机器人控制系统和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116019562A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310099385.0(22)申请日2021.03.09(62)分案原申请数据202110253556.12021.03.09(71)申请人武汉联影智融医疗科技有限公司地址430206湖北省武汉市武汉东湖新技术开发区高科园路99号联影医疗武汉总部基地A区(72)发明人虞苏璞张阳谢强(74)专利代理机构北京华进京联知识产权代理有限公司11606专利代理师吴迪(51)Int.Cl.A61B34/30(2016.01)权利要求书2页说明书13页附图8页(54)发明名称机器人控制系统和方法(57)摘要本申请涉及一种机器人控制系统和方法。所述方法包括：建立数据采集设备与手术机器人之间的相对位置关系；通过所述数据采集设备对所述手术环境进行多次数据采集，得到所述手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据；根据所述数据采集设备与手术机器人之间的相对位置关系和所述手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据，确定所述手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据；根据所述手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据，构建所述手术环境在机器人坐标系下的整体环境数据；其中，所述整体环境数据包括所述手术环境中多个对象的空间位置。采用本方法能够避免手术机器人的机械臂发生碰撞。CN116019562ACN116019562A权利要求书1/2页1.一种机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制系统包括计算机设备、数据采集设备和手术机器人；所述计算机设备，用于控制所述数据采集设备对手术环境进行多次数据采集，构建所述手术环境在机器人坐标系下的整体环境数据，并根据所述整体环境数据中手术创口的空间位置执行摆位算法得到初始摆位；所述手术机器人，用于在手术前，根据所述计算机设备的控制将机械臂运动到所述初始摆位，以获得机械臂运动空间。2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述计算机设备，用于建立所述数据采集设备与所述手术机器人之间的相对位置关系；通过所述数据采集设备对所述手术环境进行多次数据采集，得到所述手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据；根据所述相对位置关系和所述手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据，确定所述手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据；根据所述手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据，构建所述手术环境在机器人坐标系下的整体环境数据；所述整体环境数据包括所述手术环境中多个对象的空间位置，所述对象包括所述手术创口。3.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制系统还包括位姿调整设备；所述计算机设备，用于控制所述数据采集设备对所述手术环境进行第一次数据采集，得到所述采集设备坐标系下的第一个部分环境数据，其中，所述数据采集设备在对所述手术环境进行第一次数据采集时的位姿与建立所述相对位置关系时的位姿相同；控制所述位姿调整设备对所述数据采集设备进行多次位姿调整，并在每次调整后控制所述数据采集设备进行数据采集，得到所述手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据。4.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述计算机设备，用于根据每相邻两个采集设备坐标系下的部分环境数据，确定所述数据采集设备每次调整的位姿变化信息；根据所述相对位置关系和所述数据采集设备每次调整的位姿变化信息确定所述数据采集设备每次调整后在机器人坐标系下的位姿；根据所述数据采集设备每次调整后在机器人坐标系下的位姿对相应的采集设备坐标系下的部分环境数据进行变换处理，得到所述手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据。5.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述计算机设备，用于在每次数据采集后，对已获得的机器人坐标系下的多个部分环境数据进行拼接处理得到拼接环境数据；在每次拼接后，确定所述拼接环境数据是否覆盖所述手术环境；若确定所述拼接环境数据覆盖所述手术环境，则根据机器人坐标系下的第一个部分环境数据和最后一个部分环境数据进行回环检测得到回环检测结果；所述回环检测结果为是否实现回环；若所述回环检测结果为实现回环，则对所述拼接环境数据进行优化处理得到所述手术环境在机器人坐标系下的整体环境数据。6.根据权利要求5所述的机器人控制系统，其特征在于，所述计算机设备，用于将所述拼接环境数据与预先获取到的手术环境信息进行比较；若所述拼接环境数据包含所述手术环境信息中的必要元素，则确定所述拼接环境数据覆盖所述手术环境。7.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述计算机设备，用于通过所述数据采集设备对标定部件进行数据采集，得到所述标定部件在所述采集设备坐标系中的2CN116019562A权利要求书2/2