CN116549129A - 一种手术机器人系统及手术机器人系统的控制处理设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种手术机器人系统及手术机器人系统的控制处理设备。所述系统包括：手术操作机械单元，操作控制单元，控制处理设备。控制处理设备接收来自操作控制单元的操作信号，并控制手术操作机械单元执行相应的操作，在判断手术操作机械单元的状态超出第一限度的情况下，锁定手术操作机械单元的操作，在锁定手术操作机械单元的操作的情况下保持与手术操作机械单元的映射关系，映射关系表示控制处理设备所保存的机械模型与手术操作机械单元的对应关系；基于操作信号确定手术操作机械单元的状态恢复到第二限度内；开始解除对手术操作机械单元的操作的锁定，从而恢复基于映射关系对手术操作机械单元的控制。

Description

一种手术机器人系统及手术机器人系统的控制处理设备

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种手术机器人系统及手术机器人系统的控制处理设备。

背景技术

随着科技的进步和机器人技术的发展，能够辅助医生进行手术操作的医疗机器人在医学领域应用越来越广泛，在提高手术精度和稳定性的同时，也能降低手术医生的作业强度和疲劳程度，从而提高手术安全性。

在手术机器人系统的使用过程中，通常需要采用手术机器人的多条机械臂同时操作，例如多条机械臂的工作端分别连接内窥镜、手术刀、止血钳手术器械，利用这些手术器械互相协作来完成手术。但是，在现有技术中，如果手术机器人系统的从手端超过限位时，主手和从手的连接会被断开，需要有人员手动操作将手术机器人的从手端复位到合适位置，再重新进行主从映射。但是，这一过程存在操作流程时间长的问题，也会打断医生的手术操作，具有一定的安全隐患。

发明内容

本公开实施例提供一种手术机器人系统及手术机器人系统的控制处理设备。可以解决手术过程中机器人系统的主从断连的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种手术机器人系统，包括：手术操作机械单元；操作控制单元；以及控制处理设备；其中，控制处理设备接收来自操作控制单元的操作信号，并控制手术操作机械单元执行相应的操作；其中，控制处理设备被设置成：在判断手术操作机械单元的状态超出第一限度的情况下，锁定手术操作机械单元的操作；其中，控制处理设备还被设置成：在锁定手术操作机械单元的操作的情况下保持与手术操作机械单元的映射关系，其中，所述映射关系表示控制处理设备所保存的机械模型与手术操作机械单元的对应关系；基于操作信号确定手术操作机械单元的状态恢复到第二限度内；以及开始解除对手术操作机械单元的操作的锁定，从而恢复基于所述映射关系对手术操作机械单元的控制。

可选地，第一限度包括与操作安全相关的条件和与手术操作机械单元的机械操作范围相关的条件中的至少一个。

可选地，第一限度包括与手术操作机械单元的机械操作范围相关的至少一个第一条件，第二限度分别包括与第一条件对应的第二条件，以及相对于第二条件，第一条件更接近于手术操作机械单元的机械操作范围的极限。

可选地，手术操作机械单元包括依次连接的臂关节机械结构、滑台机构和器械关节机械结构，臂关节机械结构能带动滑台机构和器械关节机械结构移动，器械关节机械结构能沿滑台机构移动。

可选地，开始解除对手术操作机械单元的操作的锁定包括用于解除对臂关节机械结构的操作的锁定的第一解锁处理、用于解除对滑台机构的操作的锁定的第二解锁处理和用于解除对器械关节机械结构的操作的锁定的第三解锁处理，以及在实现第一解锁处理的情况下开始第二解锁处理，以及在实现第二解锁处理的情况下开始第三解锁处理。

可选地，操作控制单元包括控制手。

可选地，控制处理设备还包括：显示单元，其中，在锁定手术操作机械单元的操作的情况下，显示单元显示手术操作机械单元的实际状态以及基于操作信号产生的手术操作机械单元的虚拟运动轨迹。

可选地，显示单元还显示用于解除对手术操作机械单元的操作的锁定的轨迹。

可选地，操作信号包括控制手术操作机械单元的运动速度的第一速度信号和控制手术操作机械单元的运动方向的第一方向信号，其中，第一限度包括控制手术操作机械单元的预期限制位置，其中，控制处理设备基于第一速度信号和第一方向信号确定手术操作机械单元的预期位置，以及在预期位置超出预期限制位置的情况下，判断手术操作机械单元超出第一限度。

可选地，操作信号包括控制手术操作机械单元的运动速度的第二速度信号，其中，第一限度包括控制手术操作机械单元的最大速度，其中，在第二速度信号所指示的速度大于最大速度的情况下，控制处理设备判断手术操作机械单元超出第一限度。

可选地，操作控制单元还包括压力传感器和加速度传感器中的至少一个，其中，在压力传感器所检测到的压力大于第一阈值的情况下或者在加速度传感器所检测到的加速度大于第二阈值的情况下，丢弃所产生的操作信号。

可选地，手术操作机械单元还包括压力传感器和加速度传感器中的至少一个，其中，在压力传感器所检测到的压力大于第一阈值的情况下或者在加速度传感器所检测到的加速度大于第二阈值的情况下，锁定手术操作机械单元的操作。

第二方面，本申请实施例提供了一种用于手术机器人系统的控制处理设备，包括处理器和存储器，存储器存储指令，以及当控制处理设备运行时，所述指令控制处理器执行第一方面中所述的控制处理设备的处理。

本公开实施例的一个有益效果在于，本申请实施例中的手术机器人系统包括中的控制处理设备可以在锁定手术操作机械单元的操作的情况下保持与手术操作机械单元的映射关系，其中，映射关系标识控制处理设备保存的机械模型与手术操作机械单元的对应关系，基于操作信号确定操作机械单元的状态恢复到第二限度内时，开始接触对手术操作机械单元的锁定，恢复基于映射关系对手术操作机械单元的控制。通过这种方式，可以在手术操作机械单元锁定后，不断开主手从手之间的映射关系，在检测到操作控制单元的操作信号的状态恢复到限度内时，解除从手锁定，不需要医护人员移动机械臂解锁，也不会打断医生的操作，降低了安全风险和操作时间。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开实施例的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开实施例的原理。

图1示出了本公开一实施例的手术机器人系统的框图。

图2示出了本公开一实施例的手术机器人系统的例子的示意图。

图3示出了本公开一实施例的手术机器人系统的控制处理设备的框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需要说明的是，本申请中所有获取信号、信息或者数据的动作都是在遵照所在国际相应的数据保护法规政策的前提下，并获得相应装置/账户所有者给予的授权的情况下进行的。

如图1所示，本申请实施例公开了一种手术机器人系统100，该系统包括手术操作机械单元103，操作控制单元101，以及控制处理设备102。其中，控制处理设备接收来自操作控制单元的操作信号，并控制手术操作机械单元执行相应的操作；其中，控制处理设备被设置成：在判断手术操作机械单元的状态超出第一限度的情况下，锁定手术操作机械单元的操作；其中，控制处理设备还被设置成：在锁定手术操作机械单元的操作的情况下保持与手术操作机械单元的映射关系，其中，所述映射关系表示控制处理设备所保存的机械模型与手术操作机械单元的对应关系；基于操作信号确定手术操作机械单元的状态恢复到第二限度内；以及开始解除对手术操作机械单元的操作的锁定，从而恢复基于所述映射关系对手术操作机械单元的控制。

在本实施例的一个示例中，手术操作机械单元是手术机器人系统的从手部分，即机械臂以及器械部分。

在本实施例的一个示例中，手术操作机械单元包括依次连接的臂关节机械结构、滑台机构和器械关节机械结构，臂关节机械结构能带动滑台机构和器械关节机械结构移动，器械关节机械结构能沿滑台机构移动。

在本实施例的一个示例中，如图2所示，臂关节机械结构就是机械臂的各种关节的机械结构，可以包括依次连接的肘关节结构、旋转关节结构和平行四边形关节结构等等。其中，肘关节结构可以用于控制机械臂进行俯仰方向的调整，旋转关节用于控制机械臂进行横滚方向的旋转，平行四边形关节包括3个关节，这三个关节与会与器械和患者接触的部分始终保持平行四边形。臂关节结构会连接滑台机构，并带动滑台机构和器械关节机构移动。滑台机构可以固定不同的手术器械，通过滑台机构的上下滑动实现手术器械的上下移动。器械关节机械结构就是用于控制手术机械的关节。

在本实施例的一个示例中，手术操作机械单元还包括压力传感器和加速度传感器中的至少一个，其中，在压力传感器所检测到的压力大于第一阈值的情况下或者在加速度传感器所检测到的加速度大于第二阈值的情况下，锁定手术操作机械单元的操作。

在本实施例的一个示例中，手术操作机械单元还可以设置有压力传感器和加速度传感器中的至少一个，用于采集机械臂或器械部分的加速度或者用力情况。压力传感器或者加速度传感器的设置位置可以根据手术机械单元的实际情况进行设置。第一阈值和第二阈值可以是预先设置的保证患者安全的一个阈值，在加速度传感器或者压力传感器中的一个检测到的数值大于阈值时，手术操作机械单元的运动就可能导致患者受到损害，此时，可以锁定手术操作机械单元，避免导致患者收到损害的情况发生。

在本实施例的一个示例中，操作控制单元包括控制手，控制手就是手术机器人系统的主手部分，即医生操作控制的部分。医生通过控制操作控制单元来对从手部分进行控制，具体的，医生在控制操作控制单元进行操作时，将对应的操作信号发送到手术机器人系统中的控制处理设备中。

在本实施例的一个示例中，操作控制单元还包括压力传感器和加速度传感器中的至少一个，在压力传感器所检测到的压力大于第一阈值的情况下或者在加速度传感器所检测到的加速度大于第二阈值的情况下，丢弃所产生的操作信号。

在本实施例的一个示例中，操作控制单元中还可以包括压力传感器和加速度传感器，用于采集医生控制操作控制单元的加速度以及用力情况。第一阈值和第二阈值可以是预先设置的保证患者安全的一个阈值，在加速度传感器或者压力传感器中的一个检测到的数值大于阈值时，手术操作机械单元的运动就可能导致患者受到损害，因此，可以主动丢弃该操作信号，避免因误操作导致患者受到损害的情况发生。

在本实施例的一个示例中，控制处理设备可以接收来自操作控制单元发送的操作信号，并根据该操作信号控制手术操作机械单元执行相应的操作。具体的，可以通过预先保存的机械模型，来确定操作控制单元的操作信号对应的手术操作机械单元的相应动作。

在本实施例的一个示例中，机械模型就是通过主手的信号控制从手的动作模型，控制处理设备可以通过保存的机械模型与手术操作机械保持映射关系，即相当于手术机器人系统中的操作控制单元与手术操作机械单元通过控制处理设备保存的机械模型，保持映射关系。

在本实施例的一个示例中，第一限度可以是手机操作机械单元进行锁死的限度，在手术机械单元超出第一限度时，手术操作机械单元的操作会被锁定。

在本实施例的一个示例中，第二限度可以是手术操作机械单元解锁时需要恢复到的限度，在手术操作机械单元恢复到第二限度内时，就可以解除对于手术操作机械单元的操作的锁定。另外，第二限度与第一限度可以相同，也可以不同，在这里不做限定。

在本实施例的一个示例中，第一限度包括与操作安全相关的条件和与手术操作机械单元的机械操作范围相关的条件中的至少一个。

在本实施例的一个示例中，操作安全相关的条件可以是保证手术过程中，不会对患者造成伤害的手术操作机械单元的各个关节的活动范围，该范围包括避免手术机器人各机械臂间发生碰撞的各关节活动范围、避免机械臂与人体间发生碰撞，挤压的各关节活动范围、避免器械与人体组织之间接触力过大或突变的各关节活动范围。该范围可以根据手术的不同预先进行不同的设置，在手术操作机械单元的动作超过该范围时，则可以认为手术操作机械单元的状态超出了第一限度。

在本实施例的一个示例中，可以将手术操作机械单元的各种关节的活动范围，作为手术操作机械单元的机械操作范围相关的条件。在手术操作机械单元的动作到达活动范围的极限时，则可以认为手术操作机械单元的状态超出了第一限度。

在本实施例的一个示例中，在手术操作机械单元的状态超过第一限度的情况下，控制处理设备可以所动手术操作机械单元的各个关节，以锁定手术操作机械单元的后续操作，避免对患者造成伤害。

在本实施例的一个示例中，在锁定操作机械单元的操作时，控制处理设备可以保持预先保存的机械模型与手术操作机械单元的对应关系，即保持操作控制单元与手术操作机械单元的映射关系。需要说明的是，尽管控制处理设备保持了操作控制单元与手术操作机械单元的映射关系，但是由于手术操作机械单元正处在锁死状态，因此，在解除锁死状态前，控制操作控制单元并不会使手术操作机械单元触发对应的操作。

在本实施例的一个示例中，控制处理设备始终可以接收到操作控制单元发送的操作信号，在接收到的操作信号为控制手术操作机械单元的状态恢复到第二限度内的信号时，可以开始解除对手术操作机械单元的操作的锁定，恢复基于映射关系对手术操作机械单元的控制，即控制手术操作机械单元匹配到操作控制单元的状态。使医生可以继续进行手术。

在本例中，通过这种方式，可以在手术操作机械单元锁定后，不断开主手从手之间的映射关系，在检测到操作控制单元的操作信号的状态恢复到限度内时，解除从手锁定，不需要医护人员移动机械臂解锁，也不会打断医生的操作，降低了安全风险和操作时间。

在本实施例的一个示例中，第一限度包括与手术操作机械单元的机械操作范围相关的至少一个第一条件，第二限度分别包括与第一条件对应的第二条件，以及相对于第二条件，第一条件更接近于手术操作机械单元的机械操作范围的极限。

在本实施例的一个示例中，手术操作机械单元某个关节的操作范围在30°和90°之间，因此，第一限度可以手术操作机械单元某个关节的角度在30°和90°。相对于第二条件，第一条件更加接近于手术操作机械单元的机械操作范围的极限，因此对应的第二限度可以是手术操作机械单元的该关节的角度为35°到85°。在本例中，为了避免出现手术操作机械单元刚解锁又进行锁定的情况，因此在设置解锁条件时，相对于锁定条件可以留有裕度，避免出现刚解锁就又被锁定的情况发生。

在本实施例的一个示例中，开始解除对手术操作机械单元的操作的锁定包括用于解除对臂关节机械结构的操作的锁定的第一解锁处理、用于解除对滑台机构的操作的锁定的第二解锁处理和用于解除对器械关节机械结构的操作的锁定的第三解锁处理，以及在实现第一解锁处理的情况下开始第二解锁处理，以及在实现第二解锁处理的情况下开始第三解锁处理。

在本实施例的一个示例中，手术操作机械单元进行锁定时，可以是某一个关节进行了锁定，也可以是多个关节进行了锁定，在多个关节存在锁定的情况下，由于手术操作机械单元的结构特点，器械关节、滑台关节可能需要其他关节的活动来进行解锁，因此，可以先对臂关节机械结构进行解锁，在对滑台关节进行解锁，最后对器械关节进行解锁。

在本实施例的一个示例中，控制处理设备还包括：显示单元，其中，在锁定手术操作机械单元的操作的情况下，显示单元显示手术操作机械单元的实际状态以及基于操作信号产生的手术操作机械单元的虚拟运动轨迹。

在本实施例的一个示例中，控制处理设备还可以带有显示单元，具体的，如显示屏幕等，显示单元的数量可以设置一个或者多个，显示单元可以显示手术操作机械单元的实际状态，即当前手术操作机械单元的操作情况。另外，在手术操作机械单元锁定的情况下，医生在控制操作控制单元时，显示单元可以显示手术操作机械单元的虚拟运动轨迹，以便医生控制手术操作机械单元回到第二限度内进行解锁。

在本实施例的一个示例中，显示单元还显示用于解除对手术操作机械单元的操作的锁定的轨迹。

在本实施例的一个示例中，显示单元还可以显示用于解除对手术操作机械单元的操作的锁定的轨迹，即引导医生进行解锁操作的轨迹，以便医生可以根据该轨迹，控制操作控制单元，使手术操作机械单元回到第二限度内进行解锁。

在本实施例的一个示例中，操作信号包括控制手术操作机械单元的运动速度的第一速度信号和控制手术操作机械单元的运动方向的第一方向信号，其中，第一限度包括控制手术操作机械单元的预期限制位置，其中，控制处理设备基于第一速度信号和第一方向信号确定手术操作机械单元的预期位置，以及在预期位置超出预期限制位置的情况下，判断手术操作机械单元超出第一限度。

在本实施例第一个示例中，预期限制位置可以与手术操作机械单元的各个关节的机械操作范围相同，控制处理设备在接收操作信号时，可以根据操作信号中的速度信号和方向信号对手术操作机械单元进行预判，获得手术操作机械单元的预期位置，在预期位置超过预期限制位置的情况下，可以确定手术操作机械单元超过第一限度，进而对手术操作机械单元进行锁定，避免对患者造成损害。

在本实施例的一个示例中，操作信号包括控制手术操作机械单元的运动速度的第二速度信号，第一限度包括控制手术操作机械单元的最大速度，在第二速度信号所指示的速度大于最大速度的情况下，控制处理设备判断手术操作机械单元超出第一限度。

在本实施例的一个示例中，第一限度可以是手术操作机械单元的最大速度阈值，在控制处理设备在接收操作信号中的速度信号时，可以根据速度信号中对手术操作机械单元的速度进行预判，在该速度超过最大速度的阈值时，可以确定手术操作机械单元超过第一限度，进而对手术操作机械单元进行锁定，避免对患者造成损害。

参见图3所示，本实施例提供了一种用于手术机器人系统的控制处理设备200，包括处理器201和存储器202，存储器202存储指令，以及当控制处理设备运行时，所述指令控制处理器201执行前述实施例中的各个控制处理设备的处理。

本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本公开特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本公开的实施例可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的实施例的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开的实施例操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的实施例的各个方面。

这里参照根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的实施例的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种手术机器人系统，包括：

手术操作机械单元；

操作控制单元；以及

控制处理设备；

其中，所述控制处理设备接收来自所述操作控制单元的操作信号，并控制所述手术操作机械单元执行相应的操作；

其中，所述控制处理设备被设置成：在判断所述手术操作机械单元的状态超出第一限度的情况下，锁定所述手术操作机械单元的操作；

其中，所述控制处理设备还被设置成：在锁定所述手术操作机械单元的操作的情况下保持与所述手术操作机械单元的映射关系，其中，所述映射关系表示所述控制处理设备所保存的机械模型与所述手术操作机械单元的对应关系；

基于所述操作信号确定所述手术操作机械单元的状态恢复到第二限度内；以及

开始解除对所述手术操作机械单元的操作的锁定，从而恢复基于所述映射关系对所述手术操作机械单元的控制。

2.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述第一限度包括与操作安全相关的条件和与所述手术操作机械单元的机械操作范围相关的条件中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述第一限度包括与所述手术操作机械单元的机械操作范围相关的至少一个第一条件，所述第二限度分别包括与所述第一条件对应的第二条件，以及相对于所述第二条件，所述第一条件更接近于所述手术操作机械单元的机械操作范围的极限。

4.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述手术操作机械单元包括依次连接的臂关节机械结构、滑台机构和器械关节机械结构，所述臂关节机械结构能所述带动滑台机构和所述器械关节机械结构移动，器械关节机械结构能沿滑台机构移动。

5.根据权利要求4所述的手术机器人系统，其特征在于，所述开始解除对所述手术操作机械单元的操作的锁定包括用于解除对所述臂关节机械结构的操作的锁定的第一解锁处理、用于解除对所述滑台机构的操作的锁定的第二解锁处理和用于解除对所述器械关节机械结构的操作的锁定的第三解锁处理，以及在实现所述第一解锁处理的情况下开始所述第二解锁处理，以及在实现所述第二解锁处理的情况下开始所述第三解锁处理。

6.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述操作控制单元包括控制手。

7.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述控制处理设备还包括：显示单元，其中，在锁定所述手术操作机械单元的操作的情况下，所述显示单元显示手术操作机械单元的实际状态以及基于所述操作信号产生的所述手术操作机械单元的虚拟运动轨迹。

8.根据权利要求7所述的手术机器人系统，其特征在于，所述显示单元还显示用于解除对所述手术操作机械单元的操作的锁定的轨迹。

9.根据权利要求2所述的手术机器人系统，其特征在于，所述操作信号包括控制所述手术操作机械单元的运动速度的第一速度信号和控制所述手术操作机械单元的运动方向的第一方向信号，其中，所述第一限度包括控制所述手术操作机械单元的预期限制位置，其中，所述控制处理设备基于所述第一速度信号和所述第一方向信号确定所述手术操作机械单元的预期位置，以及在所述预期位置超出所述预期限制位置的情况下，判断所述手术操作机械单元超出第一限度。

10.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述操作信号包括控制所述手术操作机械单元的运动速度的第二速度信号，其中，所述第一限度包括控制所述手术操作机械单元的最大速度，其中，在所述第二速度信号所指示的速度大于所述最大速度的情况下，所述控制处理设备判断所述手术操作机械单元超出第一限度。

11.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述操作控制单元还包括压力传感器和加速度传感器中的至少一个，其中，在所述压力传感器所检测到的压力大于第一阈值的情况下或者在所述加速度传感器所检测到的加速度大于第二阈值的情况下，丢弃所产生的操作信号。

12.根据权利要求1所述的手术机器人系统，其特征在于，所述手术操作机械单元还包括压力传感器和加速度传感器中的至少一个，其中，在所述压力传感器所检测到的压力大于第一阈值的情况下或者在所述加速度传感器所检测到的加速度大于第二阈值的情况下，锁定所述手术操作机械单元的操作。

13.一种用于手术机器人系统的控制处理设备，包括处理器和存储器，存储器存储指令，以及当控制处理设备运行时，所述指令控制处理器执行权利要求1-12中所述的控制处理设备的处理。