CN118217018A - 手术机器人的运动提示方法、装置及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种手术机器人的运动提示方法、装置及手术机器人，手术机器人包括主控制臂和手术臂，主控制臂具有第一关节组，手术臂具有第二关节组；该运动提示方法包括：基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令；获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置；在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组，以向操作员提供力反馈提示第二关节组的目标运动位置正在靠近第二关节组的物理极限位置；其中，边界提示力矩的方向与第一关节组的当前运动方向相反。该运动提示方法便于操作员及时获知手术臂的关节位置，避免了手术过程中手术臂突然停止、卡顿的情况，提升了手术的流畅性。

Description

手术机器人的运动提示方法、装置及手术机器人

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种手术机器人的运动提示方法、装置及手术机器人。

背景技术

手术机器人通常包括主控制***和从控制***；其中，主控制***包括医生台车和主控制臂，从控制***包括患者台车和从控制臂。从控制臂包括调整臂和手术臂两个不见构成，调整臂主要用于在手术开始前调整从控制臂的空间位置，手术臂主要用于配合手术器械执行操作。一般地，手术机器人***中，主控制臂的结构需要适配医生的手部操作，手术臂的结构需要适合患者体内的手术操作，导致主控制臂的结构与手术臂的结构为主从异构。在医生通过主控制臂对手术臂进行操作时，控制流程包括以下步骤：第一步，主控制***采集主控制臂的关节位置，并计算主控制臂相对于医生台车目镜的空间位置和速度，将主控制臂相对于目镜的空间位置和速度发送到从控制***；第二步，从控制***接收到主控制臂的位置和速度信息之后，对手术臂求运动学逆解，求得手术臂的每个关节位置和速度；第三步，将逆解得到的关节位置和速度下发到手术臂对应的每一个关节控制器，驱动每个关节运动到指定位置。但是，由于主控制臂的结构与手术臂的结构不同，主从控制中主控制臂的位置与手术臂的位置无法一一对应，导致在主控制臂的操作过程中，手术臂的指令位置可能超出关节极限位置，导致主从位姿无法匹配。

相关技术中，通常给手术机器人设定一个安全操作边界，例如通过手术机器人各关节机械限位来设定手术机器人的运动范围边界，在手术臂到达极限位置时，限制主控制臂的运动。

但是，在手术臂到达运动范围边界时，突然停止主从操作，会导致手术过程出现卡顿的情况，不利于手术的流畅操作。

发明内容

本申请实施例提供了一种手术机器人的运动提示方法、装置、手术机器人及计算机可读储存介质，可在手术臂的关节运动靠近运动范围边界时，通过主控制臂的关节控制器提供边界提示力矩对操作员提供反馈力，从而提示操作员手术臂的关节当前正在靠近物理极限位置，便于操作员能够及时获知手术臂关节位置，并逐渐调整对主控制臂的操作，从而避免了手术过程中出现卡顿的情况，提升了手术的流畅性。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种手术机器人的运动提示方法，手术机器人包括主控制臂和手术臂，主控制臂具有第一关节组，手术臂具有第二关节组；方法包括：

基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令；

获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置；

在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组，以向操作员提供力反馈提示第二关节组的目标运动位置正在靠近第二关节组的物理极限位置；

其中，边界提示力矩的方向与第一关节组的当前运动方向相反。

在一种可选的实现方式中，在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组的步骤包括：

获取关节指令位置与第二关节组物理极限位置之间的第一距离；

在第一距离小于或等于预设距离的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组。

在一种可选的实现方式中，边界提示力矩的大小与第一距离反相关或指数反相关。

在一种可选的实现方式中，在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组的步骤包括：

获取预设的第二关节组的虚拟极限位置；虚拟极限位置小于物理极限位置；

在关节指令位置位于虚拟极限位置与物理极限位置之间的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组。

在一种可选的实现方式中，在关节指令位置位于虚拟极限位置与物理极限位置之间的情况下，关节指令位置与虚拟极限位置之间具有第二距离，边界提示力矩的大小与第二距离正相关或指数正相关。

在一种可选的实现方式中，第一关节组包括第一关节和第二关节；

在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组的步骤，包括：

将边界提示力矩分解为第一边界提示力矩和第二边界提示力矩；第一边界提示力矩为第一关节的边界提示力矩，第二边界提示力矩为第二关节的边界提示力矩；

在第一边界提示力矩大于第二边界提示力矩预设阈值的情况下，设定第二边界提示力矩为零；

输出第一边界提示力矩给第一关节；

或者，

在第一边界提示力矩小于第二边界提示力矩预设阈值的情况下，设定第一边界提示力矩为零；

输出第二边界提示力矩给第二关节。

在一种可选的实现方式中，在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组的步骤之后，方法包括：

基于边界提示力矩，生成驱动第二控制指令；第二控制指令被配置为控制第一关节组的驱动机构，以向操作员提供力反馈；

输出第二控制指令给驱动机构。

在一种可选的实现方式中，第二控制指令包括指令关节力矩或电流控制指令，电流控制指令被配置为控制向驱动机构输入的电流大小；输出第二控制指令给第一关节组的步骤，包括：

输出指令关节力矩或电流控制指令给驱动机构。

在一种可选的实现方式中，第二控制指令包括目标位置指令；输出第二控制指令给驱动机构的步骤，包括：

输出目标位置指令给驱动机构；目标位置为关节指令位置在预设位置范围背向物理极限位置一侧边界的情况下，第一关节组所在位置。

在一种可选的实现方式中，在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组的步骤，包括：

在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，确定第二关节组的关节虚拟速度，关节虚拟速度的方向背向物理极限位置；

基于关节虚拟速度，确定末端器械参考点在手术臂的第一工具坐标系中的虚拟空间速度；

基于虚拟空间速度，在第一工具坐标系中，确定手术臂的第一虚拟空间阻力；在主控制臂的第二工具坐标系中，设定主控制臂的第二虚拟空间阻力；第二虚拟空间阻力与第一虚拟空间阻力一致；

基于第二虚拟空间阻力，确定第一关节组的关节力矩，并将关节力矩作为边界提示力矩。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种手术机器人的运动提示装置，手术机器人包括主控制臂和手术臂，主控制臂具有第一关节组，手术臂具有第二关节组；装置还包括：

控制器，被配置为基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令；

控制器，还被配置为获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置；

控制器，还被配置为在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组，以向操作员提供力反馈提示第二关节组的目标运动位置正在靠近第二关节组的物理极限位置；

其中，边界提示力矩的方向与第一关节组的当前跟随运动方向相反。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种手术机器人，包括主控制臂和手术臂，主控制臂具有第一关节组，手术臂具有第二关节组；手术机器人还包括：处理器和储存器；

储存器，被配置为储存可执行指令；

处理器，被配置为读取储存器中储存的可执行指令，处理器执行可执行指令时，实现本申请实施例的第一个方面任一可选的实现方式所提供的手术机器人的运动提示方法。

根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种计算机可读储存介质，计算机可读储存介质上储存有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，实现本申请实施例的第一个方面任一可选的实现方式所提供的手术机器人的运动提示方法。

根据本申请实施例提供的手术机器人的运动提示方法、装置、手术机器人及计算机可读储存介质，基于操作员的操作带动主控制臂的第一关节组运动，从而发出第一控制指令；通过获取手术臂的第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置；在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组，边界提示力矩的方向与第一关节组的当前运动方向相反；如此，可以通过边界提示力矩使得第一关节组的驱动机构(例如关节电机)向操作员提供力反馈，以提示第二关节组的目标运动位置正在靠近物理极限位置。相当于第一边界提示力矩可以使得主控制臂的驱动机构(例如关节电机)对操作员(例如医生的手掌)提供一个反向作用力，从而提示医生当前手术臂的第二关节组已经接近物理极限位置，需要停止或减缓对主控制臂的第一关节组沿当前方向的进一步操作，便于操作员能够及时获知手术臂关节位置，并逐渐调整对主控制臂的操作，相比于相关技术中在手术臂到达运动范围边界时突然停止对主控制臂的操作，避免了手术过程中出现卡顿的情况，提升了手术的流畅性。

附图说明

图1是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的一种实现流程图；

图2是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的另一种实现流程图；

图3是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的又一种实现流程图；

图4是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的又一种实现流程图；

图5是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的又一种实现流程图；

图6是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示装置的结构框图；

图7是本申请一些实施例提供的手术机器人的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本说明书中，有些地方说明了许多具体的技术细节。然而，应当理解的是，本申请的实施例可以在没有这些特定技术细节的情况下实施。此类详细说明不应被视为限制意义，且本申请的保护范围仅由权利要求书限定。在其他地方，则未详细示出公知的结构、电路和其他细节，以免公众对本申请的要点产生误解。

在本说明书中，附图示出了本申请的若干个实施例的示意图。然而，附图只是示意性的，应当理解的是，也可利用其他实施例或结合，且可以在不脱离本申请的精神和范围的情况下，进行机械结构、物理组成、电气和步骤的变化。

以下在此使用的术语仅用于描述具体实施例而不旨在限制本申请。空间相对术语，诸如“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等(如果有的话)可为了方便说明而用于描述图中所图示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应理解，空间相对术语旨在涵盖使用或操作中的装置的除图中描绘的定向外的不同定向。例如，如果图中的装置被翻过来，那么被描述为在其它元件或特征“下方”的元件将变为在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可涵盖上方和下方的定向。而装置可以以其它方式定向(例如，旋转90°或以其它定向)，且相应地解释在此使用的空间相对描述词。

如在此使用的，“若干个”、单数形式的“一个”和“该”(如果有的话)旨在也包括复数形式，除非上下文另有指示。应进一步理解，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或更多其它特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在。

术语“对象”一般指的是一个部件或一组部件。在整个说明书和权利要求书中，术语“对象”、“部件”、“部分”、“零件”和“件”可互换使用。

术语“器械”、“手术器械”、“末端器械”和“外科手术器械”在此用于描述被配置成***到患者体内并且用于执行外科手术或诊断程序的医疗装置，包括末端执行器。末端执行器可以是与一个或多个外科手术任务相关的外科手术工具，诸如钳子、持针器、剪刀、双极烧灼器、组织稳定器或牵开器、施夹器、超声刀、吻合装置、成像装置(例如，内窥镜或超声波探头)等等。本申请的实施例使用的一些器械进一步提供了用于外科手术工具的铰接支撑件(有时称为“腕”)，使得可以相对于器械轴以一个或多个机械自由度操纵末端执行器的位置和定向。一些示例中，许多末端执行器包括功能性机械自由度，诸如打开或闭合的钳口，或沿着路径平移的刀子。器械也可包含永久或可由外科手术***更新的存储(例如，在器械内的PCBA板上)信息。一些示例中，该***可提供器械与一个或多个***部件之间的单向或双向信息通信。

术语“配合”可以广义上被理解为两个或更多对象以允许配合的对象彼此结合操作的方式连接的任何情形。应注意，配合不要求直接连接(例如，直接物理或电气连接)，而是许多对象或部件可以用于配合两个或更多对象。例如，对象A和B可以通过使用对象C配合。此外，术语“可拆卸地联接”或“可拆卸地配合”可以被解释为，意味着两个或更多对象之间的非永久的联接或配合情形。这意味着可拆卸地联接的对象可以未联接并且分开，使得它们不再结合地操作。

最后，在此使用的术语“或”和“和/或”应当被解释为包容性的或者意味着任何一个或任何组合。因此，“A、B或C”或“A、B和/或C”意味着以下各项的任何一项：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C。这种定义的例外将仅出现在元件、功能、步骤或动作的组合是以某种方式内在地相互排斥时。

主从遥操作腔镜手术机器人的概述

腔镜手术机器人通常包括医生控制平台(也叫医生平台)、患者手术平台(也叫患者平台)和图像平台，外科医生坐在医生控制平台，观看由放置在患者体内的腔镜传输的手术区域的二维或三维影像，并操控患者手术平台上的机械臂的移动，以及该机械臂上附接的手术器械或腔镜。机械臂相当于模拟了人类的手臂，手术器械相当于模拟了人类的手部，两者为外科医生提供一系列模拟人体手腕的动作，同时还能过滤人手本身的震颤。

患者手术平台包括底盘、立柱、连接到立柱的机械臂和在每个机械臂的支撑组件的末端处的一个或更多手术器械操纵器。手术器械和/或腔镜被可拆卸地附接到该手术器械操纵器。每个手术器械操纵器支撑在患者体内的外科手术部位处操作的一个或多个手术器械和/或腔镜。可以允许每个手术器械操纵器以一个或多个机械自由度(例如，全部六个笛卡尔自由度、五个或更少笛卡尔自由度等)移动的各种形式提供相关的手术器械。通常，通过机械或软件约束来限制每个手术器械操纵器以绕相对于患者保持静止的手术器械上的运动中心转动相关手术器械，该运动中心通常定位在外科手术器械进入身体的位置，且该运动中心称为“远心点”。

图像平台通常包括具有视频图像捕获功能(常见的是内窥镜)和用于显示所捕获的图像中的手术器械的一个或多个视频显示器。在一些腔镜手术机器人中，腔镜包括将图像从患者的身体处传递至内窥镜的远端的一个或多个成像传感器(例如，CCD或CMOS传感器)的光学器件，再通过光电转换等步骤，将视频图像传递给图像平台的主机。随后，通过图像处理，将处理后的图像显示在视频显示器上，供助手观察。

医生控制平台可在由腔镜手术机器人组成的外科手术***中的单个位置处或它可分布在***中的两个或更多位置处。遥控主/从操作可依据预设的控制程度完成。在一些实施例中，医生控制平台包括一个或多个手动操作的输入装置，诸如控制杆、外骨架手套、动力和重力补偿操纵器等等。这些输入装置采集到外科医生的操作信号，经控制***处理后生成机械臂及手术器械操纵器的控制信号，由此控制手术器械操纵器上的遥控电机，该电机进而控制手术器械的运动。

一般的，由遥控电机产生的力经由传动***传递，将力从遥控电机传输至手术器械的末端执行器。在一些遥控外科手术实施例中，控制操纵器的输入装置可设置在远离患者的位置，在患者所处的房间内或外，甚至是不同的城市。然后将输入装置的输入信号传送到控制***。熟悉远程操纵、遥控和远程呈现外科手术的人将了解这种***和及其部件。

图1是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的一种实现流程图。

参照图1所示，本申请实施例的一些示例中，提供了一种手术机器人的运动提示方法，可以应用于本申请前述实施例描述的手术机器人中，对手术机器人手术臂的运动进行提示。

一些示例中，手术机器人可以包括主控制臂和手术臂。一些示例中，主控制臂可以被配置为由操作员进行操作。一些示例中，操作员可以是本申请前述实施例描述的医生或者助手，医生可以通过对主控制臂的操作实现对手术臂的操作，从而使得手术臂带动末端器械移动，实现手术操作。

一些示例中，主控制臂可以具有第一关节组。医生可以对主控制臂的第一关节组进行操作，从而发出第一控制指令。

一些示例中，手术臂可以具有第二关节组。手术臂可以被配置为夹持末端器械，并根据第一控制指令驱动第二关节组跟随运动。

一些示例中，手术臂可以被配置为夹持末端器械。一些示例中，主控制臂被配置为向手术臂发出控制指令，以驱动第二关节组跟随运动，从而使得手术臂执行手术操作。

一些示例中，主控制臂可以是在操作员的操作下向手术臂发出控制指令。

本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法，可以是在医生平台侧执行，可以包括以下步骤：

步骤101，基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令。

一些示例中，操作员可以对主控制臂进行操作，从而带动第一关节组运动，第一关节组运动过程中，向手术臂发出第一控制指令，从而实现主控制臂对手术臂的操作，即主控制臂对手术臂进行主从操作。

步骤102，获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置。

一些示例中，医生平台在主控制臂对手术臂进行主从操作的过程中，可以获取主控制臂发出的第一控制指令，根据第一控制指令在从操作空间指令中进行逆解获得第二关节组跟随运动的关节指令位置。具体来说，第一控制指令转变为手术臂末端的期望位置，该期望位置可以通过逆解计算得到手术臂的第二关节组中各个关节的关节指令位置，该计算原理和过程为公知常识，不再赘述。

一些示例中，可以是患者手术平台的控制器或处理器获取关节指令位置。

一些示例中，关节指令位置可以指示手术臂的第二关节组跟随主控制臂的第一关节组运动的目标位置，从而使得手术臂执行手术操作。

例如，操作员在对主控制臂的第一关节组进行操作时，将主控制臂的第一关节组移动至目标位置a，此时，在主控制臂移动的过程中，主控制臂可以实时向手术臂发出第一控制指令，根据空间逆解原理计算出手术臂的关节指令位置；例如，关节指令位置可以是a1、a2、a3……直至关节指令位置为a；在主控制臂移动的过程中，手术臂的第二关节组根据主控制臂发送的第一控制指令计算出的关节指令位置跟随主控制臂一起移动；因此，在主控制臂的第一关节组移动至a1位置时，手术臂的第二关节组可以根据关节指令位置随动至关节指令位置a1，直至主控制臂的第一关节组移动至目标位置a时，手术臂的第二关节组可以根据第一控制指令跟随运动至关节指令位置a。

这里可以理解的是，主控制臂的第一关节组的目标位置a可以是指主控制臂在自身工具坐标系(一些示例中，也可以称为第二工具坐标系)中第一关节组相对于目镜的空间位置；手术臂的第二关节组的关节指令位置可以是指手术臂在自身的工具坐标系(一些示例中，也可以称为第一工具坐标系)中第二关节组相对于腔镜的空间位置。

也就是说，一些示例中，手术臂在第一工具坐标系中相对于腔镜的运动状态可以与主控制臂在第二工具坐标系中相对于目镜的运动状态一致。

步骤103，在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组，以向操作员提供力反馈提示第二关节组的目标位置正在靠近第二关节组的物理极限位置；其中，边界提示力矩的方向与第一关节组的当前运动方向相反。

本申请实施例的一些示例中，为避免第二关节组在移动至物理极限位置时，操作员立即停止主从操作，可能导致手术过程出现卡顿的情况，本申请实施例的一些示例中，可以设置第二关节组在一定范围内移动。

一些示例中，可以将超出设置的第二关节组活动范围的区域设置为预设位置范围。

一些示例中，物理极限位置为第二关节组运动时的物理极限边界位置。

一些示例中，手术臂的第二关节组根据第一控制指令计算得到关节指令位置，并根据关节指令位置移动、转动。第二关节组在移动或转动的过程中，通常具有物理极限边界位置；即第二关节组在转动至物理极限边界位置时，无法继续向物理极限边界位置外移动。

一些示例中，第一关节组的边界提示力矩可以是在手术机器人出厂时储存于手术机器人的医生平台中。具体来说，边界提示力矩的大小可以是固定的，在第一关节组需要提供边界提示力矩时，直接输出该设定大小的边界提示力矩。后文将具体介绍如何判断/计算第一关节组需要提供边界提示力矩。

一些示例中，第一关节组的运动边界提示力矩可以通过映射表格的形式储存于手术机器人的医生平台中。具体来说，边界提示力矩的大小与预设位置范围内的各个位置的关系是预存在映射表格中的，在确定关节指令位置位于预设位置范围内时，可以自动读取边界提示力矩的大小，再输出该读取大小的边界提示力矩。

一些示例中，在关节指令位置位于预设位置范围外的情况下，映射表格中的边界提示力矩可以为零。

可以理解，本申请实施例的一些示例中，主控制臂的第一关节组在医生的操作下移动，使得手术臂的第二关节组跟随运动，并向物理极限位置移动。本申请实施例的一些示例中，为避免手术臂的第二关节组移动至物理极限位置时，立即停止主从操作导致手术过程发生卡顿的情况，边界提示力矩的目的是阻止或期望阻止操作员继续沿当前运动方向进行操作。因此，边界提示力矩的方向可以与第一关节组的当前运动方向相反。

可以理解，一些示例中，在沿第一关节组的当前运动方向相反的方向上，边界提示力矩至少具有力矩分量。

一些示例中，主控制臂自身具有重力，主控制臂的第一关节组通常设置有配平机构，例如电机、弹簧等，对主控制臂的重力进行平衡。例如，电机输出配平力矩对主控制臂的部分重力矩进行平衡。

本申请实施例的一些示例中，主控制臂可以在配平力矩、边界提示力矩和操作员的操作下移动。其中，配平力矩可以与主控制臂的重力矩平衡，边界提示力矩可以阻止或期望阻止操作员沿当前操作方向继续操作，从而起到提示操作员第二关节组的目标运动位置正在靠近第二关节组的物理极限位置的作用。

根据本申请实施例提供的手术机器人的运动提示方法，基于操作员的操作带动主控制臂的第一关节组运动，从而发出第一控制指令；通过获取手术臂的第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置；在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组，边界提示力矩的方向与第一关节组的当前运动方向相反；如此，可以通过边界提示力矩使得第一关节组的驱动机构(例如关节电机)向操作员提供力反馈，以提示第二关节组的目标运动位置正在靠近物理极限位置。相当于第一边界提示力矩可以使得主控制臂的驱动机构(例如关节电机)对操作员(例如医生的手掌)提供一个反向作用力，从而提示医生当前手术臂的第二关节组已经接近物理极限位置，需要停止或减缓对主控制臂的第一关节组沿当前方向的进一步操作，便于操作员能够及时获知手术臂关节位置，并逐渐调整对主控制臂的操作，相比于相关技术中在手术臂到达运动范围边界时突然停止对主控制臂的操作，避免了手术过程中出现卡顿的情况，提升了手术的流畅性。

图2是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的另一种实现流程图。

一些示例中，参照图2所示，在本申请实施例的一些可选示例中，手术机器人的运动边界提示方法，可以包括以下步骤：

步骤201，基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令。

步骤202，获取第二关节组基于第一控制而产生指令跟随运动的关节指令位置。

本申请实施例的一些示例中，步骤201可以与本申请前述实施例中步骤101相同或类似，步骤202可以与本申请前述实施例中步骤102相同或类似；具体可以参照本申请前述实施例的详细描述，本申请实施例对此不再赘述。

步骤203，获取关节指令位置与第二关节组物理极限位置之间的第一距离。

一些示例中，第二关节组的物理极限位置在第一工具坐标系中的位置可以为固定位置。医生平台可以将逆解得到的关节指令位置与物理极限位置进行比较，从而得到第一距离。一些示例中，也可以是通过第二关节组处的电机编码器实时监测第二关节组的物理极限位置与关节指令位置之间的距离。

步骤204，在第一距离小于或等于预设距离的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组。可以理解，一些示例中，也可以是通过第二关节组处设置的位置传感器实时监测第二关节组的物理极限位置与关节指令位置之间的距离，并将实时监测的距离与预设距离进行比较。

一些示例中，关节指令位置与物理极限位置之间的距离与边界提示力矩的大小可以反相关或者指数反相关。例如，关节指令位置与物理极限位置之间的距离越小，此时，手术臂的第二关节组运动状态越靠近物理极限位置，映射表格中的边界提示力矩可以越大。或者，关节指令位置与物理极限位置之间的距离越大，此时，手术臂的第二关节运动状态距离物理极限位置相对较远，映射表格中的边界提示力矩可以越小。

一些示例中，在关节指令位置与物理极限位置之间的距离大于预设距离的情况下，映射表格中的边界提示力矩可以为零。

一些示例中，边界提示力矩的大小也可以根据操作员的使用习惯自定义设置。例如，在上述基础上，提供“强提示”、“中提示”、“弱提示”等选项供操作员选择，在选择“强提示”时，边界提示力矩相对最大，操作员获得的提示感就相对最强。其他同理。

一些示例中，预设距离可以是手术机器人在出厂时进行设定。例如，可以根据不同的手术类型、不同的病灶尺寸等在手术机器人的医生平台设置多个不同的预设距离。操作员在每一次进行手术之前，可以根据手术实际需要进行选择设置。

一些示例中，预设距离也可以是在每一次手术之前进行初始化校准得到。例如，一些示例中，在手术之前，操作员可以将作用对象(例如可以是病人、病灶组织或待手术组织)的相关参数信息录入医生平台，医生平台根据操作员录入的相关进行初始化得到相应的预设距离。

一些示例中，预设距离可以大于零。本申请实施例的一些示例中，预设距离可以根据操作对象的实际需要进行设置，本申请实施例对预设距离的具体值不做限定。

本申请实施例的一些示例中，在向第一关节组输出边界提示力矩后，主控制臂的第一关节组可以在操作员克服边界提示力矩的情况下运动，此时，操作员对主控制臂的第一关节组的操作会受到边界提示力矩的反向作用力，使得操作员需要使用更大的力对主控制臂进行操作，从而起到提示操作员第二关节组正在靠近物理极限位置的作用。

一些示例中，主控制臂的第一关节组在边界提示力矩的作用下，操作员对主控制臂的操作可以是减速运动。例如，边界提示力矩可以大于操作员对第一关节组操作的力，且边界提示力矩与操作员操作的力的方向相反，使得第一关节组减速运动，此时，操作员的手臂受到主控制臂的反作用力，从而可以提示操作员当前手术臂的第二关节组正在接近物理极限位置，便于操作员及时停止沿当前方向的操作。

一些示例中，主控制臂的第一关节组在边界提示力矩的作用下，可以使得操作员无法继续操作主控制臂运动。可以提示操作员当前手术臂的第二关节组接近物理极限位置，便于操作员及时停止沿当前方向的操作。

一些示例中，主控制臂的第一关节组在边界提示力矩的作用下，可以使得操作员对主控制臂的操作反向运动，使得手术臂的第二关节组可以向远离物理极限位置的方向跟随运动。

图3是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的又一种实现流程图。

在本申请实施例的一些示例中，参照图3所示，手术机器人的运动提示方法，可以包括以下步骤：

步骤301，基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令。

步骤302，获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置。

本申请实施例的一些示例中，步骤301可以与本申请前述实施例中步骤101相同或类似，步骤302可以与本申请前述实施例中步骤102相同或类似，具体可以参照本申请前述实施例的详细描述，本申请实施例对此不再赘述。

步骤303，获取预设的第二关节组的虚拟极限位置；虚拟极限位置小于物理极限位置。

一些示例中，虚拟极限位置可以是在手术机器人出厂前设定的极限位置。

一些示例中，虚拟极限位置可以是在每一次手术前，操作员根据病灶情况进行设定的极限位置。本申请实施例对虚拟极限位置的具***置不作限定，仅需保证虚拟极限位置小于第二关节组可移动的物理极限位置即可。

步骤304，在关节指令位置位于虚拟极限位置与物理极限位置之间的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组。

一些示例中，可以是在在关节指令位置位于虚拟极限位置与物理极限位置之间的情况下，可以确定关节指令位置位于预设位置范围内。也就是说，虚拟极限位置和物理极限位置之间的范围可以是预设位置范围。

一些示例中，在关节指令位置位于虚拟极限位置与物理极限位置之间的情况下，关节指令位置与虚拟极限位置之间可以具有第二距离。

一些示例中，第二距离可以是通过虚拟极限位置与关节指令位置在第一工具坐标系中的坐标计算得到。

一些示例中，第二距离也可以是通过虚拟极限位置与物理极限位置之间的距离与本申请前述实施例得到的第一距离进行计算得到。

一些示例中，边界提示力矩的大小可以与第二距离正相关。即边界提示力矩的大小可以随第二距离的增大而增大，从而增大对操作员的提示力度。

一些示例中，边界提示力矩的大小可以与第二距离指数正相关。即边界提示力矩的大小可以随第二距离的增大成指数级增大，从而增大对操作员的提示力度。

在本申请实施例的一些示例中，主控制臂可以具有多个关节。

一些示例中，第一关节组可以包括第一关节和第二关节。可以理解，另一些示例中，第一关节组还可以有更多个关节，本申请实施例中，第一关节和第二关节仅作为一种具体示例进行说明，并非对主控制臂关节数量进行限制。

一些示例中，第二关节组可以包括第三关节和第四关节。可以理解，一些示例中，第二关节组可以包括更多个子关节，本申请实施例中，第三关节和第四关节仅作为一种具体示例进行说明，并非对手术臂关节数量进行限制。

图4是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的又一种实现流程图。

本申请实施例的一些示例中，参照图4所示，机械臂关节运动边界的限位方法，可以包括以下步骤：

步骤401，基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令。

步骤402，获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置。

步骤403，将边界提示力矩分解为第一边界提示力矩和第二边界提示力矩。其中，第一边界提示力矩为第一关节的边界提示力矩，第二边界提示力矩为第二关节的边界提示力矩。

一些示例中，关节指令位置可以为第二关节组中任意一个关节跟随运动的关节指令位置。

一些示例中，关节指令位置可以包括第三关节指令位置。第三关节指令位置可以与第三关节对应。

一些示例中，关节指令位置可以包括第四关节指令位置。第四关节指令位置可以与第四子关节对应。

一些示例中，边界提示力矩可以是第三关节指令位置和第四关节指令位置中的任意一者位于预设位置范围内时，输出的边界提示力矩。

一些示例中，由于主控制臂具有多个关节，边界提示力矩可以分解到主控制臂的各个关节中。

一些示例中，在第三关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，第三关节正在靠近第三关节的物理极限位置。此时，医生平台可以向第一关节组输出边界提示力矩；边界提示力矩可以分解为第一边界提示力矩，和第二边界提示力矩。

一些示例中，在第四关接指令位于预设位置范围内的情况下，第四关节正在靠近第四关节的物理极限位置。此时，医生平台可以向第一关节组输出边界提示力矩；边界提示力矩可以分解为第一边界提示力矩，和第二边界提示力矩。

步骤404a，在第一边界提示力矩大于第二边界提示力矩预设阈值的情况下，设定第二边界提示力矩为零。

一些示例中，在获取到第一边界提示力矩和第二边界提示力矩后，可以比较判断第一边界提示力矩和第二边界提示力矩的大小。

一些示例中，医生平台可以通过比较电路对第一边界提示力矩和第二边界提示力矩的大小进行比较判断。

另外，医生平台可以对第一边界提示力矩和第二边界提示力矩的差值与预设阈值进行比较。

一些示例中，在比较结果为第一边界提示力矩大于第二子边界提示力矩预设阈值的情况下，医生平台可以将第二边界提示力矩设定为零，仅保留第一边界提示力矩。

也就是说，本申请实施例的一些示例中，第一边界提示力矩比第二边界提示力矩大，且第一边界提示力矩大于第二边界提示力矩的量超过预设阈值；此时，医生平台可以将第二边界提示力矩设定为零，即可以将第二边界提示力矩忽略，仅保留第一边界提示力矩。

一些示例中，在第一关节组包括更多个关节的情况下，可以对每一个关节对应的边界提示力矩进行比较，并确定出其中最大的一个边界提示力矩，将其余边界提示力矩均设定为零。

步骤405a，输出第一边界提示力矩给第一关节。

一些示例中，仅保留第一边界提示力矩和第二边界提示力矩中最大的一个边界提示力矩，另一个边界提示力矩设为零；如此，主控制臂对操作员的反馈作用力仅在其中一个方向上进行反馈提示。可以有效避免其他方向的错误提示，提升了操作员对主控制臂操作的准确性和对第二关节组的关节位置判断的准确性。

一些示例中，手术机器人的运动提示方法可以包括：

步骤404b，在第一边界提示力矩小于第二边界提示力矩预设阈值的情况下，设定第一边界提示力矩为零。

也就是说，一些示例中，在比较结果为第一边界提示力矩小于第二边界提示力矩预设阈值的情况下，医生平台可以将第一边界提示力矩设为零，仅保留第二边界提示力矩。

本申请一些实施例中，步骤203b与本申请前述实施例中步骤203a相同或类似，具体可参照本申请前述实施例的详细描述，本申请实施例对此不再赘述。

步骤405b，输出第二边界提示力矩给第二关节。

可以理解，本申请实施例的一些示例中，步骤205b与本申请前述实施例中步骤205a相同或类似，具体可参照本申请前述实施例的详细描述，本申请实施例对此不再赘述。

图5是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示方法的又一种实现流程图。

在本申请实施例的一些示例中，手术机器人的运动提示方法，可以包括以下步骤：

步骤501，基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令。

步骤502，获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置。

步骤503，在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组。

一些示例中，在医生平台确定关节指令位置预设位置范围内的情况下，医生平台可以确定第二关节组的关节虚拟速度。

一些示例中，关节虚拟速度的方向可以背向物理极限位置，关节虚拟速度的大小与关节指令位置与物理极限位置之间的距离可以成反相关或者指数反相关。例如，关节指令位置与物理极限位置之间的距离越近，关节虚拟速度可以越大。关节指令位置与物理极限位置之间的距离越远，关节虚拟速度可以越小。

一些示例中，在关节指令位置位于预设位置范围之外的情况下，关节虚拟速度可以为零。

一些示例中，医生平台在确定关节虚拟速度后，可以基于关节虚拟速度，确定末端器械参考点在手术臂的第一工具坐标系中的虚拟空间速度。

一些示例中，可以采用雅克比矩阵将关节虚拟虚度映射为虚拟空间速度。可以理解的是，本申请实施例中，雅克比矩阵仅作为一种将关节虚拟速度映射为末端器械参考点的虚拟空间速度的一种具体示例进行说明。一些示例中，也可以采用其他方式将手术臂的各个关节点的关节虚拟速度转换为末端器械参考点的虚拟空间速度。本申请实施例对此不做限制。

一些示例中，末端器械参考点在手术臂的第一工具坐标系中的虚拟空间速度可以通过各个第一关节点的关节虚拟速度采用雅克比矩阵转换而来。

一些示例中，在得到末端器械在第一工具坐标系中的虚拟空间速度后，可以基于虚拟空间速度，在第一工具坐标系中，确定手术臂的第一虚拟空间阻力。

一些示例中，手术臂的第一虚拟空间阻力与虚拟空间速度之间的关系可以类似于速度与阻尼之间的关系，即可以将虚拟空间速度缩放一定比例，并将虚拟空间速度的速度单位通过转换系数转为为第一虚拟空间阻力的力的单位，从而获得手术臂的虚拟空间阻力。

一般地，在主从操作中，手术臂的第一工具坐标系相对于腔镜的运动状态(例如位置、姿态、速度以及加速度等)与主控制臂的第二工具坐标系相对于目镜坐标系的运动状态相同。因此，一些示例中，可以将手术臂的第一工具坐标系和主控制臂的第二工具坐标系在空间中虚拟连接在一起，即主控制臂在第二工具坐标系中具有第二虚拟空间阻力，第二虚拟空间阻力可以与第一虚拟空间阻力一致，例如第二虚拟空间阻力与第一虚拟空间阻力相同、相近或近似；可以将第一虚拟空间阻力设定为第二虚拟空间阻力。

本申请实施例的一些示例中，在医生平台确定关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，医生平台通过确定第二关节组的关节虚拟速度，并通过关节虚拟速度确定末端器械参考点在第一工具坐标系中的虚拟空间速度，然后，基于虚拟空间速度，确定第一虚拟空间阻力，从而得到第二虚拟空间阻力。如此，便于将结构形态不同的主控制臂和手术臂的关节在空间坐标系中进行联系，从而便于得到主控制臂的第二虚拟空间阻力。

一些示例中，医生平台可以基于第二虚拟空间阻力，确定第一关节组的关节力矩，并将关节力矩作为边界提示力矩输出给第一关节组。

步骤504，基于边界提示力矩，生成第二控制指令。

一些示例中，第二控制指令被配置为控制第一关节组的驱动机构(例如关节电机)，以向操作员提供力反馈。

一些示例中，驱动机构可以为第一关节组处的电机。

步骤505，输出第二控制指令给驱动机构。

一些示例中，控制指令可以包括指令关节力矩。医生平台可以输出指令关节力矩给驱动机构。

一些示例中，控制指令可以包括电流控制指令。电流控制指令可以被配置为控制向第一关节组的驱动机构输出的电流大小。

一些示例中，驱动机构也可以称为第一关节组的关节控制器。

一些示例中，医生平台可以输出电流控制指令给驱动机构。例如，一些示例中，医生平台可以减小输入第一关节组的驱动机构的电流，或者使输入第一关节组的驱动机构的电流反向等。

一些示例中，控制指令可以包括目标位置指令。

一些示例中，医生平台可以输出目标位置指令给驱动机构，目标位置可以为关节指令位置与物理极限位置之间的距离等于预设距离的情况下，第一关节组所在位置。

一些示例中，目标位置可以为关节指令位置在预设位置范围背向物理极限位置一侧边界的情况下，第一关节组所在的位置。

一些示例中，目标位置可以理解为主从控制过程中，手术臂的第二关节组的关节指令位置与物理极限位置小于或等于预设距离之前的前一个控制周期，主控制臂的第一关节组所在的实际位置。

一些示例中，相当于将主控制臂的第一关节组的位置锁定在目标位置，操作员无法向靠近物理极限位置的一侧继续操作主控制臂。

一般地，主控制臂的第一关节组连接具有一定柔性，一些示例中，在主控制臂的第一关节组位置锁定在目标位置后，操作员可以通过对主控制臂的掰动对主控制臂进行操作。

一些示例中，医生平台可以在关节指令位置与物理极限位置之间的距离大于或等于预设距离的情况下，解除对第一关节组的锁定。

也就是说，一些示例中，医生平台可以在关节指令位置与物理极限位置之间的距离大于或等于预设距离的情况下，退出对主控制臂的第一关节组位置的锁定。

一些示例中，医生平台可以在关节指令位置位于预设位置范围之外的情况下，输出配平力矩给第一关节组。

图6是本申请一些实施例提供的手术机器人的运动提示装置的结构框图。

参照图6所示，在本申请实施例的一些示例中，提供了一种手术机器人的运动提示，手术机器人包括主控制臂和手术臂，主控制臂具有第一关节组，手术臂具有第二关节组；手术机器人的运动提示装置40可以包括控制器，控制器可以包括：

发送模块61，被配置为基于操作员的操作带动第一关节组运动，以发出第一控制指令；

获取模块62，被配置为获取第二关节组基于第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置。

输出模块63，在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组，以向操作员提供力反馈提示第二关节组的目标运动位置正在靠近第二关节组的物理极限位置；

其中，边界提示力矩的方向与第一关节组的当前运动方向相反。

一些示例中，获取模块62，还被配置为获取关节指令位置与第二关节组物理极限位置之间的第一距离；

输出模块63，还被配置为在第一距离小于或等于预设距离的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组。

一些示例中，获取模块62，还被配置为获取预设的第二关节组的虚拟极限位置；虚拟极限位置小于物理极限位置。

输出模块63，还被配置为在关节指令位置位于虚拟极限位置与物理极限位置之间的情况下，输出边界提示力矩给第一关节组

一些示例中，第一关节组可以包括第一关节和第二关节；

一些示例中，控制器可以包括：

分解模块64，被配置为将边界提示力矩分解为第一边界提示力矩和第二边界提示力矩；第一边界提示力矩为第一关节的边界提示力矩，第二边界提示力矩为第二关节的边界提示力矩；

设定模块65，被配置为在第一边界提示力矩大于第二边界提示力矩预设阈值的情况下，设定第二边界提示力矩为零；

输出模块63，还被配置为输出第一边界提示力矩给第一关节。

一些示例中，设定模块65，还被配置为在第一边界提示力矩小于第二边界提示力矩预设阈值的情况下，设定第一边界提示力矩为零；

输出模块63，还被配置为输出第二边界提示力矩给第二关节。

一些示例中，控制器可以包括：

生成模块66，被配置为基于边界提示力矩，生成驱动第二控制指令；第二控制指令被配置为控制第一关节组的驱动机构，以向操作员提供力反馈；

输出模块63，还被配置为输出第二控制指令给驱动机构。

一些示例中，控制指令可以包括指令关节力矩或电流控制指令，电流控制指令被配置为控制向第一关节组的驱动机构输入的电流大小；输出模块63，还被配置为输出指令关节力矩或电流控制指令给驱动机构。

一些示例中，控制指令包括目标位置指令；输出模块63，输出目标位置指令给配平机构；目标位置为关节指令位置在预设位置范围背向物理极限位置一侧边界的情况下，第一关节组所在位置。

一些示例中，控制器还包括：

确定模块67，还被配置为在关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，确定第二关节组的关节虚拟速度，关节虚拟速度的方向背向物理极限位置，关节虚拟速度的大小与关节指令位置与物理极限位置之间的距离成反比；

确定模块67，还被配置为基于关节虚拟速度，确定末端器械参考点在手术臂的第一工具坐标系中的虚拟空间速度；

确定模块67，还被配置为基于虚拟空间速度，在第一工具坐标系中，确定手术臂的第一虚拟空间阻力；在主控制臂的第二工具坐标系中，主控制臂具有第二虚拟空间阻力；第二虚拟空间阻力与第一虚拟空间阻力一致；

确定模块67，还被配置为基于第二虚拟空间阻力，确定第一关节组的关节力矩，并将关节力矩作为边界提示力矩。

需要说明的是，本申请实施例的一些示例中提供的手术机器人的运动提示装置与本申请前述实施例提供的手术机器人的运动提示方法具有相同或相应的技术特征，具有相同或类似的技术效果，具体可以参照本申请前述实施例的详细描述，本申请实施例对此不再赘述。

图7是本申请一些实施例提供的手术机器人的结构框图。

本申请实施例的一些示例中，参照图7所示，提供了一种手术机器人70。包括主控制臂和手术臂，主控制臂具有第一关节组，手术臂具有第二关节组；手术机器人还包括：处理器71和储存器72；

储存器72，被配置为储存可执行指令；

处理器71，被配置为读取储存器72中储存的可执行指令，处理器71执行可执行指令时，实现本申请前述实施例任一可选的示例中所提供的机械臂关节运动边界的限位方法。

本申请实施例的一些示例中，提供了一种计算机可读储存介质，计算机可读储存介质上储存有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，实现本申请前述实施例任一可选的示例中所提供的机械臂关节运动边界的限位方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种手术机器人的运动提示方法，所述手术机器人包括主控制臂和手术臂，所述主控制臂具有第一关节组，所述手术臂具有第二关节组；其特征在于，所述方法包括：

基于操作员的操作带动所述第一关节组运动，以发出第一控制指令；

获取所述第二关节组基于所述第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置；

在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给所述第一关节组，以向所述操作员提供力反馈提示所述第二关节组的目标运动位置正在靠近所述第二关节组的物理极限位置；

其中，所述边界提示力矩的方向与所述第一关节组的当前运动方向相反。

2.根据权利要求1所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给所述第一关节组的步骤包括：

获取所述关节指令位置与所述第二关节组物理极限位置之间的第一距离；

在所述第一距离小于或等于预设距离的情况下，输出所述边界提示力矩给所述第一关节组。

3.根据权利要求2所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述边界提示力矩的大小与所述第一距离反相关或指数反相关。

4.根据权利要求1所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给所述第一关节组的步骤包括：

获取预设的所述第二关节组的虚拟极限位置；所述虚拟极限位置小于所述物理极限位置；

在所述关节指令位置位于所述虚拟极限位置与所述物理极限位置之间的情况下，输出所述边界提示力矩给所述第一关节组。

5.根据权利要求4所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，在所述关节指令位置位于所述虚拟极限位置与所述物理极限位置之间的情况下，所述关节指令位置与所述虚拟极限位置之间具有第二距离，所述边界提示力矩的大小与第二距离正相关或指数正相关。

6.根据权利要求1所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述第一关节组包括第一关节和第二关节；

所述在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给所述第一关节组的步骤，包括：

将所述边界提示力矩分解为第一边界提示力矩和第二边界提示力矩；所述第一边界提示力矩为所述第一关节的边界提示力矩，所述第二边界提示力矩为所述第二关节的边界提示力矩；

在所述第一边界提示力矩大于所述第二边界提示力矩预设阈值的情况下，设定所述第二边界提示力矩为零；

输出所述第一边界提示力矩给所述第一关节；

或者，

在所述第一边界提示力矩小于所述第二边界提示力矩所述预设阈值的情况下，设定所述第一边界提示力矩为零；

输出所述第二边界提示力矩给所述第二关节。

7.根据权利要求1所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给所述第一关节组的步骤之后，所述方法包括：

基于所述边界提示力矩，生成驱动第二控制指令；所述第二控制指令被配置为控制所述第一关节组的驱动机构，以向所述操作员提供力反馈；

输出所述第二控制指令给所述驱动机构。

8.根据权利要求7所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述第二控制指令包括指令关节力矩或电流控制指令，所述电流控制指令被配置为控制向所述驱动机构输入的电流大小；所述输出所述第二控制指令给所述第一关节组的步骤，包括：

输出所述指令关节力矩或所述电流控制指令给所述驱动机构。

9.根据权利要求7所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述第二控制指令包括目标位置指令；所述输出所述第二控制指令给所述驱动机构的步骤，包括：

输出所述目标位置指令给所述驱动机构；所述目标位置为所述关节指令位置在所述预设位置范围背向所述物理极限位置一侧边界的情况下，所述第一关节组所在位置。

10.根据权利要求1-9任一项所述的手术机器人的运动提示方法，其特征在于，所述在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给所述第一关节组的步骤，包括：

在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，确定所述第二关节组的关节虚拟速度，所述关节虚拟速度的方向背向所述物理极限位置；

基于所述关节虚拟速度，确定末端器械参考点在所述手术臂的第一工具坐标系中的虚拟空间速度；

基于所述虚拟空间速度，在所述第一工具坐标系中，确定所述手术臂的第一虚拟空间阻力；在所述主控制臂的第二工具坐标系中，设定所述主控制臂的第二虚拟空间阻力；所述第二虚拟空间阻力与所述第一虚拟空间阻力一致；

基于所述第二虚拟空间阻力，确定所述第一关节组的关节力矩，并将所述关节力矩作为所述边界提示力矩。

11.一种手术机器人的运动提示装置，所述手术机器人包括主控制臂和手术臂，所述主控制臂具有第一关节组，所述手术臂具有第二关节组；其特征在于；所述装置还包括：

控制器，被配置为基于操作员的操作带动所述第一关节组运动，以发出第一控制指令；

所述控制器，还被配置为获取所述第二关节组基于所述第一控制指令而产生跟随运动的关节指令位置；

所述控制器，还被配置为在所述关节指令位置位于预设位置范围内的情况下，输出边界提示力矩给所述第一关节组，以向所述操作员提供力反馈提示所述第二关节组的目标运动位置正在靠近所述第二关节组的物理极限位置；

其中，所述边界提示力矩的方向与所述第一关节组的当前跟随运动方向相反。

12.一种手术机器人，包括主控制臂和手术臂，所述主控制臂具有第一关节组，所述手术臂具有第二关节组；其特征在于，所述手术机器人还包括：处理器和储存器；

所述储存器，被配置为储存可执行指令；

所述处理器，被配置为读取所述储存器中储存的所述可执行指令，所述处理器执行所述可执行指令时，实现权利要求1-10任一项所述的手术机器人的运动提示方法。

13.一种计算机可读储存介质，其特征在于，所述计算机可读储存介质上储存有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，实现权利要求1-10任一项所述的手术机器人的运动提示方法。