所公開的實施例涉及計算機(jī)輔助系統(tǒng)，諸如機(jī)器人系統(tǒng)、用于控制計算機(jī)輔助系統(tǒng)的技術(shù)和相關(guān)使用方法。

背景技術(shù)：

1、計算機(jī)輔助電子設(shè)備的使用越來越頻繁。在工業(yè)、娛樂、教育和其他環(huán)境中尤其如此。作為醫(yī)療示例，今天的醫(yī)療設(shè)施具有在手術(shù)室、介入套房、重癥監(jiān)護(hù)病房、急診室和/或類似場所中發(fā)現(xiàn)的大型電子設(shè)備陣列。這些電子設(shè)備中的許多能夠自主或半自動運(yùn)動。人們還知道使用位于用戶控制系統(tǒng)處的一個或多個輸入設(shè)備來控制電子設(shè)備的運(yùn)動和/或操作。作為一個具體的示例，微創(chuàng)機(jī)器人遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)允許醫(yī)療人員遠(yuǎn)程操作機(jī)器人系統(tǒng)，以從患者觸摸距離內(nèi)的方位、從遠(yuǎn)離患者但仍在人類肉眼觀看距離內(nèi)的方位、或在患者的同一設(shè)施、城市或國家之外的遠(yuǎn)程方位對患者執(zhí)行規(guī)程。遠(yuǎn)程外科手術(shù)一般是指使用外科手術(shù)系統(tǒng)執(zhí)行的遠(yuǎn)程操作外科手術(shù)，其中外科醫(yī)生使用某種形式的遠(yuǎn)程控制，諸如通過命令伺服機(jī)構(gòu)，來操縱外科手術(shù)器械的移動，而不是直接用手握持和移動器械。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在一些實施例中，計算機(jī)輔助系統(tǒng)包括被配置為支撐器械的機(jī)械臂、被配置為接受用戶命令以移動器械的輸入設(shè)備、耦合到輸入設(shè)備的致動器系統(tǒng)和包括至少一個處理器的控制器?？刂破鞅慌渲脼榇_定器械處的力的變化的分量，其中該分量與輸入設(shè)備的運(yùn)動方向相關(guān)。控制器還被配置為響應(yīng)于由器械所經(jīng)受的環(huán)境剛度(stiffness)超過閾值剛度的確定，至少部分地基于環(huán)境剛度和力的變化的分量來確定反饋力，并且促使/引起(cause)致動器系統(tǒng)驅(qū)動輸入設(shè)備來施加反饋力。

2、在一些實施例中，控制被配置為支撐器械的計算機(jī)輔助系統(tǒng)的方法包括以下內(nèi)容。該計算機(jī)輔助系統(tǒng)包括被配置為控制器械的移動的輸入設(shè)備，以及被配置為向輸入設(shè)備施加力的致動器系統(tǒng)。該方法包括確定器械處的力的變化的分量，該分量與輸入設(shè)備的運(yùn)動方向相關(guān)。該方法還包括響應(yīng)于由器械所經(jīng)受的環(huán)境剛度超過閾值剛度的確定，至少部分地基于環(huán)境剛度和力的變化的分量來確定反饋力，并且促使致動器系統(tǒng)驅(qū)動輸入設(shè)備來施加反饋力。

3、在一些實施例中，非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲指令，當(dāng)由與計算機(jī)輔助設(shè)備相關(guān)聯(lián)的至少一個處理器實行時，該指令促使該至少一個處理器執(zhí)行一種方法。計算機(jī)輔助系統(tǒng)被配置為支撐器械。該計算機(jī)輔助系統(tǒng)包括被配置為控制器械的移動的輸入設(shè)備，以及被配置為向輸入設(shè)備施加力的致動器系統(tǒng)。該方法包括確定器械處的力的變化的分量，其中該分量與輸入設(shè)備的運(yùn)動方向相關(guān)。該方法還包括，響應(yīng)于由器械所經(jīng)受的環(huán)境剛度超過閾值剛度的確定，至少部分地基于環(huán)境剛度和力的變化的分量來確定反饋力，并且促使致動器系統(tǒng)驅(qū)動輸入設(shè)備來施加反饋力。

4、應(yīng)當(dāng)理解，前述概念和下文所論述的附加概念可按任何合適的組合進(jìn)行布置，因為本公開在這方面并不局限于此。此外，當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，從以下各種非限制性實施例的詳細(xì)描述中，本公開的其他優(yōu)勢和新穎特征將變得顯而易見。

技術(shù)特征：

1.一種計算機(jī)輔助系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述器械包括遠(yuǎn)側(cè)部分，并且其中力的所述變化包括所述器械的所述遠(yuǎn)側(cè)部分處的遠(yuǎn)側(cè)力的變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述輸入設(shè)備的所述運(yùn)動方向是在至少兩個自由度上確定的，并且其中所述輸入設(shè)備的所述運(yùn)動方向是所述輸入設(shè)備的速度方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為通過以下方式確定所述反饋力：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為至少部分地基于所述環(huán)境剛度和所述閾值剛度通過以下方式確定所述反饋力：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為至少部分地基于所述環(huán)境剛度和所述閾值剛度通過以下方式確定所述反饋力：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中確定所述增益因子包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置為：

10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為通過以下方式確定所述反饋力：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置為：

12.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為通過以下方式確定所述反饋力：

13.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置為：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置為：

15.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中所述控制器還被配置為響應(yīng)于確定力的所述變化加上所述反饋力的誤差大于所述器械處的力的先前變化：

16.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中：

17.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，其中：

18.一種控制被配置為支撐器械的計算機(jī)輔助系統(tǒng)的方法，所述計算機(jī)輔助系統(tǒng)包括被配置為控制所述器械的移動的輸入設(shè)備和被配置為向所述輸入設(shè)備施加力的致動器系統(tǒng)，所述方法包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述器械包括遠(yuǎn)側(cè)部分，并且其中力的所述變化包括所述器械的所述遠(yuǎn)側(cè)部分處的遠(yuǎn)側(cè)力的變化。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括：

21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中確定所述反饋力包括將所述反饋力確定為與所述輸入設(shè)備的所述運(yùn)動方向相反。

22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中至少部分地基于所述環(huán)境剛度和所述閾值剛度確定所述反饋力包括使用所述環(huán)境剛度和所述閾值剛度的比較。

23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中至少部分地基于所述環(huán)境剛度和所述閾值剛度確定反饋力包括：

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中確定所述增益因子包括：

25.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項所述的方法，還包括：

26.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項所述的方法，其中確定所述反饋力包括將所述反饋力限制到基于所述器械處的力而確定的力極限。

27.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項所述的方法，其中確定所述反饋力包括：

28.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項所述的方法，還包括：

29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括：

30.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項所述的方法，還包括，響應(yīng)于確定力的所述變化加上所述反饋力的誤差大于所述器械處的力的先前變化：

31.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項所述的方法，其中所述致動器系統(tǒng)是第一致動器系統(tǒng)，并且所述計算機(jī)輔助系統(tǒng)還包括被配置為驅(qū)動所述器械的運(yùn)動的第二致動器系統(tǒng)，所述方法還包括：

32.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項所述的方法，其中所述致動器系統(tǒng)是第一致動器系統(tǒng)，并且所述計算機(jī)輔助系統(tǒng)還包括第二致動器系統(tǒng)，所述方法還包括：

33.一種存儲指令的非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述指令在由與計算機(jī)輔助設(shè)備相關(guān)聯(lián)的至少一個處理器實行時，促使所述至少一個處理器執(zhí)行權(quán)利要求18至32中任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
一種計算機(jī)輔助系統(tǒng)包括被配置為支撐器械的機(jī)械臂、被配置為接受用戶命令以移動器械的輸入設(shè)備以及耦合到輸入設(shè)備的致動器系統(tǒng)。計算機(jī)輔助系統(tǒng)的控制器被配置為確定器械處的力的變化的分量，該分量與輸入設(shè)備的運(yùn)動方向相關(guān)。如果由器械所經(jīng)受的環(huán)境剛度超過閾值剛度，則控制器還至少部分地基于環(huán)境剛度和力的變化的分量來確定反饋力?？刂破鞔偈怪聞悠飨到y(tǒng)驅(qū)動輸入設(shè)備施加反饋力。

技術(shù)研發(fā)人員：A·蘇雷什
受保護(hù)的技術(shù)使用者：直觀外科手術(shù)操作公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23