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龙图腾网获悉长春理工大学申请的专利一种微创手术仿真训练器械操作力反馈装置及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：CN119851540B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24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：202510329614.2，技术领域涉及：G09B9/00；该发明授权一种微创手术仿真训练器械操作力反馈装置及方法是由师为礼;于嘉宇;曲峰;魏国栋;苗语;何巍;蒋振刚设计研发完成，并于2025-03-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种微创手术仿真训练器械操作力反馈装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开医疗辅助设备技术领域的一种微创手术仿真训练器械操作力反馈装置及方法，其中，实验台具有支撑轴杆，第一旋转平台对称设置在所述支撑轴杆上，并可绕所述支撑轴杆旋转，第二旋转平台安装在所述第一旋转平台上并可绕所述第一旋转平台水平旋转，微创手术器械贯穿所述第二旋转平台，并可相对所述第二旋转平台伸缩，VR眼镜供操作者佩戴，本发明提供的一种微创手术仿真训练器械操作力反馈装置及方法，通过这种力反馈机制，能够更加真实地模拟手术过程中的触觉反馈，从而提高手术训练的效果和安全性。

本发明授权一种微创手术仿真训练器械操作力反馈装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于微创手术仿真训练器械操作力反馈装置的操作力反馈方法，其中，微创手术仿真训练器械操作力反馈装置包括： 实验台100，其具有支撑轴杆110； 第一旋转平台200，对称设置在所述支撑轴杆110上，并可绕所述支撑轴杆110旋转； 第二旋转平台300，安装在所述第一旋转平台200上，并可绕所述第一旋转平台200水平旋转； 微创手术器械400，贯穿所述第二旋转平台300，并可相对所述第二旋转平台300伸缩； VR眼镜500，供操作者佩戴，操作者佩戴VR眼镜500，看到虚拟手术环境，并通过操作实际的微创手术器械400，实现虚拟器械的同步操作，从而完成仿真训练；其中，所述微创手术器械400前端设置有第一力反馈装置410，所述微创手术器械400握把处设置有第二力反馈装置420，其特征在于，操作力反馈方法步骤如下： S1、虚拟力计算： 通过非线性模型计算虚拟组织的切割力、摩擦力和穿刺力，并加权合成虚拟交互力； S2、位姿反馈计算： 根据第一旋转平台200和第二旋转平台300采集的微创手术器械400的俯仰、偏航、翻滚角度及深度变化，采用非线性模型计算与虚拟组织的位姿交互反馈力； S3、力反馈仿真： 将虚拟交互力和位姿反馈力通过伺服电机和非线性反馈公式转化为操作者的操作力反馈； S4、力反馈控制： 利用PID控制算法，根据反馈误差实时调整反馈力，以保证反馈系统的稳定性和响应性； S5、闭环控制： 综合虚拟交互力、位姿反馈力和操作反馈力，通过闭环控制系统实时补偿调整，确保操作力与虚拟环境的同步性； 步骤S1中，虚拟组织的切割力计算公式如下： 其中，Kcut为虚拟组织的切割刚度系数，△x为手术器械切入的深度，n为切割过程中的非线性系数，表示从弹性到塑性过渡，βcut为与虚拟组织切割速度和材料屈服行为相关的衰减系数； 虚拟组织的摩擦力计算公式如下： 其中，μdynamic为动态摩擦系数，N为接触法向力，v为接触点的相对速度，γfriction和δfriction为与接触表面相关的非线性摩擦调节系数，α为与接触表面材料相关的衰减系数； 虚拟组织的穿刺力计算公式如下： 其中,Kpuncture为虚拟组织的穿刺刚度系数，△d为穿刺深度，d0为穿刺深度的临界值，表示非线性转折点，ηpuncture为穿刺深度变化速率相关系数，描述穿刺过程中的动态响应，αpuncture为穿刺力的应变率指数； 虚拟交互力计算公式如下： Fvirtual＝ωcut·Fcut+ωfriction·Ffriction+ωpuncture·Fpuncture 其中，wcut,wfriction,wpuncture为权重系数，满足wcut+wfriction+wpunctrue＝1表示每个力的贡献； 步骤S2中，第一旋转平台200通过第一伺服电机测量微创手术器械400的俯仰角度变化值△θ1，根据俯仰角度变化值△θ1计算第一位姿反馈力Fpose1，具体计算公式如下： Fpose1＝Kpose1·△θ12 其中，Kpose1为与俯仰角度变化相关的刚度系数； 第二旋转平台300通过第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机分别对应测量微创手术器械400的偏航角度变化△θ2、深度变化△d2以及翻滚角度△φ2变化，根据偏航角度变化△θ2、深度变化△d2以及翻滚角度△φ2变化计算第二位姿反馈力Fpose2，具体计算公式如下： Fpose2＝Kpose2·△θ2+△φ22+Kdepth·△d23 其中，Kpose2为与偏航和翻滚角度相关的刚度系数，Kdepth为与深度变化相关的刚度系数。

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