一种机械臂及其控制方法与流程

1.本技术涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种机械臂及其控制方法。


背景技术：

2.随着医疗水平的发展，医疗机器人也在不断发展。很多医疗机器人上都搭载有机械臂，通过将手术工具安装在机械臂上，能够扩大手术工具的操作空间。
3.目前市面上所见的机械臂，普遍都是电器件关节模组配合相应的控制程序以达到相应的多自由度运动，满足手术工具的大范围操作，结构和控制都比较复杂，且机械臂的灵活性较差，定位精度较差。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种机械臂及其控制方法，用以实现简化机械臂的结构和控制，改善机械臂的灵活性的技术效果。
5.本技术实施例提供了一种机械臂，包括：
6.升降机构，能够沿第一方向升降；
7.至少两个臂体，至少两个所述臂体中的一者的一端与所述升降机构连接，另一端与至少两个所述臂体中的另一者绕第一轴线转动连接，所述第一轴线平行于所述第一方向；
8.操作机构，与至少两个所述臂体中的另一者远离所述升降机构的一端绕第二轴线转动连接，所述第二轴线平行于所述第一方向，所述操作机构还能够相对所述臂体绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第一方向，所述操作机构用于安装手术工具。
9.在上述实现过程中，通过设置升降机构，实现操作机构沿第一方向的升降，通过设置至少两个转动连接的臂体，并使得操作机构与一个臂体转动连接，能够实现操作机构在第一方向的垂直面上的移动及俯仰转动，从而实现操作机构的多自由度运动，并且通过设置至少两个臂体，能够改善机械臂的灵活性。
10.进一步地，所述臂体包括无源控制机构，所述无源控制机构用于控制所述臂体相对其他臂体或所述操作机构转动。
11.在上述实现过程中，臂体通过无源控制机构进行控制，能够使得机械臂的结构和控制都更加简单。
12.进一步地，所述臂体还包括基座及传动轴，所述基座通过所述传动轴与其他臂体或所述操作机构转动连接，所述无源控制机构包括设置于所述传动轴上的制动器，所述制动器用于在无电状态对所述传动轴制动，所述操作机构用于控制所述制动器松开或锁定所述传动轴。
13.在上述实现过程中，通过设置传动轴和制动器，使得臂体能够受力转动，并且能够在到达预设位置后通过制动器进行制动，从而实现对臂体的转动控制。
14.进一步地，所述臂体还包括传动机构，所述传动机构用于传动连接所述制动器和
所述操作机构。
15.在上述实现过程中，通过设置传动机构，能够便于制动器的位置设置，使得臂体内部结构的布局更加合理，整体结构更加紧凑，减小空间占用。
16.进一步地，所述无源控制机构还包括编码器，所述编码器设置于所述传动轴上，用于将所述传动轴的角位移转换为电信号，所述操作机构还用于在所述编码器读出所述传动轴转动至预定角度时，控制所述制动器锁定所述传动轴。
17.在上述实现过程中，通过设置编码器能够准确获取传动轴的转动角度，进而获取操作机构的位置，使得对操作机构的移动控制更加准确，进而使得手术工具的操作更加精准。
18.进一步地，所述臂体还包括交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承的内圈和外圈分别与所述基座和所述传动轴连接。
19.在上述实现过程中，通过设置交叉滚子轴承，能够减小基座和传动轴之间的摩擦力，延长基座和传动轴的使用寿命，并且交叉滚子轴承能够承受其轴向和径向上的压力，不易因臂体较长且较重而产生变形。
20.进一步地，所述升降机构包括嵌套设置的套筒和升降柱、第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述升降柱相对所述套筒沿所述第一方向升降。
21.在上述实现过程中，通过设置第一驱动机构，能够实现升降机构升降的自动控制，操作更加方便。
22.进一步地，所述机械臂还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第一连接板、驱动器以及第二连接板，所述第一连接板与远离所述升降机构的所述臂体连接，以使得所述第一连接板能够相对所述臂体绕所述第二轴线转动，所述驱动器分别连接所述第一连接板和所述第二连接板，用于驱动所述第二连接板相对所述第一连接板绕所述第三轴线转动，所述操作机构设置于所述第二连接板上。
23.在上述实现过程中，通过设置第二驱动机构，能够实现操作机构转动的自动控制，操作更加方便。
24.进一步地，至少两个臂体包括第一臂体、第二臂体和第三臂体，所述第一臂体的一端与所述升降机构固定连接，所述第二臂体的一端与所述第一臂体的另一端转动连接，所述第三臂体的一端与所述第二臂体的另一端转动连接，所述操作机构与所述第三臂体的另一端转动连接。
25.在上述实现过程中，通过设置三个臂体，能够提高机械臂的整体臂长，使得机械臂的运动范围更大，且三个臂体能够分别各自运动，自由度更高，能够使得机械臂的灵活性更好，操作机构的定位精度更高。
26.本技术实施例提供了一种机械臂的控制方法，包括：
27.操作机构将操作动作转化为第一电信号，以控制所述升降机构沿第一方向升降，使得至少两个臂体及安装有手术工具的操作机构达到预设高度；
28.所述操作机构受第一作用力，以通过传动机构控制至少两个臂体的制动器松开；
29.至少两个所述臂体、所述操作机构分别受力，使得至少两个臂体中的一者相对另一者绕第一轴线转动，所述操作机构相对远离所述升降机构的臂体绕第二轴线转动，所述第一轴线、所述第二轴线分别平行于所述第一方向；
30.判断所述手术工具在所述第一方向的垂直面上是否达到预设位置；
31.若所述手术工具在所述第一方向的垂直面上达到预设位置，则使得至少两个所述臂体的制动器锁定；
32.操作机构将操作动作转化为第二电信号，以控制所述操作机构相对远离所述升降机构的臂体绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第一方向，使得所述手术工具达到预设角度。
33.在上述实现过程中，通过第一电信号控制升降机构的升降，能够实现操作机构升降的自动控制，通过使得制动器松开，然后操作机构受力使得臂体转动、操作机构绕第二轴线转动，最后使得制动器锁定，能够实现操作机构在第一方向的垂直面上的位置的无源控制，通过第二电信号控制操作机构绕第三轴线转动，能够实现操作机构俯仰转动的自动控制，以上共同实现操作机构的多自由度运动，且控制方法简单、易于操作。
34.进一步地，使得至少两个所述臂体的制动器锁定的方法包括：
35.所述操作机构受第二作用力，以通过传动机构控制至少两个臂体的制动器锁定；或者
36.在至少两个所述臂体、所述操作机构分别受力转动的过程中，所述操作机构判断是否接收到编码器读出所述臂体转动至预定角度的信号，若所述操作机构接收到编码器读出所述臂体转动至预定角度的信号，则控制所述制动器锁定；
37.使得至少两个所述臂体的制动器锁定之后还包括：
38.通过编码器检测所述臂体是否存在异常运动，若存在异常运动，则发送预警信号。
39.在上述实现过程中，直接通过传动机构控制至少两个臂体的制动器锁定，操作简单、可靠性高；通过编码器配合实现制动器的锁定，能够使得操作机构的移动控制更加准确，进而使得手术工具的操作更加精准；通过编码器在制动器锁定后检测臂体是否存在异常运动，并在判断为存在异常运动后发送预警信号，能够起到监测预警的作用，提高机械臂的安全性。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
41.图1是本技术实施例提供的一种机械臂的侧视结构示意图；
42.图2是图1所示的机械臂的a处的局部放大结构示意图；
43.图3是图1所示的机械臂的b处的局部放大结构示意图；
44.图4是本技术实施例提供的一种机械臂的控制方法的流程示意图。
45.图标：10-机械臂；100-升降机构；110-套筒；120-升降柱；210-第一臂体；211-第一基座；212-第一传动轴；213-第一制动器；214-第一编码器；215-第一交叉滚子轴承；220-第二臂体；221-第二基座；222-第二传动轴；223-第二制动器；224-第二编码器；225-第二交叉滚子轴承；230-第三臂体；231-第三基座；232-第三传动轴；233-第三制动器；234-第三编码器；235-第三交叉滚子轴承；300-操作机构；310-把手；400-第二驱动机构；410-第一连接
板；420-第二连接板。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.请参看图1，图1为本技术实施例提供的一种机械臂的侧视结构示意图。该机械臂10包括升降机构100、至少两个臂体以及操作机构300，升降机构100能够沿第一方向升降，至少两个臂体中的一者的一端与升降机构100连接，另一端与至少两个臂体中的另一者绕第一轴线转动连接，第一轴线平行于第一方向，操作机构300与至少两个臂体中的另一者远离升降机构100的一端绕第二轴线转动连接，第二轴线平行于第一方向，操作机构300还能够相对臂体绕第三轴线转动，第三轴线垂直于第一方向，操作机构300用于安装手术工具。
49.在一些实施例中，定义第一方向为图1所示的上下方向。
50.在一些实施例中，机械臂可以适用于植发手术，手术工具可以为植发工具，例如植发针，能够进行取发和植发。
51.通过设置升降机构100，实现操作机构300沿第一方向的升降，通过设置至少两个转动连接的臂体，并使得操作机构300与一个臂体转动连接，能够实现操作机构300在第一方向的垂直面上的移动及俯仰转动，从而实现操作机构300的多自由度运动，并且通过设置至少两个臂体，能够改善机械臂10的灵活性。
52.在一些实施例中，臂体包括无源控制机构，无源控制机构用于控制臂体相对其他臂体或操作机构300转动。
53.在一些实施例中，无源控制机构为无需动力源就可以实现控制的机构，动力源可以为电机、气缸等驱动器，使得无源控制机构的结构、排布和控制都较简单。
54.在一些实施例中，至少两个臂体可以包括第一臂体210、第二臂体220和第三臂体230，第一臂体210的一端与升降机构100固定连接，第二臂体220的一端与第一臂体210的另一端转动连接，第三臂体230的一端与第二臂体220的另一端转动连接，操作机构300与第三臂体230的另一端转动连接。
55.通过设置三个臂体，提高机械臂10的整体臂长，使得机械臂10的运动范围更大，且三个臂体能够分别各自运动，自由度更高，能够使得机械臂10的灵活性更好，操作机构300的定位精度更高。
56.一并参看图2，图2为图1所示的机械臂的a处的局部放大结构示意图。在一些实施例中，第一臂体210还可以包括第一基座211、第一传动轴212，第一基座211通过第一传动轴212与第二臂体220转动连接，第一臂体210的无源控制机构可以包括设置于第一传动轴212上的第一制动器213，第一制动器213用于在无电状态对第一传动轴212制动，操作机构300用于控制第一制动器213松开或锁定第一传动轴212。
57.通过设置第一传动轴212转动连接第一基座211和第二臂体220，使得第二臂体220能够受力相对第一臂体210转动，且转动时更加稳定，通过设置第一制动器213和操作机构300，使得操作机构300能够控制第一制动器213松开，以便于第二臂体220相对第一臂体210
转动，并且能够在第二臂体220相对第一臂体210转动到达预设位置后，控制第一制动器213锁定第一传动轴212，以实现制动，从而实现对第二臂体220的转动控制。
58.在一些实施例中，第一制动器213可以为抱闸，例如电磁抱闸。
59.在一些实施例中，第一臂体210还可以包括传动机构(图中未示出)，传动机构用于传动连接第一制动器213和操作机构300，使得操作机构300能够受力并通过传动机构将所受的力传动至第一制动器213，以使得第一制动器213松开或锁定。
60.在一些实施例中，传动机构可以为传动杆、传动链条等，在此不做限制。
61.在一些实施例中，第一臂体210的无源控制机构还可以包括第一编码器214，第一编码器214设置于第一传动轴212上，用于将第一传动轴212的角位移转换为电信号，操作机构300还用于在第一编码器214读出第一传动轴212转动至预定角度时，控制第一制动器213锁定第一传动轴212。
62.通过设置第一编码器214能够准确获取第一传动轴212的转动角度，进而获取操作机构300的位置，使得对操作机构300的移动控制更加准确，减少误操作，进而使得手术工具的操作更加精准。
63.在一些实施例中，第一臂体210还可以包括第一交叉滚子轴承215，第一交叉滚子轴承215的内圈和外圈分别与第一基座211和第一传动轴212连接。
64.通过设置第一交叉滚子轴承215，能够减小第一基座211和第一传动轴212之间的摩擦力，延长第一基座211和第一传动轴212的使用寿命，并且第一交叉滚子轴承215能够承受其轴向和径向上的压力，不易因第二臂体220较长且较重而产生变形。
65.在一些实施例中，第二臂体220可以包括第二基座221、第二传动轴222、第二制动器223、第二编码器224以及第二交叉滚子轴承225，其具体结构与第一臂体210类似，在此不再赘述。
66.一并参看图3，图3为图1所示的机械臂的b处的局部放大结构示意图。在一些实施例中，第三臂体230可以包括第三基座231、第三传动轴232、第三制动器233、第三编码器234以及第三交叉滚子轴承235，其具体结构与第一臂体210类似，在此不再赘述。
67.在一些实施例中，升降机构100包括嵌套设置的套筒110和升降柱120、第一驱动机构(图中未示出)，第一驱动机构用于驱动升降柱120相对套筒110沿第一方向升降。
68.通过设置第一驱动机构，能够实现升降机构100升降的自动控制，操作更加方便，并且由于套筒110和升降柱120的内部空间较大，连接结构简单，不会造成套筒110和升降柱120的内部结构复杂和控制难度的增大。
69.在一些实施例中，机械臂10还可以包括第二驱动机构400，第二驱动机构400包括第一连接板410、驱动器(图中未示出)以及第二连接板420，第一连接板410与远离升降机构100的第三臂体230连接，以使得第一连接板410能够相对第三臂体230绕第二轴线转动，驱动器分别连接第一连接板410和第二连接板420，用于驱动第二连接板420相对第一连接板410绕第三轴线转动，操作机构300设置于第二连接板420上。
70.通过设置第二驱动机构400，能够实现操作机构300转动的自动控制，操作更加方便，并且由于第三臂体230远离升降机构100一端的空间较大，与操作机构300的连接结构简单，不会造成操作机构300的内部结构复杂和控制难度的增大。
71.在其他实施例中，机械臂10还可以包括第二无源控制机构，第二无源控制机构用
于控制操作机构300绕第三轴线转动，第二无源控制机构的结构与第一臂体210的无源控制机构类似，在此不再赘述。
72.在一些实施例中，操作机构300上可以设置有把手310，便于用户手持。
73.请参看图1至图4，图4为本技术实施例提供的一种机械臂的控制方法的流程示意图。该方法包括：
74.s510、操作机构300将操作动作转化为第一电信号，以控制升降机构100沿第一方向升降，使得至少两个臂体及安装有手术工具的操作机构300达到预设高度。
75.在一些实施例中，操作动作可以为用户按下操作机构300上的按键的动作、转动操作机构300上旋钮的动作、语音控制的动作或者手势动作等。
76.s520、操作机构300受第一作用力，以通过传动机构控制至少两个臂体的制动器松开。
77.臂体的制动器在不进行调整时保持锁定状态，能够避免臂体随意移动构成的安全隐患。
78.在一些实施例中，用于可以通过操作机构300的按键、旋钮、语音输入、手势识别等方式控制制动器松开。
79.s530、至少两个臂体、操作机构300分别受力，使得至少两个臂体中的一者相对另一者绕第一轴线转动，操作机构300相对远离升降机构100的臂体绕第二轴线转动，第一轴线、第二轴线分别平行于第一方向。
80.在一些实施例中，制动器松开后，未直接与升降机构100连接的臂体、操作机构300都可以受力转动，使得操作机构300在第一方向的垂直面上达到预设位置。
81.在其他实施例中，也可以为操作机构300受力，带动未直接与升降机构100连接的臂体一起移动，进而使得操作机构300在第一方向的垂直面上达到预设位置。
82.s540、判断手术工具在第一方向的垂直面上是否达到预设位置。
83.在一些实施例中，可以通过人工判断手术工具在第一方向的垂直面上是否达到预设位置，也可以通过在操作机构300上设置定位器以进行判断，或者通过外部相机拍照以进行判断。
84.s550、若手术工具在第一方向的垂直面上达到预设位置，则使得至少两个臂体的制动器锁定。
85.若手术工具在第一方向的垂直面上未达到预设位置，则回到步骤s530重新进行调整。
86.通过在手术工具达到预设位置后使得制动器锁定，能够保持手术工具处于预设位置，不再受力改变位置。
87.s560、操作机构300将操作动作转化为第二电信号，以控制操作机构300相对远离升降机构100的臂体绕第三轴线转动，第三轴线垂直于第一方向，使得手术工具达到预设角度。
88.通过第二电信号控制操作机构300绕第三轴线转动，能够使得操作机构300的俯仰转动的精度更高。
89.s570、通过编码器检测所述臂体是否存在异常运动；
90.s580、若存在异常运动，则发送预警信号。
91.若不存在异常运动，则机械臂10正常运行，且编码器保持对臂体的异常运动的检测。
92.在一些实施例中，异常运动为臂体的转动或臂体的其他运动。
93.通过编码器在制动器锁定后检测臂体是否存在异常运动，并在判断为存在异常运动后发送预警信号，能够起到监测预警的作用，提高机械臂10的安全性。
94.在一些实施例中，使得至少两个臂体的制动器锁定的方法可以包括：
95.s551、操作机构300受第二作用力，以通过传动机构控制至少两个臂体的制动器锁定。
96.通过传动机构控制制动器锁定，能够使得机械臂10的整体结构和控制更加简单。
97.在另一些实施例中，使得至少两个臂体的制动器锁定的方法可以包括：
98.s552、在至少两个臂体、操作机构300分别受力转动的过程中，操作机构300判断是否接收到编码器读出臂体转动至预定角度的信号，若操作机构300接收到编码器读出臂体转动至预定角度的信号，则控制制动器锁定。
99.通过编码器辅助判断臂体是否转动至预定角度，能够使得对操作机构300的移动控制更加准确，减少误操作，进而使得手术工具的操作更加精准。
100.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
101.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
102.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
103.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
104.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
105.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种机械臂，其特征在于，包括：升降机构，能够沿第一方向升降；至少两个臂体，至少两个所述臂体中的一者的一端与所述升降机构连接，另一端与至少两个所述臂体中的另一者绕第一轴线转动连接，所述第一轴线平行于所述第一方向；操作机构，与至少两个所述臂体中的另一者远离所述升降机构的一端绕第二轴线转动连接，所述第二轴线平行于所述第一方向，所述操作机构还能够相对所述臂体绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第一方向，所述操作机构用于安装手术工具。2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述臂体包括无源控制机构，所述无源控制机构用于控制所述臂体相对其他臂体或所述操作机构转动。3.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述臂体还包括基座及传动轴，所述基座通过所述传动轴与其他臂体或所述操作机构转动连接，所述无源控制机构包括设置于所述传动轴上的制动器，所述制动器用于在无电状态对所述传动轴制动，所述操作机构用于控制所述制动器松开或锁定所述传动轴。4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述臂体还包括传动机构，所述传动机构用于传动连接所述制动器和所述操作机构。5.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述无源控制机构还包括编码器，所述编码器设置于所述传动轴上，用于将所述传动轴的角位移转换为电信号，所述操作机构还用于在所述编码器读出所述传动轴转动至预定角度时，控制所述制动器锁定所述传动轴。6.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述臂体还包括交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承的内圈和外圈分别与所述基座和所述传动轴连接。7.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述升降机构包括嵌套设置的套筒和升降柱、第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述升降柱相对所述套筒沿所述第一方向升降。8.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第一连接板、驱动器以及第二连接板，所述第一连接板与远离所述升降机构的所述臂体连接，以使得所述第一连接板能够相对所述臂体绕所述第二轴线转动，所述驱动器分别连接所述第一连接板和所述第二连接板，用于驱动所述第二连接板相对所述第一连接板绕所述第三轴线转动，所述操作机构设置于所述第二连接板上。9.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，至少两个臂体包括第一臂体、第二臂体和第三臂体，所述第一臂体的一端与所述升降机构固定连接，所述第二臂体的一端与所述第一臂体的另一端转动连接，所述第三臂体的一端与所述第二臂体的另一端转动连接，所述操作机构与所述第三臂体的另一端转动连接。10.一种机械臂的控制方法，其特征在于，包括：操作机构将操作动作转化为第一电信号，以控制所述升降机构沿第一方向升降，使得至少两个臂体及安装有手术工具的操作机构达到预设高度；所述操作机构受第一作用力，以通过传动机构控制至少两个臂体的制动器松开；至少两个所述臂体、所述操作机构分别受力，使得至少两个臂体中的一者相对另一者绕第一轴线转动，所述操作机构相对远离所述升降机构的臂体绕第二轴线转动，所述第一轴线、所述第二轴线分别平行于所述第一方向；
判断所述手术工具在所述第一方向的垂直面上是否达到预设位置；若所述手术工具在所述第一方向的垂直面上达到预设位置，则使得至少两个所述臂体的制动器锁定；操作机构将操作动作转化为第二电信号，以控制所述操作机构相对远离所述升降机构的臂体绕第三轴线转动，所述第三轴线垂直于所述第一方向，使得所述手术工具达到预设角度。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使得至少两个所述臂体的制动器锁定的方法包括：所述操作机构受第二作用力，以通过传动机构控制至少两个臂体的制动器锁定；或者在至少两个所述臂体、所述操作机构分别受力转动的过程中，所述操作机构判断是否接收到编码器读出所述臂体转动至预定角度的信号，若所述操作机构接收到编码器读出所述臂体转动至预定角度的信号，则控制所述制动器锁定；使得至少两个所述臂体的制动器锁定之后还包括：所述制动器锁定后，通过编码器检测所述臂体是否存在异常运动，若存在异常运动，则发送预警信号。

技术总结
本申请实施例提供一种机械臂及其控制方法，该机械臂包括升降机构、设置于升降机构上的至少两个臂体以及与其中一个臂体连接的操作机构，臂体能够绕第一轴线转动，操作机构能够相对臂体分别绕第二轴线和第三轴线转动，操作机构用于安装手术工具，能够实现操作机构沿第一方向的升降、操作机构在第一方向的垂直面上的移动及俯仰转动，从而实现操作机构的多自由度运动，并且通过设置至少两个臂体，能够改善机械臂的灵活性。善机械臂的灵活性。善机械臂的灵活性。


技术研发人员：王鹏程 吴兆刚
受保护的技术使用者：上海术之道机器人有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/25