[发明专利]多级并联手术机械臂的控制方法及多级并联手术机械臂

权利要求书

1.一种多级并联手术机械臂的控制方法，其特征在于，所述多级并联手术机械臂包括第一并联平台、第二并联平台和执行组件，所述执行组件包括执行杆和手术器具；所述执行组件与所述第一并联平台连接，所述第一并联平台与所述第二并联平台连接；所述方法包括：

获取所述执行杆上的远心不动点坐标，并获取所述手术器具的末端坐标；

根据所述远心不动点坐标和所述末端坐标，确定所述第一并联平台的位置偏移量和第一姿态向量，并确定所述第二并联平台的第二姿态向量；

根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第一并联平台移动至第一指定位姿；

根据所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第二并联平台移动至第二指定位姿，包括：

在所述手术器具的运动范围小于或等于第一区域的情况下，将所述第二并联平台设置为锁住状态，并控制所述第一并联平台移动至所述第一指定位姿；

在所述运动范围大于所述第一区域，且所述运动范围小于或等于第二区域的情况下，将所述第二并联平台设置为解锁状态，并控制所述第二并联平台移动移动至所述第二指定位姿。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第一并联平台移动至第一指定位姿包括：

根据所述远心不动点坐标和所述末端坐标，获取所述第一并联平台的第一动平台在绝对坐标系下的第一动原点坐标；并根据所述第一动原点坐标获取所述第一并联平台的位置偏移量；

根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，确定第一转换矩阵；

根据所述第一转换矩阵，并根据所述第一并联平台的第一铰接点在所述绝对坐标系下的坐标，计算得到所述第一并联平台的第一伸缩元件长度；

根据所述第一动原点坐标和所述第一伸缩元件长度，控制所述第一动平台移动至所述第一指定位姿。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一动原点坐标获取所述第一并联平台的位置偏移量包括：

根据所述远心不动点坐标、所述末端坐标和所述第一动原点坐标，确定第一比例；

其中，所述第一比例为所述远心不动点坐标到第一静原点坐标的距离相对所述第二姿态向量的比例；所述第一静原点坐标为所述第一并联平台的第一静平台在绝对坐标系下的原点坐标；

根据所述第一比例、所述远心不动点和所述第二姿态向量，确定所述第一静平台的第一静原点坐标；

根据所述第一动原点坐标和所述第一静原点坐标，获取所述位置偏移量。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，确定第一转换矩阵包括：

根据所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，获取第一旋转角度，并获取第二旋转角度；其中，所述第一旋转角度为所述第一并联平台绕第一动坐标系的第一坐标轴旋转的角度，所述第二旋转角度为所述第一并联平台绕所述第一动坐标系的第二坐标轴旋转的角度；

根据所述第一并联平台的位置偏移量、所述第一旋转角度、所述第二旋转角度和所述第二姿态向量，确定所述第一转换矩阵。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第二并联平台移动至第二指定位姿包括：

根据所述远心不动点坐标和所述第二姿态向量，获取所述第二并联平台的第二动平台在绝对坐标系下的第二动原点坐标；

根据所述绝对坐标系的第三坐标轴、所述第二姿态向量和所述第二动原点坐标，确定第二转换矩阵；

根据所述第二转换矩阵，并根据所述第二并联平台的第二铰接点在所述绝对坐标系下的坐标，计算得到所述第二并联平台的第二伸缩元件长度；

根据所述第二动原点坐标和所述第二伸缩元件长度，控制所述第二动平台移动至所述第二指定位姿。