[发明专利]一种用于切除脊柱椎板的机器人

权利要求书

1.一种用于切除人体脊柱椎板的机器人，所述机器人包括机械臂，所述机械臂的末端有操作器，其特征在于，所述机器人用于执行以下步骤：

获取脊柱椎板的静态基准平面，所述脊柱椎板包括：外层骨皮质、内层骨皮质、以及位于所述外层骨皮质和所述内层骨皮质之间的骨松质，所述静态基准平面用于指示所述内层骨皮质远离所述外层骨皮质一侧的表面；

获取所述脊柱椎板的动态偏移量，所述动态偏移量用于指示由于人的呼吸运动产生的脊柱偏移；

根据所述静态基准平面和所述动态偏移量确定所述脊柱椎板的动态基准平面；

确定所述操作器位于所述脊柱椎板中的位置；

当所述操作器位于所述内层骨皮质时，利用如下公式确定导纳参数：

其中：g(n_p,a,s)表示所述导纳参数；f(a)表示所述操作器距所述动态基准平面的函数；n_p表示所述操作器在t时刻相对于所述动态基准平面的法向量方向；D₀表示初始阻尼矩阵；

当所述操作器位于所述外层骨皮质或者所述骨松质时，利用如下公式确定所述导纳参数：

g(n_p,a,s)＝D₀

其中：D₀表示初始阻尼矩阵；

获取所述操作器上的作用力；

利用如下导纳公式确定所述操作器的目标速度：

其中，M表示惯性参数；表示加速度；表示所述目标速度；F_H表示所述作用力；n_p表示所述操作器在t时刻相对于所述动态基准平面的法向量方向，a表示所述操作器在t时刻距所述动态基准平面的最短距离，s表示所述操作器位于所述脊柱椎板中的位置；

所述机械臂以所述目标速度运动。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，当a小于预设第一阈值时，

当a大于或者等于所述预设第一阈值时，

f(a)＝1。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述机器人还执行以下步骤：

根据所述动态偏移量和时间的关系，确定脊柱运动预测模型；

根据所述静态基准平面和所述脊柱运动预测模型确定所述动态基准平面。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述机器人还执行以下步骤：

获取所述脊柱椎板的图像；

根据所述脊柱椎板的图像确定所述静态基准平面。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述机器人还执行以下步骤：

基于所述操作器的力信号和时间的关系，确定所述操作器位于所述脊柱椎板中的位置。