一种受约束的机械臂零力控制系统及其控制方法

    公开(公告)号:CN114145848B

    公开(公告)日:2023-08-25

    申请号:CN202111497390.4

    申请日:2021-12-09

    Abstract: 本发明公开了一种受约束的机械臂零力控制系统及其控制方法,包括:动力学补偿控制器,用于根据关节自身重力、所受摩擦力控制各关节电机输出补偿力矩;速度限制控制器,用于根据笛卡尔空间及关节空间的速度限制控制各关节电机输出速度限制力矩;位置限制控制器,用于根据笛卡尔空间及关节空间的位置限制控制各关节电机输出位置限制力矩;机械臂各关节电机在前述三个控制器的控制下输出合力矩。本发明在传统零力拖动的基础上,增加笛卡尔空间以及关节空间的速度和位置约束,可避免拖动过程中速度过快不能及时制动,以及拖动过程中发生碰撞等问题,使得拖动过程更安全可靠。

    一种手术机器人远心不动点调整方法

    公开(公告)号:CN115500957A

    公开(公告)日:2022-12-23

    申请号:CN202211221716.5

    申请日:2022-10-08

    Abstract: 本发明公开了一种手术机器人远心不动点调整方法,包括步骤:建立导纳控制模型;计算远心不动点的当前位置,并结合其初始位置及采集的器械臂所受外力对所述导纳控制模型进行调整使得所述远心不动点在设定范围内运动,并据此计算得到远心不动点的目标位置;根据远心不动点的目标位置,求解各关节的目标位置并驱动各关节运动。本发明可以调整RCM点的位置以释放患者体表与机器人接触的应力,减少对患者体表的应力损伤,且RCM点的调整被约束在较小的运动范围内,具有安全保护功能,避免因人为因素导致的拖动幅度过大等风险。

    一种调整手术臂工作空间的方法
    13.
    发明公开

    公开(公告)号:CN115500942A

    公开(公告)日:2022-12-23

    申请号:CN202211221717.X

    申请日:2022-10-08

    Abstract: 本发明公开了一种调整手术臂工作空间的方法,包括步骤:获取手术臂的当前工作空间;根据主机械臂末端的实时位姿确定末端手术器械的目标位姿;判断末端手术器械位于其目标位姿时手术臂是否在其当前工作空间内,若是,则控制手术臂各关节运动至其目标位姿,否则驱动调整臂中的冗余俯仰关节运动以调整其工作空间,同时通过从机械臂其余关节的同步配合动作使得其末端手术器械位姿不变。本发明在可自主判断手术臂的工作空间并做适当的工作空间调整,在不中断操作的前提下有效扩大其操作范围,保证了操作的连续性和流畅性,提高了整体的安全性。

    一种受约束的机械臂零力控制系统及其控制方法

    公开(公告)号:CN114145848A

    公开(公告)日:2022-03-08

    申请号:CN202111497390.4

    申请日:2021-12-09

    Abstract: 本发明公开了一种受约束的机械臂零力控制系统及其控制方法,包括:动力学补偿控制器,用于根据关节自身重力、所受摩擦力控制各关节电机输出补偿力矩;速度限制控制器,用于根据笛卡尔空间及关节空间的速度限制控制各关节电机输出速度限制力矩;位置限制控制器,用于根据笛卡尔空间及关节空间的位置限制控制各关节电机输出位置限制力矩;机械臂各关节电机在前述三个控制器的控制下输出合力矩。本发明在传统零力拖动的基础上,增加笛卡尔空间以及关节空间的速度和位置约束,可避免拖动过程中速度过快不能及时制动,以及拖动过程中发生碰撞等问题,使得拖动过程更安全可靠。

    一种传动钢带的制备方法及制备工装

    公开(公告)号:CN113857787A

    公开(公告)日:2021-12-31

    申请号:CN202111235470.2

    申请日:2021-10-22

    Inventor: 程敏 申登伟

    Abstract: 本发明公开了一种传动钢带制备方法及制备工装,其中传动钢带制备方法包括步骤:(1)根据传动需求将若干层钢带的一端剪裁平齐并将其焊接固定;(2)将钢带逐层绕设在钢带剪裁轮上,每层钢带的另一端分别通过拉紧组件拉紧;(3)将拉紧后的钢带的另一端剪裁平齐后焊接固定,得到传动钢带。本发明可以实现多层钢带剪裁和焊接时的同时拉紧且受力一致,满足传动钢带的寿命要求和使用要求。

    一种机械臂结构、预摆位结构及手术机器人

    公开(公告)号:CN113520602B

    公开(公告)日:2024-03-12

    申请号:CN202110879042.7

    申请日:2021-08-02

    Inventor: 申登伟

    Abstract: 本发明公开了一种机械臂结构、预摆位结构及手术机器人,属于医疗器械领域,机械臂结构包括基座、第一旋转驱动关节、第一臂、第二臂和转台;第一旋转驱动关节固定安装在基座上,第一臂固定在第一旋转驱动关节的输出端,第一臂与第二臂之间、第二臂与转台之间分别通过第一旋转关节、第二旋转关节可转动连接;还包括传动结构,传动结构用于在第一旋转驱动关节带动第一臂转动时,同步地带动第二臂相对于第一臂和转台相对于第二臂旋转,以使转台相对于基座伸缩。本发明通过合理设计降低机械臂结构中动力部件的使用,并使动力部件只布置在机械臂结构中远离转台的一端,余出的负载可在转台上布置更大更重的操纵臂,并且能够减小预摆位结构的负载自重比。

    一种机械臂结构及手术机器人
    17.
    发明公开

    公开(公告)号:CN116250935A

    公开(公告)日:2023-06-13

    申请号:CN202310290978.5

    申请日:2023-03-23

    Abstract: 本发明公开了一种机械臂结构及手术机器人,其中机械臂结构包括:一种机械臂结构,包括:固定座;折叠组件,包括多个臂端相互转动配合连接,其中第一臂的自由端与所述固定座转动连接;从机械臂,转动安装于所述折叠组件的最后一臂的末端;所述第一臂转动时带动其他臂同步运动完成折叠且使得所述从机械臂的姿态始终保持不变;在所述第一臂的自由端与所述固定座的连接处设有用于保持旋转平衡的平衡结构。本发明通过设计同步传动的折叠组件,使得从机械臂的直线调整转化为折叠运动,在同样行程下大大压缩了重量和体积。

    一种机械臂传动系统及传动控制方法

    公开(公告)号:CN115281835A

    公开(公告)日:2022-11-04

    申请号:CN202210878492.9

    申请日:2022-07-25

    Abstract: 本申请实施例提供了一种机械臂传动系统及传动控制方法,传动系统包括:支架;传动组件,设置在所述支架内;机械臂安装件,设置在所述支架内,与所述传动组件传动连接;力平衡装置,其一端固定于所述支架上,另一端与力值检测装置连接;所述力值检测装置,安装于所述机械臂安装件上,用于检测所述力平衡装置对所述机械臂安装件的力值信号,所述力值信号用于调整所述传动组件的输入力矩;其中,所述力平衡装置与所述力值检测装置非刚性连接,或所述力值检测装置与所述机械臂安装件非刚性连接。本申请实施例能够提高重力平衡的效果。

    一种挠性传动系统及其挠性件断裂检测方法

    公开(公告)号:CN115165348A

    公开(公告)日:2022-10-11

    申请号:CN202210939744.4

    申请日:2022-08-05

    Abstract: 本申请实施例提供了一种挠性传动系统及其挠性件断裂检测方法,挠性传动系统包括至少一组传动组件,每组所述传动组件包括两个传动轮和连接在两个所述传动轮之间的挠性件和保持件,所述挠性件用于动力传输,在所述传动组件正常传动过程中,所述保持件处于非张紧状态;安装于所述传动轮的用于检测所述传动轮的转动角度的检测装置。本申请解决了挠性传动系统的挠性件断裂不易检测且挠性件断裂后传动系统运动不受控的问题,提高了传动系统的传动安全性。

    保持末端位姿固定的让位方法
    20.
    发明公开

    公开(公告)号:CN114948238A

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210728911.0

    申请日:2022-06-24

    Abstract: 本发明公开了保持工具位姿固定的让位方法,包括步骤:建立让位臂运动学模型;根据让位需求得到在让位过程中让位臂末端的受约束位姿和非约束位姿,根据让位臂的运动自由度及其受约束位姿对应自由度得到的冗余自由度构建用于驱动其冗余自由度对应关节的虚拟轴;计算在虚拟轴驱动下的让位臂各实际关节位置,据此驱动让位臂对应关节运动。本发明构建约束虚拟轴,用以保证让位过程的虚拟轴速度均匀性,避免了以关节驱动导致其他关节速度变化过大的问题。

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