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龙图腾网获悉东南大学申请的专利用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115530982B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211198023.9，技术领域涉及：A61B34/30；该发明授权用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人及控制方法是由朱利丰;申江威;杨述焱设计研发完成，并于2022-09-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人及控制方法在说明书摘要公布了：用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人及控制方法，包含两台6自由度机械臂、两个力感手术拉钩组件和主控电脑，所述力感手术拉钩组件包括力感知手术拉钩且力感知手术拉钩末端盖板里面有触点传感器，所述力感知手术拉钩通过手术拉钩连接件与机械臂端部相连，所述主控电脑上有拖拽模式交互和参考力调整交互。本发明用来辅助医生持续牵拉手术切口。医生只需将手术拉钩放在目标区域初始位置，并在交互界面输入参考牵拉力，开启控制系统。机器人带着力感知手术拉钩安全、稳定地牵拉手术切口，为了医生操作方便、保证人机安全，本发明针对手术牵拉过程做了详细的建模分析、扭矩补偿、主动回退式补偿、安全阈值等控制策略设计。

本发明授权用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人及控制方法在权利要求书中公布了：1.用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人，包含两台6自由度机械臂（1）、两个力感手术拉钩组件（2）和主控电脑，所述力感手术拉钩组件（2）包括力感知手术拉钩（6）且力感知手术拉钩（6）末端盖板里面有触点传感器（7），所述力感知手术拉钩（6）通过手术拉钩连接件（5）与机械臂（1）端部相连，所述主控电脑上有拖拽交互模式（3）和参考力调整交互模式（4）； 所述两台6自由度机械臂（1）用于夹持力感知手术拉钩（6）完成三维空间内目标区域任意位姿的牵拉操作； 所述的两个力感手术拉钩组件（2）用于实时感知拉钩与组织接触力大小； 所述主控电脑用于控制整个机器人系统，集成控制算法，完成机器人、触点传感器之间通信； 所述经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人的控制方法包括如下阶段，其特征在于， 1初始化阶段； 首先，医生将拉钩送到目标区域，并调整方向使拉钩平面大致正对牵拉区域； 在这个阶段，通过机械臂自由拖拽交互和参考力调整交互方式，由医生根据自己手术需求设定牵拉的参考力、拖拽机械臂到目标位置，然后开启控制系统； 2主动牵拉阶段； 机械臂控制拉钩牵拉组织，直到手术视野达到医生的需求，用拉力大小来量化牵拉的效果，机械臂沿着拉钩末端平面的法向移动，直到接触力达到设定参考力； 计算原理为： 触点传感器数值和，送入PD控制器中计算当前的控制增量，其中为力力矩的统一表达形式，作为机械臂前向动力学模型的输入量，其中为机械臂的关节加速度，为机械臂的惯性矩阵，为机械臂的雅可比矩阵； 经过以上计算得到的经过两次积分得到机械臂的控制命令，完成主动牵拉控制，当组织受力等于设定参考力，机械臂将会稳定在这个状态； 在牵拉过程中，拉钩平面与组织可能产生角度偏差，利用单维传感器的阵列式分布特点，通过四个触点力大小分布情况计算平面上的扭矩； 计算原理为： ,,其中为每个触点的力，W为坐标系下的宽度，L为坐标系下的长度，，同样作为输入项用来补偿牵拉面的角度偏差； 3稳定牵拉阶段； 手术过程中医生的操作会引起组织的轻微位移，同时，机械臂在受到干扰的过程中应进行短暂的屈服，然后迅速恢复稳定牵拉状态，在此阶段，控制系统的响应速度由PD控制器的参数来决定； 设定PD控制器的kp和kd两个参数分别为0.1和0.3，由于扭矩补偿时刻响应会造成机械臂的抖动，设定的下界，拉钩与组织接触扭矩小于下界则不补偿扭矩，安全阈值上界设定为,超过上界判断为危险状况，机械臂回退到不接触状态并发出警告； 4回退补偿阶段； 在初始化阶段，如果拉钩平面和目标牵拉区域存在大角度的偏差，会存在损伤组织、产生滑移； 控制策略通过触点传感器各触点力来判断是否存在大角度偏差，如果存在拉钩将会回退到非接触状态，执行大角度偏差补偿； 所述步骤4）具体实现方式在于： 在主动牵拉阶段，拉钩接触到病人组织时实时采集四个触点的力,拉钩位移信息d,并计算扭矩，，如果接触扭矩超出回退补偿阈值，则将这个过程中合力和位移信息通过多项式拟合建立病人组织的力形变曲线，，根据每个点的力分布情况，计算出每个点应该补偿的位移，每个点的补偿位移在其坐标系下运用优化算法计算得到拉钩局部坐标系下应该补偿角度的旋转矩阵，最后通过输入反向扭矩和反馈位姿信息来闭环完成大角度补偿，主动回退补偿发生在第一次主动牵拉过程中，一旦发生大角度偏差就会触发该阶段，并且如果一次补偿未达到要求，则会重复补偿过程。

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