本公開的各方面總體上涉及操縱器系統(tǒng)。特別地，本公開的各方面涉及控制操縱器系統(tǒng)(諸如醫(yī)療操縱器系統(tǒng))的操縱器的移動(dòng)。

背景技術(shù)：

1、計(jì)算機(jī)輔助操縱器系統(tǒng)(“操縱器系統(tǒng)”)(有時(shí)稱為機(jī)器人輔助系統(tǒng)或機(jī)器人系統(tǒng))可以包括一個(gè)或多個(gè)操縱器臂，這些操縱器臂可以在電子控制器(例如計(jì)算機(jī))的協(xié)助下操作，以通過(guò)致動(dòng)操縱器的輸出驅(qū)動(dòng)器和器械的相應(yīng)輸入驅(qū)動(dòng)器來(lái)移動(dòng)和控制耦合到操縱器的一個(gè)或多個(gè)器械的功能。操縱器臂(本文還稱為操縱器)通常包括由關(guān)節(jié)連接的機(jī)械連桿。器械可移除地耦合到(或永久耦合到)連桿之一(通常是多個(gè)連桿中的遠(yuǎn)側(cè)連桿)。操縱器附接到操縱器支撐結(jié)構(gòu)，例如用于支撐患者或工件的臺(tái)面(例如手術(shù)臺(tái))、與這種臺(tái)面分離并可以放置在這種臺(tái)面附近的移動(dòng)推車或某種其他支撐結(jié)構(gòu)。使其操縱器耦合到臺(tái)面的操縱器系統(tǒng)在本文中可以稱為臺(tái)面安裝式操縱器系統(tǒng)。

2、操縱器臂的關(guān)節(jié)可以包括提供連桿之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和/或提供連桿之間的相對(duì)平移的棱柱型關(guān)節(jié)(prismatic?joints)。在一些系統(tǒng)中，操縱器的至少一些關(guān)節(jié)是動(dòng)力關(guān)節(jié)(powered?joints)。動(dòng)力關(guān)節(jié)包括致動(dòng)器(例如，電機(jī)、液壓致動(dòng)器或其他致動(dòng)器)，其可由電子控制器驅(qū)動(dòng)，以導(dǎo)致圍繞或沿著關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。關(guān)節(jié)還可以包括制動(dòng)器，其可以抵抗或防止圍繞或沿著關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。操縱器的動(dòng)力關(guān)節(jié)的致動(dòng)器和/或制動(dòng)器可以由系統(tǒng)的電子控制器驅(qū)動(dòng)和控制。電子控制器可以基于用戶輸入和/或基于編程到電子控制器中的邏輯來(lái)控制致動(dòng)器以使操縱器圍繞關(guān)節(jié)移動(dòng)。例如，操縱器系統(tǒng)可以包括具有輸入設(shè)備(例如，操縱桿、按鈕或其他輸入)的輸入系統(tǒng)，用戶可以致動(dòng)這些輸入設(shè)備以向電子控制器提供輸入。例如，可以在控制臺(tái)處提供這樣的輸入設(shè)備。用戶輸入還可以以其他方式提供給電子控制器，例如在抓握移動(dòng)期間由用戶直接向操縱器施加力，如下面將更詳細(xì)地描述的。電子控制器包括其中編程的邏輯，該邏輯允許控制器解釋這些用戶輸入，并作為響應(yīng)，基于用戶輸入生成適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，以導(dǎo)致與其耦合的操縱器和/或器械的運(yùn)動(dòng)。此外，電子控制器可以基于預(yù)編程的例程自動(dòng)控制操縱器的某些運(yùn)動(dòng)，而不必遵循直接的用戶輸入，例如用于將操縱器從收起方位(stowed?position)重新配置到準(zhǔn)備使用的部署方位/展開方位(deployed?position)。操縱器可以處于收起方位以進(jìn)行儲(chǔ)存和/或運(yùn)輸。收起方位的示例包括這樣的方位：其中操縱器單獨(dú)和集體地被壓實(shí)并收起在臺(tái)面安裝式操縱器系統(tǒng)中的手術(shù)臺(tái)下方，以及這樣方位：其中操縱器被壓實(shí)并收起在基于推車的系統(tǒng)中的推車的一部分上或推車的一部分中。部署方位的示例包括這樣的方位：其中操縱器相對(duì)地處于延伸配置(例如，相對(duì)于它們連接的關(guān)節(jié)相對(duì)地延伸的連桿)，以及沿著其中它們能夠被接近以用于器械安裝和/或保持器械的位置放置，以用于在手術(shù)臺(tái)上的身體上發(fā)生的醫(yī)療程序。

3、在一些系統(tǒng)中，患者側(cè)用戶還可以在不致動(dòng)輸入系統(tǒng)的控制臺(tái)處的輸入設(shè)備的情況下手動(dòng)移動(dòng)操縱器。例如，在一些系統(tǒng)中，操縱器可以至少部分地通過(guò)用戶手動(dòng)移動(dòng)操縱器來(lái)針對(duì)程序設(shè)置在其初始姿勢(shì)。手動(dòng)移動(dòng)操縱器是指患者側(cè)用戶抓取并直接向操縱器施加力以導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)。在一些情況下可能需要操縱器的這種手動(dòng)運(yùn)動(dòng)，例如，因?yàn)殡娮涌刂破骺赡軣o(wú)法在給定的環(huán)境中自動(dòng)放置操縱器。例如，由于患者的體型和體形可能變化，以及患者相對(duì)于手術(shù)臺(tái)的精確位置，一些系統(tǒng)中的電子控制器可能不知道患者體內(nèi)的入口端口相對(duì)于手術(shù)臺(tái)的精確位置，因此控制器可能不知道在哪里部署操縱器以允許操縱器與那些入口端口對(duì)接(操縱器與入口端口對(duì)接是指將操縱器和/或由操縱器承載(carried)或安裝到操縱器的器械或其他設(shè)備與入口端口的套管接合；例如，在對(duì)接狀態(tài)下，操縱器的器械保持部分的套管保持器可以與套管接合，并且由器械保持部分承載的器械的器械軸可以通過(guò)套管插入)。因此，患者側(cè)用戶可能需要手動(dòng)放置操縱器(例如從控制器完成的初始部署方位)，以實(shí)現(xiàn)操縱器與患者入口端口的對(duì)接。此外，在一些情況下，操縱器的手動(dòng)移動(dòng)用于在情況(case)的某些部分期間進(jìn)行放置，而不是使用控制臺(tái)處的輸入設(shè)備，因?yàn)樵谝恍┫到y(tǒng)中，控制臺(tái)的輸入設(shè)備無(wú)法控制需要運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)。例如，在一些系統(tǒng)中，控制臺(tái)的輸入設(shè)備可以僅控制操縱器遠(yuǎn)端的精細(xì)移動(dòng)(例如插入/移除器械和/或器械端部執(zhí)行器的移動(dòng))，而不控制操縱器作為一個(gè)整體的粗略移動(dòng)(例如，圍繞操縱器更近側(cè)關(guān)節(jié)的移動(dòng))。此外，即使在輸入設(shè)備可以控制期望圍繞其移動(dòng)的關(guān)節(jié)的系統(tǒng)中，在一些狀況下也可能仍然期望手動(dòng)移動(dòng)操縱器，因?yàn)檫M(jìn)行手動(dòng)移動(dòng)可能比使用輸入設(shè)備更容易或更快。

4、操縱器的這種手動(dòng)移動(dòng)可以通過(guò)操縱器的抓握狀態(tài)來(lái)促進(jìn)，該抓握狀態(tài)允許操縱器的抓握運(yùn)動(dòng)。抓握運(yùn)動(dòng)(clutched?motion)或抓握(clutching)是指系統(tǒng)控制操縱器的至少一個(gè)動(dòng)力關(guān)節(jié)的動(dòng)力致動(dòng)器和制動(dòng)器，以便允許用戶圍繞該一個(gè)關(guān)節(jié)或多個(gè)關(guān)節(jié)手動(dòng)移動(dòng)操縱器。抓握并不一定意味著操縱器的動(dòng)力關(guān)節(jié)完全斷電或使完全自由移動(dòng)。相反，在一些情況下，抓握運(yùn)動(dòng)可以包括控制器主動(dòng)驅(qū)動(dòng)操縱器的至少一些動(dòng)力關(guān)節(jié)，以支撐操縱器的各種連桿的重量，同時(shí)還允許操縱器的至少某些限定部分基本上響應(yīng)于用戶提供的力而移動(dòng)。因此，在這些示例中，操縱器可以表現(xiàn)得好像它們是自由浮動(dòng)的一樣。此外，在一些情況下，抓握可能不僅包括支撐操縱器的重量，而且包括驅(qū)動(dòng)動(dòng)力關(guān)節(jié)以主動(dòng)協(xié)助用戶移動(dòng)操縱器。在這種情況下，控制器可以感測(cè)用戶正在向操縱器提供的力，并且基于此，電子控制器可以推斷用戶試圖移動(dòng)操縱器的方向，從而允許控制器驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，以便遵循和/或協(xié)助用戶進(jìn)行該運(yùn)動(dòng)。因此，在抓握運(yùn)動(dòng)期間，用戶引導(dǎo)操縱器的運(yùn)動(dòng)，并提供使操縱器移動(dòng)的至少一些力，但系統(tǒng)還可以在一定程度上主動(dòng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力關(guān)節(jié)，以促進(jìn)這種手動(dòng)移動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的各種實(shí)施例可以解決上述問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)和/或可以展示上述期望特征中的一個(gè)或多個(gè)。從下面的描述中，其他特征和/或優(yōu)點(diǎn)可能變得明顯。

2、根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施例，操縱器系統(tǒng)包括多個(gè)操縱器臂和控制器。多個(gè)操縱器臂中的每個(gè)操縱器臂包括由一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)耦合的多個(gè)連桿，每個(gè)操縱器臂的多個(gè)連桿包括遠(yuǎn)側(cè)連桿組件，該遠(yuǎn)側(cè)連桿組件包括器械保持部分，該器械保持部分被配置為可移除地與器械耦合?？刂破鞅慌渲脼閱?dòng)一組操縱器臂的組抓握模式，該組操縱器臂包括多個(gè)操縱器臂中的兩個(gè)或兩個(gè)以上。在處于組抓握模式時(shí)，控制器基于該組操縱器臂中的一個(gè)或多個(gè)操縱器臂沿著至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的手動(dòng)移動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)該組操縱器臂的關(guān)節(jié)，并協(xié)調(diào)該組操縱器臂中的每個(gè)操縱器臂的定義部分的移動(dòng)。

3、根據(jù)本公開的至少一個(gè)其他實(shí)施例，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)指令，該指令可由包括多個(gè)操縱器臂的操縱器系統(tǒng)的處理器執(zhí)行，以導(dǎo)致處理器為包括多個(gè)操縱器臂中的兩個(gè)或多于兩個(gè)的一組操縱器臂啟動(dòng)組抓握模式。指令還導(dǎo)致處理器在處于組抓握模式時(shí)，基于該組操縱器臂中的一個(gè)或多個(gè)操縱器臂沿著至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的手動(dòng)移動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)該組操縱器臂的關(guān)節(jié)，并協(xié)調(diào)該組操縱器臂中的每個(gè)操縱器臂的定義部分的移動(dòng)。

4、根據(jù)本公開的至少一個(gè)其他實(shí)施例，一種控制操縱器系統(tǒng)的方法包括啟動(dòng)一組操縱器臂的組抓握模式，該組操縱器臂包括操縱器系統(tǒng)中的多個(gè)操縱器臂中的兩個(gè)或多于兩個(gè)。該方法還包括，在處于組抓握模式時(shí)，基于該組操縱器臂中的一個(gè)或多個(gè)操縱器臂沿著至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的手動(dòng)移動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)該組操縱器臂的關(guān)節(jié)，并協(xié)調(diào)該組操縱器中的每個(gè)操縱器臂的定義部分的移動(dòng)。

5、根據(jù)本公開的至少一個(gè)其他實(shí)施例，一種放置操縱器系統(tǒng)的操縱器臂的方法包括向操縱器系統(tǒng)的控制器指示請(qǐng)求該組抓握運(yùn)動(dòng)。該方法還包括通過(guò)向一個(gè)或多個(gè)操縱器臂手動(dòng)施加力使一組操縱器臂作為一個(gè)組一起移動(dòng)，其中該組操縱器臂的每個(gè)操縱器臂的定義部分之間協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，其中，該組操縱器臂包括沒(méi)有被手動(dòng)施加力的至少一個(gè)操縱器臂。