手术机器人的摩擦补偿方法、装置、设备、介质及产品与流程

专利2026-01-31  21


本发明涉及手术机器人,尤其涉及一种手术机器人的摩擦补偿方法、装置、设备、介质及产品。


背景技术:

1、手术机器人作为医疗技术的重要进步,其精确性和稳定性对手术的成功与否至关重要。在手术机器人的设计和运行过程中,关节摩擦力是一个不可忽视的因素,它不仅影响机器人的运动精度和动态性能,还可能对手术效果产生负面影响。因此,对手术机器人的关节摩擦力进行补偿是提高手术机器人运动精度和稳定性的关键技术之一。

2、目前的摩擦补偿方法主要针对工业机器人,而工业机器人与手术机器人的运行实况存在差异,因此传统的摩擦补偿方法与手术机器人的适配度较差,摩擦补偿的效果不佳。


技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种手术机器人的摩擦补偿方法、装置、设备、介质及产品,以解决传统的的摩擦补偿方法与手术机器人的适配度较差的问题,提高手术机器人的摩擦补偿效果。

2、根据本发明一个实施例提供了一种手术机器人的摩擦补偿方法,该方法包括:

3、获取手术机器人中待测关节的当前角速度和待测角度;

4、获取与所述待测关节和所述当前角速度对应的预先构建的目标摩擦预测模型;

5、将所述待测角度输入到所述目标摩擦预测模型中,得到输出的目标摩擦力矩大小;

6、根据所述当前角速度和所述目标摩擦力矩大小,对所述待测关节进行摩擦力矩补偿。

7、根据本发明另一个实施例提供了一种手术机器人的摩擦补偿装置,该装置包括:

8、待测角度获取模块,用于获取手术机器人中待测关节的当前角速度和待测角度;

9、目标摩擦预测模型获取模块,用于获取与所述待测关节和所述当前角速度对应的预先构建的目标摩擦预测模型;

10、目标摩擦力矩大小输出模块,用于将所述待测角度输入到所述目标摩擦预测模型中,得到输出的目标摩擦力矩大小;

11、摩擦力矩补偿模块,用于根据所述当前角速度和所述目标摩擦力矩大小,对所述待测关节进行摩擦力矩补偿。

12、根据本发明另一个实施例提供了一种手术机器人,该手术机器人包括:控制设备和至少一个关节;

13、所述控制设备,包括至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的手术机器人的摩擦补偿方法。

14、根据本发明另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的手术机器人的摩擦补偿方法。

15、根据本发明另一个实施例提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的手术机器人的摩擦补偿方法。

16、手术机器人在实际使用过程中,经常以恒定的角速度进行匀速运动。而传统的摩擦力补偿方法大多以角速度为自变量构建摩擦补偿模型,从而使得手术机器人场景下的摩擦力矩的预测结果单一,预测精度很差。

17、本发明实施例的技术方案,通过针对手术机器人中的每个关节,预先为不同的角速度工况分别搭建摩擦预测模型,以角度作为自变量,预测关节在同一角速度工况下不同角度姿态的摩擦力矩大小,并根据关节的当前角速度和预测得到的摩擦力矩大小,对关节进行摩擦力矩补偿,解决了传统的摩擦补偿方法与手术机器人的适配度较差的问题,提高了手术机器人的摩擦补偿效果,并保证了手术机器人在不同角速度工况下的稳定性。

18、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。



技术特征:

1.一种手术机器人的摩擦补偿方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述训练角速度包括正向角速度和负向角速度,相应的,所述在所述训练关节以训练角速度匀速运动过程中,获取所述训练关节的训练电机力矩集,包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述训练电机力矩集,构建训练摩擦力矩集,包括:

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述目标摩擦预测模型包括输入层、隐含层、加和层和输出层;

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述加和层包括第一加和模块和第二加和模块,相应的,所述将所述待测角度输入到所述目标摩擦预测模型中,得到输出的目标摩擦力矩大小,包括:

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前角速度和所述目标摩擦力矩大小,对所述待测关节进行摩擦力矩补偿,包括:

8.一种手术机器人的摩擦补偿装置,其特征在于,包括:

9.一种手术机器人,其特征在于,所述手术机器人包括:控制设备和至少一个关节;

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的手术机器人的摩擦补偿方法。

11.一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-7中任一项所述的手术机器人的摩擦补偿方法。


技术总结
本发明公开了一种手术机器人的摩擦补偿方法、装置、设备、介质及产品,该方法包括:获取手术机器人中待测关节的当前角速度和待测角度;获取与所述待测关节和所述当前角速度对应的预先构建的目标摩擦预测模型;将所述待测角度输入到所述目标摩擦预测模型中,得到输出的目标摩擦力矩大小;根据所述当前角速度和所述目标摩擦力矩大小,对所述待测关节进行摩擦力矩补偿,本发明实施例解决了传统的摩擦补偿方法与手术机器人的适配度较差的问题,提高了手术机器人的摩擦补偿效果,保证了手术机器人在不同角速度工况下的稳定性。

技术研发人员:于春天,苏衍宇,梁云雷,吕洪莉
受保护的技术使用者:哈尔滨思哲睿智能医疗设备股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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