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一、系統(tǒng)簡介
導航手術具身機器人測試系統(tǒng)以激光跟蹤儀、6D姿態(tài)測量工裝、定制化工裝為核心，實現(xiàn)了對醫(yī)療手術機器人運動過程中的六維位姿精度的測量。系統(tǒng)符合YY/T 1712-2021《采用機器人技術的輔助手術設備和輔助手術系統(tǒng)》、YY/T 1901-2023 《采用機器人技術的骨科手術dao航設備要求及試驗方法》標準。
包括位姿準確度和重復性檢測、多方向位姿準確度變動、距離準確度和重復性、位置穩(wěn)定時間和超調(diào)量、位姿漂移特征、互換性、軌跡準確度和重復性、重定向軌跡準確度、拐角偏差、軌跡速度特征、最小定位時間等項目。
導航手術具身機器人測試系統(tǒng)采用激光非接觸測量作為測量手段，實現(xiàn)了對骨科手術機器人運動過程中的位置等參數(shù)的測量和計算。系統(tǒng)主要包括激光跟蹤儀和分析軟件。激光跟蹤儀用于靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)的采集，具有精度高、速度快、測量范圍大和便攜性好等特點，搭配姿態(tài)測量模塊能夠進行3D和6D的測量。該測試系統(tǒng)精度可以達到 15μm+6μm/m。jue對干涉儀距離：0.2μ/m；動態(tài)鎖定精度：10μm。
該測試系統(tǒng)發(fā)射激光并鎖定至固定在機器人末端執(zhí)行器上的靶球（或靶標）中心，當機器人在其運動范圍內(nèi)移動時，跟蹤儀實時記錄靶球的空間坐標，以1000點/秒的超高采樣率連續(xù)采集軌跡數(shù)據(jù)，反饋至PC端軟件進行分析評估。通過將機器人真實運動位置與理論位置相比較，即可得到運動偏差，進而進行精度補償。實現(xiàn)對機器人位姿參數(shù)、軌跡、誤差和精度等的儀器。系統(tǒng)也用于研發(fā)過程中在不改變機器人硬件的情況下對機器人的性能進行校正和提高。還可以作為一種通用的現(xiàn)場坐標測量設備，對各種大型高精度、超高精度機械件進行尺寸和行為公差的檢測。
系統(tǒng)本質(zhì)是一種球坐標測量系統(tǒng)。由 He-Ne 激光器發(fā)出的激光經(jīng)可沿水平軸和垂直軸旋轉(zhuǎn)的雙軸跟蹤鏡反射至目標，處于反射鏡中心的入射光則沿原路返回。兩個馬達分別驅(qū)動雙軸跟蹤鏡沿水平軸和垂直軸轉(zhuǎn)動，使激光始終入射至反射器，馬達驅(qū)動信號由位置檢測器PSD給出，它將入射光與出射光之間的相位偏移轉(zhuǎn)換成驅(qū)動電信號，實現(xiàn)跟蹤儀自動跟蹤。其基本原理是測量目標點的距離及水平和垂直方向的偏轉(zhuǎn)角，距離分量由激光測量，角度分量由高精度角度編碼器測量。它通過跟蹤儀上α、β角配合激光束d對測量目標的跟蹤運動，構成一個球坐標的測量體系，從而能夠完成空間幾何元素測點信息的獲取，并通過測量軟件完成對空間幾何元素尺寸、尺寸公差與形位公差、空間曲面曲線的分析計算工作。
二、關鍵技術介紹
1、最先jin的激光跟蹤儀：ROBO-1300 測試系統(tǒng)是世界上唯yi經(jīng)過驗證的“戶外"使用跟蹤儀！IP54（IEC60529）獨立驗證，防塵防水；
2、最智能的目標鎖定：Power Lock 技術(10°FOV)，快速完成斷光續(xù)接，具有穿越障礙及異地自動接光功能，主機能夠完成自動搜索、識別、鎖定移動中的靶標位置；
3、zui高精度測量反射鏡：世界上精度最高的測量反射鏡：光學中心: < ± 0.003 mm (< ± 0.00012 in)，Roundness (ball): ≤ 0.003 mm (≤ 0.00012 in)；
4、精度高測量：chao強的ADM功能，在20米直徑范圍內(nèi)，斷光續(xù)接精度損失不超過10微米。是市場上其它跟蹤儀的十分之一；
5、測量范圍：測量范圍達20米，水平測量角度無極限，垂直測量角度±145°，無需擔心因為角度帶來的跟蹤及測量失敗；
6、適用于現(xiàn)場操作，無線操控：內(nèi)置的WiFi連接，激光跟蹤儀能夠與PC輕松進行無線連接，通過筆記本、臺式機、智能手機進行遠程控制；
7、機器人六維姿態(tài)測量系統(tǒng)：T-Mac 測量速率高，實現(xiàn)空間6D測量；最大20米(直徑)的無線測量范圍，較3D測量，效率提高50%以上, 測量接收角度更大，傾斜角±45°，俯仰角±45°，旋轉(zhuǎn)角360°；可以實現(xiàn)機器人六維姿態(tài)實時動態(tài)高速測量；可以與機器人控制器實現(xiàn)聯(lián)機，通過外部觸發(fā)信號實現(xiàn)自動測量；
激光跟蹤儀配置
三、分析軟件與定制工裝
各類定制工裝
1、膝關節(jié)置換手術導航定位精度檢測工裝：功能概述：用于在關節(jié)置換手術導航定位系統(tǒng)輔助下的膝關節(jié)置換手術中模擬股骨髁，以檢測系統(tǒng)的導航定位綜合精度。支持點注冊，面注冊，平面對齊。（初級版不含自由曲面，支持2個不同平面對齊）；輔助檢測項目：膝關節(jié)置換手術導航定位綜合精度；適用范圍：關節(jié)置換手術導航定位系統(tǒng)（全膝關節(jié)置換、單髁膝關節(jié)置換功能）；
2、髖關節(jié)置換手術導航定位精度檢測工裝：概述：用于在關節(jié)置換手術導航定位系統(tǒng)輔助下的髖關節(jié)置換手術中模擬髖臼，以檢測系統(tǒng)的導航定位綜合精度。支持點注冊，面注冊，髖臼對齊；輔助檢測項目：髖關節(jié)置換手術導航定位綜合精度；適用范圍：關節(jié)置換手術導航定位系統(tǒng)（髖關節(jié)置換功能）；
3、膝關節(jié)置換手術導航定位精度檢測輔助工裝：功能概述：用于在關節(jié)置換手術導航定位系統(tǒng)輔助下的膝關節(jié)置換手術中模擬股骨髁，以檢測系統(tǒng)的導航定位綜合精度。支持點注冊，面注冊，平面對齊。（高級版含自由曲面，支持5個假體平面對齊）；輔助檢測項目：膝關節(jié)置換手術導航定位綜合精度。適用范圍：關節(jié)置換手術導航定位系統(tǒng)（全膝關節(jié)置換、單髁膝關節(jié)置換功能）。
4、機械臂末端法蘭拓展工裝+電機過載檢測輔助工裝+電動推桿過載檢測輔助工裝；
5、導航式測試軟件：引導客戶按步驟，按工裝搭建進行一體化測試分析，具備符合醫(yī)療器械行業(yè)標準的豐富應用工具與測試配置，為客戶提供專業(yè)級的技術支持服務。
導航手術具身機器人測試軟件