[0073] 此外，觸覺反饋致動器125(圖8中）可設(shè)置在套管型環(huán)處。如果插入到病人的腹 腔內(nèi)的機器人手術(shù)器械接觸內(nèi)部環(huán)境（例如，器官），則由機器人手術(shù)器械從內(nèi)部環(huán)境接收 的力被發(fā)送到觸覺反饋致動器125。結(jié)果，操作員可間接感受到由機器人手術(shù)器械從內(nèi)部環(huán) 境接收的力。
[0074] 通過各個檢測單元檢測的每個關(guān)節(jié)的位置和速度可被轉(zhuǎn)換為機器人手術(shù)器械的 各個關(guān)節(jié)將要遵循的目標位置和目標速度。轉(zhuǎn)換的目標位置和目標速度可通過網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送 到從屬機器人200(圖2中）。在一些示例性實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)可以是有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò) 或者有線/無線混合網(wǎng)絡(luò)。
[0075] 雖然圖1示出了手柄單元120設(shè)置有包括多個多關(guān)節(jié)機器人手指121、122和123 的觸覺裝置，但設(shè)置在手柄單元120上的觸覺裝置的形狀不限于此。作為一個示例，手柄 單元120可被實現(xiàn)為具有鉛筆形狀或棍棒形狀的觸覺裝置，以使操作員可用手抓住觸覺裝 置。作為另一示例，手柄單元120可被實現(xiàn)為具有剪刀形狀的觸覺裝置，以使操作員可將至 少兩個手指插入到手柄單元120中。作為又一示例，手柄單元120可被實現(xiàn)為具有手套形 狀的觸覺裝置，以使操作員可將全部手指插入到手柄單元120中。
[0076] 雖然圖1中示出了多個手柄單元120被實現(xiàn)為包括至少一個多關(guān)節(jié)手指的觸覺 裝置，但本公開的示例性實施例不限于此。根據(jù)本公開的一些示例實施例，多個手柄單元 120可被實現(xiàn)為具有不同形狀的觸覺單元。例如，一個手柄單元120可被實現(xiàn)為具有剪刀形 狀的觸覺裝置，另一個手柄單元120可被實現(xiàn)為包括至少一個多關(guān)節(jié)機器人手指的觸覺裝 置。
[0077] 手腕支撐單元140布置在與操作員的手腕相對應(yīng)的位置。手腕支撐單元140可具 有各種形狀。作為一個示例，手腕支撐單元140可具有圓形形狀。在這種情況下，操作員可 將手放入到手腕支撐單元140中，然后，將每個手的至少一個手指的尖端插入到設(shè)置在多 關(guān)節(jié)機器人手指的前端處的套管型環(huán)中。
[0078] 作為另一示例，如圖1中示例性地示出的，手腕支撐單元140可具有半圓形形狀。 在這種情況下，半圓形手腕支撐單元140的敞開區(qū)域可被設(shè)置為面對主控控制臺100的內(nèi) 部（例如，操作員的身體），手腕支撐單元140的閉合區(qū)域可被設(shè)置為面對主控控制臺100 的外部。此外，半圓形手腕支撐部140的彎曲區(qū)域可設(shè)置為面對地面。力/扭矩（F/T)檢 測單元可設(shè)置在手腕支撐單元140處。F/T檢測單元檢測操作員施加到手柄單元120上的 力。例如，F(xiàn)/T檢測單元可以是多軸力/扭矩（F/T)傳感器。
[0079] 連桿單元130的一端機械地連接到手腕支撐單元140。連桿單元130的另一端與 支撐框架137的上部結(jié)合。支撐框架137機械地連接到支撐單元150的上部。支撐單元 150固定到地面。支撐框架137可繞支撐單元150的結(jié)合軸旋轉(zhuǎn)。
[0080] 連桿單元130可包括多個連桿。關(guān)節(jié)設(shè)置在一個連桿與另一連桿之間。這樣的關(guān) 節(jié)可具有至少1個DOF。稍后將參照圖4至圖7C給出連桿單元130的結(jié)構(gòu)和操作原理的更 詳細的描述。
[0081] 圖1示出了連桿單元130的另一端連接到支撐框架137的上部。然而，連桿單元 130的結(jié)構(gòu)不限于此。例如，與圖1不同，連桿單元130的另一端可連接到椅子。
[0082] 手柄單元120、連桿單元130和踏板110中的至少一個可另外設(shè)置有通信單元（未 示出），以通過與從屬機器人200的有線通信行或無線通信發(fā)送和接收控制信號和/或數(shù) 據(jù)。
[0083] 顯示器180顯示圖像數(shù)據(jù)和手術(shù)信息中的至少一種。通過顯示器180顯示的圖像 數(shù)據(jù)可以是由從屬機器人200的內(nèi)窺鏡216a(圖3中）捕獲的圖像，或者是通過對捕獲的 圖像進行圖像處理而獲得的圖像。圖像處理可包括圖像放大、縮小、移動、旋轉(zhuǎn)、與另一圖像 組合以及濾波中的至少一種。這種圖像處理可通過從屬機器人200和主控控制器100中的 至少一個執(zhí)行。通過顯示器180顯示的手術(shù)信息可包括病人的生物測定信息。例如，生物 測定信息可以是溫度、脈搏、呼吸和血壓。
[0084] 可設(shè)置一個或更多個顯示器180。例如，監(jiān)視器可支持立體觀看或同時從多角度觀 看。雖然圖1示出了顯示器180沿著水平方向與主控控制臺100平行設(shè)置，但監(jiān)視器的數(shù) 量可根據(jù)將要顯示的信息的類型或種類而改變。
[0085] 作為一個示例，多個顯示器180可顯示不同的圖像。更詳細地講，位于操作員的前 方的主顯示器可顯示由內(nèi)窺鏡捕獲的圖像。位于主顯示器的左側(cè)和右側(cè)的副顯示器可分別 顯示關(guān)于從屬機器人的操作狀態(tài)的信息和病人信息。
[0086] 作為另一示例，多個顯示器180可顯示相同的圖像。在這種情況下，可通過各個顯 示器180顯示相同的圖像，或者可通過全部多個顯示器180顯示一個圖像。此外，當前圖像 可與先前圖像進行比較或與先前圖像組合，以便于分析和/或?qū)Σ∪瞬扇〈胧?br>[0087] 例如，上述顯示器180可被實現(xiàn)為液晶顯示器（IXD)、發(fā)光二極管（LED)、有機電致 發(fā)光二極管（OLED)、等離子顯示面板（PDP)或者它們的組合。
[0088] 圖2是示例性地示出手術(shù)機器人的從屬機器人200的外觀的透視圖。
[0089] 如圖2中示例性地示出的，從屬機器人200包括腳輪201、主體202、機器人臂 203~208以及手術(shù)器械組件209。
[0090] 腳輪201用于使從屬機器人200運動并可安裝在主體202的下端。至少一個腳輪 201可安裝在主體202的下端。用于改變每個腳輪的操作狀態(tài)的杠桿（未示出）可設(shè)置在 每個腳輪上。操作員可通過調(diào)節(jié)杠桿的位置而改變腳輪201的操作狀態(tài)。腳輪201的操作 狀態(tài)可包括制動狀態(tài)、自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和方向鎖定（或者旋轉(zhuǎn)鎖定）狀態(tài)。
[0091] 機器人臂203~208設(shè)置在主體202的上部。機器人臂203~208使手術(shù)器械組 件209沿著X軸、y軸和z軸中的至少一個軸運動，或者使手術(shù)器械組件209繞X軸、y軸和 z軸中的至少一個軸旋轉(zhuǎn)。此外，機器人臂203~208支撐手術(shù)器械組件209,以在手術(shù)期 間可保持手術(shù)器械組件209的位置和姿勢。
[0092] 機器人臂203~208可包括多個連桿單元204、206和208以及多個關(guān)節(jié)單元203、 205和207。更詳細地講，機器人臂203~208包括第一關(guān)節(jié)單元203、第一連桿單元204、 第二關(guān)節(jié)單元205、第二連桿單元206、第三關(guān)節(jié)單元207和第三連桿單元208。
[0093] 第一連桿單元204可包括第一連桿以及包圍第一連桿的殼體。第一連桿可具有直 柱形并且可沿著垂直于主體202的方向設(shè)置。在一些示例性實施例中，第一連桿可沿著垂 直于地面的方向設(shè)置。
[0094] 第一關(guān)節(jié)單元203設(shè)置在主體202和第一連桿單元204之間的連接區(qū)域。第一關(guān) 節(jié)單元203可被實現(xiàn)為沿著指定的軸運動或沿著X軸、y軸和z軸中的軸運動的移動關(guān)節(jié) (prismatic joint)。第一關(guān)節(jié)單元203用于執(zhí)行手術(shù)器械組件209的平移運動并具有3個 D0F。更詳細地講，第一關(guān)節(jié)單元203具有包括X軸平移、y軸平移和z軸平移的3個D0F。 為此，第一關(guān)節(jié)單元203包括X軸平移驅(qū)動單元、y軸平移驅(qū)動單元和z軸平移驅(qū)動單元。 雖然圖2中未示出，但每個平移驅(qū)動單元可包括沿著特定軸引導直線運動的直線運動引導 件以及向直線運動引導件提供驅(qū)動力的電機。
[0095] 第二連桿單元206設(shè)置在第一連桿單元204的前端。第二連桿單元206包括第二 連桿和包圍第二連桿的殼體。第二連桿具有彎曲的形狀。更詳細地講，第二連桿具有部分 呈弧形的形狀。
[0096] 第二關(guān)節(jié)單元205設(shè)置在第一連桿單元204和第二連桿單元206之間的連接區(qū) 域。第二關(guān)節(jié)單元205可被實現(xiàn)為圍繞指定的軸旋轉(zhuǎn)或圍繞X軸、y軸和z軸中的軸旋轉(zhuǎn)的 轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。第二關(guān)節(jié)單元205用于執(zhí)行手術(shù)器械組件209的旋轉(zhuǎn)運動并具有2個D0F。更 詳細地講，第二關(guān)節(jié)單元205具有包括手術(shù)器械組件209沿側(cè)傾方向旋轉(zhuǎn)以及手術(shù)器械組 件209沿俯仰方向旋轉(zhuǎn)的2個D0F。為此，第二關(guān)節(jié)單元205可包括側(cè)傾驅(qū)動單元和俯仰驅(qū) 動單元。
[0097] 當驅(qū)動力施加到側(cè)傾驅(qū)動單元時，第二連桿單元206沿著側(cè)傾方向旋轉(zhuǎn)。當?shù)诙?連桿單元206沿著側(cè)傾方向旋轉(zhuǎn)時，設(shè)置在第二連桿的前端的第三連桿單元208和手術(shù)器 械組件209沿著側(cè)傾方向旋轉(zhuǎn)。例如，側(cè)傾驅(qū)動單元可以是電機、真空泵和液壓泵中的一 種。
[0098] 俯仰驅(qū)動單元可包括引導第二連桿的弧形運動的R引導件以及向R引導件提供驅(qū) 動力的電機。當驅(qū)動俯仰驅(qū)動單元的電機時，第二連桿沿著R引導件運動。結(jié)果，設(shè)置在第 二連桿的前端處的第三連桿單元208和手術(shù)器械組件209沿著俯仰方向旋轉(zhuǎn)。
[0099] 第三連桿單元208設(shè)置在第二連桿單元206的前端處。第三連桿單元208可包括 具有環(huán)形形狀的第三連桿。手術(shù)器械組件209設(shè)置在第三連桿上。用于指示遠程運動中心 (RCM, remote center of motion)的多個發(fā)光單元設(shè)置在第三連桿的下端。圖2示出了設(shè) 置了三個發(fā)光單元。
[0100] 多個發(fā)光單元可沿著第三連桿的圓周按照相同的間隔布置。多個發(fā)光單元用于指 示RCM點，因此可被實現(xiàn)為沿著特定方向發(fā)光（例如，激光束）的發(fā)光裝置。
[0101] 從多個發(fā)光單元發(fā)出的激光束在RCM點處相交。當機器人臂203~208沿著X軸 方向、y軸方向和z軸方向中的至少一個方向運動，并且RCM點與病人的切口點重合時，引 導管210插入到病人的切口點中。接下來，設(shè)置在手術(shù)器械組件209中的機器人手術(shù)器械 沿著引導管210(例如，從引導管210的內(nèi)部）插入到病人的切口點中。此后，機器人手術(shù) 器械可被控制為利用RCM點作為頂點在圓錐形的工作空間內(nèi)運動。當按照這種方式控制機 器人手術(shù)器械時，即使位于切口點的外部的機器人臂203~208發(fā)生意想不到的運動時，也 能防止損害切口點。
[0102] 第三關(guān)節(jié)單元207設(shè)置在第二連桿單元206和第三連桿單元208之間的連接區(qū) 域。第三關(guān)節(jié)單元207可被實現(xiàn)為圍繞指定的軸旋轉(zhuǎn)或圍繞X軸、y軸和z軸中的軸旋轉(zhuǎn)的 轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。第三關(guān)節(jié)單元207用于執(zhí)行手術(shù)器械組件209的旋轉(zhuǎn)運動并具有1個D0F。更 詳細地講，第三關(guān)節(jié)單元207具有包括手術(shù)器械組件209沿橫擺方向旋轉(zhuǎn)的1個D0F。為 此，第三關(guān)節(jié)單元207可包括橫擺驅(qū)動單元。
[0103] 當向橫擺驅(qū)動單元提供驅(qū)動力時，手術(shù)器械組件209沿著橫擺方向旋轉(zhuǎn)。橫擺驅(qū) 動單元可以是電機、真空泵和液壓泵中的一種。
[0104] 手術(shù)器械組件209可包括圓筒形殼體、沿著殼體的內(nèi)表面設(shè)置的多個機器人手術(shù) 器械以及引導管210。此外，機器人手術(shù)器械可包括