的横截面呈圆形，所述第二螺纹位于所述束口部(22)的圆形外周上，且所述束口部(22)之间具有活动空间，以使在所述旋钮(21)旋转的过程中，所述束口部(22)的外径能够发生变化。

14.根据权利要求13所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述束口部(22)包括两个束口件，两个所述束口件相对设置并扣合形成所述容纳腔，两个所述束口件之间具有所述活动空间，且每个所述束口件的外侧均设置有所述第二螺纹。

15.根据权利要求13所述的一种腹腔镜机器人系统，其特征在于，所述束口部(22)包括四个束口件，四个所述束口件两两对称设置并扣合形成所述容纳腔，任意两个所述束口件之间均具有所述活动空间，且每个所述束口件的外侧均设置有所述第二螺纹。

16.一种腹腔镜机器人控制方法，其特征在于，包括：

检测所述腹腔镜机器人的机械臂上锁定的腹腔镜的位置；

根据所述腹腔镜的位置，设定所述机械臂的运动学参数极限值；

检测所述机械臂在运动过程中，是否达到所述运动学参数极限值，如果达到，则停止所述机械臂在镜管的长度方向上的运动。

17.根据权利要求16所述的腹腔镜机器人控制方法，其特征在于，还包括：

检测所述腹腔镜的位置是否发生改变，如果是，则重新设定所述机械臂的运动学参数极限值。

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