[发明专利]一种基于深度相机的超声溶脂机器人系统及辅助操作方法

权利要求书

1.一种基于深度相机的超声溶脂机器人系统，其特征在于，包括：

机械臂，其上设置末端夹具，所述末端夹具用于安装超声换能器；

标识码，设置于患者身上；

图像获取单元，采用深度相机，用于扫描患者待治疗部位皮肤曲面，得到彩色和深度图像，该图像中包含所述标识码；所述图像获取单元在术中还实时识别标识码位置；将一标识码固定于机械臂末端，使用深度相机读取标识码在相机坐标系下的三维坐标p_c，同时获取标识码在机器人坐标系下的三维坐标p_r，改变机器人末端位姿得到多组对应的P_c＝(p_c1,p_c2,…,p_cn)和P_r＝(p_r1,p_r2,…,p_rn)；假设机器人坐标系到相机坐标系的转换矩阵为则有取为P_r的伪逆矩阵，即可求得转换矩阵，完成手眼标定；

图像处理单元，接收所述图像获取单元的图像，在所述图像上选取的治疗区域中自动生成均匀点阵，该点阵为超声换能器需要到达的位置，同时利用深度信息求出皮肤表面各点的法向量，用于控制末端夹具姿态，从而控制所述超声换能器；所述图像处理单元还将所述图像获取单元在术中实时识别的标识码位置与术前规划时的标识码位置进行对比并计算相对位移量，根据所述相对位移量对所述机械臂的路径进行实时调整，实现所述机械臂跟踪患者的功能；

所述末端夹具包括第一部件和第二部件，其中：第一部件带有法兰，能与机械臂末端的安装法兰连接；所述第一部件和第二部件内表面与所述超声换能器表面吻合，两者配合用于夹持所述超声换能器握持部位；

除了第一部件带有法兰外，第一部件和第二部件其他结构相同，两者总体为长方形，长方形的一侧长边开设C形缺口，其中两者的两个C形缺口相对设置，从而在第一部件和第二部件两者配合时形成一个用于容纳超声换能器握持部位的空间，C形缺口的内侧形状与超声换能器的握持部位的形状完全匹配；同时，在第一部件和第二部件长方形的短边的两端部均设置有连接部件，该连接部件上设置有安装孔，在超声换能器握持部位安装到位后，通过第一部件和第二部件两端的安装孔使用螺栓连接紧固，从而完全贴合超声换能器的握持部位。

2.根据权利要求1所述的基于深度相机的超声溶脂机器人系统，其特征在于，所述机械臂为多自由度机械臂。

3.根据权利要求1所述的基于深度相机的超声溶脂机器人系统，其特征在于，所述末端夹具依据超声换能器表面设计而成，能完全贴合超声换能器的握持部位，进而保证末端夹具能牢固地固定所述超声换能器。