(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 202211147679.8 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 杭州三坛医疗科技有限公司 地址 310030 浙江省杭州市西湖区三墩镇 西园九路8号3幢E座7楼701室 (72)发明人 李明　沈丽萍　杨斌　高广文　 (74)专利代理 机构 北京柏杉松知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11413 专利代理师 孟维娜　马敬 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 13/00(2006.01) B25J 13/08(2006.01) (54)发明名称 一种机械臂控制方法、 装置、 系统、 设备及存 储介质 (57)摘要 本发明实施例提供了一种机械臂控制方法、 装置、 系统、 设备及存储介质， 涉及数据处理技术 领域， 上述方法包括： 获得探针的针尖多次触碰 手术对象的手术部位时探针示踪器的第一位姿； 根据所述探针示踪器与所述探针针尖之间的相 对位置关系以及所获得的各个第一位姿， 确定所 述探针针尖在每一次触碰所述手术部位时的针 尖位置； 根据所述探针针尖的各个针尖位置， 确 定障碍物空间所在位置； 根据所述障碍物空间所 在位置和预设的目标位姿控制机械臂移动， 以使 得所述机械臂末端移动至所述目标位姿指示的 位置。 应用本发明实施例提供的机械臂控制方 案， 能够在控制机械臂移动的过程中避免机械臂 与手术对象的手术部位发生碰撞。 权利要求书4页 说明书15页 附图5页 CN 115229806 A 2022.10.25 CN 115229806 A 1.一种机 械臂控制方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获得探针的针尖多次触碰手术对象的手术部位时探针示踪器的第一位姿， 其中， 所述 探针示踪器安装于所述探针上， 所述探针 针尖每一次触碰的手术部位上的位置不同； 根据所述探针示踪器与所述探针针尖之间的相对位置关系以及所获得的各个第一位 姿， 确定所述探针 针尖在每一次触碰所述手术部位时的针尖位置； 根据所述探针 针尖的各个 针尖位置， 确定障碍物空间所在位置； 根据所述障碍物 空间所在位置和预设的目标位姿控制机械臂移动， 以使得所述机械臂 末端移动至所述目标位姿指示的位置 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述障碍物 空间所在位置和预设 的目标位姿控制所述机 械臂移动， 包括： 根据所述障碍物 空间所在位置， 以预设的目标位姿为机械臂末端的最终位姿规划 移动 路径， 其中， 所述移动路径针对所述障碍物空间进行避障； 控制所述机 械臂按照所规划的移动路径进行移动。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述障碍物 空间所在位置和预设 的目标位姿控制机 械臂移动， 包括： 规划以预设的目标位姿为机 械臂末端的最终位姿的移动路径； 控制所述机 械臂按照所规划的移动路径进行移动； 在移动过程中， 监测所述机 械臂的实时位姿； 根据所述实时位姿以及所述障碍物 空间所在位置， 判断所述机械臂是否触碰到所述障 碍物空间； 若为是， 则根据所述障碍物空间所在位置， 控制所述机 械臂进行避障或停止运动。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述实时位姿以及所述障碍物 空 间所在位置， 判断所述机 械臂是否触碰 到所述障碍物空间， 包括： 获得在所述探针 针尖触碰所述手术部位时所述手术对象的对象位姿； 根据所述障碍物 空间所在位置以及对象位姿， 确定所述障碍物 空间在所述手术对象中 的手术位置； 实时监测所述手术对象的位姿， 并根据监测得到的位姿以及所述手术位置， 更新所述 障碍物空间所在位置； 根据所述实时位姿以及更新后的障碍物 空间所在位置， 判断所述机械臂是否触碰到所 述障碍物空间。 5.根据权利要求1 ‑4中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述障碍物 空间所在位置为所 述障碍物空间在基座坐标系 下的位置， 所述基座坐标系为： 根据所述机械臂的基座建立的 坐标系。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 获得在所述探针针尖触碰所述手术部位时标定示踪器的第二位姿， 其中， 所述第一位 姿和第二 位姿为同一 坐标系下的位姿； 所述根据所述探针示踪器与所述探针针尖之间的相对位置关系以及所获得的各个第 一位姿， 确定所述探针 针尖在每一次触碰所述手术部位时的针尖位置， 包括： 针对所述探针针尖触碰所述手术部位的每一触碰时刻， 根据该触碰时刻下的第一位权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115229806 A 2姿、 第二位姿以及所述探针示踪器与所述探针针尖之间的相对位置关系， 确定在该触碰时 刻下所述探针针尖在标定坐标系下的针尖位置， 其中， 所述标定坐标系为： 根据所述标定示 踪器建立的坐标系； 所述根据所述探针 针尖的各个 针尖位置， 确定障碍物空间所在位置， 包括： 获得当前机械臂姿态、 所述标定示踪器的第三位姿以及末端示踪器的第四位姿， 其中， 所述末端示踪器安装于所述机械臂的末端， 所述第三位姿和 第四位姿为同一坐标系下的位 姿； 根据所获得的机械臂姿态， 确定所述基座坐标系与末端坐标系之间的第一转换关系， 其中， 所述末端坐标系为： 根据所述机 械臂的末端建立的坐标系； 根据所述第 三位姿以及第四位姿， 计算所述标定坐标系与示踪器坐标系之间的第 二转 换关系， 其中， 所述 示踪器坐标系为： 根据所述末端示踪器建立的坐标系； 根据所述第一转换关系、 第二转换关系、 第三转换关系以及所述探针针尖在所述标定 坐标系下的各个针尖位置， 确定障碍物空间在所述基座坐标系下的位置， 其中， 所述第三转 换关系为： 所述 示踪器坐标系与末端坐标系之间的转换关系。 7.一种机 械臂控制装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 第一获得模块， 用于获得探针的针尖多次触碰手术对象的手术部位 时探针示踪器的第 一位姿， 其中， 所述探针示踪器安装于所述探针上， 所述探针针尖每一次触碰的手术部位上 的位置不同； 针尖确定模块， 用于根据所述探针示踪器与所述探针针尖之间的相对位置关系以及所 获得的各个第一 位姿， 确定所述探针 针尖在每一次触碰所述手术部位时的针尖位置； 障碍物确定模块， 用于根据所述探针 针尖的各个 针尖位置， 确定障碍物空间所在位置； 机械臂控制模块， 用于根据 所述障碍物 空间所在位置和预设的目标位姿控制机械臂移 动， 以使得 所述机械臂末端移动至所述目标位姿指示的位置 。 8.根据权利要求7 所述的装置， 其特 征在于， 所述机 械臂控制模块， 具体用于： 根据所述障碍物 空间所在位置， 以预设的目标位姿为机械臂末端的最终位姿规划 移动 路径， 其中， 所述移动路径针对所述障碍物空间进行避障； 控制所述机 械臂按照所规划的移动路径进行移动。 9.根据权利要求7 所述的装置， 其特 征在于， 所述机 械臂控制模块， 包括： 路径规划子模块， 用于规划以预设的目标位姿为机 械臂末端的最终位姿的移动路径； 机械臂控制子模块， 用于控制所述机 械臂按照所规划的移动路径进行移动； 位姿检测子模块， 用于在移动过程中， 监测所述机 械臂的实时位姿； 触碰判断子模块， 用于根据所述实时位姿以及所述障碍物空间所在位置， 判断所述机 械臂是否触碰 到所述障碍物空间， 若为是， 则触发机 械臂避障子模块； 所述机械臂避 障子模块， 用于根据所述障碍物空间所在位置， 控制所述机械臂进行避 障或停止运动。 10.根据权利要求9所述的装置， 其特 征在于， 所述触碰判断子模块， 具体用于： 获得在所述探针 针尖触碰所述手术部位时所述手术对象的对象位姿； 根据所述障碍物 空间所在位置以及对象位姿， 确定所述障碍物 空间在所述手术对象中 的手术位置；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115229806 A 3