[发明专利]一种医疗机器人、检测机械臂碰撞的方法及存储介质

说明书

本发明提供了一种医疗机器人、检测机械臂碰撞的方法及存储介质，所述医疗机器人包括执行端和中央控制单元，其中：所述执行端包括至少两个执行组件，所述执行组件用于被操作者控制进行手术操作；所述中央控制单元用于根据每个所述执行组件的预期位姿，结合预设的执行组件包围盒模型，获得每个所述执行组件包围盒模型的预期位姿，并通过碰撞检测算法判断所述执行组件之间是否发生碰撞，在对患者进行手术操作的过程中，能够自动进行碰撞检测，提高了手术过程的安全性。

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，尤其涉及一种医疗机器人、检测机械臂碰撞的方法及存储介质。

背景技术

手术机器人的出现符合精准外科的发展趋势。手术机器人成为帮助医生完成手术有力工具,如达芬奇手术机器人已经应用在全球各大医院,因其伤害小、出血少、恢复快，为患者带来福音。

手术机器人其设计理念是采用微创伤方式，精准地实施复杂的外科手术。在传统的手术面临种种局限的情况下，发展出了手术机器人来替代传统手术，手术机器人突破了人眼的局限，采用立体成像技术，将内部器官更加清晰的呈现给操作者。在原来手伸不进的区域，机器手能完成360度转动、挪动、摆动、夹持，并避免抖动。创口小，出血少，恢复快，大大缩短了患者术后住院时间，术后存活率和康复率也能明显提高，受到广大医患的青睐，现在作为一种高端医疗器械，已广泛运用于各种临床手术中。

而现有技术中的手术机器人一般具有多条用于执行手术操作的机械臂，在机器人进行手术操作时，由于操作空间往往比较狭窄，机械臂之间容易发生碰撞，进而影响手术安全。而且机械臂碰撞发生后，机器人的主手操作端没有碰撞力反馈，操作医生不能直观的感受到碰撞的发生，因此不能及时采取有效措施避免碰撞影响加重或者解除碰撞。

因此，有必要提供一种医疗机器人、检测机械臂碰撞的方法及存储介质以解决上述问题中的至少一个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医疗机器人、检测机械臂碰撞的方法及存储介质，在操作过程中能够自动进行碰撞检测，预估碰撞风险，提高手术过程的安全性。

为实现上述目的，本发明的所述一种医疗机器人，包括执行端和中央控制单元，其中：

所述执行端包括至少两个执行组件，所述执行组件用于进行手术操作；

所述中央控制单元用于根据每个所述执行组件的预期位姿，结合预设的执行组件包围盒模型，获得每个所述执行组件包围盒模型的预期位姿，并通过碰撞检测算法判断所述执行组件之间是否将发生碰撞。

本发明的有益效果在于：通过对医疗机器人的操作组件进行操作，中央控制单元根据操作组件的操作控制执行组件运动到与操作组件对应的位置，实现主从控制，并且在操作运动的过程中，通过包围盒建模的方式模拟执行组件的运动情况，并通过碰撞检测算法对操作过程进行碰撞检测，对碰撞风险进行有效预估，有效提高了医疗机器人在操作使用过程中的安全性。

进一步的，还包括控制端，所述控制端包括操作组件，所述操作组件用于控制所述执行组件运动；

所述中央控制单元还用于根据所述操作组件的位姿和速度，通过预设的操作组件与执行组件的主从映射关系获得每个所述执行组件的当前位姿和当前速度，进而获得每个所述执行组件的预期位姿。其有益效果在于：在使用者对操作组件进行操作之后，根据主从映射关系得到每个执行组件的当前位姿和当前速度，以准确得到每一个执行组件的预期位姿。

进一步的，所述中央控制单元还包括预设的执行组件的手术运动轨迹，所述运动轨迹包括每个执行组件每个时刻点在笛卡尔空间的位姿；

所述中央控制单元用于取当前时刻之后预期时间时所述手术运动轨迹中的所述执行组件在笛卡尔空间的位姿作为每个所述执行组件的预期位姿。其有益效果在于：执行组件根据预设的运动轨迹进行运动，使得中央控制单元可以快速获取每个执行组件的预期位姿。