(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210627631.0 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 南京佗道医疗科技有限公司 地址 210000 江苏省南京市雨 花台区大周 路34号3幢 (72)发明人 程敏　杨辉　申登伟　袁文　 (74)专利代理 机构 南京瑞弘专利商标事务所 (普通合伙) 32249 专利代理师 梁天彦 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) A61B 34/30(2016.01) A61B 34/00(2016.01) (54)发明名称 一种末端仪 器的防碰撞方法 (57)摘要 本发明公开了一种末端仪器的防碰撞方法， 末端仪器通过机械臂转动设置于转台上， 包括步 骤： 建立末端各仪器的运动学模型， 计算得到各 仪器的受约束位姿； 控制转台运动至基准仪器的 基准点的正上方， 并在转台运动过程中实时调整 各仪器的关节 位置， 保持各仪器的受约束位姿固 定。 本发明同时对多个仪器关节进行控制， 可 以 通过保持其相对位置来避免之间的碰撞， 且实时 计算补偿后的工具位姿， 当位姿误差过大时， 及 时停止， 以免对人员或设备的损伤， 具有安全性 保障。 权利要求书1页 说明书6页 附图6页 CN 114888810 A 2022.08.12 CN 114888810 A 1.一种末端仪器的防碰撞方法， 末端仪器通过机械臂转动设置于转台上， 其特征在于： 包括步骤： 建立末端各仪器的运动学模型， 计算得到各仪器的受约束位姿； 控制转台运动至基准仪器的基准点的正上方， 并在转台运动过程中实时调 整各仪器的 关节位置， 保持各仪器的受约束位姿固定 。 2.根据权利要求1所述的末端仪器的防碰撞方法， 其特征在于： 所述计算得到各仪器的 受约束位姿具体为： 确定各仪器需要保持固定的自由度， 据此计算得到约束方程； 根据所述转台的当前关节位置及各仪器的当前关节位置计算得到各仪器的受约束位 姿。 3.根据权利要求2所述的末端仪器的防碰撞方法， 其特征在于： 所述在转台运动过程中 实时调整各仪器的关节位置具体为： 根据转台运动过程中转台各关节的实际位置更新所述约束方程， 并结合所述各仪器的 受约束位姿计算得到各仪器的关节目标位置， 控制各仪器的关节运动。 4.根据权利要求1所述的末端仪器的防碰撞方法， 其特征在于： 所述控制转台运动至基 准仪器的基准 点的正上 方具体为： 根据基准仪器的基准 点位置计算得到转台的目标位置； 根据所述转台的当前位置和目标位置规划转台的运动轨迹， 并据此控制所述转台运 动。 5.根据权利要求1所述的末端仪器的防碰撞方法， 其特 征在于： 还 包括步骤： 在驱动各关节运动后， 根据转台运动过程中各关节的实际位置及各仪器各关节的实际 位置计算得到各仪器的实际位姿， 并比对其与各仪器对应的受约束位姿之间的偏差， 在其 中任一偏差超出阈值， 则停止转台各关节和各仪器各关节的驱动控制。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114888810 A 2一种末端仪器的防碰撞方 法 技术领域 [0001]本发明涉及机器人控制技 术领域， 尤其涉及一种末端仪器的防碰撞方法。 背景技术 [0002]越来越多的装置被电子装置所替代， 例如医疗机器人应用于医院、 诊所的医疗或 辅助医疗中， 实现半自主或全自主的操作， 它能够完成有益于人类健康的服务工作， 如腹腔 镜手术机器人系统在微创外科手术中的应用越来越广泛。 [0003]在人机协作、 手术机器人等领域中， 末端的仪器一般被用于定位、 抓取、 搬运等操 作， 且通常会设计冗余关节， 以保证末端仪器操作的灵活性。 当冗余关节存在时， 可获得多 种不同的关节位置组合来保证末端仪器保持固定位姿。 这是零空间概念， 即关节运动时， 保 证末端位姿固定的技 术。 在实际应用过程中， 可以选择需要保持的仪器位置和姿态。 [0004]在机器人辅助手术的过程中， 通常需要保证仪器位姿固定情况下， 调节系统部件 到特定位置来获取更大 的手术工作空间， 其中包含有与基准靶对准， 即转台的旋转中心与 保持位姿固定的基准仪器的基准点对准。 通常在对准的过程中， 需要保持基准仪器的位姿 固定。 但是基准仪器周围会存在其他仪器， 当其他仪器保持与转台的随动时， 基准仪器与其 他仪器存在相对运动， 这会增加仪器之间碰撞的风险。 特别是当其他仪器在转台和基准仪 器中间时， 碰撞的可能性会大 大增加。 发明内容 [0005]发明目的： 本 发明针对上述不足， 提出一种末端仪器的防碰撞方法， 以此避免各仪 器之间的碰撞， 且在此 过程中可以避免对人员或设备的损伤， 可以保证安全性。 [0006]技术方案： 一种末端仪器的防碰撞方法， 末端仪器通过机 械臂转动设置 于转台上， 包括 步骤： 建立末端各仪器的运动学模型， 计算得到各仪器的受约束位姿； 控制转台运动至基准仪器的基准点的正上方， 并在转台运动过程中实时调整各仪 器的关节位置， 保持各仪器的受约束位姿固定 。 [0007]所述计算得到各仪器的受约束位姿具体为： 确定各仪器需要保持固定的自由度， 据此计算得到约束方程； 根据所述转台的当前关节位置及各仪器的当前关节位置计算得到各仪器的受约 束位姿。 [0008]所述在转台运动过程中实时调整各仪器的关节位置具体为： 根据转台运动过程中转台各关节的实际位置更新所述约束方程， 并结合所述各仪 器的受约束位姿计算得到各仪器的关节目标位置， 控制各仪器的关节运动。 [0009]所述控制转台运动至基准仪器的基准 点的正上 方具体为： 根据基准仪器的基准 点位置计算得到转台的目标位置； 根据所述转台 的当前位置和目标位置规划转台的运动轨迹， 并据此控制所述转台说　明　书 1/6 页 3 CN 114888810 A 3