CN116473681A - 手术机器人的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种手术机器人的控制系统及方法。所述手术机器人包括机械臂以及与所述机械臂相连接的引导架，所述引导架上设置有用于定位手术器械的定位部，所述系统包括三维扫描仪和控制终端；所述三维扫描仪用于对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息；所述控制终端用于在根据所述扫描信息确定所述引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据所述定位部的当前位置和目标位置规划路径，并根据所述规划路径控制所述引导架运动以将所述定位部从所述当前位置移动到所述目标位置。该方式能够提高对于手术器械的定位精度，且成本低。

Description

手术机器人的控制系统及方法

技术领域

本公开涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种手术机器人的控制系统及方法。

背景技术

手术机器人是一种先进的医疗设备，借助微创伤手术及相关底层技术的发展而发明。机器人辅助手术与开放手术及传统微创伤手术相比，具以下优势：1、减少手术伤口、术后恢复快及较少术后并发症；2、灵活的机械臂与高度复杂的手术兼容；3、手术的精准度及手术结果的稳定性；4、降低外科医生疲惫及缩短学习曲线；5、减少辐射暴露等。

相关技术中，手术机器人包括机械臂和引导架，引导架连接于机械臂的输出端，以通过机械臂的主动控制将引导架移动至目标位置。在此种方式中，引导架的定位依靠机械臂的定位精度，而主动机械臂需要高精度电机，成本较高，且定位精度不高。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种手术机器人的控制系统及方法。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种手术机器人的控制系统，所述手术机器人包括机械臂以及与所述机械臂相连接的引导架，所述引导架上设置有用于定位手术器械的定位部，所述系统包括三维扫描仪和控制终端；

所述三维扫描仪用于对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息；

所述控制终端用于在根据所述扫描信息确定所述引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据所述定位部的当前位置和目标位置规划路径，并根据所述规划路径控制所述引导架运动以将所述定位部从所述当前位置移动到所述目标位置。

可选地，所述系统还包括设置在所述引导架上的跟踪器，所述控制终端还用于：

根据基于所述扫描信息识别到的所述跟踪器的位置和所述跟踪器在所述引导架上的设置位置确定所述引导架的位姿，所述引导架的位姿包括所述引导架的位置；

根据所述引导架的位姿和所述定位部在所述引导架上的设置位置确定所述定位部的所述当前位置。

可选地，所述控制终端还用于在确定所述引导架的位置未处于所述手术器械操作区域内的情况下，提示用户手动拖动所述机械臂，以将与所述机械臂相连接的所述引导架移动到所述手术器械操作区域内。

可选地，所述系统还包括显示器，所述显示器用于显示所述扫描信息对应的所述手术区域的三维成像；

所述控制终端还用于响应于用户输入信息，从所述三维成像中定位所述手术器械执行手术操作的初始目标位置；

所述显示器还用于在所述三维成像中高亮显示所述初始目标位置，以供用户确认；

所述控制终端还用于响应于用户修正操作对所述初始目标位置进行修正以得到所述目标位置，或者，响应于用户确认操作将所述初始目标位置作为所述目标位置。

可选地，所述显示器还用于，在提示用户手动拖动所述机械臂的情况下，显示所述机械臂的手动解锁教程。

可选地，所述控制终端还用于，在确认所述定位部位于所述目标位置的情况下，锁止所述引导架。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种手术机器人的控制方法，所述手术机器人包括机械臂以及与所述机械臂相连接的引导架，所述引导架上设置有用于定位手术器械的定位部，所述方法包括：

对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息；

在根据所述扫描信息确定所述引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据所述定位部的当前位置和目标位置规划路径；

根据所述规划路径控制所述引导架运动以将所述定位部从所述当前位置移动到所述目标位置。

可选地，所述方法还包括：

根据基于所述扫描信息识别到的跟踪器的位置和所述跟踪器在所述引导架上的设置位置确定所述引导架的位姿，所述引导架的位姿包括所述引导架的位置；

根据所述引导架的位姿和所述定位部在所述引导架上的设置位置确定所述定位部的所述当前位置。

可选地，所述方法还包括：

在确定所述引导架的位置未处于所述手术器械操作区域内的情况下，提示用户手动拖动所述机械臂，以将与所述机械臂相连接的所述引导架移动到所述手术器械操作区域内。

可选地，所述方法还包括：

显示所述扫描信息对应的所述手术区域的三维成像；

响应于用户输入信息，从所述三维成像中定位所述手术器械执行手术操作的初始目标位置；

在所述三维成像中高亮显示所述初始目标位置，以供用户确认；

响应于用户修正操作对所述初始目标位置进行修正以得到所述目标位置，或者，响应于用户确认操作将所述初始目标位置作为所述目标位置。

可选地，所述提示用户手动拖动所述机械臂，包括：

显示所述机械臂的手动解锁教程。

可选地，所述方法还包括：

在确认所述定位部位于所述目标位置的情况下，锁止所述引导架。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

手术机器人的控制系统包括三维扫描仪和控制终端，其中，三维扫描仪用于对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息。控制终端用于在根据扫描信息确定引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据定位部的当前位置和目标位置规划路径，并根据规划路径控制引导架运动以将定位部从当前位置移动到目标位置。本公开这种手术机器人的控制系统，通过对引导架的主动控制和引导来将定位部精确地移动至目标位置。其中，由于可通过机械臂将引导架移动至目标位置的大致范围内如移动至手术器械操作区域内，由此机械臂可以为被动式机械臂，以降低成本；或者，机械臂也可以为主动式机械臂，而由于本公开的手术机器人的控制系统对引导架具有主动控制和引导的功能，所以机械臂的控制精度要求可以降低，由此也可以降低成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种手术机器人的控制系统的框图。

图2是根据一示例性实施例示出的另一种手术机器人的控制系统的框图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种手术机器人的控制方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种引导架的结构示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种引导架的移除防护壳的结构示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种引导架的移除底座后的结构示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种动平台与第一驱动组件的配合示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种第一驱动组件与球体的配合示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的一种万向节的剖面图。

图10是根据一示例性实施例示出的一种动平台与第二驱动组件的爆炸图。

附图标记说明

1-底座；110-限位架；111-条形孔；120-限位孔；2-动平台；210-安装板；211-第一连接位；212-第二连接位；213-连接板；220-连杆；221-安装座；222-第三板体；223-第一枢转轴；3-万向节；310-球体；320-球套；330-连接柱；4-驱动组件；410-第一驱动组件；411-第一末端连杆；412-第一直线驱动器；413-第二连接轴；420-第二驱动组件；421-第二末端连杆；422-连接件；4221-U形板；4222-转轴；4223-第二枢转轴；423-第二直线驱动器；424-第一连接轴。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。

图1是根据一示例性实施例示出的一种手术机器人的控制系统的框图。

其中，手术机器人包括机械臂以及与机械臂相连接的引导架，引导架上设置有用于定位手术器械的定位部，例如在穿刺手术场景下的供手术器械贯穿的定位孔等。

如图1所示，该手术机器人的控制系统100包括三维扫描仪101和控制终端102。其中，所述三维扫描仪101用于对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息；所述控制终端102用于在根据所述扫描信息确定所述引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据所述定位部的当前位置和目标位置规划路径，并根据所述规划路径控制所述引导架运动以将所述定位部从所述当前位置移动到所述目标位置。

其中，手术区域的范围大于手术器械操作区域，手术器械操作区域包括定位部的目标位置。引导架是可伸缩、平移、旋转的器械。通过控制引导架运动可改变引导架上的定位部的位置。

三维扫描仪101具体可以是NDI光学扫描仪。

采用本公开这种手术机器人的控制系统100，由于手术机器人的控制系统100包括三维扫描仪101和控制终端102，其中，三维扫描仪101用于对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息。控制终端102用于在根据扫描信息确定引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据定位部的当前位置和目标位置规划路径，并根据规划路径控制引导架运动以将定位部从当前位置移动到目标位置。本公开这种手术机器人的控制系统100，通过对引导架的主动控制和引导来将定位部精确地移动至目标位置。其中，由于可通过机械臂将引导架移动至目标位置的大致范围内如移动至手术器械操作区域内，由此机械臂可以为被动式机械臂，以降低成本；或者，机械臂也可以为主动式机械臂，而由于本公开的手术机器人的控制系统对引导架具有主动控制和引导的功能，所以机械臂的控制精度要求可以降低，由此也可以降低成本。

并且，因手术室环境复杂，机械臂的主动驱动方式无法感知周围环境变化，如医生的移动、其他医疗设备的位置等，而容易在驱动过程中造成磕碰引发事故，安全性低。而本公开这种通过对引导架的主动控制和引导来将定位部精确地移动至目标位置的方式，因引导架的运动范围小、且引导架的运动范围处于三维扫描仪的扫描范围内，所以可实时感知周围环境变化，避免引导架在驱动过程中造成磕碰，因此本公开这种方式的安全性也较高。

可选地，所述系统100还包括设置在所述引导架上的跟踪器，所述控制终端102还用于：根据基于所述扫描信息识别到的所述跟踪器的位置和所述跟踪器在所述引导架上的设置位置确定所述引导架的位姿，所述引导架的位姿包括所述引导架的位置；根据所述引导架的位姿和所述定位部在所述引导架上的设置位置确定所述定位部的所述当前位置。

其中，跟踪器的数量可以为1个或多个。示例地，跟踪器为可被NDI光学扫描仪扫描、并可被识别的4球参考架。控制终端102根据4球参考架的位置/位姿和4球参考架在引导架上的固定的设置位置可确定引导架的位姿。引导架的位姿包括引导架的位置和姿态。进一步地，根据引导架的位姿和定位部在引导架上的固定的设置位置可确定定位部的当前位置。

在一些实施方式中，在引导架位于三维扫描仪101的扫描范围内的情况下，控制终端102还可以根据三维扫描仪101的实时扫描信息确定定位部的实时位置。

采用这种方式，通过三维扫描仪101对手术区域进行三维扫描得到的扫描信息，可确定跟踪器的精准位置，而根据跟踪器的精准位置可实现对引导架上的定位部的位置的准确控制。

可选地，所述控制终端102还用于在确定所述引导架的位置未处于所述手术器械操作区域内的情况下，提示用户手动拖动所述机械臂，以将与所述机械臂相连接的所述引导架移动到所述手术器械操作区域内。

示例地，假设机械臂为被动式机械臂，那么控制终端102可在确定引导架的位置未处于手术器械操作区域内的情况下，提示用户手动拖动机械臂，以将与机械臂相连接的引导架移动到手术器械操作区域内。提示方式包括但不限于通过播放音频信号进行提示、以一定频率点亮信号灯进行提示、显示文字或标识图像进行提示。

可选地，如图2所示，所述系统100还包括显示器103，所述显示器103用于显示所述扫描信息对应的所述手术区域的三维成像；所述控制终端102还用于响应于用户输入信息，从所述三维成像中定位所述手术器械执行手术操作的初始目标位置；所述显示器103还用于在所述三维成像中高亮显示所述初始目标位置，以供用户确认；所述控制终端102还用于响应于用户修正操作对所述初始目标位置进行修正以得到所述目标位置，或者，响应于用户确认操作将所述初始目标位置作为所述目标位置。

示例地，控制终端102可根据扫描信息解析出手术区域的三维成像信息，显示器103可显示基于扫描信息解析出的手术区域的三维成像。显示器103可接收用户输入信息，例如用户输入的手术器械执行手术操作的位置。控制终端102可响应于用户输入信息，从三维成像中定位手术器械执行手术操作的初始目标位置。显示器103可在三维成像中高亮显示初始目标位置，以供用户确认是否准确。控制终端102响应于用户修正操作对初始目标位置进行修正以得到目标位置，用户修正操作可以是指示对初始目标位置进行上下左右的移动操作。控制终端102响应于用户确认操作将用户确认操作所针对的初始目标位置作为目标位置。

可选地，所述显示器103还用于，在提示用户手动拖动所述机械臂的情况下，显示所述机械臂的手动解锁教程。

示例地，假设机械臂为被动式机械臂，那么在提示用户手动拖动机械臂的情况下，可在显示器上显示机械臂的手动解锁教程，以便于用户成功实施手动拖动机械臂的动作，避免用户因不熟悉机械臂的手动解锁方式而造成的延误手术的问题，或者避免用户因不熟悉机械臂的手动解锁方式而强行移动机械臂所造成的手术机器人故障的问题。

可选地，所述控制终端102还用于，在确认所述定位部位于所述目标位置的情况下，锁止所述引导架。

示例地，在控制终端102确认定位部位于目标位置的情况下，控制终端102控制引导架锁止，以使得引导架、引导架上的定位部保持当前位姿。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种手术机器人的控制方法，如图3所示，该手术机器人的控制方法包括以下步骤：

S11、对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息；

S12、在根据所述扫描信息确定所述引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据所述定位部的当前位置和目标位置规划路径；

S13、根据所述规划路径控制所述引导架运动以将所述定位部从所述当前位置移动到所述目标位置。

采用上述方法，可通过对引导架的主动控制和引导来将定位部精确地移动至目标位置。并且，由于可通过机械臂将引导架移动至目标位置的大致范围内如移动至手术器械操作区域内，由此机械臂可以为被动式机械臂，以降低成本；或者，机械臂也可以为主动式机械臂，而由于本公开的手术机器人的控制系统对引导架具有主动控制和引导的功能，所以机械臂的控制精度要求可以降低，由此也可以降低成本。

可选地，所述方法还包括：

根据基于所述扫描信息识别到的跟踪器的位置和所述跟踪器在所述引导架上的设置位置确定所述引导架的位姿，所述引导架的位姿包括所述引导架的位置；

根据所述引导架的位姿和所述定位部在所述引导架上的设置位置确定所述定位部的所述当前位置。

可选地，所述方法还包括：

在确定所述引导架的位置未处于所述手术器械操作区域内的情况下，提示用户手动拖动所述机械臂，以将与所述机械臂相连接的所述引导架移动到所述手术器械操作区域内。

可选地，所述方法还包括：

显示所述扫描信息对应的所述手术区域的三维成像；

响应于用户输入信息，从所述三维成像中定位所述手术器械执行手术操作的初始目标位置；

在所述三维成像中高亮显示所述初始目标位置，以供用户确认；

响应于用户修正操作对所述初始目标位置进行修正以得到所述目标位置，或者，响应于用户确认操作将所述初始目标位置作为所述目标位置。

可选地，所述提示用户手动拖动所述机械臂，包括：

显示所述机械臂的手动解锁教程。

可选地，所述方法还包括：

在确认所述定位部位于所述目标位置的情况下，锁止所述引导架。

关于上述方法实施例中的步骤，其中各个步骤执行的具体方式已经在有关该方法的前述系统实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本公开的具体实施方式中，手术机器人包括引导架和机械臂。其中，机械臂可以为被动式机械臂，也可以为主动式机械臂，对此本公开不作限定。而引导架是可在一定范围内主动运动的。示例地，参见图4-图10，引导架包括底座1、动平台2以及驱动组件4。动平台2包括安装板210和跟踪器，安装板210上设置有用于定位手术器械的定位部，跟踪器设置在安装板210上，以供控制系统100识别并获取定位部以及安装板210在三维扫描仪坐标系下的位置，例如，可以将动平台的三维模型预先导入控制系统100中，跟踪器用于被控制系统100的三维扫描仪或导航相机等识别，以在控制系统中构建动平台的三维模型的图像和姿态，以在控制系统的显示器中显示定位部的实时位置的影像。

底座1可以通过驱动组件4直接或间接地驱动动平台2移动，以使得定位部移动至目标位置。由此，通过驱动组件4的主动控制和引导可以实现定位部的精确移动和定位，以便于手术过程的开展，且相比于机械臂的复杂的主动驱动结构，显然具有主动控制功能的引导架的成本更低。由此，采用本公开这种手术机器人的控制系统100，由于机械臂可以为被动式机械臂，以降低成本；或者，机械臂也可以为主动式机械臂，而由于引导架具有主动控制和引导的功能，机械臂的控制精度要求可以降低，由此也可以降低成本。

在一些实施方式中，参考图4所示，动平台2还包括连杆220，连杆220的第一端可绕第一枢转轴线转动地连接于安装板210的第一连接位211。引导架还包括万向节3，该万向节3包括球体310和活动套接在球体310上的球套320，球套320固连于连杆220的与第一端相对的第二端。驱动组件4设置在底座1上且分别与球体310和安装板210的第二连接位212连接，第一连接位211、第二连接位212以及球体310分别位于第一假想三角形的三个端点，驱动组件4用于驱动球体310朝向相对于底座1的第一位置移动，和/或用于驱动第二连接位212朝向相对于底座1的第二位置移动，以间接调整动平台2的空间位置并使得定位部移动至目标位置。

驱动组件通过万向节和连杆连接于动平台，能够实现动平台的多姿态的调整，以便于将定位部精确定位至目标位置。

驱动组件4可以根据实际设计需求以任意合适的方式构造，例如，参考图4至图6所示，驱动组件4可以包括第一驱动组件410和第二驱动组件420，球体310固连于第一驱动组件410的输出端，第二驱动组件420的输出端可绕平行于第一枢转轴线的第二枢转轴线转动地连接于第二连接位212。由此，可以通过第一驱动组件410和第二驱动组件420分别驱动球体310和第二连接位212的空间位置变换，以实现对球体310和第二连接位212的空间位置的精确控制。

在一些实施方式中，参考图7所示，第一驱动组件410可以包括第一末端连杆411和两个第一直线驱动器412，两个第一直线驱动器412的两个固定端分别铰接于底座1，其中一个第一直线驱动器412的驱动端与第一末端连杆411固连，另一个第一直线驱动器412的驱动端铰接于第一末端连杆411，以使得第一末端连杆411在两个第一直线驱动器412所在的第一平面内移动，其中，球体310固连于第一末端连杆411。

其中，参考图7和图8所示，上述另一个第一直线驱动器412的驱动端可以通过第二连接轴413铰接于第一末端连杆411，由此，两个第一直线驱动器412的两个固定端以及第二连接轴可以在第一平面形成第二假想三角形的三个端点。由此，由于两个固定端之间的距离一定且已知，通过控制两个第一直线驱动器412的伸缩长度，可以精确控制球体310在第一平面内的位置变换，从而带动动平台2的位置姿态的调整。

在一些实施方式中，参考图6和图10所示，第二驱动组件420可以包括第二末端连杆421、连接件422以及两个第二直线驱动器423，两个第二直线驱动器423的两个固定端分别铰接于底座1，其中一个第二直线驱动器423的驱动端与第二末端连杆421固连，另一个第二直线驱动器423的驱动端铰接于第二末端连杆421，以使得第二末端连杆421在两个第二直线驱动器423所在的第二平面内移动，连接件422的一端可绕平行于第二平面的第三枢转轴线转动地连接于第二末端连杆421，连接件422的另一端为第二驱动组件420的输出端。

其中，上述另一个第二直线驱动器423的驱动端可以通过例如第一连接轴424铰接于第二末端连杆421，而连接件422的一端可绕平行于第二平面的第三枢转轴线转动地连接于第二末端连杆421，连接件423的另一端可绕第二枢转轴线转动地连接于第二连接位，由此可以在第一连接轴424处、连接件423与第二末端连杆421的连接处以及连接件423与第二连接位212的连接处形成具有三个自由度的三个关节位置，以实现动平台2的多姿态调整，防止卡塞等。此外，两个第二直线驱动器423的两个固定端以及第一连接轴424可以在第二平面内形成第三假想三角形的三个端点。由此，由于该两个固定端之间的距离一定且已知，通过控制两个第二直线驱动器423的伸缩长度，可以精确控制第一连接轴424或第二末端连杆421在第二平面内的位置变化，从而带动动平台2的位置姿态的调整。

在一些具体的实施方式中，参考图10所示，连接件422可以包括U形板4221和转轴4222，U形板4221包括相对布置的两个第一板体和连接在两个第一板体之间的第二板体，两个第一板体通过第二枢转轴4223可绕第二枢转轴线转动地连接于安装板210，转轴4222的一端固连于第二末端连杆421，另一端可绕第三枢转轴线转动地连接于第二板体。其中，安装板210可以包括连接板213，第二连接位212可以为形成在连接板213的第一通孔，在安装连接件422时，可以将连接板213部分插入U形板4221的开口内，随后通过第二枢转轴4223贯穿两个第一板体和第二连接位212即可。

此外，参考图7所示，连杆220可以包括安装座221和间隔设置在安装座221上的两个第三板体222，两个第三板体222通过第一枢转轴223可绕第一枢转轴线转动地连接于安装板210，安装座221上设置有用于固定连接球套320的安装槽。具体地，第一连接位211可以为形成在连接板213上的第二通孔，在安装时，可以将连接板213部分插入两个第三板体222之间，随后通过第一枢转轴223贯穿两个第三板体222和第一连接位即可。

在一些实施方式中，参考图8和图9所示，万向节3可以包括固连于球体310的连接柱330，球体310通过连接柱330连接于驱动组件4，球套320包括用于容纳球体310的容纳槽和供连接柱330贯穿的开口321，开口321的边缘形成能够抵接连接柱330的限位部。这样，可以通过开口321的边缘能够限制球套320相对于球体310的摆角范围，例如，可以根据实际应用需求将球套320相对于球体310的摆角范围限定在0～25°之间。

在一些实施方式中，两个第一直线驱动器412所在的第一平面平行于两个第二直线驱动器423所在的第二平面。由此，可以简化驱动组件驱动动平台位姿变化的计算过程。

此外，第一直线驱动器412和/或第二直线驱动器423可以为电动推杆或伸缩缸等。通过电动推杆可以精准控制其行程，以实现各直线驱动器的伸缩长度的控制。在采用伸缩缸时，例如液压缸或气缸，为了实现伸缩长度的控制，也可以在底座上设置例如磁栅式传感器等位移传感器，以实时监测和反馈伸缩缸的行程。

在一些实施方式中，第一直线驱动器412的驱动行程可以大于第二直线驱动器423的驱动行程，以实现动平台更灵活的位姿调整。

在一些实施方式中，底座1上设置有限位架110，限位架110具有平行于第一平面或第二平面延伸的条形孔111，条形孔111用于供两个第一直线驱动器412或两个第二直线驱动器423贯穿，以限制两个第一直线驱动器412或两个第二直线驱动器423沿倾斜于第一平面或第二平面的方向移动。

图5示例性地示出了限位架110上具有供两个第一直线驱动器412贯穿的条形孔111的实施方式，以便于将两个第一直线驱动器412限制在第一平面上。

或者，也可以的是，底座1上设置有限位孔120，限位孔120用于供两个第一直线驱动器412或两个第二直线驱动器423贯穿，以限制两个第一直线驱动器412或两个第二直线驱动器423沿倾斜于第一平面或第二平面的方向移动。

图5示例性地示出了在底座1上设置供两个第二直线驱动器423贯穿的限位孔120的实施方式，以便于将两个第二直线驱动器423限制在第二平面上。

在一些实施方式中，参考图5所示，底座1可以构造为空心壳体，限位孔120形成在底座1的侧壁上，两个第二直线驱动器423部分位于该空心壳体内部且驱动端延伸至空心壳体外部以与第二末端连杆421相连，限位架110设置在该空心壳体的外壁上，两个第一直线驱动器412设置在该空心壳体的外壁上且贯穿条形孔111。通过此种布置方式，可以将两个第二直线驱动器423和两个第一直线驱动器412分隔开，以便于引导架的装配及维护。

此外，参考图4所示，底座1上设置有围绕两个所述第一直线驱动器412布置的防护壳体。

本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开提供的手术机器人的控制方法的步骤。

在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的手术机器人的控制方法的代码部分。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种手术机器人的控制系统，其特征在于，所述手术机器人包括机械臂以及与所述机械臂相连接的引导架，所述引导架上设置有用于定位手术器械的定位部，所述系统包括三维扫描仪和控制终端；

所述三维扫描仪用于对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息；

所述控制终端用于在根据所述扫描信息确定所述引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据所述定位部的当前位置和目标位置规划路径，并根据所述规划路径控制所述引导架运动以将所述定位部从所述当前位置移动到所述目标位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述引导架上的跟踪器，所述控制终端还用于：

根据基于所述扫描信息识别到的所述跟踪器的位置和所述跟踪器在所述引导架上的设置位置确定所述引导架的位姿，所述引导架的位姿包括所述引导架的位置；

根据所述引导架的位姿和所述定位部在所述引导架上的设置位置确定所述定位部的所述当前位置。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述控制终端还用于在确定所述引导架的位置未处于所述手术器械操作区域内的情况下，提示用户手动拖动所述机械臂，以将与所述机械臂相连接的所述引导架移动到所述手术器械操作区域内。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示器，所述显示器用于显示所述扫描信息对应的所述手术区域的三维成像；

所述控制终端还用于响应于用户输入信息，从所述三维成像中定位所述手术器械执行手术操作的初始目标位置；

所述显示器还用于在所述三维成像中高亮显示所述初始目标位置，以供用户确认；

所述控制终端还用于响应于用户修正操作对所述初始目标位置进行修正以得到所述目标位置，或者，响应于用户确认操作将所述初始目标位置作为所述目标位置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述显示器还用于，在提示用户手动拖动所述机械臂的情况下，显示所述机械臂的手动解锁教程。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制终端还用于，在确认所述定位部位于所述目标位置的情况下，锁止所述引导架。

7.一种手术机器人的控制方法，其特征在于，所述手术机器人包括机械臂以及与所述机械臂相连接的引导架，所述引导架上设置有用于定位手术器械的定位部，所述方法包括：

对手术区域进行三维扫描，得到扫描信息；

在根据所述扫描信息确定所述引导架的位置处于手术器械操作区域内的情况下，根据所述定位部的当前位置和目标位置规划路径；

根据所述规划路径控制所述引导架运动以将所述定位部从所述当前位置移动到所述目标位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据基于所述扫描信息识别到的跟踪器的位置和所述跟踪器在所述引导架上的设置位置确定所述引导架的位姿，所述引导架的位姿包括所述引导架的位置；

根据所述引导架的位姿和所述定位部在所述引导架上的设置位置确定所述定位部的所述当前位置。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定所述引导架的位置未处于所述手术器械操作区域内的情况下，提示用户手动拖动所述机械臂，以将与所述机械臂相连接的所述引导架移动到所述手术器械操作区域内。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

显示所述扫描信息对应的所述手术区域的三维成像；

响应于用户输入信息，从所述三维成像中定位所述手术器械执行手术操作的初始目标位置；

在所述三维成像中高亮显示所述初始目标位置，以供用户确认；

响应于用户修正操作对所述初始目标位置进行修正以得到所述目标位置，或者，响应于用户确认操作将所述初始目标位置作为所述目标位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述提示用户手动拖动所述机械臂，包括：

显示所述机械臂的手动解锁教程。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确认所述定位部位于所述目标位置的情况下，锁止所述引导架。