[实用新型]医疗用远程控制装置

权利要求书

1.医疗用远程控制装置，其特征在于，所述装置包括用于感知用户操作的感知机械臂、响应于用户操作而运动的执行机械臂和与所述感知机械臂以及所述执行机械臂均通讯连接的控制模块；在所述感知机械臂和所述执行机械臂的末端分别设置有感知末端执行器和执行末端执行器。

2.根据权利要求1所述的医疗用远程控制装置，其特征在于：

所述感知机械臂上设置有用于获取驱动所述感知机械臂的运动指令和获取所述感知机械臂姿态的第一感知模块，所述执行机械臂上设置有用于获取所述执行机械臂的姿态的第二感知模块，所述第一感知模块和所述第二感知模块均与所述控制模块通讯连接；

所述感知机械臂上设置有用于获取驱动所述感知机械臂的运动指令的第一控制器，所述执行机械臂上设置有控制所述执行机械臂运动的第二控制器，所述第一控制器与第一感知模块通讯连接；所述第二控制器与所述控制模块通讯连接；所述第一控制器还能够响应于控制模块的指令驱动感知机械臂进行运动；

所述控制模块通过获取感知机械臂的姿态与所述执行机械臂的姿态得到所述执行机械臂相对于所述感知机械臂的姿态差，根据所述姿态差控制所述执行机械臂的运动以使得所述执行机械臂达到与所述感知机械臂相同的姿态；

所述第一感知模块和所述第二感知模块上分别设置有第一力传感器和第二力传感器，所述控制模块还通过比较第一力传感器和第二力传感器产生的信号差来控制感知机械臂的运动；

所述控制模块还将获取到的驱动所述感知机械臂的运动指令进行记录用于在后续的控制过程中能够脱离用户操作而自主使用所述运动指令生成的记录控制执行机械臂重现之间进行过的运动。

3.根据权利要求2所述的医疗用远程控制装置，其特征在于：

所述控制模块按照预设的能够感知力反射的非对称控制策略控制控制感知机械臂和执行机械臂的运动，所述能够感知力反射的非对称控制策略包括：

所述感知机械臂的控制策略遵循公式其中τ_m＝K_f(F_m-F_s)，具体地，F₀为操作者是加给感知机械臂的操纵力的向量；F_m为第一感知模块力传感器所受的力向量；F_s为第二感知模块上力传感器所受的力向量；τ_m为驱动感知机械臂的力向量；M_m为感知机械臂的质量矩阵；B_m为感知机械臂的阻尼矩阵；X_m为感知机械臂的姿态；K_f为力增益矩阵；K_m为感知机械臂的刚度矩阵；

所述执行机械臂的控制策略遵循公式其中，τ_s＝K_a(X_m-X_s)+K_v(X_m-X_s)+K_p(X_m-X_s)，具体地，F_e为执行机械臂与周围环境之间的作用力向量，τ_s为驱动执行机械臂的力向量；M_s为执行机械臂质量矩阵；B_s为执行机械臂的阻尼矩阵；X_s为执行机械臂的姿态；K_v为执行机械臂的速度增益矩阵；K_p为执行机械臂的位置增益矩阵；K_a为执行机械臂的加速度增益矩阵；K_s为执行机械臂的刚度矩阵。