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公开(公告)号：CN114905549B
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202210389927.3
申请日：2022-04-14
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供一种用于绳驱柔性机器人末端三维力感知方法及系统，包括将机器人基部和末端设计成四根梁结构；将四根光纤固定于基部四根梁上，每根光纤有一个FBG传感器；将四根光纤装配于机器人的驱动腔道作为驱动丝，每根光纤有两个FBG传感器；将所有的FBG传感器分成Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；利用Ⅰ组求机器人末端的力矩，求得末端x和y方向的力；Ⅱ组求驱动丝的拉力；Ⅲ组求机器人基部的力矩；通过末端x和y方向的力、驱动丝的拉力、基部的力矩和机器人末端的位姿解耦末端z方向的力。本发明的FBG传感器的配置方式保证了柔性机器人紧凑的结构和大的内腔；无需建立复杂数学模型，无需柔性机器人保持弹性特征，也可适用于关节铰链式连续体机器人。
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公开(公告)号：CN117064545A
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202311266997.0
申请日：2023-09-27
Applicant: 上海交通大学
IPC: A61B34/00 , A61B34/30 , A61B34/35 , A61B34/20 , A61B34/10 , A61B90/00 , G06T17/00 , G06T19/00 , G06T7/73
Abstract: 本发明提供了一种基于增强现实的机器人腔内介入远程呈现方法及系统，包括：对患者端的硬件系统进行标定；在不同视野方向分别采集多张单目相机的图像，对患者端的实际场景进行三维重建，构建VR交互界面；移动单目相机以获得多个最佳观察视野方向，记录相应的机械臂姿态信息；在单目相机图像上，利用标定结果和图像处理将虚拟解剖结构和虚拟介入器械叠加到现实场景，构建AR反馈界面；医生端的可视化设备远程获取患者端设备的VR和AR界面，通过远程遥操作或示教方式改变视野方向，允许医生从不同方向观察并透视关键解剖结构和介入器械；重建了患者端的场景，为机械臂的远程遥操作提供虚拟现实交互界面。
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公开(公告)号：CN117697757A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202311863340.2
申请日：2023-12-29
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种基于光纤光栅的连续体机器人多接触点力感知装置及方法，包括多个依次连接的单元体，任一单元体均包括刚性段和可弯曲段；单元体的刚性段安装有定位块，定位块的中部形成有中心腔道，定位块的周侧形成有驱动腔道，驱动腔道沿定位块的周向间隔形成有多个；中心腔道内配置一根具有多个FBG传感器的多芯光纤，任一驱动腔道内均配置一根刻有多个FBG传感器的单芯光纤。利用FBG传感器重建沿整个驱动丝的张力，无需对驱动丝和驱动通道之间的摩擦进行显式建模，克服了因建模所带来的误差和计算资源耗费过大的问题，该方法能够同时估计连续体机器人本体上多个接触点和接触力大小，为手术机器人的安全介入提供了极大的保障。
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公开(公告)号：CN113229941B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202110674129.0
申请日：2021-06-17
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种基于增强现实的介入机器人无接触遥操系统及标定方法，该系统主要由头戴式AR设备、形状传感系统、电磁跟踪系统、连续体机器人等组成，其标定主要包括五个步骤。本发明将增强现实技术应用于柔性手术机器人，克服了以往增强现实技术只针对刚性器械显示的缺陷，为医生提供沉浸式的手术体验，进一步增加手术的安全性。在增强现实技术的辅助下对腔内解剖学结构及介入的机器人进行3D透视，采用无接触的手势识别方式对机器人进行控制，将不同的手势映射为机器人不同的运动；解决了因形状传感器基坐标系是浮动基座难以获得绝对形状信息的问题；巧妙的将AR设备和电磁跟踪系统的标定转化为AX＝XB的求解问题，更加高效的求解了二者的变换关系。
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公开(公告)号：CN114668507B
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202210240433.9
申请日：2022-03-10
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供一种远程手术视觉反馈系统及方法，包括：运动捕捉系统、平板电脑、第一PC、冗余机械臂、AR眼镜、单目相机、第二PC、第三PC和监控器，设计了一种简单可行且高精度的评估方法，从3D空间位置和2D图像平面位置评估AR眼镜定位功能的精度。为增加遥操作的直观性，通过人体动作模仿的方式对病人端的机械臂进行控制，不仅人体手臂腕部位姿且手臂流形的运动都可以映射到机械臂。本发明能够避免远程手术过程中，监控视野被手术器械遮挡的问题，能够从不同的方向对患者进行观察。此外，本发明的系统能从各个方位透视患者体内关键解剖结构和进入体内的手术器械，极大的缓解了远程手术视野不直观的问题，增加了手术的安全性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118559684A
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202410785536.2
申请日：2024-06-18
Applicant: 上海医疗机器人研究院有限公司 , 上海交通大学
IPC: B25J9/00
Abstract: 本发明提供了一种基于偏心机理的连续体机器人宏微运动装置及方法，包括多个依次连接的单元体，任一所述单元体均包括刚性段和可弯曲段；所述单元体的刚性段安装有定位块，所述定位块的中部形成有中心腔道，所述定位块上还设置有偏心的宏驱动腔道和偏心的微驱动腔道；所述宏驱动腔道内设置有驱动绳，所述微驱动腔道内设置有具有偏心腔的可弯曲纤维。通过旋转具有偏心腔的可弯曲纤维来增强机器人的运动能力，将两根带有偏心内腔的热拉聚合物纤维插入连续机器人的微驱动腔道中，机器人的宏运动由驱动绳的拉伸完成，微运动由偏心排列的纤维的旋转提供，微运动的基本原理是依赖于连续体机器人中性轴的微小变化。
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公开(公告)号：CN117357792A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311476806.3
申请日：2023-11-07
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种用于人工耳蜗电极植入的微动平台及机器人，包括下层驱动臂、中层驱动臂、上层驱动臂三者依次转动设置在支撑底座和末端运动平台之间；下层驱动臂、中层驱动臂、上层驱动臂三者均通过被动连接臂与末端运动平台铰接连接，驱动装置分别驱动下层驱动臂、中层驱动臂以及上层驱动臂三者转动。基于球形并联机构的原理，设计了具有远心运动特点的微动平台，其远心点与微动平台所连接手术器械的末端夹持器中心重合。所设计的远心距离方便临床使用需求，能够与患者解剖结构和显微镜视野相避让。与不具有远心运动结构特点的机器人相比，实现了末端夹持器平移运动和调姿运动的解耦，使得在狭小显微镜视野下的机器人运动更为准确、可靠和直观。
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公开(公告)号：CN117205081A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311038073.5
申请日：2023-08-16
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种用于配药的机器人系统及工作方法，包括视觉定位装置确定注射器末端和瓶口二者的空间位置，称重装置检测注射器的质量变化，第一驱动装置调整注射器的位姿，第二驱动装置驱动注射器末端插入瓶体内或从瓶体内脱出，且第二驱动装置还驱动注射器注液或抽液；在控制装置的控制下，视觉定位装置采集注射器末端和瓶口二者的空间位置，第一驱动装置调整注射器的位姿使注射器末端和瓶口对准，第二驱动装置驱动注射器插入瓶体内，第二驱动装置还驱动注射器注液或抽液，称重装置实时检测注射器的质量变化。实现了注射器与非标药瓶的精准定位，并实现精确定量控制，避免了注射器在穿刺过程中偏离西林瓶瓶口的中心导致配药失败的情况发生。
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公开(公告)号：CN114905549A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210389927.3
申请日：2022-04-14
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供一种用于绳驱柔性机器人末端三维力感知方法及系统，包括将机器人基部和末端设计成四根梁结构；将四根光纤固定于基部四根梁上，每根光纤有一个FBG传感器；将四根光纤装配于机器人的驱动腔道作为驱动丝，每根光纤有两个FBG传感器；将所有的FBG传感器分成Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；利用Ⅰ组求机器人末端的力矩，求得末端x和y方向的力；Ⅱ组求驱动丝的拉力；Ⅲ组求机器人基部的力矩；通过末端x和y方向的力、驱动丝的拉力、基部的力矩和机器人末端的位姿解耦末端z方向的力。本发明的FBG传感器的配置方式保证了柔性机器人紧凑的结构和大的内腔；无需建立复杂数学模型，无需柔性机器人保持弹性特征，也可适用于关节铰链式连续体机器人。
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公开(公告)号：CN113229941A
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202110674129.0
申请日：2021-06-17
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种基于增强现实的介入机器人无接触遥操系统及标定方法，该系统主要由头戴式AR设备、形状传感系统、电磁跟踪系统、连续体机器人等组成，其标定主要包括五个步骤。本发明将增强现实技术应用于柔性手术机器人，克服了以往增强现实技术只针对刚性器械显示的缺陷，为医生提供沉浸式的手术体验，进一步增加手术的安全性。在增强现实技术的辅助下对腔内解剖学结构及介入的机器人进行3D透视，采用无接触的手势识别方式对机器人进行控制，将不同的手势映射为机器人不同的运动；解决了因形状传感器基坐标系是浮动基座难以获得绝对形状信息的问题；巧妙的将AR设备和电磁跟踪系统的标定转化为AX＝XB的求解问题，更加高效的求解了二者的变换关系。
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