[发明专利]手术机器人及其图形化控制装置、图形化显示方法

权利要求书

1.一种手术机器人，其特征在于，包括：

显示器；

操纵器，数量为两个以上，所述操纵器用于可拆卸地装设操作臂，所述操纵器具有多个关节组件，各所述关节组件均被配置有用于感应所述关节组件状态的传感器，手术时，所述操纵器位于患者体外，所述操作臂远端通过装设于所述操纵器的穿刺器插入患者体内；及

控制器，与所述显示器及所述传感器耦接，并被配置成：

在检测到存在处于工作模式的第一操纵器时，获取由所述第一操纵器的传感器感应的关节组件的状态信息；

获取所述第一操纵器的运动学模型；

获取虚拟相机的配置参数；

结合所述虚拟相机的配置参数、所述第一操纵器的运动学模型及其所述状态信息生成在所述虚拟相机视点之下所述第一操纵器的图像模型；

在所述显示器的第一显示窗口中显示所述第一操纵器的图像模型。

2.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成：

在检测到存在处于空闲模式的第二操纵器时，获取由所述第二操纵器的传感器感应的关节组件的状态信息；

获取所述第二操纵器的运动学模型；

结合所述虚拟相机的配置参数、所述第二操纵器的运动学模型及其所述状态信息生成在所述虚拟相机视点之下所述第二操纵器的图像模型；

在所述显示器的所述第一显示窗口中显示所述第二操纵器的图像模型，或者，在所述显示器的第二显示窗口中显示所述第一操纵器和所述第二操纵器的图像模型。

3.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成在结合所述虚拟相机的配置参数及所述第二操纵器的运动学模型生成在所述虚拟相机视点之下所述第二操纵器的图像模型时：

在确定所述第一操纵器与所述第二操纵器之间存在碰撞可能性之后，结合所述虚拟相机的配置参数、所述第二操纵器的运动学模型及其所述状态信息生成在所述虚拟相机视点之下所述第二操纵器的图像模型。

4.根据权利要求3所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成执行如下步骤以确定所述第一操纵器与所述第二操纵器之间是否存在碰撞可能性：

计算所述第一操纵器的可达空间；

判断所述第一操纵器的可达空间是否至少覆盖所述第二操纵器的部分；

如果是，确定所述第一操纵器与所述第二操纵器之间存在碰撞可能性。

5.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成：

在所述第一显示窗口或所述第二显示窗口中区别标识所述第一操纵器的图像模型和所述第二操纵器的图像模型。

6.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成：

根据一操作指令在所述第一显示窗口或所述第二显示窗口中隐藏或显示任一所述操纵器的图像模型。

7.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，所述控制器被配置成：

计算所述第一操纵器的可达空间；

结合所述虚拟相机的配置参数及所述第一操纵器的可达空间生成在所述虚拟相机视点之下所述第一操纵器的可达空间图像模型；

在所述第一显示窗口或所述第二显示窗口中显示所述可达空间图像模型。

8.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于：

所述可达空间图像模型是所述可达空间的计算机模型或投影模型。

9.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于：

所述可达空间图像模型的原点与所述第一操纵器的运动中心重合。

10.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于：

所述可达空间图像模型的原点在所述第一操纵器近端的关节组件的轴线上。