(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211046330.5 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 杭州柳叶刀机 器人有限公司 地址 311100 浙江省杭州市余杭区中泰街 道绿泰路5号 4幢5楼508 (72)发明人 黄志俊　刘金勇　钱坤　李焕宇　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 梁韬 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 机械臂平面控制方法、 装置、 机械臂及存储 介质 (57)摘要 本发明属于机械臂控制技术领域， 公开了一 种机械臂平面控制方法、 装置、 机械臂及存储介 质， 方法包括： 根据对工作对象和所述工作对象 的对象模型进行预先配准后得到的匹配参数， 以 及获取的机械臂的末端工具处所受到的外力， 以 控制所述末端工具在预先规划的工作平面上移 动； 根据所述末端工具的当前坐标、 所述末端工 具移动后的目标坐标以及预先规划的所述工作 平面的工作边界， 控制所述末端工具在所述工作 边界内移动。 本申请以保障机械臂的移动范围不 会超界， 并且维持在工作平面上， 使得手术过程 更精准和稳定 。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115256404 A 2022.11.01 CN 115256404 A 1.一种机 械臂平面控制方法， 其特 征在于， 包括： 根据对工作对象和所述工作对象的对象模型进行预先配准后得到的匹配参数， 以及获 取的机械臂的末端工具处所受到的外力， 控制所述末端工具在预先规划的工作平面上移 动； 根据所述末端工具的当前坐标、 所述末端工具移动后的目标坐标以及预先规划的所述 工作平面的工作边界， 控制所述末端工具在所述工作边界内移动。 2.根据权利要求1所述的机械臂平面控制方法， 其特征在于， 所述控制所述末端工具在 预先规划工作平面上移动， 包括： 通过视觉传感器， 获取所述末端工具的位置， 并通过所述匹配参数获取所述工作平面 的实际坐标， 确定所述末端工具与所述工作平面之间的相对位置； 其中所述视觉传感器设 置在使得视 觉范围覆盖所述机 械臂和所述工作对象的位置； 调整所述末端工具的位置， 使所述末端工具作用于所述工作平面上， 通过设置在所述 末端工具 处的力传感器获取所述外力， 并控制垂 直于所述工作平面的力矩为0， 使 得所述末 端工具维持在所述工作平面上。 3.根据权利要求1所述的机械臂平面控制方法， 其特征在于， 所述工作边界通过预先规 划得到， 包括： 根据所述工作平面和所述对象模型， 规划所述工作边界， 以使所述工作边界正好包围 所述工作平面中的所述工作对象。 4.根据权利要求1所述的机械臂平面控制方法， 其特征在于， 所述控制所述末端工具在 所述工作边界内移动， 包括： 实时计算所述当前坐标和所述目标坐标的第一距离， 以及在所述末端工具运动方向 上， 所述当前坐标与所述工作边界的第二距离； 控制保持所述第一距离小于所述第二距离， 使得所述末端工具在所述工作边界内移 动。 5.根据权利要求1所述的机械臂平面控制方法， 其特征在于， 所述匹配参数包括旋转参 数和平移参数； 所述工作对象和所述工作对象的对象模型进行 预先配准， 包括： 获取所述对象模型的模型点云数据， 通过视觉传感器， 获取所述工作对象表面的标记 点， 从而获取 所述工作对象的实际点云数据； 确定所述模型点云数据和所述实际点云数据的转换关系， 计算所述模型点云数据转换 到所述实际点云数据的平 移参数和旋转 参数。 6.根据权利要求5所述的机械臂平面控制方法， 其特征在于， 所述计算所述模型点云数 据转换到所述实际点云数据的平 移参数和旋转 参数， 包括： 根据所述转换关系， 计算所述模型点云数据转换到所述实 际点云数据的误差值， 通过 计算所述 误差值的最小值， 获取 所述平移参数和所述旋转 参数。 7.根据权利要求6所述的机械臂平面控制方法， 其特征在于， 所述误差值通过如下表达 式计算得到：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115256404 A 2式子中， p为所述对象模型的坐标点集， q为所述工作对象的坐标点集， i为点集p和q中 坐标点的下 标， R为所述旋转 参数， t为所述平 移参数， n 为所述坐标点的总数。 8.一种机 械臂平面控制装置， 其特 征在于， 包括： 第一控制模块， 用于根据对工作对象和所述工作对象的对象模型进行预先配准后得到 的匹配参数， 以及获取 的手术机械臂的末端工具处所受到的外力， 以控制所述末端工具在 预先规划的工作平面上移动； 第二控制模块， 用于根据所述末端工具的当前坐标、 所述末端工具移动后的目标坐标 以及预先规划的所述工作平面的工作边界， 控制所述末端工具在所述工作边界内移动。 9.一种机械臂， 其特征在于， 包括处理器和存储器， 所述存储器存储有计算机程序， 所 述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求1至7中任一项所述的机械臂平面控制 方法。 10.一种可读存储介质， 其特征在于， 其存储有计算机程序， 所述计算机程序在处理器 上运行时执 行权利要求1至7中任一项所述的机 械臂平面控制方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115256404 A 3