1.一种平面切割控制方法,用于控制安装在机械臂末端的摆锯锯片在一个平面上切割,所述机械臂上设置有力矩传感器,其特征在于,包括:S1,将机械臂定位到预先设定的切割面,锯片位于初始点,以所述初始点为原点构建坐标系,分别以锯片的横纵切割方向为x轴和y轴,以垂直于切割面向上的方向为z轴,由此构建锯片坐标系,其中所述锯片的位置通过所述锯片上预定点的位置来表示;S2,通过所述力矩传感器获得所述锯片的受力F,所述受力F由操作人员通过所述机械臂摆锯的手把施加;S3,将所述受力F投影到所述锯片的平面上,并分解到x轴和y轴上,获得在x轴上的力分量Fx和在y轴上的力分量Fy;S4,根据所获得的Fx和Fy,确定所述锯片从当前时刻到下一时刻的偏移量,所述偏移量通过如下公式计算:Δx=k·Fx,Δy=k·Fy,其中k预先设定,且k>0;S5,根据所述锯片当前所处的当前点确定所述当前点相对于所述初始点的坐标变换矩阵Ta;S6,根据所述当前点和所述偏移量确定从当前时刻到下一时刻所述锯片的偏移点,并判断所述偏移点是否在安全边界内,所述安全边界根据要切割的轮廓预先设定;如是,则将所述偏移点确定为所述锯片下一时刻要去的目标点;如否,则确定所述当前点与所述偏移点的连线与所述安全边界的交点,将所述交点设置为所述锯片下一时刻要去的目标点;S7,确定在当前控制周期要向机械臂发送的空间运动指令,所述空间运动指令通过如下公式确定:其中,T t 为机械臂末端的目标姿态,T start 为锯片在初始点时机械臂末端的姿态矩阵,T tcp 为锯片相对于机械臂末端的坐标变换矩阵,T c 为所述目标点相对于所述初始点的坐标变换矩阵,T b 为所述目标点相对于所述当前点的坐标变换矩阵。
2.根据权利要求1所述的平面切割控制方法,其特征在于,所述步骤S2包括:将通过所述力矩传感器获得的力矩转换成第一受力f;对所述第一受力f进行修正获得修正后的所述受力F;其中,所述修正包括:将所述第一受力f利用如下公式进行零点漂移修正,获得受力f’;其中,f min >0,为预先设定的阈值,将所述受力f’作为所述F。
3.根据权利要求2所述的平面切割控制方法,其特征在于,所述步骤S2中,在获得所述f’之后,还包括:利用滑窗平均滤波器对所述f’进行滤波处理,获得所述锯片的受力F。
4.根据权利要求2所述的平面切割控制方法,其特征在于,所述将通过所述力矩传感器获得的力矩转换成第一受力f包括:将通过所述力矩传感器获取的原始力矩中、由所述机械臂本体的重量、末端锯片的重量、机械臂运动的惯性力、所述机械臂的摩擦力导致的力矩滤除,并将经滤除处理之后的力矩转换成所述第一受力f。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的平面切割控制方法,其特征在于,所述步骤S5之后还包括:对所述T a 进行修正,将所述T a 中的旋转矩阵设定为单位阵,并将所述T a 的z轴分量设定为零,获得所述当前点相对于所述初始点的、经过修正的坐标变换矩阵T a ’;根据所述初始点和所述T a ’确定修正后的当前点;所述步骤S6为:根据所述修正后的当前点和所述偏移量确定从当前时刻到下一时刻所述锯片的偏移点,并判断所述偏移点是否在安全边界内,所述安全边界根据要切割的轮廓预先设定;如是,则将所述偏移点确定为所述锯片下一时刻要去的目标点;如否,则确定所述修正后的当前点与所述偏移点的连线与所述安全边界的交点,将所述交点设置为所述锯片下一时刻要去的目标点;所述步骤S7中,所述T b 为所述目标点相对于所述修正后的当前点的坐标变换矩阵,其中T c =T a ′*T b 。
6.根据权利要求1所述的平面切割控制方法,其特征在于,所述方法应用于全膝关节置换手术中,所述安全边界根据要切割的胫骨轮廓预先设定。
7.根据权利要求1所述的平面切割控制方法,其特征在于,所述安全边界通过预先设定多个边界点和将相邻边界点连线形成。
8.一种平面切割控制装置,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有至少一段程序,所述至少一段程序由所述处理器执行以实现如权利要求1至7任一所述的平面切割控制方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一段程序,所述至少一段程序由处理器执行以实现如权利要求1至7任一所述的平面切割控制方法。
10.一种包含权利要求8所述平面切割控制装置的机械臂。