Patent ES-2535843-T3 (ES)
Title: Estimación de fuerza para un sistema de cirugía robotizada mínimamente invasiva
Inventor: RUIZ MORALES EMILIO
IPC: B25J13/08
Filed: 2007-10-25
Granted: 2015-05-18
Abstract: Sistema médico mínimamente invasivo que comprende un manipulador robotizado (10) que tiene una unidad efectora (12) equipada con un sensor de fuerza/par de 6 grados de libertad (6 DOF) (30), el cual tiene un sistema de referencia (X, Y, Z) de sensor con tres ejes que son ortogonales entre sí y está configurado para sujetar un instrumento mínimamente invasivo (14), presentando dicho instrumento (14), cuando es sujetado por dicha unidad efectora (12), un primer extremo (16) montado en dicha unidad efectora, un segundo extremo (20) situado más allá de un fulcro externo (23) que limita el movimiento de dicho instrumento y un árbol de instrumento (18) con un eje longitudinal que es colineal con un eje de instrumento (Z) de dicho sistema de referencia (X, Y, Z) de sensor, comprendiendo dicho sistema un dispositivo informático programable programado para: determinar una posición de dicho instrumento con respecto al fulcro externo, que incluye determinar un vector de distancia de referencia inicial (Dfulcro0) desde el origen de dicho sistema de referencia (X, Y, Z) de sensor al fulcro externo (23); de manera que la determinación de un vector de distancia de referencia inicial (Dfulcro0) comprende: mover dicho instrumento mínimamente invasivo (14) a lo largo de los dos ejes (X, Y) de dicho sistema de referencia (X, Y, Z) de sensor, que son perpendiculares a dicho eje (Z) del instrumento respectivamente, hasta que las fuerzas de reacción a lo largo de los dos ejes (X, Y) están por debajo de un umbral dado, el cual se corresponde con una fuerza de contacto casi cero; y determinar la posición del fulcro externo (23) a lo largo de dicho eje (Z) del instrumento usando el principio de la palanca, haciendo pivotar el instrumento (14) con respecto a su punta en un primer sentido hasta que se alcanza una primera fuerza de contacto suficiente, siendo dicha primera fuerza de contacto determinada por medio de dicho sensor de fuerza/par de 6 DOF (30); midiendo el módulo de un primer vector de momento y el módulo de un primer vector de fuerza correspondientes a dicha primera fuerza de contacto; y calculando una primera posición del fulcro externo (23) a lo largo de dicho eje (Z) del instrumento mediante la división de dicho módulo del primer vector del momento por dicho módulo del primer vector de fuerza; haciendo pivotar el instrumento (14) con respecto a su punta en un segundo sentido, que es opuesto a dicho primer sentido, hasta que se alcanza una segunda fuerza de contacto suficiente, siendo dicha segunda fuerza de contacto determinada por medio de dicho sensor de fuerza/par de 6 DOF (30); midiendo el módulo de un segundo vector de momento y el módulo de un segundo vector de fuerza correspondientes a dicha segunda fuerza de contacto; calculando una segunda posición del fulcro externo (23) a lo largo de dicho eje (Z) del instrumento mediante la división del módulo de dicho segundo vector de momento por el módulo de dicho segundo vector de fuerza; y fijando dicho vector de distancia de referencia inicial (Dfulcro0) utilizando el valor medio de dicha primera posición calculada y dicha segunda posición calculada.