(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 202210933058.6 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 医带医路创新科技发展 （天津） 有限 公司 地址 300450 天津市滨 海新区滨 海高新区 华苑产业区华天道 2号3020主F区14 申请人 北京航天亿量中 医科学研究院 (72)发明人 孙瑞　 (74)专利代理 机构 北京沁优知识产权代理有限 公司 11684 专利代理师 胡妍 (51)Int.Cl. B25J 9/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 19/02(2006.01) (54)发明名称 一种数控机 械臂及控制方法 (57)摘要 本发明提供一种数控机械臂及 控制方法， 其 中数控机械臂包括机械臂底座、 工控机、 固定在 机械臂上的连接柱、 铰接在连接柱上的调节杆、 固定在调节杆上的伸缩 杆、 可拆卸固定在伸缩 杆 远离调节杆的端部的砭石探头， 连接柱上设置有 测距传感器， 调节杆包括若干依次铰接的关节， 每个关节均对应一个编号且均设有障碍物感应 器、 位置反馈器和微处理器。 本发明所述数控机 械臂可以根据实际需求适量调节每个关节的长 度， 以使调节杆达到最佳的运动效果， 每个关节 还对应有障碍物感应器、 位置反馈器和微处理 器， 使得操作人员能够根据每个关节具体的位置 信息进行该关节的调节以及对下一个关节进行 判断， 提高机 械臂的控制效果。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115139287 A 2022.10.04 CN 115139287 A 1.一种数控机械臂， 其特征在于： 包括机械臂底座(1)、 工控机(2)、 固定在机械臂底座 (1)中心处的连接柱(3)、 铰接在连接柱(3)远离机械臂底 座(1)的端部的调节杆(4)、 固定在 调节杆(4)远离连接柱(3)的端部的伸缩杆(5)、 可拆卸固定在伸缩杆(5)远离调节杆(4)的 端部的砭石探头(6)， 连接柱(3)上设置有测距传感器(8)， 调节杆(4)包括若干依次铰接的 关节(9)， 每个关节(9)均对应一个编号且均设有障碍物感应器(10)、 位置反馈器(11)和微 处理器(12)。 2.根据权利要求1所述的一种数控机械臂， 其特征在于： 所述关节(9)的数量为2 ‑8个， 关节(9)的编号为Ni， 与连接柱(3)直接铰接的关节(9)记为i＝1， 相邻的关节(9)依次记为i +1， 每个关节(9)上固定的障碍物感应器(10)、 位置 反馈器(11)和微处理器(12)的编号均与 Ni对应， 分别为Ai、 Bi和Ci。 3.根据权利要求2所述的一种数控机械臂， 其特征在于： 所述关节(9)的数量为4， 关节 (9)的编号依次为 N1‑N4。 4.根据权利要求2所述的一种数控机械臂， 其特征在于： 所述砭石探头(6)上固定有摄 像头(7)。 5.根据权利要求4所述的一种数控机械臂， 其特征在于： 所述摄像头(7)为红外热感应 摄像头或中 医可视化检测摄 像头中的一种。 6.根据权利要求5所述的一种数控机械臂， 其特征在于： 所述测距传感器(8)为红外传 感器、 温度传感器、 超声 波传感器、 电磁传感器中的一种。 7.根据权利要求4 ‑6任一所述的一种数控机械臂， 其特征在于： 所述工控机(2)与关节 (9)、 伸缩 杆(5)、 摄像头(7)、 测距传感器(8)、 障碍物感应器(10)、 位置 反馈器(11)和微处理 器(12)电连接 。 8.一种数控机械臂的控制方法， 用于控制如权利要求7所述的数控机械臂， 其特征在 于， 包括如下步骤： S1.启动工控机(2)， 检查数控机械臂， 预先设定机械臂的移动程序或手动输入操作指 令， 定义坐标轴和坐标原点(X0,Y0,Z0)； S2.工控机(2)控制测距传感器(8)获取目标检测物的轮廓和坐标(Xa,Ya,Za)； S3.工控机(2)控制编号为Ai的障碍物感应器(10)检测并获取编号为Ni的关节(9)四周 的障碍物信息， 处理并生成对应关节(9)的运动信息并将该运动信息发送至编号为Ci的微 处理器(12)， 编号为Ni的关节(9)发生运动带动砭石探头(6)向指定位置即坐标(Xa,Ya,Za) 靠近， 同时编号为Bi的位置反馈器(11)将编号为Ni的关节(9)移动后的位置信息反馈至工控 机(2)， i＝1； S4.工控机(2)控制编号为Ai+1的障碍物感应器(10)检测并获取编号为Ni+1的关节(9)四 周的障碍物信息， 结合步骤S3中编号为Bi的位置反馈器(11)反馈的位置信息进行数据的处 理， 生成编号为Ni+1的关节(9)的运动信息并将该运动信息发送至编号为Ci+1的微处理器 (12)， 编号为Ni+1的关节(9)发生运动继续带动砭石探头(6)向指定位置靠近， 同时编号为 Bi+1的位置反馈器(1 1)将编号 为Ni+1的关节(9)移动 后的位置信息反馈 至工控机(2)； S5.重复步骤S4的操作， 使关节(9)逐个运动直至 带动砭石探头(6)的坐标位置到达(Xa, Ya,Za)， 若此时砭石 探头(6)的坐标位置与(Xa,Ya,Za)之间只存在线性的距离差， 启动伸缩杆 (5)使砭石探头(6)的坐标位置与(Xa,Ya,Za)重合， 工控机(2)启动摄像头(7)， 进行医学检测。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115139287 A 2一种数控机械臂及控制方 法 技术领域 [0001]本发明是一种数控机 械臂及控制方法， 属于数控机 械臂技术领域。 背景技术 [0002]机械臂是一种高精度、 高度非线性的具有人工智能的机械设备， 因其独特的操作 灵活性在医疗行业中得到广泛应用， 但现有医疗用机械臂体积较大、 笨重且运动不够灵活、 操作者不易操作、 尤其使用者的使用效果不佳， 因此， 本发明针对上述机械臂的不 足之处进 行改进。 发明内容 [0003]针对现有技术存在的不足， 本发明目的是提供一种数控机械臂及控制 方法， 以解 决上述背景技 术中提出的问题。 [0004]为了实现上述第一个目的， 提供一种数控机 械臂， 本发明通过如下技 术方案实现。 [0005]一种数控机械臂， 包括机械臂底座、 工控机、 固定在机械臂底座中心处的连接柱、 铰接在连接柱远离机械臂底座的端部的调节杆、 固定在调节杆远离连接柱的端部的伸缩 杆、 可拆卸固定在伸缩杆远离调节杆的端部的砭石探头， 连接柱上设置有测距传感器， 调节 杆包括若干依 次铰接的关节， 每个关节均对应一个编号且均设有障碍物感应器、 位置反馈 器和微处理器。 工控机用于接收、 处理以及发送信息， 控制调节杆、 伸缩杆、 测距传感器、 障 碍物感应 器、 位置反馈器和微处 理器的运行。 [0006]优选的， 所述关节的数量为2 ‑8个， 关节的编号为Ni， 与连接柱直接铰接的关节记 为i＝1， 相邻的关节依次记为i+1， 每个关节上固定的障碍物感应器、 位置反馈器和微处理 器的编号均与Ni对应， 分别为Ai、 Bi和Ci。 假设关节的数量为8， 则关节的编号由靠近连接柱 的位置向外逐渐递增， 依次为N1‑N8， 障碍物感应器的对应编号依次为A1‑A8， 位置反馈器的 对应编号依次为B1‑B8， 微处理器的对应编号依次为C1‑C8。 [0007]优选的， 所述关节的数量 为4， 关节的编号依次为 N1‑N4。 [0008]优选的， 所述砭石探 头上固定有摄 像头。 [0009]优选的， 所述摄 像头为红外热感应 摄像头或中 医可视化检测摄 像头中的一种。 [0010]优选的， 所述测距传感器为红外传感器、 温度传感器、 超声波传感器、 电磁传感器 中的一种。 [0011]优选的， 所述工控机与关节、 伸缩杆、 摄像头、 测距传感器、 障碍物感应器、 位置反 馈器和微处 理器电连接 。 [0012]为了实现第二个目的， 提供该数控机械臂的控制 方法， 本发明通过下述技术方案 实现。 [0013]一种数控机 械臂的控制方法， 用于控制上述的数控机 械臂， 包括如下步骤： [0014]S1.启动工控机， 检查数控机械臂， 预先设定机械臂的移动程序或手动输入操作指 令， 定义坐标轴和坐标原点(X0,Y0,Z0)；说　明　书 1/4 页 3 CN 115139287 A 3