[发明专利]用于检测机械臂上传感设备工作状态的装置及方法、机械臂和医疗机器人

权利要求书

1.一种用于检测机械臂上传感设备工作状态的装置，其特征在于，所述机械臂具有自由端和固定端，所述固定端用于连接在底座上，所述自由端用于连接操作器械；所述机械臂包括第一传感设备、多个关节以及通过所述关节连接的关节臂，所述多个关节包括转动关节，所述第一传感设备用于采集位于目标关节臂与所述固定端之间的各所述转动关节的绝对状态参数；所述装置包括：

处理设备，用于根据所述绝对状态参数获取第一姿态信息；以及

第二传感设备，用于分别采集第一绝对姿态信息和第二绝对姿态信息；所述第一绝对姿态信息为所述底座的绝对姿态信息，所述第二绝对姿态信息为所述目标关节臂的绝对姿态信息；

其中，所述处理设备还用于根据所述第一绝对姿态信息和所述第二绝对姿态信息获取第二姿态信息，且所述第一姿态信息和所述第二姿态信息均用于表征所述目标关节臂相对于所述底座的姿态关系；以及

所述处理设备还用于根据所述第一姿态信息和所述第二姿态信息，判断所述第一传感设备的所述工作状态；

所述第二传感设备至少包括：

第一传感单元，设置于所述底座上，用于采集所述第一绝对姿态信息；以及

第二传感单元，设置于所述目标关节臂上，用于采集所述第二绝对姿态信息。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述目标关节臂为任一所述转动关节远端所连接的关节臂。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一传感设备包括绝对位置编码器；

其中，在位于所述目标关节臂与所述固定端之间的任一所述转动关节上均设置有至少一个所述绝对位置编码器，且任一所述绝对位置编码器均用于采集与该绝对位置编码器对应的所述转动关节的所述绝对状态参数。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述绝对位置编码器包括绝对光学编码器、绝对磁编码器和绝对旋转变压器编码器中的至少一种。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一传感单元和所述第二传感单元均包括协同工作的磁场传感器和水平传感器。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一传感设备包括绝对位置编码器，且任一所述转动关节上均设置有至少一个所述绝对位置编码器，用于获取各所述转动关节的绝对状态参数；

其中，每个转动关节远端连接的关节臂上均设有所述第二传感单元，以获得各个转动关节的第二绝对姿态信息；以及

所述处理设备获得所述第一姿态信息和每个转动关节远端连接的关节臂的第二姿态信息，进而检测每个所述绝对位置编码器的工作状态。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工作状态包括异常工作状态和正常工作状态；所述处理设备包括：

运算单元，用于根据所述绝对状态参数获取所述第一姿态信息，根据所述第一绝对姿态信息和所述第二绝对姿态信息获取所述第二姿态信息，并计算所述第一姿态信息与所述第二姿态信息之间的差值；

存储单元，存储有预设的阈值；以及

判断单元，判断所述差值是否大于所述预设的阈值；

其中，当所述差值大于所述预设的阈值时，所述判断单元判定所述第一传感设备处于所述异常工作状态。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述运算单元基于机械臂运动学模型，计算得到所述第一姿态信息。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

报警设备，与所述判断单元连接；

其中，所述判断单元判定所述第一传感设备处于所述异常工作状态后，输出所述异常工作状态的信息至所述报警设备，以触发该报警设备发出报警讯息。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述存储单元还用于存储所述第一绝对姿态信息、所述第二绝对姿态信息、所述第一姿态信息、所述第二姿态信息、所述差值和所述工作状态中的至少一个。