本技術涉及應用于手術機器人的手術器械領域,尤其涉及一種手術器械的接合方法、接合判斷方法、裝置及醫療系統。
背景技術:
1、手術器械包括末端執行器和軸,其中,末端執行器可以為手術鉗頭、剪刀、抓取鉗等。使用時,手術器械安裝于手術機器人的機械臂一端的器械驅動器上。器械驅動器通過設置于軸內的驅動線或者推驅動桿等驅動末端執行器,以實現手術器械的手術操作。手術器械通過其轉盤接合在器械驅動器上以實現動力傳遞,為保證手術器械驅動的準確性和精度,手術器械的轉盤完全接合在器械驅動器上是前提。
2、在一種相關的手術器械中,為了接合手術器械與器械驅動器,使器械桿通過齒輪傳動與兩個轉盤同時嚙合。在器械桿旋轉時,兩個轉盤沿統一方向旋轉。在接合過程中,兩個器械驅動器以相反方向旋轉,去接合兩個轉盤。另外,當兩個轉盤接合后,若設定的兩個器械驅動器的轉速比不同于兩個轉盤的轉速比則器械驅動器上能檢測到較大的轉矩,以此來進行手術器械的轉盤的接合的判斷。
3、然而,上述場景中,通過設置兩個轉動盤來接合手術器械的方式中,除驅動器械桿轉動的轉盤之外,還需要額外設置至少一個轉盤,增加了生產成本和產品復雜度。
技術實現思路
1、本技術提供一種手術器械的接合方法,以在不增加手術器械結構復雜度的情況下,對手術器械進行接合。
2、本技術提供一種手術器械的接合方法。所述手術器械包括驅動機構、連接于所述驅動機構的遠端的軸以及連接于所述軸的遠端的末端執行器,所述驅動機構包括驅動所述末端執行器運動的第一轉盤和驅動所述軸旋轉的第二轉盤,所述第一轉盤和所述第二轉盤由器械驅動器驅動旋轉,所述手術器械的接合方法包括:
3、接合所述第一轉盤與所述器械驅動器;和
4、驅動所述第一轉盤使所述末端執行器運動而對所述軸施加旋轉阻力矩,響應于所述旋轉阻力矩,所述第二轉盤與所述器械驅動器接合。
5、進一步地,驅動所述第一轉盤使所述末端執行器運動而對所述軸施加旋轉阻力矩,包括:所述末端執行器運動至與外部特征產生阻力矩而對所述軸施加旋轉阻力矩;或者所述末端執行器運動以在所述驅動機構內部產生對所述軸的所述旋轉阻力。
6、進一步地,驅動所述第一轉盤使所述末端執行器運動而對所述軸施加旋轉阻力矩,包括:驅動所述第一轉盤使所述末端執行器與套管抵接產生阻力矩。
7、進一步地,驅動所述第一轉盤使所述末端執行器與套管抵接產生阻力矩包括:
8、驅動所述第一轉盤轉動一預設角度以使所述末端執行器與所述套管抵接;
9、所述器械驅動器還包括用于接合所述第二轉盤的驅動件,所述驅動件的最大輸出扭矩小于所述第一轉盤轉動至所述預設角度時,所述第二轉盤受到的摩擦力矩。
10、進一步地,驅動所述第一轉盤使所述末端執行器運動而對所述軸施加旋轉阻力矩,包括:驅動所述第一轉盤使所述末端執行器閉合并產生預設夾持力,所述末端執行器產生所述預設夾持力時,所述驅動機構對所述軸施加朝向近端的阻力矩。
11、進一步地,所述驅動機構包括:
12、底座;
13、第一傳動組件,所述第一傳動組件設置于所述底座,所述第一轉盤驅動所述第一傳動組件旋轉;
14、杠桿件,所述杠桿件的第一端與所述第一傳動組件連接,以跟隨所述第一傳動組件的轉動而升降,所述杠桿件的相對于所述第一端相反的第二端與所述軸連接,所述杠桿件的非端部樞接于所述底座形成支點;
15、其中,當所述杠桿件的所述第一端上升時,所述末端執行器趨向于張開;
16、當所述杠桿件的所述第一端下降時,所述末端執行器傾向于夾緊;
17、所述驅動機構對所述軸施加的朝向近端的阻力矩為:所述第一轉盤轉動一預設角度時,所述杠桿件對所述軸產生的摩擦力矩;
18、所述器械驅動器還包括用于接合所述第二轉盤的驅動件,所述驅動件的最大輸出扭矩小于所述第一轉盤轉動至所述預設角度時,所述第二轉盤受到的摩擦力矩。
19、進一步地,所述器械驅動器還包括用于接合所述第二轉盤的驅動件,所述驅動件的最大輸出扭矩小于所述旋轉阻力矩下所述第二轉盤受到的摩擦力矩,
20、響應于所述旋轉阻力矩,所述第二轉盤與所述器械驅動器接合,包括:
21、響應于所述旋轉阻力矩,所述第二轉盤停止轉動,所述器械驅動器旋轉至與所述第二轉盤接合。
22、進一步地,所述器械驅動器還包括用于接合所述第二轉盤的驅動件,所述手術器械的接合方法還包括:根據所述驅動件與所述第二轉盤的旋轉狀態判斷所述第二轉盤是否與所述器械驅動器接合,其中,在所述驅動件被驅動的情況下,當所述驅動件與所述第二轉盤均停止轉動時,判斷為所述第二轉盤與所述器械驅動器接合成功。
23、進一步地,在所述驅動件被驅動的情況下,當所述驅動件轉動,所述第二轉盤停止轉動時,判斷為所述第二轉盤與所述器械驅動器接合尚未成功。
24、進一步地,所述第一轉盤的可旋轉角度小于所述第二轉盤的可旋轉角度,
25、接合所述第一轉盤與所述器械驅動器包括:所述第一轉盤在經過所述可旋轉角度的旋轉后停止并與所述器械驅動器接合。
26、本技術提供一種手術器械的接合判斷方法。所述手術器械包括驅動機構、連接于所述驅動機構的遠端的軸以及連接于所述軸的遠端的末端執行器,所述驅動機構包括驅動所述末端執行器運動的第一轉盤和驅動所述軸旋轉的第二轉盤,所述第一轉盤和所述第二轉盤由器械驅動器驅動旋轉,所述手術器械的接合判斷方法包括:
27、接合所述第一轉盤與所述器械驅動器,所述器械驅動器還包括用于接合所述第二轉盤的驅動件;
28、驅動所述第一轉盤使所述末端執行器運動而對所述軸施加旋轉阻力矩,響應于所述旋轉阻力矩,所述第二轉盤與所述器械驅動器接合;以及
29、根據所述驅動件與所述第二轉盤的旋轉狀態判斷所述第二轉盤是否與所述器械驅動器接合,其中,在所述驅動件被驅動的情況下,當所述驅動件與所述第二轉盤均停止轉動時,判斷為所述第二轉盤與所述器械驅動器接合成功。
30、進一步地,在所述驅動件被驅動的情況下,當所述驅動件轉動,所述第二轉盤停止轉動時,判斷為所述第二轉盤與所述器械驅動器接合尚未成功。
31、本技術提供一種手術器械的接合裝置。所述手術器械包括驅動機構、連接于所述驅動機構的遠端的軸以及連接于所述軸的遠端的末端執行器,所述驅動機構包括器械驅動器、驅動所述末端執行器運動的第一轉盤和驅動所述軸旋轉的第二轉盤,所述第一轉盤和所述第二轉盤由器械驅動器驅動旋轉,所述手術器械的接合裝置包括:
32、接合模塊,接合所述第一轉盤與所述器械驅動器;
33、驅動模塊,驅動所述第一轉盤使所述末端執行器運動而對所述軸施加旋轉阻力矩,響應于所述旋轉阻力矩,所述第二轉盤與所述器械驅動器接合。
34、本技術提供一種計算機可讀存儲介質,所述存儲介質存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現前述實施例所述的手術器械的接合方法或者手術器械的接合判斷方法。
35、本技術提供一種電子設備,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,所述處理器執行所述程序時實現前述實施例所述的手術器械的接合方法或者手術器械的接合判斷方法。
36、本技術還提供一種醫療系統,包括手術器械以及前述實施例所述的電子設備;所述電子設備用于接合所述手術器械和所述器械驅動器或者判斷所述手術器械和所述器械驅動器是否接合成功。
37、根據本技術的手術器械的接合方法,利用末端執行器運動對軸產生的旋轉阻力矩,接合器械驅動器與手術器械,無需設置額外的轉盤,有利于簡化手術器械結構,減少零件數量,進而降低制造成本。