本技術(shù)涉及醫(yī)療器械，尤其涉及一種內(nèi)窺鏡接頭、手術(shù)機(jī)器人及手術(shù)機(jī)器人的控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著醫(yī)療器械、計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)的不斷發(fā)展，微創(chuàng)手術(shù)以其手術(shù)創(chuàng)傷小、康復(fù)時(shí)間短、患者痛苦少等優(yōu)點(diǎn)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。而微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人以其高靈巧性、高控制精度、直觀的手術(shù)圖像等特點(diǎn)能夠避免操作局限性，如過濾操作時(shí)手部的震顫等，廣泛適用于腹腔、盆腔、胸腔等手術(shù)區(qū)域。

2、目前，微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人包括醫(yī)生控制臺(tái)和患者手術(shù)平臺(tái)，其中醫(yī)生控制臺(tái)的主控制臂采集到醫(yī)生的操作信號經(jīng)控制系統(tǒng)處理后生成患者手術(shù)平臺(tái)上多個(gè)手術(shù)臂的控制信號，由手術(shù)臂上安裝的手術(shù)器械復(fù)現(xiàn)醫(yī)生的操作從而執(zhí)行手術(shù)過程。在機(jī)器人手術(shù)開始前，手術(shù)臂卡接好手術(shù)器械和3d內(nèi)窺鏡，手術(shù)器械通過插在患者體表切口上的戳卡進(jìn)入患者體內(nèi)，3d內(nèi)窺鏡提供患者體內(nèi)的監(jiān)控圖像。其中手術(shù)臂之一作為持鏡臂，持鏡臂上安裝有內(nèi)窺鏡接頭，用于夾持和移動(dòng)3d內(nèi)窺鏡，從而為醫(yī)生手術(shù)時(shí)提供合適的視角。

3、內(nèi)窺鏡通過內(nèi)窺鏡接頭與手術(shù)機(jī)器人形成較好的適配，目前市場上存在的電子內(nèi)窺鏡的重量在300克～600克之間，也就是說，手術(shù)臂動(dòng)力盒上裝配好內(nèi)窺鏡接頭之后，其攜帶內(nèi)窺鏡和不攜帶內(nèi)窺鏡的重量差了300克～600克，這對于精細(xì)化控制的手術(shù)機(jī)器人來說是一個(gè)重大考驗(yàn)。具體來說，由于動(dòng)力盒是在滑臺(tái)電機(jī)或人手的驅(qū)動(dòng)下沿著滑臺(tái)直線移動(dòng)的，為了減小對電機(jī)的要求和空間占用、以及減小人手的拖動(dòng)力和保證“放手即?！钡男Ч?，一般需要對動(dòng)力盒及其上負(fù)載進(jìn)行重力補(bǔ)償，但由于現(xiàn)有技術(shù)中手術(shù)臂攜帶內(nèi)窺鏡和不攜帶內(nèi)窺鏡對應(yīng)的重量差異過大，因而會(huì)影響手術(shù)機(jī)器人控制算法上的重力補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)定，進(jìn)而影響手動(dòng)拖動(dòng)時(shí)的順滑度和精準(zhǔn)度。

4、因此，亟需一種內(nèi)窺鏡接頭、手術(shù)機(jī)器人及手術(shù)機(jī)器人的控制方法，以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于以上所述，本技術(shù)的目的在于提供一種內(nèi)窺鏡接頭、手術(shù)機(jī)器人及手術(shù)機(jī)器人的控制方法，能夠檢測內(nèi)窺鏡是否存在于內(nèi)窺鏡接頭中，并將內(nèi)窺鏡的存在狀態(tài)反饋至手術(shù)機(jī)器人，便于手術(shù)機(jī)器人控制算法上的重力補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)定，進(jìn)而提高手動(dòng)拖動(dòng)時(shí)的順滑度和精準(zhǔn)度。

2、為達(dá)此目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本技術(shù)提供一種內(nèi)窺鏡接頭，包括：

4、傳動(dòng)盒，用于與手術(shù)機(jī)器人的持鏡臂連接，所述傳動(dòng)盒包括底板，所述底板上設(shè)置有內(nèi)窺鏡插入孔；

5、檢測裝置，設(shè)置于所述底板上，所述檢測裝置用于檢測所述內(nèi)窺鏡插入孔內(nèi)是否安裝有內(nèi)窺鏡，且所述檢測裝置與所述手術(shù)機(jī)器人的控制器信號連接。

6、在一些可能的實(shí)施方式中，所述檢測裝置為磁感應(yīng)元件，所述磁感應(yīng)元件靠近所述內(nèi)窺鏡插入孔設(shè)置，所述內(nèi)窺鏡具有金屬管，當(dāng)所述內(nèi)窺鏡靠近/插入、遠(yuǎn)離/拔出所述內(nèi)窺鏡插入孔時(shí)，所述金屬管能使所述磁感應(yīng)元件的磁場發(fā)生變化，且所述磁感應(yīng)元件能將磁場變化轉(zhuǎn)化為電信號。

7、在一些可能的實(shí)施方式中，所述檢測裝置為磁感應(yīng)元件，所述磁感應(yīng)元件靠近所述內(nèi)窺鏡插入孔設(shè)置，所述內(nèi)窺鏡上設(shè)置有磁體，當(dāng)所述內(nèi)窺鏡靠近/插入、遠(yuǎn)離/拔出所述內(nèi)窺鏡插入孔時(shí)，所述磁體能使所述磁感應(yīng)元件的磁場發(fā)生變化，且所述磁感應(yīng)元件能將磁場變化轉(zhuǎn)化為電信號。

8、在一些可能的實(shí)施方式中，所述磁感應(yīng)元件為磁罐電感。

9、在一些可能的實(shí)施方式中，所述檢測裝置為光電傳感器。

10、在一些可能的實(shí)施方式中，所述檢測裝置包括發(fā)射件和接收件，所述發(fā)射件和所述接收件相對設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡插入孔的兩側(cè)，所述發(fā)射件用于向所述接收件發(fā)射光線，所述接收件用于接收所述光線，當(dāng)所述內(nèi)窺鏡位于所述內(nèi)窺鏡插入孔時(shí)，能夠遮擋所述光線。

11、在一些可能的實(shí)施方式中，所述檢測裝置包括發(fā)射件和接收件，所述發(fā)射件和所述接收件位于所述內(nèi)窺鏡插入孔的同一側(cè)，所述發(fā)射件用于向所述內(nèi)窺鏡插入孔的另一側(cè)發(fā)射光線，所述接收件用于接收安裝于所述內(nèi)窺鏡插入孔中的所述內(nèi)窺鏡反射的光線。

12、在一些可能的實(shí)施方式中，所述發(fā)射件為紅外線發(fā)射器，所述接收件為紅外線接收器，所述紅外線發(fā)射器和所述紅外線接收器相對設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡插入孔的兩側(cè)，所述紅外線發(fā)射器用于向所述紅外線接收器發(fā)射紅外線光束，所述紅外線接收器用于接收所述紅外線光束，當(dāng)所述內(nèi)窺鏡位于所述內(nèi)窺鏡插入孔時(shí)，能夠遮擋所述紅外線光束。

13、在一些可能的實(shí)施方式中，所述發(fā)射件和所述接收件的表面均罩設(shè)有透明覆蓋件。

14、在一些可能的實(shí)施方式中，所述透明覆蓋件的材質(zhì)為透明pc、亞克力或石英玻璃。

15、在一些可能的實(shí)施方式中，所述檢測裝置為微動(dòng)開關(guān)，所述微動(dòng)開關(guān)設(shè)置于所述內(nèi)窺鏡插入孔內(nèi)，當(dāng)所述內(nèi)窺鏡插入至所述內(nèi)窺鏡插入孔中時(shí)，能夠觸發(fā)所述微動(dòng)開關(guān)。

16、第二方面，本技術(shù)提供一種手術(shù)機(jī)器人，包括主手部分和從手部分，所述主手部分配置為供醫(yī)生操作并采集醫(yī)生的操作信號以生成傳輸給所述從手部分的控制信號，所述從手部分配置為在所述控制信號的控制下執(zhí)行手術(shù)操作，所述從手部分包括持械臂和持鏡臂，所述從手部分還包括以上任一方案所述的內(nèi)窺鏡接頭，所述內(nèi)窺鏡接頭用于與所述持鏡臂可拆卸地接合，所述內(nèi)窺鏡接頭還用于可拆卸地安裝內(nèi)窺鏡。

17、第三方面，本技術(shù)提供一種手術(shù)機(jī)器人的控制方法，應(yīng)用于以上方案所述的手術(shù)機(jī)器人，所述控制方法包括：

18、接收所述內(nèi)窺鏡接頭接合到所述持鏡臂的信號，并獲取與所述內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值；

19、將與所述內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值發(fā)送至所述持鏡臂的動(dòng)力組件，以指示所述動(dòng)力組件基于與所述內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值施力于所述持鏡臂的驅(qū)動(dòng)部，進(jìn)而使所述驅(qū)動(dòng)部處于靜力平衡狀態(tài)。

20、在一些可能的實(shí)施方式中，所述控制方法還包括：

21、接收所述內(nèi)窺鏡安裝到所述內(nèi)窺鏡接頭的信號，并獲取與所述內(nèi)窺鏡相關(guān)的力矩補(bǔ)償值；

22、將與所述內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值和與所述內(nèi)窺鏡相關(guān)的力矩補(bǔ)償值相加作為更新的力矩補(bǔ)償值；

23、將所述更新的力矩補(bǔ)償值發(fā)送至所述動(dòng)力組件，以指示所述動(dòng)力組件基于所述更新的力矩補(bǔ)償值施力于所述驅(qū)動(dòng)部，進(jìn)而使所述驅(qū)動(dòng)部處于靜力平衡狀態(tài)。

24、本技術(shù)至少具備以下有益效果：

25、本技術(shù)提供的內(nèi)窺鏡接頭及手術(shù)機(jī)器人，通過在傳動(dòng)盒的底板上設(shè)置檢測裝置，能夠?qū)鲃?dòng)盒內(nèi)是否安裝內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢測，而且檢測裝置與手術(shù)機(jī)器人的控制器信號連接，能夠?qū)?nèi)窺鏡是否存在的信息反饋至手術(shù)機(jī)器人，便于手術(shù)機(jī)器人控制算法中重力補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)定，進(jìn)而提高手動(dòng)拖動(dòng)時(shí)的順滑度和精準(zhǔn)度。

26、本技術(shù)提供的手術(shù)機(jī)器人的控制方法，當(dāng)檢測到內(nèi)窺鏡接頭已接合至持鏡臂時(shí)，能夠獲取與內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值，從而將與內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值發(fā)送至持鏡臂的動(dòng)力組件，以指示動(dòng)力組件基于與內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值施力于持鏡臂的驅(qū)動(dòng)部，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)部處于靜力平衡狀態(tài)。進(jìn)一步地，當(dāng)檢測到內(nèi)窺鏡已安裝至內(nèi)窺鏡接頭中時(shí)，能夠獲取與內(nèi)窺鏡相關(guān)的力矩補(bǔ)償值，然后將與內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值和與內(nèi)窺鏡相關(guān)的力矩補(bǔ)償值相加作為更新的力矩補(bǔ)償值；并將更新的力矩補(bǔ)償值發(fā)送至動(dòng)力組件，以指示動(dòng)力組件基于更新的力矩補(bǔ)償值施力于驅(qū)動(dòng)部，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)部處于靜力平衡狀態(tài)。上述重力補(bǔ)償方法，便于手術(shù)機(jī)器人控制算法上的重力補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)定，進(jìn)而提高手動(dòng)拖動(dòng)時(shí)的順滑度和精準(zhǔn)度，而且上述補(bǔ)償方式屬于“前饋補(bǔ)償”、不存在由于時(shí)間滯后性所帶來的手術(shù)臂容易產(chǎn)生輕微變化的問題。