微创手术机器人及连接控制方法与流程

1.本发明涉及软组织机器人技术领域，特别是涉及一种微创手术机器人及连接控制方法。


背景技术：

2.现如今，微创手术凭借其手术创口小、利于恢复以及其手术过程快、便于操作等优势，在医疗行业已经得到广泛应用。微创手术通常采用机器人手术系统实现，机器人手术系统由具有多个自由度的机械臂和设置在机械臂端部的微创手术机器人组成，微创手术机器人一般包括基座，设置在基座上的多功能通道器以及设置在多功能通道器上的手术执行器，手术执行器包括剪刀、夹钳等，医生通过控制基座上的多功能通道器动作，带动手术执行器对患者的患部完成剪切、夹取、缝合等手术操作。
3.目前，微创手术机器人通过其基座的电机输出轴和多功能通道器的输入轴啮合实现动力的传递，然而，现有的啮合方式需要手动完成啮合，啮合过程比较繁琐，啮合精度无法得到保证，对手术效果会造成一定影响。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出一种微创手术机器人及连接控制方法，以至少解决现有的微创手术机器人中基座和多功能通道器无法准确啮合问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种连接控制方法，应用于微创手术机器人，所述微创手术机器人包括多功能通道器和基座，所述多功能通道器包括输入轴以及由所述输入轴带动转动的齿轮，所述基座包括电机，所述电机的输出轴用于带动所述输入轴转动，所述方法包括：通过所述齿轮的转动信息，获取所述输入轴的第一位置信息；获取所述输出轴的第二位置信息；在所述第一位置信息和所述第二位置信息不对应的情况下，驱动所述输出轴运动至与所述输入轴对应的位置。
6.本发明还公开了一种微创手术机器人，所述微创手术机器人包括主机、多功能通道器和基座，所述多功能通道器包括输入轴以及由所述输入轴带动转动的齿轮，所述基座包括电机，所述电机的输出轴用于带动所述输入轴转动，所述主机用于：通过所述齿轮的转动信息，获取所述输入轴的第一位置信息；获取所述输出轴的第二位置信息；在所述第一位置信息和所述第二位置信息不对应的情况下，驱动所述输出轴运动至与所述输入轴对应的位置。
7.相对于现有技术，本发明提供的微创手术机器人及连接控制方法具有以下优势：本发明的连接控制方法可以应用于微创手术机器人，通过齿轮的转动信息获取输入轴的第一位置信息，获取输出轴的第二位置信息，基于第一位置信息和第二位置信息可
以初步判断输入轴和输出轴是否完成对接，在未完成对接的情况下，驱动输出轴转动至与输入轴对应的位置，使输入轴和输出轴完成对接。由此实现微创手术机器人中输入轴和输出轴对接情况的初步检测，保证在输入轴和输出轴准确啮合的情况下对微创手术机器人进行使用，从而降低微创手术的操作风险，提升手术的安全性。
附图说明
8.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是本发明实施例的一种连接控制方法示意图；图2是本发明实施例的另一种连接控制方法示意图；图3是本发明实施例的一种微创手术机器人示意图；图4是本发明实施例的一种多功能通道器示意图；图5是本发明实施例的一种基座示意图；图6是本发明实施例的另一种基座示意图；图7是本发明实施例的一种连接组件示意图；图8是本发明实施例的一种连接组件结构示意图。
9.附图标记说明：46-多功能通道器，48-基座，4601-输入轴，4801-电机， 464a-第一磁编码器，464b-第二磁编码器，4602a-第一电连接端子，4602b-第二电连接端子，4802-压力传感器， 483-连接组件， 4831-壳体，4832-卡槽，4833-轴杆，4834-弹性件。
具体实施方式
10.下面将详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
11.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
12.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
13.下面结合图1-图7描述本发明实施例的一种微创手术机器人及连接控制方法。
14.实施例一参照图1，示出了本发明的一种连接控制方法的框图，该方法应用于微创手术机器
人，微创手术机器人包括多功能通道器46和基座48，多功能通道器46包括输入轴4601以及由输入轴4601带动转动的齿轮，基座48包括电机4801，电机4801的输出轴用于带动输入轴4601转动，所述连接控制方法的步骤如下：步骤101：通过所述齿轮的转动信息，获取所述输入轴的第一位置信息。
15.微创手术机器人接通电源后，基座48中的电机4801转动输出动力，由电机4801的输出轴带动多功能通道器46中的输入轴4601转动，将动力传递至多功能通道器46，进而通过多功能通道器46控制末端的手术执行件进行手术操作。多功能通道器46中的输入轴4601上套设有齿轮，该齿轮与跟随输入轴4601同步转动，在转动过程中，可以通过位置传感器检测该齿轮的转动信息，根据该转动信息即可确定输入轴4601的第一位置信息。例如检测到齿轮相对初始状态转动了30
°
，则判定输入轴4601当前的第一位置信息为30
°
。进一步的，可以规定顺时针转动为正转，记为正，逆时针转动为反转，记为负，则，若检测到齿轮相对初始状态顺时针转动了30
°
，则判定输入轴4601当前的第一位置信息为＋30
°
；若检测到齿轮相对初始状态逆时针转动了30
°
，则判定输入轴4601当前的第一位置信息为－30
°
。需要说明的是，本步骤中的位置传感器可以为具备位置检测功能的任意传感器，例如红外传感器、声波传感器、激光传感器等，对此本步骤不作限制。
16.一种实施方式中，微创手术机器人中的齿轮包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮由输入轴4601带动转动，从动齿轮与主动齿轮啮合，该情况下，利用步骤s101~s103替换步骤101。
17.步骤s101：获取所述从动齿轮的转动信息。
18.齿轮包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮套设于输入轴4601上，随输入轴4601同步转动，主动齿轮与从动齿轮啮合，进而带动从动齿轮转动，可以通过位置传感器检测从动齿轮的转动信息，由于在主动齿轮带动从动齿轮长期转动的过程中，齿轮的表面可能会出现老化磨损，导致主动齿轮和从动齿轮之间存在转动误差，转动误差会使主动齿轮和从动齿轮的位置信息不一致，鉴于此，优选的，可以设置两个从动齿轮分别啮合在主动齿轮的两侧，基于两个从动齿轮的转动信息来确定主动齿轮的转动信息。由于两个从动齿轮在主动齿轮的带动下进行转动，当主动齿轮顺时针转动时，两个从动齿轮分别逆时针转动，当主动齿轮逆时针转动时，两个从动齿轮分别顺时针转动。
19.一种实施方式中，多功能通道器46还包括与从动齿轮固定连接的磁盘，以及与从动齿轮位于同一轴线的磁编码器，该情况下，步骤s101还包括子步骤s1011~s1012。
20.s1011：通过所述磁编码器检测所述磁盘的磁场变化。
21.从动齿轮上分别固定连接有磁盘，与磁盘同轴线的位置设置有磁编码器，可选的，该磁编码器可以设置于基座48上与磁盘同轴线的位置。多动能通道器的输入轴4601在电机4801输出轴带动下转动时，主动齿轮带动从动齿轮随之转动，进而使固定连接在从动齿轮上的磁盘跟随从动齿轮转动，磁盘的圆周上存在许多磁极，磁盘转动时，磁极之间磁场发生变化， 磁编码器则可以检测到磁极之间磁场的变化。磁编码器的检测方式中，从动齿轮在一圈的转动范围内，磁编码器数值范围为0~4096，即第一磁编码器的0~4096对应从动齿轮转动的0
°
~360
°
，且在从动齿轮转动一圈的范围内，磁盘的位置相对于磁编码器是唯一确定的，例如磁盘处于m位置时磁编码器检测为50
°
，此时无论从动齿轮再转动多少圈，只要从动齿轮处于m位置，磁编码器度数都为50
°
，即从动齿轮在一圈内的位置绝对。
22.s1012：利用信号处理电路处理所述磁场变化，得到所述从动齿轮的转动信息。
23.磁编码器检测到磁极之间磁场的变化后，信号处理电路能够将该磁场变化的信号转换为正弦波信号，进而依据正弦波信号得到从动齿轮的转动信息。磁编码器可以为感应磁场变化的磁阻器件，对于磁编码器的具体类型，本步骤不作限制。
24.步骤s102：根据所述从动齿轮的转动信息，确定所述主动齿轮的转动信息。
25.若两个从动齿轮和主动齿轮的尺寸大小相同，则直接对两个从动齿轮的转动信息求均值即可得到主动齿轮的转动信息；若两个从动齿轮和主动齿轮的尺寸大小不相同，则对两个从动齿轮的转动信息求均值后，再按主动齿轮和从动齿轮的齿数比例关系换算即可得到主动齿轮的转动信息。本步骤通过两个从动齿轮可以更为准确的得到主动齿轮的转动信息，减小齿轮表面磨损等因素的影响。
26.步骤s103：根据所述主动齿轮的转动信息，确定所述第一位置信息。
27.主动齿轮套设于输入轴4601上，跟随输入轴4601同步转动，因此主动齿轮的转动信息与输入轴4601的第一位置信息相等。
28.步骤102：获取所述输出轴的第二位置信息。
29.通过位置传感器可以检测电机4801转动的位置信息，根据该位置信息确定输出轴的第二位置信息，在实际应用中，电机4801通常和减速器配合使用，通过减速器将电机4801的高转速转化为微创手术装置需要的低转速，减速器的末端连接输出轴，将电机4801转动的位置信息和减速器的减速比例合理换算后，即可得到输出轴的第二位置信息。本步骤的位置传感器与步骤101中的位置传感器类似，在此不再赘述。
30.一种实施方式中，基座48还包括连接于电机4801和输出轴之间的减速齿轮，该情况下，利用步骤s105~s106替换步骤102。
31.步骤s105：获取所述减速齿轮的转动信息。
32.在实际应用中，电机4801通常和减速器配合使用，通过减速器将电机4801的高转速转化为微创手术装置需要的低转速，减速器的末端连接输出轴，在减速器末端和输出轴之间，设置有减速齿轮，减速齿轮套设于减速器的末端上，随减速器的末端同步转动，相当于和输出轴也为同步转动。可以在减速齿轮上设置磁盘，减速齿轮的同一轴线位置设置磁编码器，利用磁编码器检测磁盘的磁场变化，来得到减速齿轮的转动信息，磁编码器的检测方式与步骤s1011类似，在此不再赘述。
33.步骤s106：根据所述减速齿轮的转动信息，确定所述第二位置信息。
34.磁编码器检测到减速齿轮磁盘的磁场变化后，信号处理电路能够将该磁场变化的信号转换为正弦波信号，进而依据正弦波信号得到减速齿轮的转动信息。磁编码器可以为感应磁场变化的磁阻器件，对于磁编码器的具体类型，本步骤不作限制。
35.步骤103：在所述第一位置信息和所述第二位置信息不对应的情况下，驱动所述输出轴运动至与所述输入轴对应的位置。
36.在第一位置信息和第二位置信息对应的情况下，则判定输入轴4601和输出轴已经完成对接。在第一位置信息和第二位置信息不对应的情况下，则判定输入轴4601和输出轴未完成对接，此时通过电机4801驱动输出轴运动至与输入轴4601对应的位置，以使输出轴与输入轴4601完成对接。例如，以输入轴4601和输出轴连接的初始位置为起点，当检测到的第一位置信息和第二位置信息都为90
°
，表示输入轴4601相对初始位置转动了90
°
，输出轴
相对初始位置也转动了90
°
，此时判定输入轴4601和输出轴已完成对接；当检测到第一位置信息为90
°
，第二位置信息不为90
°
，表示输入轴4601相对初始位置转动了90
°
，输出轴相对初始位置没有转动90
°
，此时判定输入轴4601和输出轴未完成对接，进而通过电机4801驱动输出轴再次转动，使其运动至相对初始位置为90
°
的位置，以使输出轴相对初始位置转动的度数和输入轴4601相对初始位置转动的度数对应，从而使输入轴4601和输出轴完成对接。
37.本实施例提供的连接控制方法应用于微创手术机器人，通过齿轮的转动位置信息获取输入轴4601的第一位置信息，通过电机4801的转动位置信息获取输出轴的第二位置信息，基于第一位置信息和第二位置信息可以初步判断输入轴4601和输出轴是否完成对接，在未完成对接的情况下，驱动输出轴转动至与输入轴4601对应的位置，使输入轴4601和输出轴完成对接。由此实现微创手术机器人中输入轴4601和输出轴对接情况的初步检测，保证在输入轴4601和输出轴准确啮合的情况下对微创手术机器人进行使用，从而降低微创手术的操作风险，提升手术的安全性。
38.实施例二参照图2，示出了本发明的另一种连接控制方法的框图。
39.步骤201：接收所述多功能通道器的连接信号。
40.微创手术机器人中，多功能通道器46上设置有第一电连接端子4602a，基座48上设置有第二电连接端子4602b，当多功能通道器46和基座48连接在一起时，第一电连接端子4602a和第二电连接端子4602b实现电连接，可以进行多功能通道器46和基座48之间电信号的传输。若第一电连接端子4602a和第二电连接端子4602b的电连接良好，证明多功能通道器46和基座48的连接到位，此时基座48可以稳定接收到多功能通道器46的电信号；若第一电连接端子4602a和第二电连接端子4602b的电连接失效，证明多功能通道器46和基座48的连接不到位，此时基座48接收不到多功能通道器46的电信号，需要对二者重新进行连接，若仍为无法成功连接，则需要维修或更换多功能通道器46或基座48。
41.步骤202：基于所述连接信号，获取所述多功能通道器的产品信息。
42.在多功能通道器46和基座48良好的连接到位后，主机可以通过基座48读取多功能通道器46的产品信息，产品信息包括多功能通道器46的生产日期、生产厂家、规格型号、功率要求等基本信息。
43.步骤203：根据所述产品信息，检测所述多功能通道器与所述基座的匹配性。
44.根据读取到的产品信息，可以判断多功能通道器46与基座48是否为同一生产厂家的设备，或同一功率要求下使用的设备等，若多功能通道器46的产品信息与基座48匹配，则可以对安装后的设备进行使用；若多功能通道器46的产品信息与基座48不匹配，则需要更换多功能通道器46。
45.步骤204：通过所述齿轮的转动信息，获取所述输入轴的第一位置信息。
46.本步骤与步骤101的方式类似，在此不再赘述。
47.步骤205：获取所述输出轴的第二位置信息。
48.本步骤与步骤102的方式类似，在此不再赘述。
49.步骤206：确定所述第一位置信息和所述第二位置信息的第一差值。
50.计算第一位置信息与第二位置信息之间的差值，记为第一差值。在第一位置信息和第二位置信息相等的情况下，第一差值为0，输入轴4601和输出轴转动的位置相对应，表
示输入轴4601和输出轴已完成对接。在第一位置信息和第二位置信息不相等的情况下，若规定顺时针转动为正转，记为正，逆时针转动为反转，记为负，若第一位置信息小于第二位置信息，则第一差值为负，第一位置信息大于第二位置信息，则第一差值为正。一般情况下，由于输出轴带动输入轴4601转动，在位置信息不对应的情况下，第一位置信息都会小于第二位置信息，但是在输入轴4601外部卡接部位挤压的影响下，或操作人员误触碰等的影响下，可能出现第一位置信息大于第二位置信息的情况，此时第一差值为正。例如，当检测到第一位置信息为80
°
，第二位置信息为90
°
，表示输入轴4601相对初始位置转动了80
°
，输出轴相对初始位置转动了90
°
，计算第一差值为－10
°
；当检测到第一位置信息为100
°
，第二位置信息为90
°
，表示输入轴4601相对初始位置转动了100
°
，输出轴相对初始位置转动了90
°
，计算第一差值为10
°
。
51.步骤207：以所述第一位置信息为目标位置，驱动所述输出轴转动所述第一差值。
52.在得到第一差值之后，以第一位置信息为目标位置，通过电机4801驱动输出轴转动第一差值，以使第一位置信息和第二位置信息相同，以使输入轴4601和输出轴完成对接。例如，若输入轴4601相对初始位置转动了80
°
，输出轴相对初始位置转动了90
°
，第一差值为－10
°
，则驱动输出轴转动逆时针转动10
°
，使输出轴相对初始位置转动为80
°
，完成和输入轴4601的对接；若输入轴4601相对初始位置转动了100
°
，输出轴相对初始位置转动了90
°
，第一差值为10
°
，则驱动输出轴转动顺时针转动10
°
，使输出轴相对初始位置转动为100
°
，完成和输入轴4601的对接。
53.一种实施方式中，微创手术机器人还包括连接组件483，连接组件483的一端与输入轴4601啮合，另一端与输出轴啮合，该情况下，连接控制方法还包括：步骤208：获取所述连接组件的压力值。
54.输入轴4601和输出轴通过连接组件483啮合在一起，压力传感器4802设置在连接组件483与输出轴连接的部位，在将输入轴4601与输出轴连接的过程中，连接组件483受到输入轴4601施加的压力，压力传感器4802可以检测到连接组件483所受到的压力值大小。需要说明的是，在将输入轴4601与连接组件483啮合的过程中，输入轴4601与连接组件483未啮合，输入轴4601挤压连接组件483，连接组件483受到的压力较大，压力传感器4802会检测到一个较大的压力值，在输入轴4601与连接组件483啮合完成后，输入轴4601对连接组件483的挤压力减小，甚至消失，连接组件483受到的压力较小，压力传感器4802会检测到一个较小的压力值。可以通过多次试验确定输入轴4601和输出轴完成啮合后的压力值范围，以此压力值范围作为预设压力范围。
55.一种实施方式中，如图7所示，连接组件483包括壳体4831、阶梯轴以及弹性件4834，阶梯轴包括轴帽和轴杆4833，轴帽的底部与轴杆4833固定连接，轴杆4833从壳体4831的底部伸出用于与输出轴卡接，轴帽设置于壳体4831内且轴帽的顶部开设有卡槽4832，卡槽4832用于与输入轴4601卡接；弹性件4834设置于轴帽的底部与壳体4831的底部之间，该情况下，步骤208包括子步骤2081。
56.子步骤2081：获取所述弹性件4834作用于所述壳体底部的压力值。
57.输入轴4601与输出轴连接的过程是将输入轴4601卡入阶梯轴轴帽顶部的卡槽4832中，将阶梯轴轴杆4833插入输出轴中，由此完成连接的。在将输入轴4601卡入轴帽顶部的卡槽4832的过程中，输入轴4601未与卡槽4832有效卡合，或者说输入轴4601未卡入卡槽
4832，输入轴4601挤压轴帽顶部，轴帽底部与壳体4831底部之间的弹性件4834受到轴帽底部施加的挤压力，发生形变并将压力传递至壳体4831的底部，此时压力传感器4802会检测到壳体4831底部一个较大的压力值；在输入轴4601与轴帽顶部的卡槽4832的卡接完成后，弹性件4834受到轴帽底部施加的挤压力消失，恢复到初始形态，对壳体4831底部的作用力减小，此时压力传感器4802会检测到壳体4831底部一个较小的压力值。
58.步骤209：在所述压力值处于预设压力范围内的情况下，判定所述输入轴4601与所述输出轴啮合，并检测所述输入轴4601与所述输出轴的运转状态。
59.当压力传感器4802获取到的压力值处于预设压力值范围内时，则判定输入轴4601、连接组件483和输出轴三者之间已经完成啮合，进而检测输入轴4601和输出轴的运转状态。可以通过多次试验确定输入轴4601和输出轴完成啮合后壳体4831底部的压力值范围，以此压力值范围作为预设压力范围。
60.步骤210：在所述压力值超出所述预设压力范围内的情况下，判定所述输入轴与所述输出轴未啮合。
61.当压力传感器4802获取到的压力值超出预设压力值范围时，则判定输入轴4601、连接组件483和输出轴三者之间未完成啮合。
62.步骤211：驱动所述输出轴在预设角度范围内往复转动，以使所述输入轴与所述输出轴啮合，并检测所述输入轴与所述输出轴的运转状态。
63.由于输入轴4601和输出轴已经初步完成对接，即使压力值超出预设压力范围，输入轴4601和输出轴的偏差角度也不会过大，因此可以设置预设角度为一个较小的角度范围，例如1
°
~5
°
，对于预设角度的具体设置范围，本步骤不作限制。驱动输出轴在预设角度范围内往复转动，使输入轴4601与输出轴啮合，进而检测输入轴4601和输出轴的运转状态。
64.步骤211还包括子步骤2111~子步骤2113。
65.子步骤2111：获取所述输出轴往复转动后的实时压力值以及往复转动的次数。
66.当输出轴在预设角度范围内往复转动时，可以通过压力传感器4802实时获取输出连接组件483的压力值，以及通过计数器获取输出轴往复转动的次数。
67.子步骤2112：在所述实时压力值处于预设压力范围内的情况下，检测所述输入轴与所述输出轴的运转状态。
68.在压力传感器4802检测到输出轴的实时压力值处于预设压力范围内时，则判定输入轴4601和输出轴二者之间已经完成啮合。
69.子步骤2113：在所述次数超过所述第一预设次数的情况下，反馈错误信息。
70.由于输入轴4601和输出轴可能由于加工误差、装配误差等原因无法准确啮合，因此可以设置一个第一预设次数，检测输入轴4601和输出轴在第一预设次数内的运转情况，若在第一预设次数内完成啮合，则表明输入轴4601和输出轴不存在装配误差，若在第一预设次数内完成啮合，则表明输入轴4601和输出轴可能存在装配误差，无法实现啮合，此时反馈错误信息至控制中心，对操作人员进行提示。以第一预设次数为5次对本步骤进行说明，在输出轴往复转动5次之内，若输出轴的压力值处于预设压力范围，则直接启动自检程序检测输入轴4601与输出轴的运转状态；若输出轴往复转动超过5次，则判定输入轴4601和输出轴无法准确啮合，此时反馈错误信息至控制中心，提示操作人员输入轴4601和输出轴无法啮合。当然，对于第一预设次数的具体数值，本步骤不作限制。
71.上述步骤中检测输入轴和输出轴的运转状态，具体包括步骤a1~a7。
72.步骤a1：驱动所述输出轴转动一个随机度数。
73.理想情况下，输入轴4601将跟随输出轴同步转动相同的度数，然而，由于轴的加工误差的存在，可能出现输入轴4601不能完全跟随输出轴转动，使输入轴4601转动的度数比输出轴的转动度数略小。因此在输入轴4601和输出轴完成啮合后，可以启动自检程序检测输入轴4601和输出轴的运转状态，本步骤假定输出轴转动的随机度数为5
°
。
74.步骤a2：获取所述第一位置信息，以及所述第二位置信息。
75.在输出轴转动随机度数后，分别获取输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息。
76.步骤a3：在所述第一位置信息和所述第二位置信息一致的情况下，判定所述输入轴与所述输出轴为正常运转。
77.在输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息一致时，判定为输入轴4601和输出轴可以正常运转。例如，输出轴随机转动了5
°
，若输入轴4601也转动了5
°
，则表明输出轴可以带动输入轴4601正常运转。
78.步骤a4：在所述第一位置信息和所述第二位置信息不一致的情况下，判定所述输入轴与所述输出轴为非正常运转。
79.在输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息不一致时，判定为输入轴4601和输出轴不可以正常运转。例如，输出轴随机转动了5
°
，输入轴4601只转动了3
°
，则表明输出轴无法带动输入轴4601正常运转。
80.步骤a5：确定所述第一位置信息和所述第二位置信息的第二差值。
81.计算输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息的差值，记为第二差值。例如，输出轴随机转动了5
°
，第二位置信息为5
°
，输入轴4601只转动了3
°
，第一位置信息为3
°
，计算其相差的度数，即为2
°
。
82.步骤a6：在所述第二差值处于预设补偿范围内的情况下，驱动所述输出轴转动所述第二差值。
83.预设补偿范围也就是输入轴4601和输出轴转动时可接受的误差范围，以预设补偿范围为0
°
~5
°
为例，在输入轴4601和输出轴的相差度数在0
°
~5
°
的情况下，驱动输出轴转动输入轴4601和输出轴之间相差的度数。由于上述步骤中确定的相差度数为2
°
，处于0
°
~5
°
的预设补偿范围，此时驱动输出轴转动2
°
，将输入轴4601和输出轴之间存在的误差进行补偿。
84.步骤a7：在所述第二差值超出预设补偿范围内的情况下，反馈错误信息。
85.在第二差值超出预设补偿范围内的情况下，反馈错误信息，提示操作人员误差过大，输入轴4601和输出轴无法实现准确啮合。当然，对于预设补偿范围的具体范围大小，本步骤不作限制。
86.上述步骤a6之后，还包括步骤b1~b7。
87.步骤b1：获取所述第一位置信息，以及所述第二位置信息。
88.在输出轴转动第二差值后，获取输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息。
89.步骤b2：在所述第一位置信息和所述第二位置信息一致的情况下，判定所述输入轴与所述输出轴为正常运转。
90.在输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息一致的情况下，判定输入轴4601和输出轴之间存在的转动误差已经消除，输入轴4601和输出轴已准确啮合。
91.步骤b3：在所述第一位置信息和所述第二位置信息不一致的情况下，更新所述输入轴与所述输出轴的传动比。
92.在输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息不一致的情况下，判定输入轴4601和输出轴之间的传动比不为1：1，此时需要重新计算输入轴4601和输出轴之间的传动比，并将控制中心默认的传动比进行更新。
93.步骤b4：驱动所述输出轴以预设度数转动第二预设次数。
94.判定输入轴4601和输出轴之间的传动比不为1：1之后，继续驱动输出轴以预设度数转动第二预设次数。为使检测结果更为准确，可以设置第二预设度数不少于五次。预设度数可以自由设置，对此，本步骤不作限制。
95.步骤b5：获取所述输入轴每次转动的第一位置信息，以及所述输出轴每次转动的第二位置信息。
96.在输入轴4601和输出轴的每次转动后，都对输入轴4601和输出轴的位置信息进行获取，即获取每次转动后输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位置信息。
97.步骤b6：在多个所述第一位置信息和多个所述第二位置信息不一致的情况下，基于多个所述第一位置信息和多个所述第二位置信息，确定所述输入轴和所述输出轴的传动比。
98.在多个第一位置信息和多个第二位置信息都不一致的情况下，根据多个第一位置信息和多个第二位置信息，计算输入轴4601和输出轴之间的传动比。例如，第一次转动后，第一位置信息为1
°
，第二位置信息为2
°
，在此基础上继续第二次转动，第二次转动后，第一位置信息为2
°
，第二位置信息为4
°
，在此基础上继续第三次转动，第三次转动后，第一位置信息为3
°
，第二位置信息为6
°
，由于各次转动获得的传动比相同或基本相同，则输入轴4601与输出轴之间的固定传动比为1：2。另一种情况中，第一次转动后，第一位置信息为1
°
，第二位置信息为2
°
，在此基础上继续第二次转动，第二次转动后，第一位置信息为2
°
，第二位置信息为5
°
，在此基础上继续第三次转动，第三次转动后，第一位置信息为3
°
，第二位置信息为7
°
，各次转动的传动比不同，如第一次转动的传动比为1:2，第二次转动的传动比为2：5，两者并不相同，则输入轴4601与输出轴之间不存在固定传动比。
99.步骤b7：将默认传动比更新为所述传动比。
100.若输入轴4601与输出轴之间存在固定传动比，则在确认输入轴4601和输出轴之间的固定传动比后，将该传动比反馈至控制中心，控制中心会将控制算法中的传动比更新为实际计算得到的传动比，在后续控制输入轴4601所要运动的目标位置时，会将目标位置经过传动比换算后再控制输出轴转动的角度。若输入轴4601与输出轴之间不存在固定传动比，则会反馈错误信息至控制中心，提示操作人员输入轴无法跟随输出轴同步转动。
101.另一种实施方式中，上述步骤a4之后可以直接执行步骤b4~b7，具体实施步骤本实施例不作限制。
102.本实施例提供的连接控制方法可以先根据多功能通道器46的产品信息检测多功能通道器46和基座48是否匹配，在其互相匹配的基础上，通过获取从动齿轮的转动信息，确定输入轴4601的第一位置信息，进一步基于输入轴4601的第一位置信息和输出轴的第二位
置信息可以初步判断输入轴4601和输出轴是否完成对接，在未完成对接的情况下，驱动输出轴转动至与输入轴4601对应的位置，使输入轴4601和输出轴初步完成对接。在输入轴4601和输出轴初步对接后，通过获取连接输入轴4601和输出轴的连接组件483的压力值，基于该压力值对输入轴4601和输出轴进行二次调整，使输入轴4601和输出轴完成啮合。啮完成后进一步检测输入轴4601与输出轴的运转状态，根据运转情况判断输入轴4601和输出轴的传动比与默认的传动比是否一致，若不一致，系统会将控制中心的传动比更新为实际检测到的传动比，再进行后续的控制，以使输入轴4601能够到达目标位置。通过本实施例的方式，可以实现微创手术机器人中多功能通道器46和基座48对接情况的初步检测以及啮合情况的二次检测，在准确啮合的情况下对输入轴4601和输出轴的运转情况进行检测，基于运转情况分析输入轴4601和输出轴之间的传动比，进一步控制后续输出轴的转动情况，以使输入轴4601达到目标位置。
103.实施例三参照图3~图8，本发明还提供了一种微创手术机器人，微创手术机器人包括主机、多功能通道器46和基座48，多功能通道器46包括输入轴4601以及由输入轴4601带动转动的齿轮，基座48包括电机4801，电机4801的输出轴用于带动输入轴4601转动，主机用于：通过齿轮的转动位置信息，获取输入轴4601的第一位置信息；获取输出轴的第二位置信息；在第一位置信息和第二位置信息不对应的情况下，驱动输出轴运动至与输入轴4601对应的位置。
104.具体地，参照图3，示出了本发明实施例三提供的一种微创手术机器人，装置包括主机、多功能通道器46和基座48，多功能通道器46的末端连接有手术执行件，可以带动手术执行件执行手术动作，基座48与多功能通道器46连接，可以为多功能通道器46提供动力，主机与基座48连接，主机上设置有操控面板，医生通过操作主机上的操控面板控制基座48传递给多功能通道器46的动力，进而控制手术执行器对患者的患部完成剪切、夹取、缝合等手术操作。
105.参照图4，多功能通道器46包括输入轴4601、主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮套设于输入轴4601上，主动齿轮与从动齿轮啮合在一起，由主动齿轮带动从动齿轮转动，进而带动输入轴4601转动，实现基座48和多功能通道器46之间的动力传递。参照图5，基座48包括电机4801，电机4801的末端一般连接有减速器等附加部件，能够将电机4801较高的转速转换至手术需要的转速，在电机4801及减速器的末端连接有输出轴，电机4801转动通过减速器带动输出轴转动，输出轴带动输入轴4601同步转动，实现基座48与多功能通道器46之间的动力传递。在多功能通道器46和基座48中分别设置有位置传感器，可以检测输入轴4601和输出轴的转动位置，基于检测到的位置信息可以判断输入轴4601和输出轴是否完成啮合。一种实施方式中，减速器的末端套设有减速齿轮，减速齿轮与减速器的末端同步转动，等同于与输出轴同步转动。多功能通道器46和基座48的表面设置电连接端子4602，在多功能通道器46和基座48连接到位后，二者的电连接端子4602接触，能够实现多功能通道器46和基座48之间电信号的传输。
106.参照图5和图6，在一些实施例中，位置传感器可以为磁感应传感器，包括第一磁盘和第一磁编码器464a，第二磁盘和第二磁编码器464b。第一磁盘与从动齿轮固定连接，第一磁编码器464a设置于基座48的上表面上，且与第一磁盘在同一轴线上，当从动齿轮转动时，
第一磁盘随之同步转动，第一磁盘内部磁场发生变化，第一磁编码器464a检测到第一磁盘的磁场变化后经过信号处理即可得到从动齿轮的位置信息。第二磁盘与减速齿轮固定连接，第二磁编码器464b设置于基座48的下表面上，且与第二磁盘在同一轴线上，当减速齿轮转动时，第二磁盘随之同步转动，第二磁盘内部磁场发生变化，第二磁编码器464b检测到第二磁盘的磁场变化后经过信号处理即可得到减速齿轮的位置信息。
107.在一些实施例中，微创手术机器人还包括连接组件483和压力传感器4802，参照图7和图8，连接组件483包括壳体4831、阶梯轴以及弹性件4834，阶梯轴包括轴帽和轴杆4833，轴帽的底部与轴杆4833固定连接，轴杆4833从壳体4831的底部伸出，可以和输出轴卡接，轴帽设置于壳体4831内且轴帽的顶部开设有卡槽4832，卡槽4832可以和输入轴4601卡接；弹性件4834设置于轴帽的底部与壳体4831的底部之间。优选的，设置输入轴4601末端和轴帽顶部卡槽4832的形状为“十”字型，可以使输入轴4601末端与卡槽4832的配合更为稳定，避免在输入轴4601末端在卡槽4832中晃动。参照图5，压力传感器4802设置于输出轴与连接组件483连接的部位，用于检测输入轴4601和输出轴的连接压力。
108.本实施例的微创手术机器人中，多功能通道器46中的输入轴4601和基座48中的电机4801输出轴连接在一起，通过电机4801转动，使输出轴带动输入轴4601同步转动，实现多功能通道器46和基座48之间动力的传递。同时位置传感器能够分别检测输入轴4601的位置信息和电机4801输出轴的位置信息，基于位置信息可以判断输入轴4601和输出轴是否完成啮合。
109.最后，还需要说明的是，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
110.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。