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)生控制臺和患者手術(shù)平臺，其中醫(yī)生控制臺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)平臺上多個手術(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3d內(nèi)窺鏡，從而為醫(yī)生手術(shù)時提供合適的視角。

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)器人來說是一個重大考驗。具體來說，由于動力盒是在滑臺電機(jī)或人手的驅(qū)動下沿著滑臺直線移動的，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力和保證“放手即?！钡男Ч?，一般需要對動力盒及其上負(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)而影響手動拖動時的順滑度和精準(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)而提高手動拖動時的順滑度和精準(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、傳動盒，用于與持鏡臂可拆卸地接合，所述傳動盒上設(shè)置有套筒安裝腔；

5、套筒，轉(zhuǎn)動安裝于所述套筒安裝腔內(nèi)，所述套筒內(nèi)用于可拆卸地插接內(nèi)窺鏡；

6、檢測裝置，用于檢測所述套筒內(nèi)是否安裝有內(nèi)窺鏡，所述檢測裝置包括第一導(dǎo)電件、第二導(dǎo)電件和觸發(fā)件，所述第一導(dǎo)電件和所述第二導(dǎo)電件分別與檢測電路中不同的信號線連接，所述觸發(fā)件受插入所述套筒的所述內(nèi)窺鏡的把手?jǐn)D壓而發(fā)生位移，以使所述觸發(fā)件的導(dǎo)電部分別與所述第一導(dǎo)電件及所述第二導(dǎo)電件接觸。

7、在一些可能的實(shí)施方式中，所述第一導(dǎo)電件和所述第二導(dǎo)電件間隔設(shè)置于所述套筒安裝腔內(nèi)，且所述第一導(dǎo)電件和所述第二導(dǎo)電件之間具有絕緣間隙；所述觸發(fā)件設(shè)置于所述套筒的側(cè)壁。

8、在一些可能的實(shí)施方式中，所述觸發(fā)件為第一簧片，所述套筒的側(cè)壁貫穿設(shè)置有第一通道，所述第一簧片包括相連接的擠壓部和觸發(fā)部，所述觸發(fā)部為所述導(dǎo)電部，所述擠壓部穿過所述第一通道凸出至所述套筒的內(nèi)側(cè)，所述觸發(fā)部位于所述套筒的外側(cè)，所述觸發(fā)部與所述第一導(dǎo)電件及所述第二導(dǎo)電件位置相對且間隔設(shè)置，所述擠壓部受插入所述套筒的所述內(nèi)窺鏡的把手?jǐn)D壓產(chǎn)生彈性變形而發(fā)生位移，以使所述觸發(fā)部分別與所述第一導(dǎo)電件及所述第二導(dǎo)電件接觸。

9、在一些可能的實(shí)施方式中，所述第一簧片還包括固定部，所述套筒的側(cè)壁設(shè)置有安裝槽，所述固定部插接于所述安裝槽內(nèi)。

10、在一些可能的實(shí)施方式中，所述套筒的側(cè)壁貫穿設(shè)置有第二通道，所述觸發(fā)件包括活塞、所述導(dǎo)電部和復(fù)位件，所述活塞活動設(shè)置于所述第二通道，所述導(dǎo)電部設(shè)置于所述活塞的第一端，所述導(dǎo)電部與所述第一導(dǎo)電件及所述第二導(dǎo)電件位置相對且間隔設(shè)置，所述活塞受插入所述套筒的所述內(nèi)窺鏡的把手?jǐn)D壓而向外移動，以使所述導(dǎo)電部分別與所述第一導(dǎo)電件及所述第二導(dǎo)電件接觸；所述復(fù)位件與所述活塞連接，用于使所述活塞向所述套筒的內(nèi)側(cè)復(fù)位。

11、在一些可能的實(shí)施方式中，所述活塞的第一端位于所述套筒的外側(cè)，所述活塞的第二端位于所述套筒的內(nèi)側(cè)，所述活塞的第一端的最大外徑大于所述第二通道的內(nèi)徑；和/或，所述導(dǎo)電部為第二簧片，所述第二簧片固定于所述活塞的第一端。

12、在一些可能的實(shí)施方式中，所述復(fù)位件為彈性件，所述彈性件設(shè)置于所述活塞與所述套筒的側(cè)壁之間，所述彈性件具有使所述活塞向所述套筒的內(nèi)側(cè)運(yùn)動的趨勢。

13、在一些可能的實(shí)施方式中，所述彈性件為彈性帶，所述彈性帶包括限位部和至少兩個牽引部，所述限位部設(shè)置有限位孔，所述活塞的第一端部分穿出于所述限位孔以使所述導(dǎo)電部外露于所述限位孔，至少兩個所述牽引部連接于所述限位部的至少兩側(cè)，所述牽引部的自由端固定于所述套筒的側(cè)壁；和/或，所述彈性件為彈簧，所述彈簧設(shè)置于所述活塞與所述套筒的側(cè)壁之間。

14、在一些可能的實(shí)施方式中，所述套筒的側(cè)壁還貫穿設(shè)置有至少兩個穿孔，至少兩個所述穿孔分別位于所述第二通道的外周；所述彈性帶的至少兩個所述牽引部一一對應(yīng)地穿過至少兩個所述穿孔，并與所述套筒的內(nèi)壁固定。

15、在一些可能的實(shí)施方式中，所述第一導(dǎo)電件呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)電件的內(nèi)側(cè)靠近所述第二導(dǎo)電件的一端設(shè)置有第一環(huán)形槽；所述第二導(dǎo)電件呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第二導(dǎo)電件的內(nèi)側(cè)靠近所述第一導(dǎo)電件的一端設(shè)置有第二環(huán)形槽，所述第一環(huán)形槽和所述第二環(huán)形槽相配合構(gòu)成環(huán)形觸發(fā)軌道，所述導(dǎo)電部位于所述環(huán)形觸發(fā)軌道內(nèi)；當(dāng)所述套筒帶動所述觸發(fā)件轉(zhuǎn)動時，所述導(dǎo)電部沿所述環(huán)形觸發(fā)軌道跟隨滑動。

16、在一些可能的實(shí)施方式中，所述環(huán)形觸發(fā)軌道內(nèi)預(yù)設(shè)有導(dǎo)電潤滑脂或石墨烯涂層。

17、在一些可能的實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電部的末端設(shè)置有球體，所述球體用于與所述第一導(dǎo)電件、所述第二導(dǎo)電件滑動接觸；或者，所述導(dǎo)電部的末端設(shè)置有滾動結(jié)構(gòu)，所述滾動結(jié)構(gòu)用于與所述第一導(dǎo)電件、所述第二導(dǎo)電件滾動接觸。

18、在一些可能的實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電部的材質(zhì)為導(dǎo)電金屬，所述觸發(fā)件與所述內(nèi)窺鏡的把手接觸的一端設(shè)置有柔性緩沖結(jié)構(gòu)。

19、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。

20、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)用于以上所述的手術(shù)機(jī)器人，所述控制方法包括：

21、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；

22、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力組件，以指示所述動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)動部，進(jìn)而使所述驅(qū)動部處于靜力平衡狀態(tài)。

23、在一些可能的實(shí)施方式中，所述控制方法還包括：

24、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；

25、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；

26、將所述更新的力矩補(bǔ)償值發(fā)送至所述動力組件，以指示所述動力組件基于所述更新的力矩補(bǔ)償值施力于所述驅(qū)動部。

27、本技術(shù)至少具備以下有益效果：

28、本技術(shù)提供的內(nèi)窺鏡接頭及手術(shù)機(jī)器人，通過設(shè)置檢測裝置，能夠?qū)μ淄矁?nèi)是否安裝有內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢測。檢測裝置包括第一導(dǎo)電件、第二導(dǎo)電件和觸發(fā)件，當(dāng)內(nèi)窺鏡的把手插入套筒內(nèi)時會擠壓觸發(fā)件發(fā)件位移，以使觸發(fā)件的導(dǎo)電部分別與第一導(dǎo)電件及第二導(dǎo)電件接觸，第一導(dǎo)電件與第二導(dǎo)電件閉合形成通路，由于第一導(dǎo)電件和第二導(dǎo)電件分別與檢測電路中不同的信號線連接，此時信號線所檢測到的信號會發(fā)生變化，從而達(dá)到檢測內(nèi)窺鏡是否插入套筒內(nèi)的效果。本技術(shù)通過檢測內(nèi)窺鏡是否存在于套筒內(nèi)，并將此信息反饋至手術(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)而提高手動拖動時的順滑度和精準(zhǔn)度。

29、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，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)送至持鏡臂的動力組件，以指示動力組件基于與內(nèi)窺鏡接頭相關(guān)的力矩補(bǔ)償值施力于持鏡臂的驅(qū)動部，進(jìn)而使驅(qū)動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，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)送至動力組件，以指示動力組件基于更新的力矩補(bǔ)償值施力于驅(qū)動部，進(jìn)而使驅(qū)動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)而提高手動拖動時的順滑度和精準(zhǔn)度，而且上述補(bǔ)償方式屬于“前饋補(bǔ)償”、不存在由于時間滯后性所帶來的手術(shù)臂容易產(chǎn)生輕微變化的問題。