具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。

实施例1

本发明实施例1提供了一种磨挫工具的控制方法，图1为本发明实施例1磨挫工具控制方法的流程示意图。图2为磨挫工具运动过程中的初始姿态示意图，图3为磨挫工具运动过程中的运动姿态示意图，如图1所示，本发明实施例1的磨挫工具控制方法包括以下步骤：

S101：获取磨挫工具在基坐标系下的初始姿态和关键点的位置坐标，其中，所述关键点的位置坐标包括所述磨挫工具顶端的位置坐标。

在本发明实施例1中，磨挫工具的顶端位置N处安装有球型磨挫工具，其球心位于N点，并通过磨挫工具对髋臼进行磨挫。

在本发明实施例1中，磨挫工具为磨挫杆。

S102：基于变换矩阵，将所述磨挫工具由初始姿态变换为运动姿态。

作为具体的实施方式，基于变换矩阵，将所述磨挫工具由初始姿态变换为运动姿态可以采用如下技术方案：基于坐标系转换矩阵T，将以所述机械臂法兰原点为坐标系原点的第一坐标系转换为以所述磨挫工具顶端为坐标系原点的第二坐标系；将所述坐标系转换矩阵T和第一旋转矩阵M进行矩阵乘法运算，得到MT矩阵；基于所述MT矩阵，将所述磨挫工具由所述初始姿态变换为所述运动姿态。

具体的，当磨挫工具的顶端位置N达到预设的当前旋转位置时处于图2所示的初始位姿。在图2中，N点表示磨挫工具的顶端位置，O点表示机械臂法兰原点，M点表示O点在磨挫工具上的投影。OM方向为z轴，MN方向为y轴，根据右手定则方向确定出来x轴。

示例的，坐标系转换矩阵T可以为如下形式：T＝transl(0,-k,-q)，其中k表示MN的长度(MN的长度表示磨挫工具的长度)，q表示OM的长度(OM的长度表示从机械臂法兰原点O点到磨挫工具的垂直距离)，所述N表示所述磨挫工具的顶端位置，所述O表示所述机械臂法兰原点，所述M表示所述机械臂法兰原点O在所述磨挫工具上的垂足。

第一旋转矩阵M可以为如下形式：M＝rotx(a)，其中如图3所示，PN和MN所成的角度为角a，即角MNP即为角a，rotx(α)表示磨挫工具绕x轴旋转角度α所需要的旋转矩阵。

根据旋转轨迹控制述磨挫工具进行旋转可以使得磨挫工具做圆锥运动，例如图4所示，在图4中，R相当于图3中的PN，α表示旋转角度，116b表示装在磨挫工具顶端位置的磨挫工具，例如用来的磨骨的球形搓，P表示旋转位置，C表示磨挫工具的深度限位点。磨挫工具的深度限位点可以根据术前规划的髋臼杯球心，沿着轴向距离外延n毫米来确定，例如，n可以取值为1、2等，本申请实施例对此不做限定。

将所述坐标系转换矩阵T和第一旋转矩阵M进行矩阵乘法运算，得到MT矩阵；基于所述MT矩阵，将磨挫工具由图2的初始姿态变换为图3的运动姿态。

S103：固定所述磨挫工具顶端的位置坐标，通过机器臂控制所述磨挫工具在所述运动姿态下进行磨挫，并获取机械臂法兰原点的运动轨迹。

S104：根据所述机械臂法兰原点的运动轨迹，调整所述磨挫工具的位姿。

作为具体的实施方式，根据所述机械臂法兰原点的运动轨迹，调整所述磨挫工具的位姿可以采用如下技术方案：在根据所述机械臂法兰原点的运动轨迹确定所述磨挫工具的磨挫角度大于或等于设定的磨挫角度阈值时，通过所述坐标系转换矩阵T的逆矩阵和反向矩阵(T_inverse＝transl(0,k,q)*rotx(-a))，将所述磨挫工具由当前的运动姿态变换为所述初始姿态；基于第二旋转矩阵M1，对所述磨挫工具的初始姿态进行校正；基于所述变换矩阵，将所述磨挫工具校正后的初始位姿变换为相对应的运动位姿。

示例的，所述第二旋转矩阵M1可以为如下形式：M₁＝roty(β)，所述roty(β)表示磨挫工具绕y轴的旋转角度为β。由此可以将所述磨挫工具的初始姿态按照预设的角度调整量进行调整，得到圆锥运动每一微小分量的机器人运动矩阵。

通过上述步骤S101～S104可以控制磨挫工具的角度，连续不同的重复步骤S101～S104可以使磨挫工具运动出完整的圆锥轨迹。

作为进一步的实施方式，磨挫工具的运动还需要控制深度，因此磨挫工具的控制方法还包括以下步骤：根据髋臼杯的内球面球心的初始位置坐标，确定髋臼杯的磨挫深度限位点；根据检测到的所述髋臼杯的内球面球心的当前位置坐标和所述磨挫深度限位点，确定所述磨挫工具对所述髋臼杯进行磨挫的反馈阻力。

具体的，根据检测到的所述髋臼杯的内球面球心的当前位置坐标和所述磨挫深度限位点，确定所述磨挫工具对所述髋臼杯进行磨挫的反馈阻力可以采用如下技术方案：计算所述髋臼杯的内球面球心的当前位置坐标和所述磨挫深度限位点之间的坐标差值；根据所述坐标差值与所述机械臂的力学传感器的反应阈值之间的映射关系，确定所述磨挫工具对所述髋臼杯进行磨挫的反馈阻力。由此可以在越接近磨挫深度限位点时将力学传感器的反馈阻力设置的越大，使得反馈阻力的设定更加合理、人性化。

具体的，当所述髋臼杯的内球面球心的当前位置坐标和所述磨挫深度限位点之间的坐标差值小于或等于预设阈值时，通过所述机械臂控制所述磨挫工具停止运动。由此可以对磨挫工具的深度进行控制。

具体的，磨挫工具的磨挫深度限位点可以根据由规划结构导入系统中的髋臼杯的限位点C确定，以使手动或自动磨挫时髋臼杯的内球面球心都不会超过C限位点。示例的，实时检测机械臂的位置，机械臂越接近限位点我们将力学传感器的反应阈值设置的越大，这样用手推机械臂的时候阻力越大，越推不动，一旦到达限位点C的位置，则磨挫工具断电，并且机械臂力学传感器反应阈值设定为无限大。机械臂力学传感器反应阈值定义：我们给机械臂传感器设定一个阈值，比如10N的力，施加在机械臂上的力小于10N则机械臂不动，大于10N则运动。

本申请实施例可以在术者进行髋臼磨挫的过程中对磨挫工具运动的角度和深度进行控制，避免磨坏髋臼，从而提高磨挫工具的使用安全性以及患者的手术效果。

实施例2

与本发明实施例1相对应，本发明实施例2提供了一种磨挫工具的控制装置。图5为本发明实施例2磨挫工具控制装置的结构示意图，如图2所示，本发明实施例2的磨挫工具控制装置包括获取模块20、姿态变换模块22和磨挫模块24。

具体的，获取模块20，用于获取磨挫工具在基坐标系下的初始姿态和关键点的位置坐标，其中，所述关键点的位置坐标包括所述磨挫工具顶端的位置坐标；

姿态变换模块22，用于基于变换矩阵，将所述磨挫工具由初始姿态变换为运动姿态；

磨挫模块24，用于固定所述磨挫工具顶端的位置坐标，通过机器臂控制所述磨挫工具在所述运动姿态下进行磨挫，并获取机械臂法兰原点的运动轨迹，根据所述机械臂法兰原点的运动轨迹，调整所述磨挫工具的位姿上述磨挫工具控制装置的具体细节可以对应参阅图1至图4所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

实施例3

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括处理器和存储器，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中磨挫工具的控制方法对应的程序指令/模块(例如，图5所示的获取模块20、姿态变换模块22和磨挫模块24)。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中磨挫工具的控制方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行如图1-3所示实施例中磨挫工具的控制方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图5所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。