CN110636811A - 用于机器人手术系统的踏板控制 - Google Patents

Abstract

提供一种用于机器人手术系统的踏板控制。一种用于机器人手术系统的用户接口的脚踏板包含框架、杆和传感器系统。所述杆联接到所述框架，并且可相对于所述框架在初始位置与完全致动位置之间枢转。所述传感器系统具有与所述框架相关联的第一元件和与所述杆相关联的第二元件。所述传感器系统被配置成确定所述杆相对于所述框架的位置。

Description

用于机器人手术系统的踏板控制

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月24日提交的美国临时专利申请第62/510,502号的优先权和权益，所述申请的全部内容特此以引用的方式并入本文中。

背景技术

机器人手术系统已用于微创医疗手术。在医疗手术期间，机器人手术系统由与用户接口介接的外科医生控制。用户接口允许外科医生操控作用于患者的末端执行器。用户接口包含可由外科医生移动以控制机器人手术系统的输入控制器。

用户接口的输入控制器包含输入装置或手柄，所述输入装置或手柄支撑在由外科医生接合的万向架上，以允许外科医生操作末端执行器。为了激活末端执行器的一些功能，可能需要按压脚踏板。通常，脚踏板被分配给各个手柄。

为了增加机器人手术系统的灵活性，能够在同一外科手术期间将脚踏板分配给一个或多个输入手柄将是有利的。

发明内容

本公开大体上涉及一种用于致动手术机器人的工具的功能的用户接口。用户接口包含第一输入手柄和第二输入手柄以及脚踏板。脚踏板可选择性地与第一输入手柄和第二输入手柄中的每一个相关联，并且手术机器人的工具被配置成响应于在按压脚踏板的同时致动相关联输入手柄的控制而进行致动。

根据本公开，机器人手术系统的用户接口包含处理单元、输入手柄和脚踏板。输入手柄包含具有致动位置的致动控制件。在致动位置，输入手柄将手柄信号传输到处理单元。脚踏板包含具有致动位置的致动开关。在致动位置，脚踏板将脚信号传输到处理单元。处理单元被配置成响应于致动控制件被致动和释放而使输入手柄与脚踏板相关联。处理单元还配置成产生控制信号，所述控制信号被配置成在处理单元同时从相关联输入手柄接收手柄信号并且从脚踏板接收脚信号时致动机器人系统的与输入手柄相关联的工具。

在各方面，脚踏板具有初始位置并且包含锁定机构。锁定机构可以具有锁定配置，其中锁定机构防止脚踏板从初始位置运动到致动位置。锁定机构还可以具有解锁配置，在解锁配置中，锁定机构允许脚踏板在初始位置与致动位置之间移动。

在一些方面，锁定机构包含电动机和从电动机延伸的销。锁定机构可以被配置成在锁定机构从解锁配置转换到锁定配置时朝向初始位置移动脚踏板。销可以被配置成在锁定机构从解锁配置转换到锁定配置时接合脚踏板以朝向初始位置移动脚踏板。

在某些方面，脚踏板包含框架和由框架枢转地支撑的杆。杆可包含朝向框架延伸的舌片。锁定机构可具有锁定配置，在锁定配置中，销可由舌片接合以防止脚踏板的杆从初始位置枢转到致动位置。脚踏板的杆可具有在初始位置与致动位置之间的锁定位置。在锁定位置，舌片可接合销，使得防止杆朝向致动位置枢转。

在特定方面，当锁定机构从解锁配置朝向锁定配置转换时，在脚踏板的杆在锁定位置与致动位置之间的情况下，舌片防止锁定机构实现锁定配置。电动机可包含被配置成使销在锁定配置与解锁配置之间旋转的驱动轴。脚踏板可包含激活传感器，并且具有在初始位置与致动位置之间的锁定位置。激活传感器可以被配置成当激活传感器被脚踏板或锁定机构接触时将激活信号发送到处理单元。处理单元可以被配置成响应于激活信号而发送反馈信号。用户接口可以响应于反馈信号而提供反馈。脚踏板可偏向初始位置。

在本公开的另一方面，一种用于机器人手术系统的用户接口的脚踏板包含框架、杆、致动开关和锁定机构。杆由框架支撑，并且可在初始位置与致动位置之间枢转。致动开关被配置成当杆处于致动位置时传输信号。锁定机构具有锁定配置，在锁定配置中，锁定机构防止杆从初始位置运动到致动位置。

在各方面，锁定机构包含电动机和销。电动机可以被配置成使销旋转。另外或替代地，电动机可以被配置成使销远离电动机延伸。销可以被配置成在锁定机构从解锁配置转换到锁定配置时朝向初始位置移动杆。

在本公开的另一方面，一种致动具有用户接口的机器人手术系统的工具的方法包含：使用户接口的输入手柄与用户接口的脚踏板相关联；和通过基本上同时将脚踏板按压到致动位置并致动相关联输入手柄的触发器来致动工具。

在各方面，所述方法包含通过使用户接口的另一输入手柄与脚踏板相关联或释放相关联输入手柄的触发器达预定量的时间，使输入手柄与脚踏板解除关联。

在本公开的另一方面，一种用于机器人手术系统的用户接口的脚踏板包含框架、杆和传感器系统。杆联接到框架，并且可相对于框架在初始位置与完全致动位置之间枢转。传感器系统具有与框架相关联的第一元件和与杆相关联的第二元件。传感器系统被配置成确定杆相对于框架的位置。

在各方面，脚踏板包含致动开关。杆可以被配置成当杆处于完全致动位置时按压致动开关。

在一些方面，第一元件安置在框架内。第二元件可安置在杆内。

在某些方面，框架包含被配置成从框架发光的指示灯。指示光可以被配置成响应于杆相对于框架的位置而改变发出的光的性质。发出的光的性质可以是颜色、强度和/或图案。

在特定方面，传感器系统是电容式位移系统。第二元件可由导电材料形成。

在各方面，第二元件被配置成产生磁场或电场，并且第一元件被配置成检测磁场或电场。

在本公开的另一方面，一种机器人手术系统的用户接口包含处理单元、输入手柄和脚踏板。输入手柄包含具有激活位置的致动控制件，在激活位置，输入手柄将手柄信号传输到处理单元。脚踏板包含框架、杆和传感器系统。杆联接到框架，并且可相对于框架在初始位置与完全致动位置之间枢转。传感器系统具有与框架相关联的第一元件和与杆相关联的第二元件。传感器系统被配置成将杆相对于框架的位置传输到处理单元。

在各方面，脚踏板包含致动开关。杆可以被配置成当杆处于完全致动位置时按压致动开关。致动开关可以被配置成当致动开关被按压时将致动信号传输到处理单元。

在一些方面，脚踏板可包含具有锁定配置和解锁配置的锁定机构，在锁定配置中，锁定机构防止脚踏板从初始位置移动到完全致动位置，在解锁配置中，锁定机构允许脚踏板在初始位置与完全致动位置之间移动。框架可包含被配置成从框架发光的指示灯。

在本公开的另一方面，一种操控具有用户接口的机器人手术系统的方法包含：朝向用户接口的脚踏板的框架，从初始位置朝向完全致动位置按压脚踏板的杆；和使框架的指示灯可视化以确定杆相对于框架的位置。

在各方面，所述方法包含使用户接口的输入手柄与用户接口的脚踏板相关联。

在一些方面，使框架的指示光可视化包含脚踏板的传感器系统确定杆相对于框架的位置。指示灯可响应于由传感器系统确定的杆的位置，改变从指示灯发出的光的性质。确定杆相对于框架的位置可包含与框架相关联的第一元件检测与杆相关联的第二元件的位置。检测第二元件的位置可包含第一元件是检测第二元件的位置的电容式传感器。检测第二元件的位置可包含检测由第二元件产生的磁场。

进一步地，在一致性程度上，本文描述的任何方面都可以与本文描述的任何或所有其它方面结合使用。

附图说明

下文参照并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图描述了本公开的各个方面，在附图中：

图1是根据本公开的用户接口和机器人系统的示意性图示；

图2是图1的用户接口的输入手柄的透视图；

图3是图1的用户接口的示例性脚踏板在初始位置的示意性图示；

图4是图3的脚踏板在锁定位置的示意性图示；

图5是图3的脚踏板在致动位置的示意性图示；

图6是图1的用户接口的另一示例性脚踏板在初始位置的示意性图示；

图7是图6的脚踏板在致动位置的示意性图示；

图8是图1的用户接口的另一示例性脚踏板在初始位置的示意性图示；

图9是图8的脚踏板在致动位置的示意性图示；

图10是示出根据本公开的控制具有用户接口的机器人系统的工具的功能的方法的流程图；

图11是根据本公开的具有示例性踏板分配机构的用户接口的示意性图示；

图12是根据本公开的具有另一示例性踏板分配机构的用户接口的示意性图示；并且

图13是图3的包含致动传感器系统的脚踏板的示意性图示。

具体实施方式

现在参考图式详细描述本公开的实施例，其中在若干视图中的每一个中，相同附图标号指定相同或对应元件。如本文中所使用，术语“诊治者”是指医生、护士或任何其它医护人员，且可包含辅助人员。贯穿本说明书，术语“近侧”是指装置或其组件最靠近诊治者的部分，并且术语“远侧”是指装置或其组件最远离诊治者的部分。

参考图1，机器人手术系统1大体上示为机器人系统10、处理单元30和用户接口40。机器人系统10大体上包含连杆12和机器人底座18。连杆12可移动地支撑末端执行器或工具20，所述末端执行器或工具被配置成作用于组织。连杆12可呈臂或联杆的形式，其各自具有末端14，所述末端支撑被配置成作用于组织的末端执行器或工具20。此外，连杆12的末端14可以包含用于对手术部位“S”进行成像的成像装置16。用户接口40通过处理单元30与机器人基座18连通。

用户接口40包含被配置成显示三维图像的显示装置44。显示装置44显示手术部位“S”的三维图像，所述三维图像可以包含由定位在连杆12的末端14上的成像装置16捕获的数据，和/或包含由围绕手术室定位的成像装置(例如，定位在手术部位“S”内的成像装置、邻近患者“P”定位的成像装置、定位在成像连杆52的远端处的成像装置56)捕获的数据。成像装置(例如，成像装置16、56)可以捕获视觉图像、红外图像、超声图像、X射线图像、热图像和/或手术部位“S”的任何其它已知的实时图像。成像装置将捕获的成像数据传输到处理单元30，所述处理单元根据成像数据实时地创建手术部位“S”的三维图像并且将三维图像传输到显示装置44以供显示。

用户接口40还包含附接到万向架70的输入手柄80、80′，所述输入手柄允许诊治者操控机器人系统10(例如，移动连杆12、连杆12的末端14和/或工具20)。万向架70中的每一个与处理单元30连通以将控制信号传输到所述处理单元并且从所述处理单元接收反馈信号。另外或替代地，输入手柄80、80′中的每一个可以包含控制接口，所述控制接口允许外科医生致动(例如，夹持、抓握、击发、打开、闭合、旋转、推进、切开等)支撑在连杆12的末端14处的工具20。用户接口40进一步包含可与输入手柄80、80'中的一个或两个一起使用的脚踏板90，以控制工具20的致动。

万向架70中的每一个可在手术部位“S”内移动连杆12的末端14。显示装置44上的三维图像被定向成使得万向架70的移动如在显示装置44上所观察到的那样使连杆12的末端14移动。将了解的是，显示装置44上的三维图像的定向可以相对于来自患者“P”上方的视图被镜像或旋转。此外，将了解的是，显示装置44上的三维图像的大小可以被缩放成比手术部位“S”的实际结构更大或更小以允许诊治者更好地观察手术部位“S”内的结构。当万向架70移动时，工具20在手术部位“S”内移动。工具20的移动还可以包含支撑工具20的连杆12的末端14的移动。

对于机器人手术系统1的构造和操作的详细论述，可以参考第8,828,023号美国专利，所述美国专利的全部内容以引用的方式并入本文中。

另外参考图2，示出了根据本公开的示例性输入手柄80。可以预见，输入手柄80可以采用多种形状和大小。此外，输入手柄80可包含特定针对与相应的输入手柄80相关联的工具20的控制元件。出于本发明的目的，输入手柄80包含开关82和致动控制件84(例如，触发器)。开关82与输入手柄80的重新定位(即，离合)相关联，同时维持与输入手柄80相关联的工具20的运动的位置或减小所述运动。例如，当开关82被致动时，当输入手柄80在用户接口40的工作空间内重新定位时，工具20维持手术部位“S”内的位置。致动控制件84与工具20的功能(例如，夹持、抓握、击发、打开、闭合、旋转、推进、密封、凝固、切割、切开等)相关联。

继续参考图1和2，描述了根据本公开的致动机器人手术系统的工具的方法。如图1所示，用户接口40包含可操作地附接到第一或右控制臂60的第一或右输入手柄80，和可操作地附接到第二或左控制臂60的第二或左输入手柄80'。在外科手术期间，脚踏板90选择性地与右输入手柄80或左输入手柄80′中的任一个相关联以致动与右输入手柄80或左输入手柄80′中的相应一个相关联的工具20。

为了致动与右输入手柄80相关联的工具20，致动并释放右输入手柄80的致动控制件84以使脚踏板90与右输入手柄80相关联。在脚踏板90与右输入手柄80相关联之后，通过同时按压脚踏板90并致动右输入手柄80的致动控制件84来致动工具20。将理解的是，可以通过一次按压并保持脚踏板90并且重复地致动致动控制件84来多次致动工具20。替代地，可以通过将致动控制件84保持在致动位置并且重复地按压脚踏板90来多次致动工具20。可以预见的是，通过要求按压踏板90和致动致动控制件84这两者，可防止对工具20的功能的无意致动。

根据本公开，一旦脚踏板90与相应的输入手柄(例如，右输入手柄80)相关联，脚踏板90就将保持与相应的输入手柄相关联，直到另一输入手柄(例如，左输入手柄80')的致动控制件84被致动为止。另外或替代地，在相应的输入手柄的致动控制件84在脚踏板90与相应的输入手柄解除关联之前被致动之后，脚踏板90可保持与相应的输入手柄(例如，右输入手柄80)相关联达预定时间段预定时间段可以随着致动控制件84的每次致动(例如，工具20的致动)重置。预定时间段可以在约15秒到约2分钟的范围内。还可以预见，当按压相应的输入手柄的开关82以在用户接口40的工作空间内重新定位相应的输入手柄时，脚踏板90可与相应的输入手柄解除关联。当释放开关82时，相应的输入手柄可自动与脚踏板90重新关联，或者可能需要致动相应的输入手柄的致动控制件84以将相应的输入手柄与脚踏板90重新关联。

预期可以使用多种方法以使脚踏板90与相应的输入手柄相关联和解除关联。例如，脚踏板90可通过快速地致动致动控制件84两次而与相应的输入手柄相关联。预期用户接口40还可以被配置成接受语音控制以使脚踏板90与相应的输入手柄相关联或解除关联。此外，用户接口40可在显示器44上包含GUI，所述GUI允许诊治者使脚踏板90与相应的输入手柄相关联或解除关联。另外或替代地，脚踏板90可通过释放脚踏板90和相应的输入手柄的致动控制件84两者且接着快速地致动或按压脚踏板90或致动控制件84两次而与相应的输入手柄解除关联。

脚踏板90包含安置在脚踏板90的表面上的指示灯91，所述指示灯对诊治者可见。如所示，指示灯91安置在脚踏板90的前表面上；然而，可以预见的是，指示灯91可以安置在杆94或脚踏板90的侧表面上。指示灯91向诊治者提供关于脚踏板90的状态的视觉标记。预期指示灯91可在脚踏板90与输入手柄80、80′解除关联时关闭或不点亮，并且可在处于锁定配置时以红色照射，如下详述。替代地，当脚踏板90与输入手柄80、80′解除关联时，指示灯91以红色点亮，并且当脚踏板90与输入手柄80、80'中的一个相关联时，脚踏板90以绿色点亮。可以预见的是，指示灯91可指示脚踏板90与哪个输入手柄80、80'相关联。例如，指示灯91可包含当脚踏板90与右输入手柄80相关联时点亮的右箭头和当脚踏板90与左输入手柄80'相关联时点亮的左箭头。另外或替代地，当脚踏板90与右输入手柄80相关联时，指示灯91可以第一颜色(例如，绿色)点亮，并且当脚踏板90与左输入手柄80′相关联时，指示灯91可以不同于第一颜色的第二颜色(例如，蓝色)点亮。

现在参考图3到5，脚踏板90可包含锁定机构100，所述锁定机构防止脚踏板90在脚踏板90与右输入手柄80和左输入手柄80′解除关联时被致动。脚踏板90包含框架92、杆94和致动开关96。框架92在初始位置(图3)与致动位置(图5)之间枢转地支撑杆94。在初始位置，杆94与致动开关96间隔开。在致动位置，杆94被移动或枢转，使得致动开关96被按压。例如，在图5中，杆94直接按压致动开关96。当杆94处于致动位置时，致动开关96与处理单元30(图1)连通以将信号提供到处理单元30。致动开关96可以是用于检测与杆94的接触或用于检测杆94在相对较远位置与相对较近位置之间的重新定位(例如，以霍尔效应开关的方式)的任何合适的机械、电气或机电开关。

脚踏板90可包含将杆94推向初始位置的偏置构件93。偏置构件93可采用扭转弹簧、压缩弹簧等形式。

特别参考图4，杆94还可以具有在初始位置与致动位置之间的锁定位置。脚踏板90包含激活开关，并且杆94包含从杆94的下表面朝向框架92延伸的舌片95。在初始位置，杆94的舌片95与激活开关98间隔开。当杆94的舌片在锁定位置与致动位置之间时，激活开关98与处理单元30(图1)连通以向处理单元30提供信号。激活开关98可以是用于检测与杆94的接触或用于检测杆94在相对较远位置与相对较近位置之间的重新定位(例如，以霍尔效应开关的方式)的任何合适的机械、电气或机电开关。

参考图3到5，当脚踏板90不与输入手柄(例如，输入手柄80、80′)相关联时，锁定机构100防止杆94按压致动开关96。锁定机构100包含电动机或螺线管102和销104。螺线管102与处理单元(图1)连通并且使销104在解锁配置(图3)与锁定配置(图4)之间移动。在销104的解锁配置中，杆94可在初始位置与致动位置之间枢转。在销104的锁定配置中，防止杆94枢转超出锁定配置，使得杆94可在初始位置与锁定位置之间枢转。处理单元30可防止销104在杆94超出锁定配置时移动到锁定配置，或者杆94可机械地防止销104在杆94处于锁定位置与致动位置之间时移动到锁定配置。

如上文所详述，在外科手术期间，脚踏板90用以致动与用户接口40的相应输入手柄(例如，输入手柄80、80′)相关联的工具20的功能。最初，锁定机构100的销104处于锁定配置，从而防止杆94被按压。如果诊治者尝试按压杆94，那么杆94从初始位置枢转到锁定位置。当杆94到达锁定位置时，销104向诊治者提供脚踏板90被锁定而无法致动工具20的触觉或机械反馈。在包含激活开关98的实施例中，激活开关98将杆94处于锁定位置的信号提供到处理单元30，所述信号可经由输入手柄80、80′、显示器44或脚踏板90将工具20的致动不可用的视觉、听觉或触觉反馈提供到诊治者。

当相应的输入手柄(例如，输入手柄80、80′)与脚踏板90相关联时，处理单元30将信号发送到螺线管102以将销104转换到解锁配置。当诊治者按压脚踏板90时，杆94枢转到致动位置并接触致动开关96。响应于按压致动开关96，脚踏板90将信号传输到处理单元30。当脚踏板90的致动开关96和输入手柄80、80′的致动控制件84同时将信号提供到处理单元30时，处理单元30将控制信号发送到工具20以致动工具20的相关联功能。

参考图6和7，脚踏板90包含根据本公开的另一锁定机构110，所述锁定机构包含螺线管112和销114。锁定机构110的螺线管112和销114类似于锁定机构100的螺线管102和销104，因此将仅出于简洁的原因描述差异。

螺线管112定位在脚踏板90的框架92内，并且销114从螺线管112朝向杆94的下表面延伸。杆94限定用以容纳销114的保持孔97。在销114的解锁配置中，销114基本上在框架92内，使得杆94可枢转到致动位置。在销114的锁定配置中，销114由螺线管延伸，使得销114防止杆94枢转超出锁定配置。当杆94处于锁定配置并且销114处于锁定配置时，销114与杆94的孔97接合。在外科手术期间，如果踏板90在锁定位置与致动位置之间而没有与脚杆94相关联的输入手柄，那么螺线管112将销114延伸到杆94的孔97中以将杆94枢转到锁定位置。当螺线管112延伸销114时，杆94可移动诊治者的脚以提供相应的输入手柄不再与脚杆94相关联的触觉反馈。

参考图8和9，脚踏板90包含根据本公开提供的另一锁定机构120，所述锁定机构包含电动机122和销或突片124。电动机122安装到框架92，其中突片124可旋转地联接到电动机122的驱动轴123。突片124可在锁定配置与解锁配置之间旋转。在锁定配置(图8)中，电动机122定位突片124，使得突片124防止杆94枢转超出锁定位置。可以预见的是，突片124可以朝向锁定配置偏置。在解锁配置(图9)中，突片124经定位以准许杆94在初始位置与致动位置之间枢转。电动机122被配置成使突片124在锁定配置与解锁配置之间旋转。

参考图10，示出了根据本公开的用于致动具有脚踏板的手术机器人的工具的示例性方法。最初，输入手柄与脚踏板相关联。当脚踏板与输入手柄相关联时，脚踏板转换到解锁配置。接着同时按压脚踏板和输入手柄以致动工具。可通过同时多次按压脚踏板和输入手柄来多次致动工具，如上文详述。接着通过释放脚踏板或输入手柄的触发器达预定量的时间或使另一输入手柄与脚踏板相关联而将脚踏板与输入手柄解除关联。

参考图11，用户接口40的示例性实施例包含根据本公开的踏板分配机构400。踏板分配机构400包含支撑踏板90、190、290、390的旋转台410。踏板90、190、290、390中的每一个都类似于踏板90，并且为了简洁起见将不再单独详细说明。

旋转台410与处理单元30(图1)连通，使得旋转台410响应于来自处理单元30的信号而旋转。处理单元30使旋转台410旋转，使得诊治者可接近脚踏板90、190、290、390中的一个选定脚踏板，使得当脚踏板90、190、290、390中的一个选定脚踏板与输入手柄80、80′中的一个相关联时，脚踏板90、190、290、390中的一个选定脚踏板致动分配给相关联的输入手柄80、80'的工具20(图1)的功能。

诊治者可通过与用户接口40交互来选择脚踏板90、190、290、390中的哪一个与输入手柄80相关联。例如，用户接口40可以接受语音命令和/或在显示器44上包含GUI，所述GUI允许诊治者选择脚踏板90、190、290、390中的一个。另外或替代地，处理单元30可检测联接到手术机器人10的臂12的工具20(图1)并选择对应于所检测到的工具20的脚踏板90、190、290、390。

现在参考图12，用户接口40的另一示例性实施例包含根据本公开的踏板分配机构500。踏板分配机构500包含支撑踏板90、190、290、390的支架510。

支架510与处理单元30(图1)连通，使得相关联的脚踏板90、190、290、390上的指示灯91、191、291、391响应来自处理单元30的信号而提供脚踏板90、190、290、390与输入手柄80、80'相关联的指示。脚踏板90、190、290、390中的一个选定脚踏板致动被分配到相关联输入手柄80、80′的工具20(图1)的功能。如所示，支架510包含具有全部四个脚踏板90、190、290、390的单层；然而，预期支架510可包含多层，其中每一层上具有一个或多个脚踏板。

诊治者可通过与用户接口40交互来选择脚踏板90、190、290、390中的哪一个与输入手柄80相关联。例如，用户接口40可以接受语音命令和/或在显示器44上包含GUI，所述GUI允许诊治者选择脚踏板90、190、290、390中的一个。另外或替代地，处理单元30可检测联接到手术机器人10的臂12的工具20(图1)并选择对应于所检测到的工具20的脚踏板90、190、290、390。

参考图13，脚踏板90可包含代替致动开关96(图3)或除了致动开关96之外的致动传感器系统196。致动传感器系统196确定致动量或杆94相对于框架92的位置。确定致动量或杆94的位置可以允许另外控制与脚踏板90相关联的工具，例如工具20。

另外或替代地，致动量或杆94的位置可用以操纵从指示灯91发出的光。例如，随着杆94被朝向框架92致动，指示灯91的强度可以逐渐增加。在一些实施例中，指示灯91的颜色随着杆94的位置改变而改变。例如，当杆94处于初始位置时，指示灯91可为绿色，并且随着杆94朝向致动位置移动，所述指示灯可逐渐变为红色。在一些实施例中，指示灯91的颜色从初始位置的绿色，柔和地变为黄色(这时处于初始位置与致动位置之间)和致动位置的红色。在某些实施例中，指示灯91的图案可以响应于杆94的位置而变化。例如，当杆94处于初始位置时，指示灯91可以是常亮的，并且随着杆94朝向致动位置移动，所述指示灯可以开始缓慢闪烁。随着杆94接近致动位置，指示灯91的闪烁频率可以增加。

致动传感器系统196包含安置在脚踏板90的框架92内的第一元件197和安置在脚踏板90的杆94内的第二元件198。在一些实施例中，第一元件197安置在框架92的表面上，并且可以安置在框架92与杆94之间。在实施例中，第二元件198可以安置在杆94的表面上，并且可以安置在杆94的在杆94与框架92之间的表面上。

在特定实施例中，第一元件197是电容式传感器，并且第二元件198被配置成由第一元件197检测，使得致动传感器系统196是电容式位移系统。第二元件198可以由导电材料或非导电材料形成。

在某些实施例中，第二元件198被配置成产生可由第一元件197检测的磁场或电场。例如，第二元件198可以是磁体，并且第一元件197可以是霍尔效应传感器，其检测由第二元件198产生的磁场以确定第二元件198与第一元件197的距离。

在一些实施例中，第一元件197和第二元件198各自为在其间产生电磁场的电极。电磁场的强度指示第一元件197与第二元件198之间的距离。

虽然已经在附图中示出本公开的若干实施例，但是本公开并不旨在受其限制，因为本公开的范围旨在如领域将允许的一样广泛并且说明书同样以此方式阅读。还设想以上实施例的任何组合，且所述组合处于所附权利要求书的范围内。因此，以上描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为特定实施例的范例。所属领域的技术人员将能设想在所附权利要求书的范围内的其它修改。

Claims (20)

1.一种用于机器人手术系统的用户接口的脚踏板，所述脚踏板包括：

框架；

杆，其联接到所述框架，所述杆能够相对于所述框架在初始位置与完全致动位置之间枢转；和

传感器系统，其具有与所述框架相关联的第一元件和与所述杆相关联的第二元件，所述传感器系统被配置成确定所述杆相对于所述框架的位置。

2.根据权利要求1所述的脚踏板，其进一步包括致动开关，所述杆被配置成当所述杆处于所述完全致动位置时按压所述致动开关。

3.根据权利要求1所述的脚踏板，其中所述第一元件安置在所述框架内。

4.根据权利要求1所述的脚踏板，其中所述第二元件安置在所述杆内。

5.根据权利要求1所述的脚踏板，其中所述框架包含被配置成从所述框架发光的指示灯。

6.根据权利要求5所述的脚踏板，其中所述指示灯被配置成响应于所述杆相对于所述框架的所述位置，改变发出的光的性质。

7.根据权利要求6所述的脚踏板，其中所述发出的光的所述性质是颜色、强度或图案中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的脚踏板，其中所述传感器系统是电容式位移系统。

9.根据权利要求8所述的脚踏板，其中所述第二元件是导电材料。

10.根据权利要求1所述的脚踏板，其中所述第二元件被配置成产生磁场或电场中的至少一个，并且所述第一元件被配置成检测所述磁场或所述电场中的所述至少一个。

11.一种机器人手术系统的用户接口，所述用户接口包括：

处理单元；

输入手柄，其包含致动控制件，所述致动控制件具有激活位置，在所述激活位置，所述输入手柄将手柄信号传输到所述处理单元；和

脚踏板，其包含：

框架；

杆，其联接到所述框架，所述杆能够相对于所述框架在初始位置与完全致动位置之间枢转；和

传感器系统，其具有与所述框架相关联的第一元件和与所述杆相关联的第二元件，所述传感器系统被配置成将所述杆相对于所述框架的位置传输到所述处理单元。

12.根据权利要求11所述的用户接口，其中所述脚踏板包含致动开关，所述杆被配置成当所述杆处于所述完全致动位置时按压所述致动开关，所述致动开关被配置成当所述致动开关被按压时将致动信号传输到所述处理单元。

13.根据权利要求11所述的用户接口，其中所述脚踏板包含锁定机构，所述锁定机构具有锁定配置和解锁配置，在所述锁定配置中，所述锁定机构防止所述脚踏板从所述初始位置移动到所述完全致动位置，在所述解锁配置中，所述锁定机构允许所述脚踏板在所述初始位置与所述完全致动位置之间移动。

14.根据权利要求11所述的用户接口，其中所述框架包含被配置成从所述框架发光的指示灯。

15.一种操控具有用户接口的机器人手术系统的方法，所述方法包括：

朝向所述用户接口的脚踏板的框架，从初始位置朝向完全致动位置按压所述脚踏板的杆；和

使所述框架的指示灯可视化以确定所述杆相对于所述框架的位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括使所述用户接口的输入手柄与所述用户接口的所述脚踏板相关联。

17.根据权利要求15所述的方法，其中使所述框架的所述指示灯可视化包含所述脚踏板的传感器系统确定所述杆相对于所述框架的位置，所述指示灯响应于由所述传感器系统确定的所述杆的所述位置而改变从所述指示灯发出的光的性质。

18.根据权利要求17所述的方法，其中确定所述杆相对于所述框架的所述位置包含与所述框架相关联的第一元件检测与所述杆相关联的第二元件的位置。

19.根据权利要求18所述的方法，其中检测所述第二元件的所述位置包含所述第一元件是检测所述第二元件的所述位置的电容式传感器。

20.根据权利要求18所述的方法，其中检测所述第二元件的所述位置包含检测由所述第二元件产生的磁场。