申请/专利权人：杭州柳叶刀机器人有限公司

申请日：2022-04-18

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN114748193B

主分类号：A61C8/00

分类号：A61C8/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.08.02#实质审查的生效;2022.07.15#公开

摘要：本发明公开了一种基于控制面的钻头的备洞深度控制方法及装置，其中方法包括：启动机械臂的直线打孔模式；基于牙骨信息，基于确定的三个特征点，确定控制面；建立图像坐标系，所述图像坐标系用于对显示于所述显示装置的对象进行定位；基于所述控制面、设置于牙种植装置的钻头在图像坐标系下的实时的尖端坐标、以及所述种植体的根节点在图像坐标系下的目标位置，对备洞深度进行监控。本方法精准控制种植牙备洞过程中保证钻孔的力度和垂直度以及对其钻孔的深度进行安全保护。

主权项：1.一种基于控制面的钻头的备洞深度控制装置，其特征在于，该备洞深度控制装置包括：直线打孔模块：配置为基于控制信号控制设置于牙种植装置的所述钻头的位置和姿态，启动机械臂的直线打孔模式，所述牙种植装置固定于机械臂末端；所述机械臂的直线打孔模式是机械臂仅能在以所述机械臂为基准建立的机械臂坐标系的Z轴方向移动；控制面生成模块：配置为基于所获取的牙骨信息，确定三个特征点，基于所述三个特征点，确定控制面，所述控制面显示于显示装置中；备洞深度控制模块：配置为建立图像坐标系，所述图像坐标系用于对显示于所述显示装置的对象进行定位；基于所述机械臂坐标系与所述图像坐标系的映射关系，将设置于所述牙种植装置的钻头的位置信息实时显示于所述显示装置中；基于所述控制面、设置于所述牙种植装置的钻头在所述图像坐标系下的实时的尖端坐标、以及种植体的根节点在所述图像坐标系下的目标位置，对备洞深度进行监控；所述钻头的备洞深度是以所述控制面为基准面，在所述种植体的规划方向上的实际备洞距离，该备洞深度控制装置用于实现包括如下步骤的基于控制面的钻头的备洞深度控制方法：基于控制信号控制设置于牙种植装置的所述钻头的位置和姿态，启动机械臂的直线打孔模式；基于所获取的牙骨信息，确定三个特征点，基于所述三个特征点，确定控制面；建立图像坐标系；基于所述机械臂坐标系与所述图像坐标系的映射关系，将设置于所述牙种植装置的钻头的位置信息实时显示于所述显示装置中；基于所述控制面、设置于所述牙种植装置的钻头在图像坐标系下的实时的尖端坐标、以及种植体的根节点在所述图像坐标系下的目标位置，对备洞深度进行监控，由所述钻头到所述控制面的垂直方向，即为所述种植体的规划方向，基于预先获取的第一用户的牙骨CT图像信息实例化而得到牙骨仿真模型；基于所述牙骨仿真模型，确定能够反映所述第一用户的牙骨信息的三个特征点；由所述三个特征点在所述图像坐标系下的图像坐标，确定控制面，设所述三个特征点M1、M2、M3在图像坐标系的坐标分别为M1x1,y1,z1、M2x2,y2,z2、M3x3,y3,z3，则设过M1的平面方程为：Ax-x1+By-y1+Cz-z1=0.................①，将M2，M3的坐标依次代入方程①得：Ax2-x1+By2-y1+Cz2-z1=0.............②Ax3-x1+By3-y1+Cz3-z1=0..............③求解行列式： ，能够确定所述控制面，将所述钻头在所述图像坐标系中的坐标记为A，将所述种植体的根节点的在图像坐标系的目标位置记为B，在显示装置中，记所述控制面为α，以B为射线原点，以A为射线上的一点，确定射线γ；所述射线γ与所述控制面α的交点记为C，对所述备洞深度h进行监控； ，所述备洞深度是以所述控制面为基准面，在所述种植体的规划方向上的实际备洞距离；其中，为线段AB的模，为线段CB的模，L为所述钻头的等效长度，E为机械臂末端工具的等效弹性模量，F为施加力，t为显示装置上对所述机械臂信息进行更新的刷新时间，V为所述机械臂的末端的线性速度,a为机械臂坐标系映射到图像坐标系的距离量缩放比例因子，为所述种植体的规划方向n与射线BA的夹角。

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