[发明专利]自动调整髋臼杯位姿的方法、系统和手术机器人

权利要求书

1.一种手术机器人，其特征在于，包括：

运动模块，包括机械臂，用于带动髋臼杯运动；

位姿获取模块，包括髋臼杯位姿单元和髋臼窝位姿单元，用于通过所述髋臼杯位姿单元实时获取髋臼杯的当前位姿信息以及通过所述髋臼窝位姿单元实时获取目标对象的髋臼窝的当前位姿信息，所述髋臼杯位姿单元为设置于机械臂上的第二光学阵列，所述髋臼窝位姿单元为放置于髋臼窝附近的第三光学阵列；

控制器，用于生成触发自动调整髋臼杯位姿的模式的位姿随动信号；基于所述位姿随动信号，根据所述髋臼杯的当前位姿信息和所述髋臼窝的当前位姿信息，调整所述髋臼杯的位姿，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴重合：

其中，调整所述髋臼杯的位姿，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴重合包括：

控制机械臂带动髋臼杯向预设打杯处运动，在检测到基于外力生成的位姿调整信号时，获取髋臼杯的当前位姿信息与目标对象的髋臼窝的当前位姿信息，以及根据髋臼杯的当前位姿信息和髋臼窝的当前位姿信息控制机械臂带动髋臼杯向预设打杯处运动，以使髋臼杯的中心轴与髋臼窝的中心轴重合，所述外力为所述髋臼杯碰触到髋臼窝内壁产生的碰撞力；

检测位姿调整后的髋臼杯当前是否位于预设打杯处，若否，则返回控制机械臂带动髋臼杯向预设打杯处运动的步骤。

2.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，

所述手术机器人还包括力传感模块，所述力传感模块用于检测髋臼杯向预设打杯处的运动过程中碰触到所述髋臼窝内壁时受到的碰撞力。

3.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，还包括：

显示模块，所述显示模块至少用于显示所述髋臼杯与所述髋臼窝的相对位姿关系。

4.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，

所述控制器具体用于根据所述髋臼杯的当前位姿信息和所述髋臼窝的当前位姿信息调整所述髋臼杯的位姿，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴平行，以更新所述髋臼杯的当前位姿信息；

根据更新后的所述髋臼杯的当前位姿信息调整所述髋臼杯的中心轴在预设方向上的位置，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴重合。

5.一种自动调整髋臼杯位姿的系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器配置为用于执行自动调整髋臼杯位姿的方法，所述自动调整髋臼杯位姿的方法包括：

S1、控制髋臼杯从当前位置向预设打杯处运动，并实时检测位姿调整信号，以及在检测到位姿调整信号时，获取所述髋臼杯的当前位姿信息与目标对象的髋臼窝的当前位姿信息，所述预设打杯处位于所述髋臼窝中，所述髋臼杯位姿基于设置于机械臂上的第二光学阵列确定，所述髋臼窝位姿基于放置于髋臼窝附近的第三光学阵列确定；

S2、根据位姿随动信号触发对应的自动调整模式，基于所述自动调整模式，根据所述髋臼杯的当前位姿信息和所述髋臼窝的当前位姿信息调整所述髋臼杯的位姿，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴重合；

S3、如果位姿调整后的髋臼杯未处于所述预设打杯处，则重复执行上述S1和S2；

其中，根据所述髋臼杯的当前位姿信息和所述髋臼窝的当前位姿信息调整所述髋臼杯的位姿，包括：

控制机械臂带动髋臼杯向预设打杯处运动，在检测到基于外力生成的位姿调整信号时，获取髋臼杯的当前位姿信息与目标对象的髋臼窝的当前位姿信息，以及根据髋臼杯的当前位姿信息和髋臼窝的当前位姿信息控制机械臂带动髋臼杯向预设打杯处运动，以使髋臼杯的中心轴与髋臼窝的中心轴重合，所述外力为所述髋臼杯碰触到髋臼窝内壁产生的碰撞力；

检测位姿调整后的髋臼杯当前是否位于预设打杯处，若否，则返回控制机械臂带动髋臼杯向预设打杯处运动的步骤。

6.根据权利要求5所述的自动调整髋臼杯位姿的系统，其特征在于，在所述控制髋臼杯从当前位置向预设打杯处运动之前，还包括：

获取髋臼杯的当前位姿信息以及目标对象的髋臼窝的当前位姿信息；

根据所述髋臼杯的当前位姿信息和所述髋臼窝的当前位姿信息调整所述髋臼杯的位姿，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴重合。

7.根据权利要求6所述的自动调整髋臼杯位姿的系统，其特征在于，所述根据所述髋臼杯的当前位姿信息和所述髋臼窝的当前位姿信息调整所述髋臼杯的位姿，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴重合，包括：

根据所述髋臼杯的当前位姿信息和所述髋臼窝的当前位姿信息调整所述髋臼杯的位姿，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴平行，以更新所述髋臼杯的当前位姿信息；

根据更新后的所述髋臼杯的当前位姿信息调整所述髋臼杯的中心轴在预设方向上的位置，以使所述髋臼杯的中心轴与所述髋臼窝的中心轴重合。