[发明专利]异形加工件参数验证装置、系统及方法

权利要求书

1.一种异形加工件参数验证方法，其特征在于：采用异形加工件参数验证系统，包括：

异形加工件参数验证装置，包括：定位部，具有倾斜设置的承载体，所述承载体上承载有第一示踪器；验证部，包括设置在所述承载体上的基准结构以及与所述基准结构相配合的验证件；所述基准结构包括至少一个小孔和/或至少一个靶心；所述小孔的孔径范围为0.5mm-1.5mm；所述靶心采用环形靶或方形靶，靶环间距为0.2mm-1mm；

机械臂，末端安装有末端操作装置和第二示踪器；

光学跟踪器，用于获取第一示踪器和第二示踪器的位姿，并发送至上位机；

上位机，用于接收光学跟踪器发送的第二示踪器和第一示踪器的位姿，计算末端操作装置的实际位姿与理论位姿之间的偏差，以及控制机械臂运动；

包括步骤如下：

（1）利用光学跟踪器获取第一示踪器和第二示踪器的位姿；

（2）根据第一示踪器的位姿计算得到末端操作装置的理论位姿，根据第二示踪器的位姿计算得到当前末端操作装置的实际位姿，计算出末端操作装置的理论位姿和实际位姿的位姿差；具体为：

（21）选取第一示踪器中任一反光球的球心为第一示踪器的中心，以球心为原点建立第一坐标系，得到第一示踪器在第一坐标系中的位姿及验证部中所有小孔或靶心在第一坐标系中的位姿为，其中，表示验证部中所有小孔或靶心的数量；

（22）选取第二示踪器中任一反光球的球心为第二示踪器的中心，以球心为原点建立第二坐标系，可知第二示踪器在第二坐标系中的位姿，进而计算得到末端操作装置在第二坐标系中的位姿，已知第二示踪器在光学跟踪器的坐标系下的位姿，并计算得到末端操作装置的实际位姿；

（23）已知第一示踪器在光学跟踪器的坐标系下的位姿，由此可得，验证部中所有小孔或靶心在光学跟踪器的坐标系下的位姿；预设末端操作装置执行到位后的位姿与其相对的验证部中小孔或靶心的位姿差，通过该小孔或靶心的位姿和前述预设的位姿差计算得到末端操作装置的理论位姿；

（24）根据末端操作装置的理论位姿和实际位姿，计算出位姿差；

（3）根据计算得到的位姿差控制机械臂运动至目标位置；

（4）通过参数验证装置上的验证部验证末端操作装置的加工精度。

2.根据权利要求1所述的异形加工件参数验证方法，其特征在于：所述基准结构包括至少两个小孔，其中至少一个所述小孔上安装有靶心。

3.根据权利要求1所述的异形加工件参数验证方法，其特征在于：在所述承载体位于所述小孔位置的背向处开设有凹槽。

4.根据权利要求1所述的异形加工件参数验证方法，其特征在于：所述验证件为用于穿过所述小孔或指示所述靶心上靶环的长条形结构。

5.根据权利要求1所述的异形加工件参数验证方法，其特征在于：所述末端操作装置为穿刺用导向筒、手术钳或推注器。

6.根据权利要求1所述的异形加工件参数验证方法，其特征在于：在步骤（3）后还包括步骤：重新计算末端操作装置的实际位姿与理论位姿之间的位姿差，若位姿差在机械臂误差范围内，则执行步骤（4）；若位姿差不在机械臂误差范围内，则以重新计算得到的末端操作装置的实际位姿与理论位姿之间的位姿差控制机械臂运动至目标位置，重复本步骤。