利用零空间以便利进入笛卡尔坐标空间的边缘的系统和方法

摘要

用于提供具有带有冗余自由度的多个接头的操纵器臂的末端执行器的增加的移动范围的装置、系统和方法。方法包括，限定在由至少一个接头所限定的接头空间内的基于方位的约束，确定接头沿着约束在零空间内的移动，以及根据计算的移动来驱动接头，以实现被命令的移动，同时提供增加的末端执行器移动范围，特别是当一个或更多个接头接近在接头空间内的相应的接头极限时。

主权项

一种机器人方法，其包括：提供包括可移动远侧外科手术末端执行器、耦接到基座的近侧部分以及在所述末端执行器和所述基座之间的多个接头的操纵器臂，所述多个接头具有足够的自由度以允许针对给定的末端执行器状态的一系列的不同接头状态；限定一个或更多个接头在所述多个接头的接头空间内的基于方位的约束，对于所述一个或更多个接头，期望增加的移动范围；接收以期望的末端执行器移动来移动所述末端执行器的操纵命令；计算所述一个或更多个接头的末端执行器移位移动以实现所述期望的末端执行器移动，其中计算所述接头的所述末端执行器移位移动包括计算在雅可比矩阵的零垂直空间内的接头速度；计算所述多个接头中的一组接头沿着所述基于方位的约束的便利移动，所述便利移动增加所述末端执行器的可用的移动范围，其中计算所述便利移动包括计算所述一个或更多个接头在所述雅可比矩阵的零空间内的接头速度，所述零空间正交于所述零垂直空间；以及根据所述计算的移动来驱动所述接头，以便实现所述期望的末端执行器移动，同时提供所述末端执行器的增加的移动范围。