[发明专利]手术机器人及其控制装置、控制方法

权利要求书

1.一种手术机器人，其特征在于，包括从操作设备和控制装置，所述从操作设备的底部具有多个支脚和多个轮子，所述支脚被配置成可伸缩及支撑力可调，所述轮子被配置成提供移动和辅助支撑，各所述轮子设置有与所述控制装置耦合的压力传感器，所述控制装置与所述支脚耦合，至少部分所述支脚被配置成受控支脚，所述控制装置被配置成：

获得所述从操作设备的总质量及其总质心在支撑基准面的投影点；

获得在支撑基准面中各所述受控支脚与所述投影点的第一位置关系；

根据所述第一位置关系及所述总质量获得各所述受控支脚被期望产生的目标支撑力值；

获取由各所述压力传感器检测到的压力值；

根据所述压力值是否小于压力阈值以检测所述轮子中是否存在浮动轮；

如果存在，根据所述浮动轮及各所述受控支脚在支撑基准面的位置确定与所述浮动轮最邻近的所述受控支脚，并获得与所述浮动轮最邻近的所述受控支脚对应被期望产生的增量支撑力值；

更新与所述浮动轮最邻近的所述受控支脚的当前的所述目标支撑力值为对应所述受控支脚的前一时刻的所述目标支撑力值与所述增量支撑力值之和；

控制各所述受控支脚向支撑面伸出并产生与对应的所述目标支撑力值匹配的支撑力。

2.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述从操作设备具有多个关节臂，近端的所述关节臂设置所述支脚，远端的所述关节臂用于设置具有末端器械的操作臂，各所述关节臂均设置有与所述控制装置耦合的位置传感器，获得所述从操作设备的总质量及其总质心在支撑基准面的投影点的步骤包括：

获取各所述关节臂的分质量及其分质心在相应所述关节臂的连杆坐标系的分质心空间位置；

获取由各所述位置传感器检测到的相应所述关节臂在参考坐标系的关节位置；

对各所述关节臂的分质量求和获得所述从操作设备的总质量；

结合各所述关节臂的分质心在相应连杆坐标系的分质心空间位置及对应的所述关节位置通过正运动学获得相应所述关节臂的分质心在参考坐标系的分质心空间位置；

结合各所述关节臂的分质量及其分质心在参考坐标系的分质心空间位置通过多体质心求解方法获得所述从操作设备的总质心在参考坐标系的总质心空间位置；

转换所述总质心在参考坐标系的总质心空间位置成在支撑基准面的所述投影点。

3.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，远端的所述关节臂数量为一个，远端的所述关节臂用于可拆卸地设置一个以上的所述操作臂；或者，远端的所述关节臂数量为两个以上，各远端的所述关节臂用于可拆卸地设置一个所述操作臂。

4.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，所述从操作设备具有角度检测元件，所述控制装置与所述角度检测元件耦合，获得所述从操作设备的总质心在参考坐标系的总质心空间位置的步骤之后，包括：

获取由所述角度检测元件检测到的所述支撑面的倾斜角度；

根据所述倾斜角度更新所述从操作设备的总质心在参考坐标系的总质心空间位置。

5.根据权利要求4所述的手术机器人，其特征在于，所述倾斜角度包括支撑基准面在第一正交方向与水平面之间的第一倾斜角度、在第二正交方向与水平面之间的第二倾斜角度。

6.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，近端的所述关节臂是底座，远端的所述关节臂是动力机构，所述动力机构包括一个以上的导轨及滑动设置于相应所述导轨上的动力部，所述动力部用于可拆卸地设置所述操作臂并驱动所述操作臂，获取各所述关节臂的分质量及其分质心在相应所述关节臂的连杆坐标系的分质心空间位置的步骤包括：

从数据库中获取除动力机构以外的各所述关节臂的分质量及其分质心在相应连杆坐标系的分质心空间位置；

根据所述动力机构内部的安装状态信息及位置状态信息获取所述动力机构的分质量及其分质心在其连杆坐标系的分质心空间位置；其中，所述安装状态信息与各所述动力部上所述操作臂的安装状态相关，所述位置状态信息与各所述动力部相对于相应所述导轨的位置状态相关，所述安装状态信息包括各所述动力部上是否设置有操作臂的信息、及/或各所述动力部上设置的操作臂的类型信息。