[发明专利]使用逆运动学在关节极限下的遥控操作手术系统和控制方法

摘要

提供用于控制在关节运动范围极限处的操纵器移动的装置、系统和方法。在一方面，方法包含，在操纵器的一个或更多个关节达到相应关节极限时，锁定所述一个或更多个关节，其方式为通过在使用逆运动学计算主控装置的关节移动时修改到所述操纵器的雅可比行列式中的输入，以通过主控装置提供改进的更直观的力反馈。在一些实施例中，在所述逆运动学内应用不同关节移动之间的缩放和加权。在另一方面，方法包含在所述逆运动学内应用约束，以使得所述关节的所计算的移动近似于在隔离物理系统内施加有负荷的相同运动链的关节移动。

主权项

1.一种遥控操作控制方法，其包括：接收第一操纵命令以将操纵器臂的远侧末端执行器移动到工作空间内的所需第一位置，所述操纵器臂在近侧基部与所述远侧末端执行器之间延伸；使用所述操纵器臂的逆运动学计算对应于所述操纵器臂的多个关节的所计算移动的主控装置的一个或更多个关节的关节移动；以及当至少一个关节处于所述至少一个关节的关节运动范围极限时，修改所述操纵器臂的所述逆运动学内的输入变量以锁定所述至少一个关节，所述关节运动范围极限即关节ROM极限，其中所述输入变量对应于所述工作空间内的所述至少一个关节的移动，以使得所述主控装置的所述一个或更多个关节的所计算的关节移动提供改进的力反馈。