[发明专利]用于机器人使能的远程操作的系统的控制器

说明书

本发明涉及一种机器人使能的远程操作的系统，该机器人使能的远程操作的系统可包括控制器和能够由该控制器操纵的器械。该器械可以是医疗器械。该控制器可包括被构造用于由操作者致动的柄部。该柄部可附接到万向支架，该万向支架被构造成允许在多个旋转自由度上操纵该柄部。该万向支架可包括测力传感器。该万向支架可被构造用于阻抗控制。该控制器还可包括定位平台，该定位平台联接到该万向支架并且被构造成允许在多个位置自由度上操纵该柄部。该控制器可被构造用于至少部分地基于该万向支架中的该测力传感器的输出信号进行导纳控制。

技术领域

本申请涉及控制器，并且具体地讲，涉及用于机器人使能的远程操作的系统(包括医疗系统)的控制器。

背景技术

医学规程诸如腹腔镜手术可涉及进入患者的内部区域并使患者的内部区域可视化。在腹腔镜检查规程中，医疗器械可通过腹腔镜式入口插入到内部区域中。

在某些规程中，机器人使能的医疗系统可用于控制器械及其端部执行器的插入和/或操纵。机器人使能的医疗系统可包括机器人臂或其他器械定位装置。机器人使能的医疗系统还可包括用于在规程期间控制器械的定位的控制器。

发明内容

在第一方面，描述了一种机器人使能的远程操作的系统。所述系统包括控制器和能够由所述控制器操纵的机器人工具。所述控制器包括：柄部，所述柄部被构造用于由操作者致动；万向支架，所述万向支架联接到所述柄部并且被构造成允许在多个自由度上操纵所述柄部，其中所述万向支架被构造用于阻抗控制，使得所述柄部的操纵引起所述机器人工具的对应操纵；以及定位平台，所述定位平台联接到所述万向支架并且被构造成允许在多个自由度上操纵所述柄部。所述定位平台被构造用于导纳控制，使得所述柄部的操纵引起所述机器人工具的对应操纵。

所述系统可以任何组合包括以下特征中的一个或多个特征：(a)其中所述机器人工具是医疗器械；(b)其中所述万向支架经由旋转关节联接到所述定位平台；(c)其中所述万向支架允许在至少三个旋转自由度上操纵所述柄部；(d)其中所述定位平台允许在至少三个位置自由度上操纵所述柄部；(e)机器人臂，所述机器人臂联接到所述机器人工具，并且其中所述机器人工具包括导管、内镜、抓握器、密封器或切割器中的至少一者；(f)测力传感器，所述测力传感器定位在所述万向支架内；(g)其中所述定位平台的所述导纳控制基于所述测力传感器的输出信号；(h)其中所述万向支架至少包括第一连接件、第二连接件和第三连接件，所述第一连接件、所述第二连接件和所述第三连接件从远侧到近侧布置并由关节连接，并且其中所述测力传感器定位在所述第一连接件内；(i)其中所述关节是转动关节；(j)其中所述万向支架至少包括第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节、所述第二关节和所述第三关节从远侧到近侧布置并由连接件连接，并且其中所述测力传感器定位在所述第二关节的远侧；(k)其中所述万向支架至少包括第一连接件、第二连接件和第三连接件，所述第一连接件、所述第二连接件和所述第三连接件从远侧到近侧布置并由关节连接，并且其中所述测力传感器定位在所述第三连接件内；(l)所述万向支架至少包括第一关节、第二关节和第三关节，所述第一关节、所述第二关节和所述第三关节从远侧到近侧布置并由连接件连接，并且其中所述测力传感器定位在所述第三关节的近侧；(m)其中所述万向支架包括附接到所述测力传感器的远侧端部的覆盖件，所述覆盖件屏蔽位于所述测力传感器的近侧的结构，从而防止所述测力传感器的所述远侧端部与所屏蔽的结构之间的机械短路；(n)马达，所述马达定位在所述万向支架内用于控制所述万向支架的关节；(o)其中所述马达通过缆线驱动装置连接到所述关节；(p)其中所述马达位于所述关节的近侧；(q)其中所述定位平台包括至少一个棱柱关节；(r)其中所述棱柱关节的运动轴线与重力方向对齐；以及/或者(s)其中所述万向支架通过关节联接到所述定位平台，并且其中所述关节的轴线与所述重力方向对齐。