CN113768630A - 主手夹持机构、主手控制台、手术机器人及主从对齐方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主手夹持机构，包括手柄、夹持组件以及多个传感器。手柄上设置多个控制开关，夹持组件设置于手柄的一端，能够在工作范围内开合。多个传感器分别设置于手柄内部和/或夹持组件内，用于检测主手夹持机构的位姿信息。本发明还涉及包括上述主手夹持机构的主手控制台、手术机器人及主从对齐方法。上述主手夹持机构、主手控制台、手术机器人及主从对齐方法，允许操作者根据从端器械的位姿信息以及开合状态在断开联动关系的情况下调整主手夹持机构，实现主手夹持机构和从端器械的位姿对应。

Description

主手夹持机构、主手控制台、手术机器人及主从对齐方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及主手夹持机构、主手控制台、手术机器人及主从对齐方法。

背景技术

手术机器人在外科手术过程中能够辅助医生进行更精准的操作。在使用手术机器人的外壳手术过程中，医生需要将注册探针、手术器械(比如手术刀、缝合结构)等末端工具根据当前手术进程的需要安装到手术机器人的从机械臂，然后医生操作手术机器人的主操作手，从机械臂在主操作手的控制下执行相应的操作。在机器人手术中，医生直接操作主手控制台中的手腕组件进而控制从机械臂运动至目标位置并进行摆位。一般的手术机器人中，主手末端和从端器械的位姿存在差异，会造成医生眼睛所观看的图像和手操作的实际方位无法对应，影响手术操作效果。

发明内容

基于此，有必要针对一般的手术机器人中主手末端和从端器械的位姿存在差异的问题，提供一种便于主手末端和从端器械位姿对齐的主手夹持机构、主手控制台、手术机器人及主从对齐方法。

一种主手夹持机构，包括：

手柄，所述手柄上设置有多个控制开关；

夹持组件，所述夹持组件设置于所述手柄的一端，能够在工作范围内开合；

多个传感器，分别设置于手柄内部和/或所述夹持组件内，用于检测主手夹持机构的位姿信息。

在其中一个实施例中，所述手柄上的多个所述控制开关包括电凝开关、电切开关以及离合开关。

在其中一个实施例中，所述手柄为圆柱形壳体，所述离合开关、所述电凝开关和所述电切开关沿所述手柄轴线方向顺次分布。

在其中一个实施例中，多个所述传感器包括开合传感器和姿态传感器，所述开合传感器设置于所述夹持组件，所述开合传感器检测所述夹持组件的开合状态；所述姿态传感器设置于所述手柄内，所述姿态传感器用于检测所述手柄的位姿信息。

一种主手控制台，包括单显示器、被动主手和支架，所述单显示器与所述支架一端连接；所述被动主手包括手臂机构和上述各个实施例中任一项所述的主手夹持机构，所述手臂机构具有多个自由度；所述单显示器能够接收并显示所述手臂机构和所述主手夹持机构在图像坐标系中的位置和/或姿态图像，所述单显示器能够接收并显示从端器械在图像坐标系中的位置和/或姿态图像。

在其中一个实施例中，所述被动主手为两个，分别对称设置于所述单显示器两侧。

在其中一个实施例中，所述支架可伸缩，所述单显示器具有目镜，所述主手控制台还包括使能传感器，所述使能传感器设置于所述单显示器安装所述目镜的一侧，所述使能传感器用于检测在工作距离范围内是否存在观察者。

在其中一个实施例中，所述主手控制台还包括支撑板，所述支撑板可转动设置于所述支架的远离所述单显示器的一端，所述支撑板为两个，两个所述支撑板相对设置，两个所述支撑板转动至工作位置时能够分别支撑操作者的两只手臂。

一种手术机器人，包括从端器械和上述实施例中任一项所述的主手控制台，所述从端器械与所述主手控制台连接，所述从端器械随所述手臂机构和/或所述主手夹持机构进行联动。

一种主从对齐方法，适用于上述实施例中所述的手术机器人，所述主从对齐方法包括：

S100、在所述单显示器中显示所述从端器械末端的位置和/或姿态图像；

S200、在所述单显示器中显示所述被动主手的位置和/或姿态图像；

S300、调整所述被动主手的位置和/或姿态图像直至与所述从端器械末端的位置和/或姿态图像重合。

在其中一个实施例中，所述步骤S100包括：

S110、建立适配所述单显示器的图像坐标系；

S120、在所述图像坐标系中描述所述从端器械末端的位置和/或姿态信息；

S130、所述单显示器显示所述从端器械末端的位置和/或姿态图像。

在其中一个实施例中，所述步骤S200包括：

S210、在所述图像坐标系中描述所述手臂机构以及所述主手夹持机构的位置和/或姿态信息；

S220、所述单显示器显示所述手臂机构以及所述主手夹持机构的位置和/或姿态图像。

在其中一个实施例中，所述步骤S210包括：

S211、建立适配所述主手夹持机构的世界坐标系，并且建立适配所述手臂机构的手臂坐标系；

S212、通过坐标变换在所述图像坐标系中描述所述手臂机构以及所述主手夹持机构的位置和/或姿态信息。

在其中一个实施例中，所述步骤S300包括：

S310、按下离合开关，解除所述被动主手与所述从端器械之间的联动；

S320、调整所述被动主手的位置和/或姿态，直至单显示器中所述被动主手的位置和/或姿态图像与所述从端器械末端的位置和/或姿态图像重合；

S330、松开离合开关，重新建立所述主手夹持机构与所述从端器械之间的联动。

上述主手夹持机构、主手控制台、手术机器人及主从对齐方法，离合开关能够建立或者断开主手夹持机构与从端器械之间的联动，同时腕部传感器能够将夹持组件的位置、姿态和/或开合状态传递至单显示器中进行显示，进而允许操作者根据从端器械的位姿信息以及开合状态在断开联动关系的情况下调整主手夹持机构，实现主手夹持机构和从端器械的位姿对应。并且离合开关设置在握持部，操作者使用两根手指操作的夹持组件的同时，剩余的手指可便捷的控制离合开关，使得主从对齐的过程便捷高效。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的主手夹持机构立体结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的主手控制台立体结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的单显示器和支架立体结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的手臂机构和主手夹持机构装配示意图；

图5为本发明一实施例提供的主手控制台中支撑板处于工作位置示意图；

图6为本发明一实施例提供的主手控制台中支撑板处于收纳位置示意图；

图7为本发明一实施例提供的单显示器中显示从端图像和主端图像示意图。

其中：10、主手控制台；100、单显示器；110、目镜；120、从端图像；130、主端图像；200、手臂机构；210、基座；220、大臂；230、小臂；240、第二转轴；250、第一转轴；260、第三转轴；300、主手夹持机构；310、手柄；311、握持部；312、夹持部；320、夹持组件；321、夹持片；322、指套；330、开合传感器；340、姿态传感器；350、离合开关；360、电凝开关；370、电切开关；400、支架；410、立柱；420、套筒；510、调节螺母；520、水平气泡仪；600、使能传感器；700、支撑板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

手术机器人能够协助医生高效的进行微创手术。手术机器人中的被动主手和从端器械之间的位姿对齐能够进一步降低医生操作手术机器人的难度。本发明提供一种主手夹持机构及包含此主手夹持机构的主手控制台和手术机器人，并且提供对应的主从对齐方法，实现被动主手和从端器械之间位姿的高效对齐，便于医生进行手眼协调的高效手术操作。

如图1-4所示，本发明一实施例提供一种主手夹持机构300，允许操作者(比如医生)通过手指进行操作。具体的，主手夹持机构300包括手柄310、夹持组件320以及多个传感器。手柄310上设置有多个控制开关，具体的，手柄310包括握持部311和夹持部312，夹持部312能够与手臂机构200连接，比如球铰连接或者转轴连接。握持部311用于安装夹持组件320、多个传感器以及控制开关。夹持组件320设置于手柄310的一端，夹持组件320能够在工作范围内开合，并且带动从端器械也同步进行开合。多个传感器分别设置于手柄310内部和/或夹持组件320内，多个传感器用于检测主手夹持机构300的位姿信息。比如多个传感器分别设置于握持部311和/或夹持部312，多个传感器用于检测夹持组件320的位置、姿态和/或开合状态，并进一步将夹持组件320的位置、姿态和/或开合状态传递至单显示器100进行显示，便于操作者(比如医生)进行直观的观看。离合开关350设置于握持部311，离合开关350建立或者断开主手夹持机构300与从端器械之间的联动。作为一种可实现的方式，多个控制开关包括离合开关350，离合开关350能够建立或者断开主手夹持机构300与从端器械之间的联动。

上述主手夹持机构300，离合开关350能够建立或者断开主手夹持机构300与从端器械之间的联动，同时腕部传感器能够将夹持组件320的位置、姿态(即位姿信息)和/或开合状态传递至单显示器100中进行显示，进而允许操作者根据从端器械的位姿信息以及开合状态在断开联动关系的情况下调整主手夹持机构300，实现主手夹持机构300和从端器械的位姿对应。并且离合开关350设置在握持部311，操作者使用两根手指操作夹持组件320的同时，剩余的手指自然弯曲时可便捷的控制离合开关350，使得主从对齐的过程便捷高效。

在本发明一实施例中，如图1-4所示，手柄310中的夹持部312通过球关节连接至被动主手中的手臂机构200。握持部311整体呈L字形的壳体结构，夹持组件320的转动中心转动安装在握持部311的内部，腕部传感器也安装在握持部311的内部。进一步，夹持组件320包括两个夹持片321和两个指套322，两个夹持片321分别转动安装于握持部311并通过齿形结构啮合，从而能保证两个夹持片321的同步开合。两个指套322分别安装在两个夹持片321上。操作者的手指(比如拇指和食指)分别套入两个指套322内，从而可以实现开合的动作。作为一种可实现的方式，两个夹持片321中间通过压缩弹簧实现保持张开的姿态，操作者的手指(拇指和食指)分别套入两个指套322内，带动夹持片321实现闭合的动作。操作者的手指(拇指和食指)松开，两个夹持片321在压缩弹簧的作用下也自动打开。

在其它的实施例中，两个夹持片321还可以通过其他的结构实现同步转动，比如两个夹持片321分别与一个沿直线滑动的滑块连接。以及两个夹持片321之间的压缩弹簧还可以换成弹性绳等其他结构，只要能够实现夹持片321的自动张开或者闭合即可。

在本发明一实施例中，如图1-4所示，多个传感器包括开合传感器330，开合传感器330设置于夹持组件320，当夹持片321闭合时，能够被开合传感器330检测到，从而判断为闭合动作。可选的，开合传感器330的类型为霍尔传感器或者接触触发类型的传感器。此外还可以通过检测压缩弹簧的形变量判断夹持片321的开合程度。进一步，外部传感器还包括姿态传感器340，姿态传感器340安装在手柄310上握持部311的内部，姿态传感器340用于检测主手夹持机构300的位姿信息，姿态传感器340可以提供整个主手夹持机构300对世界坐标系的位姿信息。作为一种可实现的方式，姿态传感器340包含三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据。利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据，从而可以较为准确采集的手腕姿态信息。

在本发明一实施例中，如图1-4所示，多个控制开关还包括电凝开关360和/或电切开关370，电凝开关360和/或电切开关370分别设置于握持部311，从而可以实现对应从端器械的高能设备操控(电凝和电切)。进一步，握持部311呈圆柱形壳体，离合开关350、电凝开关360和电切开关370沿握持部311的轴线方向顺次分布，且远离夹持组件320的安装端设置。操作者可以使用拇指和食指操作夹持组件320，离合开关350、电凝开关360和电切开关370的分布基于人手的人机工程，与剩余三个手指自然弯曲时的位置对应，操作者的一只手即可进行充分的控制，无需使用脚进行辅助操作。

在本发明其他的实施例中，离合开关350、电凝开关360和电切开关370沿握持部311的轴线方向间隔分布，离合开关350、电凝开关360和电切开关370的相对位置可任意排列。并且还可以是离合开关350、电凝开关360和电切开关370分布在夹持组件320的两侧，比如三个开关中的两个分布在夹持组件320的一侧，三个开关中的另一个分布在夹持组件320的另一侧。

如图2-6所示，本发明一实施例还提供一种主手控制台10，能够直接放置在桌面上操作。主手控制台10包括单显示器100、被动主手和支架400，单显示器100与支架400的一端连接，支架400能够放置或者安装在桌面上。被动主手包括手臂机构200和上述各个实施例中任一项的主手夹持机构300，手臂机构200具有多个自由度。单显示器100能够接收并显示手臂机构200和主手夹持机构300的位置和/或姿态图像，单显示器100能够接收并显示从端器械的位置和/或姿态图像。上述主手控制台10中离合开关350能够建立或者断开主手夹持机构300与从端器械之间的联动，同时腕部传感器能够将夹持组件320的位置、姿态和/或开合状态传递至单显示器100中进行显示，能够接收并显示手臂机构200和主手夹持机构300的位置和/或姿态图像，进而允许操作者根据从端器械的位姿信息以及开合状态在断开联动关系的情况下调整主手夹持机构300，两者图像重合时实现主手夹持机构300和从端器械的位姿相同。并且离合开关350设置在握持部311，操作者使用两根手指操作的夹持组件320的同时，剩余的手指可便捷的控制离合开关350，使得主从位姿对齐(空间朝向一致)的过程便捷高效。

单显示器100是直接呈现从端器械以及被动主手图像的装置。可选的，单显示器100是2D显示器或者3D显示器。在本发明一实施例中，单显示器100最终呈现给操作者3D图像。作为一种可实现的方式，使用常规的偏振眼镜配合单显示器100。作为另一种可实现的方式，分别采用两个单显示器100独立给两个目镜110提供图像，通过人脑对图像处理合成3D图像。

手臂机构200是连接单显示器100和主手夹持机构300的中间机构，也为主手夹持机构300提供更多的空间运动范围。在本发明一实施例中，如图2-4所示，手臂机构200包括基座210、大臂220和小臂230，基座210转动设置于支架400，大臂220转动设置于基座210，小臂230转动设置于大臂220，基座210、大臂220和小臂230的转轴之间相互垂直或平行。基座210、大臂220和小臂230的转动中心分别安装转角传感器。主手夹持机构300中的夹持部312通过球铰与小臂230连接。进一步，被动主手的数量为两个，两个被动主手左右安装在3D单显示器100的左右两侧。基座210可以绕第一转轴250旋转，并安装有编码器进而可以检测基座210相对于3D显示器旋转的角度。大臂220绕第二转轴240可旋转地安装在基座210上，并安装有编码器，可以检测大臂220相对于基座210旋转的角度。小臂230绕第三转轴260可旋转地安装在大臂220上，并安装有编码器，可以检测小臂230相对于大臂220旋转的角度。

在上述实施例中，第一转轴250和第三转轴260分别与第二转轴240垂直。在其它的实施例中，第一转轴250、第二转轴240和第三转轴260还可以呈其他可以实现的空间关系。

在本发明一实施例中，支架400可伸缩，单显示器100与支架400通过转动关节连接。主手控制台10还包括调平结构，调平结构设置于支架400和/或单显示器100，调平结构用于检测并调整单显示器100至水平位置。可以理解的，由于单显示器100是安装在支架400上，当调平结构安装在支架400上并进行调平后，单显示器100也是处于水平位置的。以下实施例以调平结构安装在单显示器100上为例进行说明。作为一种可实现的方式，如图2-4所示，单显示器100通过三个调节螺母510安装在支架400的顶部。水平气泡仪520安装在单显示器100的上侧，可以显示其水平度，通过调节三个调节螺母510，观察水平气泡仪520的气泡位置，可以调节单显示器100到达水平姿态。

在本发明一实施例中，如图2-4所示，单显示器100具有目镜110，主手控制台10还包括使能传感器600，使能传感器600设置于单显示器100安装目镜110的一侧，使能传感器600用于检测在工作距离范围内是否存在观察者。比如使用红外传感器作为使能传感器600，红外传感器安装在目镜110附近，当操作者靠近目镜110时，红外传感器可以输出信号，从而提供操作使能信号，允许从端器械随被动主手进行联动。在其它的实施例中，还可以通过光线的遮挡或者反射原理来检测是否有操作者。

在本发明一实施例中，支架400具有使用状态的顶端和底端，顶端与底端之间的距离可调。如图2-4所示，比如支架400包括两段立柱410和套筒420，两段立柱410通过套筒420连接，套筒420为带螺纹可旋转部件，用来锁紧两段立柱410，同时调整立柱410的高度。进一步，主手控制台10包括两个被动主手，两个被动主手间隔设置于支架400的顶端，在图2-4中两个被动主手是间隔设置在单显示器100的左右两侧。主手控制台10还包括两个支撑板700，两个支撑板700分别转动设置于支架400远离单显示器100的一端，如图5所示的两个支撑板700转动至工作位置(水平位置)时能够分别支撑操作者的两只手，可转动的支撑板700围绕转轴转动至收纳位置(竖直状态)进而可以减小收纳空间，如图6所示。

本发明一实施例还提供一种手术机器人，包括从端器械和上述各个实施例中任一项所述的主手控制台10，从端器械与主手控制台10连接，从端器械随手臂机构200和/或主手夹持机构300进行联动。上述主手控制台10和手术机器人，离合开关350能够建立或者断开主手夹持机构300与从端器械之间的联动，同时腕部传感器能够将夹持组件320的位置、姿态和/或开合状态传递至单显示器100中进行显示，进而允许操作者根据从端器械的位姿信息以及开合状态在断开联动关系的情况下调整主手夹持机构300，实现主手夹持机构300和从端器械的位姿对应。并且离合开关350设置在握持部311，操作者使用两根手指操作的夹持组件320的同时，剩余的手指可便捷的控制离合开关350，使得主从对齐的过程便捷高效。

本发明一实施例还提供一种主从对齐方法，适用于上述实施例中所述的手术机器人，主从对齐方法包括：

S100、在单显示器100中显示从端器械末端的位置和/或姿态图像；

S200、在单显示器100中显示被动主手的位置和/或姿态图像；

S300、调整被动主手的位置和/或姿态图像直至与从端器械末端的位置和/或姿态图像重合。

在单显示器100中，被动主手和从端器械的位置和/或姿态重合后，能够为操作者提供眼手协调的操作感，使得操作者的操作体验接近于真实。

通过坐标变换是实现单显示器100显示从端器械和被动主手图像的有效方式之一。在一个实施例中，在单显示器100中显示从端器械末端的位置和/或姿态图像，在单显示器100中显示被动主手的位置和/或姿态图像都通过坐标变换实现。作为一种可实现的方式，步骤S100包括：

S110、建立适配单显示器100的图像坐标系；

S120、在图像坐标系中描述从端器械末端的位置和/或姿态信息；

S130、单显示器100显示从端器械末端的位置和/或姿态图像。

进一步，步骤S200包括：

S210、在图像坐标系中描述手臂机构200以及主手夹持机构300的位置和/或姿态信息；

S220、单显示器100显示手臂机构200以及主手夹持机构300的位置和/或姿态图像。

具体的，步骤S210包括：

S211、建立适配主手夹持机构300的世界坐标系，并且建立适配手臂机构200的手臂坐标系；

S212、通过坐标变换在图像坐标系中描述手臂机构200以及主手夹持机构300的位置和/或姿态信息。

在其它的实施例中，还可以通过拍照成像的方式在单显示器100中显示从端器械和被动主手的图像。

在上述各个实施例的基础上，步骤S300包括：

S310、按下离合开关350，解除被动主手与从端器械之间的联动；

S320、调整被动主手的位置和/或姿态，直至单显示器100中被动主手的位置和/或姿态图像与从端器械末端的位置和/或姿态图像重合；

S330、松开离合开关350，重新建立主手夹持机构300与从端器械之间的联动。

需要说明的是，从端器械末端在图像坐标系的描述已有很多通用专利和技术实现，在此不赘述。如图7所示，操作者通过目镜110可以看到从端传输过来的器械末端的从端图像120，可以认为操作者看到的图像已经转换为在图像坐标系的描述。主端图像130为对应被动主手当前位姿在图像坐标系形成的对应的器械末端位姿图像，该图像是根据被动主手当前位姿生成的，可以理解为虚拟的图像。在主从还未建立联动时，操作者操纵被动主手，虚线形式的主端图像130的位姿跟随被动主手实时运动，并实时表征被动主手末端位姿在图像坐标系中的描述。在完成主从位姿对齐过程中，操作者先操纵被动主手，使得虚线形式的主端图像130与从端器械末端的从端图像120重合，然后松开离合开关350，建立主从映射联动。这时被动主手的位姿与从端器械末端的位姿实时对应，完成主从位姿对齐的步骤，操作者就能实现手眼协调的操作体验感。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种主手夹持机构，其特征在于，包括：

手柄，所述手柄上设置有多个控制开关；

夹持组件，所述夹持组件设置于所述手柄的一端，能够在工作范围内开合；

多个传感器，分别设置于所述手柄内部和/或所述夹持组件内，用于检测主手夹持机构的位姿信息。

2.根据权利要求1所述的主手夹持机构，其特征在于，所述手柄上的多个所述控制开关包括电凝开关、电切开关以及离合开关。

3.根据权利要求2所述的主手夹持机构，其特征在于，所述手柄为圆柱形壳体，所述离合开关、所述电凝开关和所述电切开关沿所述手柄轴线方向顺次分布。

4.根据权利要求1所述的主手夹持机构，其特征在于，多个所述传感器包括开合传感器和姿态传感器，所述开合传感器设置于所述夹持组件，所述开合传感器检测所述夹持组件的开合状态；所述姿态传感器设置于所述手柄内，所述姿态传感器用于检测所述手柄的位姿信息。

5.一种主手控制台，其特征在于，包括单显示器、被动主手和支架，所述单显示器与所述支架一端连接；所述被动主手包括手臂机构和权利要求1-4任一项所述的主手夹持机构，所述手臂机构具有多个自由度；所述单显示器能够接收并显示所述手臂机构和所述主手夹持机构在图像坐标系中的位置和/或姿态图像，且所述单显示器能够接收并显示从端器械在图像坐标系中的位置和/或姿态图像。

6.根据权利要求5所述的主手控制台，其特征在于，所述被动主手为两个，分别对称设置于所述单显示器两侧。

7.根据权利要求5所述的主手控制台，其特征在于，所述支架可伸缩；所述单显示器具有目镜，所述主手控制台还包括使能传感器，所述使能传感器设置于所述单显示器安装所述目镜的一侧，所述使能传感器用于检测在工作距离范围内是否存在观察者。

8.根据权利要求5所述的主手控制台，其特征在于，所述主手控制台还包括支撑板，所述支撑板可转动设置于所述支架的远离所述单显示器的一端，所述支撑板为两个，两个所述支撑板相对设置，两个所述支撑板转动至工作位置时能够分别支撑操作者的两只手臂。

9.一种手术机器人，其特征在于，包括从端器械和权利要求5-8任一项所述的主手控制台，所述从端器械与所述主手控制台连接，所述从端器械随所述手臂机构和/或所述主手夹持机构进行联动。

10.一种主从对齐方法，其特征在于，适用于权利要求9所述的手术机器人，所述主从对齐方法包括：

S100、在所述单显示器中显示所述从端器械末端的位置和/或姿态图像；

S200、在所述单显示器中显示所述被动主手的位置和/或姿态图像；

S300、调整所述被动主手的位置和/或姿态图像直至与所述从端器械末端的位置和/或姿态图像重合。

11.根据权利要求10所述的主从对齐方法，其特征在于，所述步骤S100包括：

S110、建立适配所述单显示器的图像坐标系；

S120、在所述图像坐标系中描述所述从端器械末端的位置和/或姿态信息；

S130、所述单显示器显示所述从端器械末端的位置和/或姿态图像。

12.根据权利要求11所述的主从对齐方法，其特征在于，所述步骤S200包括：

S210、在所述图像坐标系中描述所述手臂机构以及所述主手夹持机构的位置和/或姿态信息；

S220、所述单显示器显示所述手臂机构以及所述主手夹持机构的位置和/或姿态图像。

13.根据权利要求12所述的主从对齐方法，其特征在于，所述步骤S210包括：

S211、建立适配所述主手夹持机构的世界坐标系，并且建立适配所述手臂机构的手臂坐标系；

S212、通过坐标变换在所述图像坐标系中描述所述手臂机构以及所述主手夹持机构的位置和/或姿态信息。

14.根据权利要求10-13任一项所述的主从对齐方法，其特征在于，所述步骤S300包括：

S310、按下离合开关，解除所述被动主手与所述从端器械之间的联动；

S320、调整所述被动主手的位置和/或姿态，直至单显示器中所述被动主手的位置和/或姿态图像与所述从端器械末端的位置和/或姿态图像重合；

S330、松开离合开关，重新建立所述主手夹持机构与所述从端器械之间的联动。

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