[发明专利]校准方法、机械臂控制方法及外科手术系统

权利要求书

1.一种校准方法，其特征在于，用于校准安装于机械臂的末端的目标特征结构的角度，所述方法包括：

设定所述末端的移动路径并控制所述末端沿所述移动路径移动，所述移动路径包括至少三个不在同一直线的位置点；

获取所述末端的移动路径在绝对坐标系下的第一位置；

获取所述目标特征结构在所述绝对坐标系下的第二位置；

根据所述第一位置、所述第二位置和预先确定的所述移动路径在机械臂末端坐标系下的第三位置，确定所述目标特征结构与所述机械臂末端坐标系的相对位置关系。

2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述相对位置关系为所述目标特征结构的预定平面与所述机械臂末端坐标系的相对角度位置信息。

3.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述第一位置为所述移动路径所定义的平面的角度位置信息；所述第二位置为所述目标特征结构的预定平面的角度位置信息。

4.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述移动路径包括折线路径或曲线路径。

5.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述获取所述末端的移动路径在绝对坐标系下的第一位置，具体包括：

通过定位器追踪直接或间接连接在所述末端的示踪器获得所述移动路径在绝对坐标系下的第一位置。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述示踪器为设置于所述目标特征结构上的示踪器。

7.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述获取所述目标特征结构在所述绝对坐标系下的第二位置，具体包括：通过定位器追踪定位在所述目标特征结构的示踪器获取所述目标特征结构在所述绝对坐标系下的第二位置。

8.根据权利要求5至7任一所述的校准方法，其特征在于，所述示踪器为光学示踪器。

9.一种机械臂控制方法，其特征在于，用于控制所述机械臂的末端搭载的目标特征结构的预定平面与目标平面对齐，所述控制方法包括：

通过权利要求5至8任一所述的校准方法校准所述目标特征结构与所述末端之间的角度；

设定所述机械臂的活动平面，使所述末端在受到预定方向的外力作用时可以在所述活动平面内活动，所述活动平面与所述目标特征结构的预定平面重合；

控制机械臂活动，使所述预定平面与目标平面对齐。

10.一种外科手术系统，其特征在于，包括：

机械臂，所述机械臂的末端安装有目标特征结构；以及

控制器，经过编程以：

设定所述末端的移动路径并控制所述末端沿所述移动路径移动，所述移动路径包括至少三个不在同一直线的位置点；并且

基于获得的所述末端的移动路径在绝对坐标系下的第一位置、所述目标特征结构在所述绝对坐标系下的第二位置以及预先确定的所述移动路径在机械臂末端坐标系下的第三位置，确定所述目标特征结构与所述机械臂末端坐标系的相对位置关系。

11.根据权利要求10所述的外科手术系统，其特征在于，所述相对位置关系为所述目标特征结构的预定平面与所述机械臂末端坐标系的相对角度位置信息。

12.根据权利要求11所述的外科手术系统，其特征在于，所述第一位置为所述移动路径所定义的平面的角度位置信息；所述第二位置为所述目标特征结构的预定平面的角度位置信息。