本申請涉及手術機器人，尤其涉及一種手術機器人系統。

背景技術：

1、在手術機器人領域，手術機器人控制系統可以通過主從控制和力反饋協同工作，實現手術機器人的精準操作。其中，主從控制是一種通過主端設備遠程控制從端設備，使從端設備跟蹤主端設備軌跡運動的控制技術，力反饋是一種通過傳感器檢測手術工具與患者組織之間的相互作用力，并將該作用力反饋給操作者的技術。

2、目前，傳統的手術機器人控制系統中僅包含主從控制技術，缺乏力反饋技術。為保證手術機器人在手術過程中的操作精度，亟需提供一種包含力反饋技術的手術機器人控制系統。

技術實現思路

1、本申請提供一種手術機器人系統，用以解決相關技術中手術機器人系統缺乏力反饋技術的問題。

2、第一方面，本申請提供一種手術機器人系統，包括：醫生控制系統，以及分別與醫生控制系統通訊連接的患者手術系統和輔助手術系統；醫生控制系統包含主操作器；主操作器包含左主操作器和右主操作器；

3、醫生控制系統，用于獲取通過右主操作器輸入的第一位移和通過左主操作器輸入的第二位移，將第一位移映射為第一指令，并向患者手術系統發送第一指令；將第二位移映射為第二指令，并向輔助手術系統發送第二指令；還用于輸出接收到的作用力；

4、患者手術系統，用于響應第一指令，驅動患者手術系統中的機械臂進行手術操作；以及獲取患者手術系統中的機械臂在手術操作過程中的第一作用力，并將第一作用力反饋給醫生控制系統；

5、輔助手術系統，用于響應第二指令，驅動輔助手術系統中的機械臂進行手術操作；以及獲取輔助手術系統的機械臂在手術操作過程中的第二作用力，并將第二作用力反饋給醫生控制系統。

6、在一種可能的實現方式中，主操作器包括腕部控制模塊和基座控制模塊；腕部控制模塊，用于控制主操作器在x軸方向、y軸方向以及z軸方向的旋轉；基座控制模塊，用于控制主操作器在x軸方向、y軸方向以及z軸方向的平移。

7、在一種可能的實現方式中，主操作器配置有六個關節軸，其中，三個關節軸用于組成腕部控制模塊，另外三個關節軸用于組成基座控制模塊，每一關節軸配置有電連接的電機以及編碼器；

8、電機，用于控制主操作器移動，并輸出反饋力；

9、編碼器，用于實時讀取關節軸的位置信息，并將不同關節軸分別對應的位置信息進行擬合處理，以生成第一位移或第二位移。

10、在一種可能的實現方式中，患者手術系統還包括第一機械臂基座；患者手術系統中的機械臂可拆卸安置在第一機械臂基座上；

11、和/或；輔助手術系統還包括第二機械臂基座；輔助手術系統中的機械臂可拆卸安置在第二機械臂基座上。

12、在一種可能的實現方式中，機械臂包括依次連接的末端執行器、末端執行器快換結構、機械臂主體以及機械臂快換結構；末端執行器，用于執行手術操作；末端執行器快換結構，用于根據手術方式更換末端執行器。

13、在一種可能的實現方式中，機械臂快換結構至少包括以下一種：機械臂快換部位、導航示蹤器安裝部位以及骨連桿安裝部位；

14、機械臂快換部位，用于更換機械臂；

15、導航示蹤器安裝部位，用于安裝導航示蹤器，以通過導航示蹤器獲取機械臂的位置信息；

16、骨連桿安裝部位，用于安裝骨連桿，以通過骨連桿將患者與機械臂連接。

17、在一種可能的實現方式中，機械臂主體配置有力傳感器以及多個關節軸，每一關節軸配置有編碼器以及抱閘；

18、力傳感器，用于獲取末端執行器的作用力；

19、編碼器，用于實時讀取機械臂的位置信息；

20、抱閘，用于在機械臂斷電時，控制機械臂保持當前位置不變。

21、在一種可能的實現方式中，末端執行器包括超刀夾持模組、磨鉆模組以及持骨模組中的一種或多種。

22、在一種可能的實現方式中，該手術機器人系統還包括：與醫生控制系統通訊連接的術野成像系統；該術野成像系統用于采集手術區域的3d影像，并將3d影像發送給醫生控制系統。

23、在一種可能的實現方式中，該手術機器人系統還包括：與患者手術系統和/或輔助手術系統通訊連接的導航定位系統；該導航定位系統包括光學定位設備以及顯示器；

24、導航定位系統，用于通過光學定位設備和導航示蹤器，獲取患者手術系統和/或輔助手術系統中的機械臂的位置信息，并將位置信息通過顯示器進行展示。

25、在一種可能的實現方式中，醫生控制系統還包括顯示屏和/或腳踏控制板；

26、顯示屏，用于顯示手術過程中的實時信息；

27、腳踏控制板，用于基于操作者的足部操作，控制主操作器的離合復位以及控制末端執行器工作。

28、本申請提供的手術機器人系統，包含醫生控制系統，以及分別與醫生控制系統通訊連接的患者手術系統和輔助手術系統，通過醫生控制系統獲取右主操作器輸入的第一位移和/或左主操作器輸入的第二位移，并在將第一位移映射為第一指令后，發送給患者手術系統，以使患者手術系統響應第一指令，驅動患者手術系統中的機械臂進行手術操作，和/或，在將第二位移映射為第二指令后，發送給輔助手術系統，以使輔助手術系統響應第二指令，驅動輔助手術系統中的機械臂進行手術操作，實現主從控制。同時，通過患者手術系統獲取患者手術系統中的機械臂在手術操作過程中的第二作用力，并將第二作用力反饋給醫生控制系統，以及通過輔助手術系統獲取輔助手術系統中的機械臂在手術操作過程中的第二作用力，并將第二作用力反饋給醫生控制系統，以通過醫生控制系統將對應的作用力輸出給操作者，實現力反饋。

技術特征：

1.一種手術機器人系統，其特征在于，包括：醫生控制系統，以及分別與所述醫生控制系統通訊連接的患者手術系統和輔助手術系統；所述醫生控制系統包含主操作器；所述主操作器包含左主操作器和右主操作器；

2.根據權利要求1所述的手術機器人系統，其特征在于，所述主操作器包括腕部控制模塊和基座控制模塊；

3.根據權利要求2所述的手術機器人系統，其特征在于，所述主操作器配置有六個關節軸，其中，三個關節軸用于組成所述腕部控制模塊，另外三個關節軸用于組成所述基座控制模塊，每一所述關節軸配置有電連接的電機以及編碼器；

4.根據權利要求1至3中任一項所述的手術機器人系統，其特征在于，所述患者手術系統還包括第一機械臂基座；

5.根據權利要求1至3中任一項所述的手術機器人系統，其特征在于，所述機械臂包括依次連接的末端執行器、末端執行器快換結構、機械臂主體以及機械臂快換結構；

6.根據權利要求5所述的手術機器人系統，其特征在于，機械臂快換結構至少包括以下一種：機械臂快換部位、導航示蹤器安裝部位以及骨連桿安裝部位；

7.根據權利要求5所述的手術機器人系統，其特征在于，所述機械臂主體配置有力傳感器以及多個關節軸，每一所述關節軸配置有編碼器以及抱閘；

8.根據權利要求5所述的手術機器人系統，其特征在于，所述末端執行器包括超刀夾持模組、磨鉆模組以及持骨模組中的一種或多種。

9.根據權利要求1至3中任一項所述的手術機器人系統，其特征在于，還包括：與所述醫生控制系統通訊連接的術野成像系統；所述術野成像系統用于采集手術區域的3d影像，并將所述3d影像發送給所述醫生控制系統。

10.根據權利要求1至3中任一項所述的手術機器人系統，其特征在于，還包括：與所述患者手術系統和/或所述輔助手術系統通訊連接的導航定位系統；所述導航定位系統包括光學定位設備以及顯示器；

11.根據權利要求1至3中任一項所述的手術機器人系統，其特征在于，所述醫生控制系統還包括顯示屏和/或腳踏控制板；

技術總結
本申請提供一種手術機器人系統，涉及手術機器人技術領域。該手術機器人系統包括醫生控制系統，以及分別與醫生控制系統通訊連接的患者手術系統和輔助手術系統，通過醫生控制系統獲取主操作器輸入的位移，并在將位移映射為指令后，發送給患者手術系統和/或輔助手術系統，以使患者手術系統和/或輔助手術系統響應指令，驅動患者手術系統中的機械臂進行手術操作，和/或，驅動輔助手術系統中的機械臂進行手術操作，實現主從控制。同時，通過患者手術系統或輔助手術系統獲取對應的機械臂在手術操作過程中的作用力，并將作用力反饋給醫生控制系統，以通過醫生控制系統將對應的作用力輸出給操作者，實現力反饋。

技術研發人員：劉昂,邵明昊,鮑仕龍,林健,林清晶,劉金華,宓海,蔡寧,呂飛舟,姜建元
受保護的技術使用者：上海極睿醫療科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24