[发明专利]一种腹腔镜手术机器人的手术器械控制方法

权利要求书

1.一种腹腔镜手术机器人的手术器械控制方法，其中所述腹腔镜手术机器人包括控制手柄、监控设备、主控单元、从控单元、第二电机和第三电机；

所述控制方法包括以下步骤：

由监控设备采集操作人员偏转手腕时控制手柄相应的偏转角度信息和操作人员开合手指时控制手柄相应的张开角度信息，并将采集到的偏转角度信息和张开角度信息传送给主控单元；

由主控单元对接收到的偏转角度信息和张开角度信息进行分析，从中确定操作人员的手腕偏转角度和手指张开角度，并由此输出相应的偏转控制指令和开合控制指令给从控单元；

由从控单元的第二控制模块根据接收到的偏转控制指令控制第二电机旋转，通过第二电机旋转带动手术器械偏转，并使得手术器械与操作人员的手腕同步偏转，同时由从控单元的第三控制模块根据接收到的开合控制指令控制第三电机旋转，通过第三电机旋转带动手术器械开合，并使得手术器械与操作人员的手指同步开合。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述腹腔镜手术机器人还包括器械固定装置；

其中，所述器械固定装置包括依次连接的第四联轴器、第五联轴器、第六联轴器、第一丝杠和第一座以及推动杆，其中，所述第四联轴器与所述第二电机的输出轴连接，以将所述第二电机的输出轴的旋转运动转化为所述推动杆的直线往复运动，所述推动杆的端部设置有用于夹持手术器械的摆动杆，在所述推动杆的推动或拉动下，所述摆动杆带动所述手术器械偏转，从而将所述推动杆的直线往复运动转化为所述手术器械的偏转运动；

其中，所述器械固定装置还包括依次连接的第七联轴器、第八联轴器、第九联轴器、第二丝杠和第二座以及牵引杆，其中，所述第七联轴器与所述第三电机的输出轴连接，以将所述第三电机的输出轴的旋转运动转化为所述牵引杆的直线往复运动，所述牵引杆设置在所述推动杆中，所述牵引杆的端部穿出所述推动杆，并设置有用于铰接所述手术器械的销轴，当所述牵引杆做直线往复运动，通过所述销轴带动所述手术器械开合，将所述牵引杆的直线往复运动转化为所述手术器械的开合运动。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，

所述从控单元的第二控制模块内置有描述所述第二电机的输出轴的旋转运动转化为所述推动杆的直线往复运动，进而转化为所述手术器械的偏转运动的转化关系的第二数学模型，基于所述第二数学模型，所述从控单元的第二控制模块根据接收到的偏转控制指令控制第二电机的转动参数，使得手术器械与操作人员的手腕同步偏转；

所述从控单元的第三控制模块内置有描述所述第三电机的输出轴的旋转运动转化为所述牵引杆的直线往复运动，进而转化为所述手术器械的开合运动的转化关系的第三数学模型，所述从控单元的第三控制模块基于所述第三数学模型，根据接收到的开合控制指令控制第三电机的转动参数，使得手术器械与操作人员的手指同步开合。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述转动参数包括转速和转数。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述主控单元对接收到的偏转角度信息和张开角度信息分别进行分析，还包括分别滤除其中的干扰信息。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述干扰信息包括因操作人员手腕颤动和手指颤动而分别产生的干扰信息。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，主控单元对接收到的偏转角度信息和张开角度信息进行分析，还包括判断偏转角度和/或张开角度是否超出预设的阈值，若是，判断操作错误，主控单元输出锁止控制指令给从控单元，中止对手术器械的控制。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，主控单元对接收到的偏转角度信息进行分析，还包括判断偏转角度和/或张开角度的变化速度是否超出预设的阈值，若是，判断操作错误，主控单元输出锁止控制指令给从控单元，中止对手术器械的控制。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述手术器械至少具有偏转和开合的自由度。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述手术器械是夹持缝合针的手术钳。