[发明专利]骨科手术机器人系统

说明书

本申请公开了一种骨科手术机器人系统，所述骨科手术机器人系统包括：机械臂，所述机械臂的远端用于为所述骨科手术机器人系统提供锁定的工作点；二连杆机构，所述二连杆机构包括：第一连杆，所述第一连杆与所述机械臂的远端耦接；以及第二连杆，所述第二连杆的近端与所述第一连杆活动连接，使得所述第二连杆相对于所述第一连杆的运动为所述骨科手术机器人系统提供相对于所述锁定的工作点的锁定的工作平面；骨锯，所述骨锯与所述第二连杆的远端耦接并能够在所述锁定的工作平面内进行作业；以及控制系统，所述控制系统与所述机械臂耦接，并基于所述机械臂的基础控制量和对所述机械臂的远端的实际工作点位置控制所述机械臂的远端稳定在所述锁定的工作点。

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种骨科手术机器人系统。

背景技术

在骨科临床中，手术机器人已大量应用于截骨、磨削等过程中。通常地，在机器人的末端安装骨锯形成用于骨科的手术机器人，并通过机器人末端带动骨锯进行截骨等操作。但是，由于骨锯需要机器人提供动力以进行操作，导致机器人必须具备较高的输出扭矩和输出功率。然而，高输出扭矩和高输出功率的机器人的体积较大，不利于复杂环境以及应急场景下的部署。

因此，需要一种便携、易部署的骨科手术机器人系统。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种便携、易部署的骨科手术机器人系统。

根据本申请的一些方面，提供了一种骨科手术机器人系统。所述骨科手术机器人系统包括：机械臂，所述机械臂的远端用于为所述骨科手术机器人系统提供锁定的工作点；多连杆机构，所述多连杆机构包括：第一连杆，所述第一连杆与所述机械臂的远端耦接；以及第二连杆，所述第二连杆的近端与所述第一连杆活动连接，使得所述第二连杆相对于所述第一连杆的运动为所述骨科手术机器人系统提供相对于所述锁定的工作点的锁定的工作平面；骨锯，所述骨锯与所述第二连杆的远端耦接并能够在所述锁定的工作平面内进行作业；以及控制系统，所述控制系统与所述机械臂耦接，并基于所述机械臂的基础控制量和对所述机械臂的远端的实际工作点位置控制所述机械臂的远端稳定在所述锁定的工作点。

根据本申请的另一些方面，提供了一种用于控制前述骨科手术机器人系统的方法。所述方法包括：基于基础控制量控制所述机械臂的远端位于预期工作点位置；监测所述机械臂的远端的实际工作点位置；基于所述机械臂的远端的所述预期工作点位置和所述实际工作点位置的差异产生所述调节控制量；以及基于所述基础控制量和所述调节控制量控制所述机械臂的远端稳定在所述预期工作点位置。

以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。

附图说明

通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1出了根据本申请实施例的骨科手术机器人系统的框图；

图2示出了根据本申请实施例的六轴机械臂的示意图；

图3示出了根据本申请实施例的耦接到机械臂的二连杆结构的示意图；

图4示出了根据本申请另一实施例的耦接到机械臂的二连杆结构的示意图；

图5示出了一种二阶自抗扰控制器50的框图；

图6示出了根据本申请一些实施例的自抗扰控制器60的框图；

图7示出了根据本申请一些实施例的自抗扰控制器70的框图；以及