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公开(公告)号：CN118225314A
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202410380176.8
申请日：2024-03-30
Applicant: 南开大学
IPC: G01L25/00
Abstract: 本发明公开一种基于手术器械的多维力传感器的标定装置及方法，标定装置包括固定平台、立柱、连接器、竖直滑块、直线导轨、横梁、水平滑块、定滑轮组件、定滑轮、轴部固定器、钢丝绳‑弹簧组件、固定基座、电机锁定卡板、手术器械基座、手术器械轴部、施力加载帽、六个挂钩、一字型连接件、行走装置、齿条、连接片、齿轮、电机、电机固定装置。标定方法可实现对单维度或复合维度的基于手术器械的力传感器进行标定。本发明的标定装置及方法可实现对六维力传感器的自动标定，具有测量范围广，经济可靠，操作简便，成本较低，标定结果精确等优点。
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公开(公告)号：CN112040369B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202010942928.7
申请日：2020-09-09
Applicant: 南开大学
Abstract: 能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，包括两个固定导轨，固定导轨上安装的N个滑动导轨组件，各滑动导轨组件上各安装有M个滑动麦克风组件，各滑动麦克风组件上的麦克风分别通过通讯总线与处理器连接，处理器通过控制器和控制总线对各滑动导轨组件和各滑动麦克风组件进行位置控制；相邻麦克风之间的间距根据实际铣削声由处理器通过控制器进行自动调节，并可以在铣削实验校准后监控骨铣削深度。本发明能够实时采集骨组织铣削过程中的铣削声信号，根据信号自动调整麦克风阵列间距，可在手术视野受限时使用，实现骨铣削深度监控，从而提高骨铣削时的安全性。
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公开(公告)号：CN111283476B
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN202010221318.8
申请日：2020-03-26
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种面向易变形结构铣削加工的机器人触觉伺服控制方法，将铣削刀具振动信号用作控制量进行铣削过程的自动控制。此方法包含两个阶段，一为信号采集处理阶段，此阶段实时采集振动信息，处理后得到铣削过程中的特征信息；二机器人运动控制阶段，将振动信号实时反馈给控制器，执行控制算法对机器人进行运动控制，补偿由形变带来的干扰。本方法加速度传感器阵列成本较低，制作简单，可根据需求设计不同个数的阵列模式，卷成筒状紧包在铣削刀具表面，不需要对机器人的现有结构进行改装。实现了在铣削结构刚度较低或无法完全固定时，使铣削深度基本保持不变，并且具有较高的控制精度，拥有很强的灵活性与很大的实用前景。
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公开(公告)号：CN110742691A
公开(公告)日：2020-02-04
申请号：CN201910997683.5
申请日：2019-10-21
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种用于柔性内窥镜操作机器人的运动控制方法，该方法首先需要获取人体完整呼吸运动周期内的图像信息。利用医学图像滤波和分割算法准确确定器官组织的边缘轮廓。利用边缘轮廓信息来确定器官随时间的位移变化情况，并绘制呼吸作用下器官的位移-时间曲线。在器官位移-时间曲线确定的情况下，参考位移-时间曲线的周期和波动幅值来对内窥镜操作机器人进行运动补偿。本发明通过实时超声图像直接跟踪器官运动，能直接显示不同人体和同一人体不同时间段呼吸运动规律；将通过采集超声图像获得的呼吸状态下的器官位移-时间曲线和内窥镜捕捉到的腔道孔洞图像进行配准，可以对因呼吸产生的内窥镜和人体器官之间的位移偏差进行补偿。
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公开(公告)号：CN108469726A
公开(公告)日：2018-08-31
申请号：CN201810222643.9
申请日：2018-03-19
Applicant: 南开大学
IPC: G05B11/42 , G05B19/042
Abstract: 一种基于Ethernet Powerlink的变参数PID运动控制器实现方法，属于以太网技术与运动控制相结合的技术领域。该控制器作为Ethernet Powerlink从站接收主站发来的期望位置信息，同时在FPGA采集实际位置信息，与期望位置信息做差，传给变参数PID模块，计算结果送到PWM(Pulse Width Modulation)产生模块，将相应占空比的PWM波输入伺服电机驱动器，驱动电机转动到期望位置。该发明基于FPGA器件实现，通过设计实际实验验证了所提方法的可行性，本发明具有实时性高，抗干扰性强，开发成本低等优点，适用于复杂环境下高实时性，高稳定性要求的运动控制领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104287836B
公开(公告)日：2017-02-01
申请号：CN201410574026.7
申请日：2014-10-24
Applicant: 南开大学
IPC: A61B34/30
Abstract: 一种能够实现钻磨状态监控的手术机器人半刚性智能器械臂。该手术机器人半刚性智能器械臂是在手术动力工具的加持部位之前加装一个半刚性悬臂机构（一种圆弧切口结构），在半刚性悬臂机构和手术动力工具的加持部位之间粘附一个振动传感器，振动传感器的输出信号送入器械臂的运动控制器，由控制器对振动传感器的输出信号进行快速傅里叶变换处理，根据处理结果判断手术动力工具中的刀具在两层皮质骨中切削的状态。本发明能够实时测量骨组织磨削过程中的振动信号，根据信号就能够识别刀具与骨组织相对接触位置的变化，从而提高机器人辅助骨外科手术的安全性，灵敏度较高。
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公开(公告)号：CN104287836A
公开(公告)日：2015-01-21
申请号：CN201410574026.7
申请日：2014-10-24
Applicant: 南开大学
IPC: A61B19/00
CPC classification number: A61B17/16 , A61B2017/1602 , A61B2017/564
Abstract: 一种能够实现钻磨状态监控的手术机器人半刚性智能器械臂。该手术机器人半刚性智能器械臂是在手术动力工具的加持部位之前加装一个半刚性悬臂机构（一种圆弧切口结构），在半刚性悬臂机构和手术动力工具的加持部位之间粘附一个振动传感器，振动传感器的输出信号送入器械臂的运动控制器，由控制器对振动传感器的输出信号进行快速傅里叶变换处理，根据处理结果判断手术动力工具中的刀具在两层皮质骨中切削的状态。本发明能够实时测量骨组织磨削过程中的振动信号，根据信号就能够识别刀具与骨组织相对接触位置的变化，从而提高机器人辅助骨外科手术的安全性，灵敏度较高。
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公开(公告)号：CN101427939B
公开(公告)日：2010-12-22
申请号：CN200810153177.X
申请日：2008-11-21
Abstract: 一种无接触测量的光电测距系统。该系统包括：发光源、光路转换模块、被测物即手术工具、图像采集与处理模块、数据通讯接口。发光源发出的光线经光路转换模块的若干次折射及反射，照射到手术工具上，并反射回来，进入图像采集与处理模块的CMOS图像传感器中。当手术工具移动时，CMOS图像传感器录得连续的图像，然后数字信号处理器对连续两张图片进行对比分析处理，以判断手术工具移动的方向和位移。本发明适用于需要采用无接触测量方式的精确测距环境，完全可以应用于脊椎微创手术机器人手术工具的测量。该系统的主要优点是：实现了手术工具的无接触测量；保证了手术的无菌环境；具有快速、测距精确的特点；结构简单、可靠、产品化水平高。
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公开(公告)号：CN101427939A
公开(公告)日：2009-05-13
申请号：CN200810153177.X
申请日：2008-11-21
Abstract: 一种无接触测量的光电测距系统。该系统包括：发光源、光路转换模块、被测物即手术工具、图像采集与处理模块、数据通讯接口。发光源发出的光线经光路转换模块的若干次折射及反射，照射到手术工具上，并反射回来，进入图像采集与处理模块的CMOS图像传感器中。当手术工具移动时，CMOS图像传感器录得连续的图像，然后数字信号处理器对连续两张图片进行对比分析处理，以判断手术工具移动的方向和位移。本发明适用于需要采用无接触测量方式的精确测距环境，完全可以应用于脊椎微创手术机器人手术工具的测量。该系统的主要优点是：实现了手术工具的无接触测量；保证了手术的无菌环境；具有快速、测距精确的特点；结构简单、可靠、产品化水平高。
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公开(公告)号：CN1243270C
公开(公告)日：2006-02-22
申请号：CN200310106631.3
申请日：2003-10-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种显微镜的操作方式，特别是显微镜的自动化操作，将显微镜的手工操作变成自动化操作。它由四部分构成：电动载物台、电动物镜转换器、电动调焦机构、控制盒。自动操作系统通过对显微镜的载物台、物镜转换器、调焦机构的改造，使显微镜的镜下观测由传统的手工操作变成自动的。该系统是通过步进电机驱动各自由度，达到精确控制。该系统的主要优点是：实现了显微镜的自动化的智能操作；具有快速、准确、智能化的特点，大大地提高了镜下观测的效率；结构简单、可靠、产品化水平高。
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