[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

说明书

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种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。一种用于检测机械臂上传感设备工作状态的装置，针对用于采集位于目标关节臂与底座之间各转动关节的绝对状态参数的第一传感设备，通过基于该第一传感设备所采集的绝对状态参数来获取第一姿态信息，同时可基于其他传感设备来分别采集底座和目标关节臂的绝对姿态信息，并基于该底座的绝对姿态信息和目标关节臂的绝对姿态信息获取第二姿态信息，根据第一姿态信息和第二姿态信息即可判断上述的第一传感设备所采集的数据是否准确，进而能够及时发现传感设备是否处于异常工作状态，提升医疗机器人的安全性，降低安全事故发生的概率。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，特别是涉及一种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。

背景技术

微创伤手术是指通过小切口将细长的操作器械(例如腹腔镜、胸腔镜及手术器械)送入患者体内进行手术的一种新技术。其具有创口小、疼痛轻、恢复快、住院时间短、出血少等优点。但是由于切口较小，如何在狭小的工作空间中完成复杂的手术操作是手术机器人系统面临的重大挑战。高冗余柔性机械臂解决了传统刚性关节机械臂无法在狭小空间工作的难题，因此在手术机器人系统中多采用高冗余柔性机械臂。但如何精确控制高冗余机械臂的运动姿态成为影响高冗余机械臂工作可靠性的重要因素，也是影响手术机器人安全性的重要因素。尤其工作过程中，末端关节是否按照期望的运动轨迹运动，直接影响机械臂的工作精度以及可靠性，进而影响手术的安全性。

在现有技术中，通常通过编码器确定机械臂的位置。当编码器出现故障，尤其绝对位置编码器的出现故障时，则无法确定机械臂的位置，从而导致机械臂的远端无法按照预期的姿态运动，有可能导致手术器械戳中脏器造成手术安全事故。因此，现有的手术机器人在工作时可通过机械臂的绝对位置编码器与增量式编码器互检，监控机械臂的工作状态。但是手术机器人由断电到重新通电期间，由于各种原因，手术机器人的机械臂被被动调整，这些变化无法被编码器检测到，进而导致开机时关节的实际状态与编码器检测结果的不一致。而现有的技术无法检测开机时绝对位置编码器的检测结果是否正确。

因此，本领域需要一种新装置，用于检测机械臂上传感设备运行是否正常，特别适用于检测机械臂开机时传感设备是否正常。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题提供一种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。

在一个可选的实施例中，本申请提供了一种用于检测机械臂上传感设备工作状态的装置，所述机械臂可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；所述机械臂可包括第一传感设备、多个关节以及通过所述关节连接的关节臂，所述多个关节可包括转动关节，所述第一传感设备可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；所述装置可包括：

处理设备，用于根据所述绝对状态参数获取第一姿态信息；

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与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工作状态。