[发明专利]遥控微创手术器械的主导件对齐性的渐进

权利要求书

1.一种微创手术系统包括：

具有从属手术器械尖端的从属手术器械，其中所述从属手术器械尖端具有在公共参考坐标系中的对齐性；

耦合到所述从属手术器械的主导把手，所述主导把手具有在所述公共参考坐标系中的对齐性，

其中在所述公共参考坐标系中的对齐误差是在所述公共参考坐标系中所

述从属手术器械尖端和所述主导把手的所述对齐性之间的差；以及

渐进系统，(i)其耦合到所述主导把手从而接收所述主导把手的对齐性；以及(ii)其耦合到所述从属手术器械，以便随着所述主导把手运动，通过连续地减小所述对齐误差来控制所述从属手术器械的动作，且同时不存在所述从属手术器械尖端的自主动作并且不存在所述主导把手的自主动作。

2.根据权利要求1所述的微创手术系统，其中所述对齐误差是取向误差。

3.根据权利要求2所述的微创手术系统，其中所述取向误差包含角。

4.根据权利要求3所述的微创手术系统，其中所述角被表述为：

θ_e＝cos^-1[0.5*(R_Δ11+R_Δ22+R_Δ33-1)]，

其中R_Δ11、R_Δ22、R_Δ33为相对旋转矩阵R_Δ的对角元素。

5.根据权利要求3所述的微创手术系统，其中所述角是一组Euler角中的一个Euler角。

6.根据权利要求1所述的微创手术系统，其中所述渐进系统包括：

滚动接头限制控制器，其用于判断所述从属手术器械尖端的动作是否已达到接头限制，其中当达到所述接头限制时约束所述从属手术器械尖端的动作。

7.根据权利要求1所述的微创手术系统，其中所述渐进系统包括：

引入控制系统误差控制器，其用于相对于所述从属手术器械尖端和所述主导把手的所述对齐性引入控制系统误差。

8.根据权利要求1所述的微创手术系统，其中所述渐进系统包括：

多取向解控制器，其用于判断最接近所述主导把手的取向的取向解。

9.根据权利要求1所述的微创手术系统，其中所述主导把手包含非机动主导把手。

10.一种用于控制微创手术系统中从属手术器械尖端的对齐性与所述微创手术系统中主导把手的对齐性的方法包含：

通过所述微创手术系统中的渐进系统，接收所述从属手术器械尖端在公共参考坐标系中的对齐性以及所述主导把手在所述公共参考坐标系中的对齐性；以及

随着所述主导把手的运动，在不存在所述从属手术器械尖端的自主动作并且不存在所述主导把手的自主动作的情况下，通过连续地减小在所述公共参考坐标系中所述对齐性之间的对齐误差，从而通过所述渐进系统使得所述从属手术器械尖端的所述对齐性渐进到所述主导把手的所述对齐性。

11.根据权利要求10所述的方法，所述渐进进一步包含：

在不考虑所述对齐性的情况下，在所述微创手术系统开始跟随时，以相同的相对方式来移动所述从属手术器械尖端和所述主导把手；以及

当所述主导把手的动作减小所述公共参考坐标系中的所述对齐误差时，通过使用所述公共参考坐标系中的新对齐误差来排出所述对齐误差，且当所述主导把手的动作不减小所述对齐误差时，通过使用所述公共参考坐标系中的当前对齐误差来排出所述对齐误差，因此连续地减小所述公共参考坐标系中的所述对齐性之间的所述对齐误差。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包含：

使用所述新对齐误差来生成所述从属手术器械在所述公共参考坐标系中的新对齐性；

基于所述新对齐性向所述从属手术器械发送命令；