[发明专利]用于内窥镜辅助机器人的人-机器人共享控制

权利要求书

1.一种手术系统，包括：

机器人（100），其具有主动操作模式和非主动操作模式，所述主动操作模式用于在手术过程期间对手术工具（105）的重定位进行控制，在所述非主动操作模式中，所述机器人（100）实质上是不活动的，所述机器人（100）具有控制装置（110），该控制装置（110）预编程有将在手术过程期间执行的预定任务；

用户输入（115），其与所述控制装置（110）通信，用于使用户启动以所述主动模式执行所述预编程任务；

细长的支承臂（130），其具有第一端（305）和第二远端（310），所述第一端具有用于连接到所述机器人（100）的连接器（315），所述第二远端具有用于连接到所述手术工具（105）的连接器（150）；

所述支承臂（130）包括柔性装置（160），所述柔性装置（160）用于增加所述支承臂（130）的柔性，以在非主动模式中提供足够的柔性，从而在柔性的所述支承臂（130）连接在所述机器人（100）与所述手术工具（105）之间时允许人类操作员对将所述手术工具（105）重定位到新位置中进行灵巧控制，并且所述柔性装置（160）用于减小所述支承臂（130）的柔性来将它锁定为刚性的固定形状，以在所述机器人（100）的所述主动模式中提供足够的刚性，从而重定位刚性的所述支承臂（130）来对所述手术工具（105）进行重定位以执行所述任务，

状况传感器（185），其与所述控制装置（110）通信，用于依据所述支承臂（130）或所述手术工具（105）的机械状况来产生信号；

立即去激活装置（180），其用于依据来自所述状况传感器（185）的信号来确定人类操作员何时手动操纵所述支承臂（130）或所述手术工具（105）；并且用于在其确定所述人类操作员手动操纵所述支承臂（130）的所述第二端或所述手术工具（105）时通过将所述机器人（100）的操作模式从主动模式改变为非主动模式来将所述机器人（100）立即去激活；

激活装置（190），其用于通过在所述手术工具（105）的当前位置将所述机器人的操作模式从非主动模式改变为主动模式来响应于所述用户输入装置（115）而将所述机器人（100）激活，并且用于使所述机器人（100）在所述手术过程期间继续对所述手术工具（105）的重定位进行控制。

2.如权利要求1所述的手术系统，其中，所述状况传感器（185）包括在所述支承臂（130）上的形状传感器（575），所述形状传感器（575）用于指示在所述手术过程期间所述支承臂（130）的大致形状，并且所述控制装置（110）包括形状预测装置（460），所述形状预测装置（460）用于预测所述支承臂在所述手术过程期间执行任务时的形状，并且根据用于确定所述人类操作员何时手动地操纵所述支承臂的所述第二端或所述手术工具的预定标准，当所指示的形状偏离所预测的形状时，所述立即去激活装置（180）将所述机器人去激活。

3.如权利要求1所述的手术系统，其中，所述状况传感器（185）包括在所述支承臂（130）上的形状传感器（310），所述形状传感器（310）用于指示在所述手术过程期间所述支承臂（130）的大致形状，并且当所述机器人被激活时，确定柔性的所述臂的初始形状，并且当所指示的形状与所述初始形状之间的差异超过用于确定所述人类操作员何时手动地操纵所述支承臂的第二端或所述手术工具的阈值（465）时，所述立即去激活装置（180）将所述机器人（100）去激活。

4.如权利要求1所述的手术系统，其中，所述状况传感器（185）包括位移传感器（320），所述位移传感器（320）用于指示在所述手术过程期间所述手术工具（105）或所述支承臂（130）的所述远端的大致的线性位移或旋转位移；并且所述控制装置（110）包括位移预测装置（470），所述位移预测装置（470）用于预测所述手术工具（105）或所述支承臂（130）的所述远端在所述手术过程期间执行任务时的线性位移或旋转位移，并且根据用于确定所述人类操作员何时手动地操纵所述支承臂的第二端或所述手术工具的预定标准，当所指示的位移偏离所预测的位移时，所述立即去激活装置（180）将所述机器人（100）去激活。

5.如权利要求1所述的手术系统，其中，所述位移传感器（320）是电磁位移传感器或光学位移传感器。