多级并联手术机械臂的控制方法及多级并联手术机械臂与流程

1.本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种多级并联手术机械臂的控制方法及多级并联手术机械臂。


背景技术：

2.随着微创手术技术与人工智能技术的发展，机器人辅助微创外科手术逐渐成为微创外科手术的发展趋势之一。在相关技术中，stewart六自由度并联平台具有自由度多、承载能力较强、没有积累误差等方面的特点，将该并联平台应用于手术机械臂，可以避免手术机器人的机械臂之间容易发生干涉的问题；然而，通过多级并联平台控制的手术机械臂通常反解运算较慢，且误差较大，导致控制多级并联手术机械臂的精度低。
3.针对相关技术中，多级并联手术机械臂的控制精度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本申请实施例提供了一种多级并联手术机械臂的控制方法及多级并联手术机械臂，以至少解决相关技术中多级并联手术机械臂的控制精度较低的问题。
5.第一方面，本申请实施例提供了一种多级并联手术机械臂的控制方法，其特征在于，所述多级并联手术机械臂包括第一并联平台、第二并联平台和执行组件，所述执行组件包括执行杆和手术器具；所述执行组件与所述第一并联平台连接，所述第一并联平台与所述第二并联平台连接；所述方法包括：
6.获取所述执行杆上的远心不动点坐标，并获取所述手术器具的末端坐标；
7.根据所述远心不动点坐标和所述末端坐标，确定所述第一并联平台的位置偏移量和第一姿态向量，并确定所述第二并联平台的第二姿态向量；
8.根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第一并联平台移动至第一指定位姿；
9.根据所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第二并联平台移动至第二指定位姿，从而实现了对多级并联平台的精确控制。
10.在其中一些实施例中，控制所述第一并联平台和所述第二并联平台移动包括：
11.在所述手术器具的运动范围小于或等于第一区域的情况下，将所述第二并联平台设置为锁住状态，并控制所述第一并联平台移动至所述第一指定位姿；
12.在所述运动范围大于所述第一区域，且所述运动范围小于或等于第二区域的情况下，将所述第二并联平台设置为解锁状态，并控制所述第二并联平台移动移动至所述第二指定位姿，使得对多级并联平台的控制更加简便。
13.在其中一些实施例中，所述根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第一并联平台移动至第一指定位姿包括：
14.根据所述远心不动点坐标和所述末端坐标，获取所述第一并联平台的第一动平台
在绝对坐标系下的第一动原点坐标；并根据所述第一动原点坐标获取所述第一并联平台的位置偏移量；
15.根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，确定第一转换矩阵；
16.根据所述第一转换矩阵，并根据所述第一并联平台的第一铰接点在所述绝对坐标系下的坐标，计算得到所述第一并联平台的第一伸缩元件长度；
17.根据所述第一动原点坐标和所述第一伸缩元件长度，控制所述第一动平台移动至所述第一指定位姿，从而提高了手术精度。
18.在其中一些实施例中，所述根据所述第一动原点坐标获取所述第一并联平台的位置偏移量包括：
19.根据所述远心不动点坐标、所述末端坐标和所述第一动原点坐标，确定第一比例；
20.其中，所述第一比例为所述远心不动点坐标到第一静原点坐标的距离相对所述第二姿态向量的比例；所述第一静原点坐标为所述第一并联平台的第一静平台在绝对坐标系下的原点坐标；
21.根据所述第一比例、所述远心不动点和所述第二姿态向量，确定所述第一静平台的第一静原点坐标；
22.根据所述第一动原点坐标和所述第一静原点坐标，获取所述位置偏移量，从而避免了坐标偏移产生的误差。
23.在其中一些实施例中，所述根据所述位置偏移量、所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，确定第一转换矩阵包括：
24.根据所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，获取第一旋转角度，并获取第二旋转角度；其中，所述第一旋转角度为所述第一并联平台绕第一动坐标系的第一坐标轴旋转的角度，所述第二旋转角度为所述第一并联平台绕所述第一动坐标系的第二坐标轴旋转的角度；
25.根据所述第一并联平台的位置偏移量、所述第一旋转角度和所述第二姿态向量，确定所述第一转换矩阵，从而通过齐次坐标矩阵的求解提高了响应速度。
26.在其中一些实施例中，所述根据所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第二并联平台移动至第二指定位姿包括：
27.根据所述远心不动点坐标和所述第二姿态向量，获取所述第二并联平台的第二动平台在绝对坐标系下的第二动原点坐标；
28.根据所述绝对坐标系的第三坐标轴、所述第二姿态向量和所述第二动原点坐标，确定第二转换矩阵；
29.根据所述第二转换矩阵，并根据所述第二并联平台的第二铰接点在所述绝对坐标系下的坐标，计算得到所述第二并联平台的第二伸缩元件长度；
30.根据所述第二动原点坐标和所述第二伸缩元件长度，控制所述第二动平台移动至所述第二指定位姿，从而进一步提高了手术精度。
31.在其中一些实施例中，所述根据所述远心不动点坐标和所述第二姿态向量，获取所述第二并联平台的第二动平台在绝对坐标系下的第二动原点坐标包括：
32.根据所述远心不动点坐标、所述末端坐标和所述第一动原点坐标，确定第二比例；
其中，所述第二比例为所述远心不动点坐标到第二动原点坐标的距离相对所述第二姿态向量的比例；
33.根据所述第二比例、所述远心不动点和所述第二姿态向量，确定所述第二动原点坐标，从而实时反解获取第二动原点，提高了控制精度。
34.在其中一些实施例中，所述根据所述绝对坐标系的第三坐标轴、所述第二姿态向量和所述第二动原点坐标，确定第二转换矩阵包括：
35.根据所述第三坐标轴和第二姿态向量，获取第三旋转角度，并获取第四旋转角度；其中，所述第三旋转角度为所述第二并联平台绕第二动坐标系的第一坐标轴旋转的角度，所述第四旋转角度为所述第二并联平台绕所述第二动坐标系的第二坐标轴旋转的角度；
36.根据所述第三旋转角度、所述第四旋转角度和所述第二动原点坐标，确定所述第二转换矩阵，从而进一步提高了响应速度。
37.在其中一些实施例中，所述控制所述第二并联平台移动至第二指定位姿之后，所述方法还包括：
38.根据所述第一姿态向量和所述第二姿态向量，控制所述第一并联平台移动至第三指定位姿，从而完善了对机构的整体控制。
39.在其中一些实施例中，所述控制所述第一并联平台移动至第三指定位置之前，所述方法还包括：
40.根据所述远心不动点坐标和所述末端坐标，控制所述执行杆相对于所述远心不动点的伸长运动，从而实现了更加简便灵活的运动控制。
41.在其中一些实施例中，所述方法还包括：
42.第一虚拟轴和第二虚拟轴均通过所述远心不动点；
43.其中，所述第一虚拟轴为固连在所述第一并联平台中心，且垂直与所述第一并联平台的直线；所述第二虚拟轴为固连在所述第二并联平台中心，且垂直与所述第二并联平台的直线，从而提高了解算速度。
44.在其中一些实施例中，所述方法还包括：所述第一虚拟轴和所述第二虚拟轴处于同一平面内，从而避免了各级并联平台之间发生扭矩。
45.在其中一些实施例中，所述方法还包括：
46.在将所述执行杆的摆动角度由第一阈值遍历至第二阈值的情况下，确定所述第一并联平台和所述第二并联平台的最大参数值，从而进一步提高了手术精度。
47.第二方面，本申请实施例提供了一种多级并联手术机械臂，包括控制系统、第一并联平台、第二并联平台和执行组件，所述执行组件包括执行杆和手术器具；所述执行组件与所述第一并联平台连接，所述第一并联平台与所述第二并联平台连接；所述控制系统用于实现如上述第一方面所述的控制方法。
48.在其中一些实施例中，所述第一并联平台的第一平台半径小于所述第二并联平台的第二平台半径，且所述第一并联平台的第一平台间距小于所述第二并联平台的第二平台间距。
49.在其中一些实施例中，所述执行组件的摆动空间设置为球形工作空间。
50.在其中一些实施例中，所述第一并联平台的第一最大偏角，以及所述第二并联平台的第二最大偏角设置为20
°
。
51.第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的控制方法。
52.第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的控制方法。
53.相比于相关技术，本申请实施例提供的多级并联手术机械臂的控制方法及多级并联手术机械臂，通过获取该执行杆上的远心不动点坐标，并获取该手术器具的末端坐标；根据该远心不动点坐标和该末端坐标，确定该第一并联平台的位置偏移量和第一姿态向量，并确定该第二并联平台的第二姿态向量；根据该位置偏移量、该第一姿态向量和该第二姿态向量，控制该第一并联平台移动至第一指定位姿；根据该第一姿态向量和该第二姿态向量，控制该第二并联平台移动至第二指定位姿，解决了手术机械臂的工作空间范围较小的问题，实现了对多级并联手术机械臂的精确控制。
附图说明
54.此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
55.图1为根据本申请实施例的多级并联手术机械臂的模型的示意图；
56.图2为根据本申请实施例的控制方法的流程图；
57.图3a为根据本申请实施例的远心操控组件的轴视图；
58.图3b为根据本申请实施例的远心操控组件的侧视图；
59.图4为根据本申请实施例的执行杆末端运动范围的示意图；
60.图5为根据本申请实施例的各级并联平台虚拟轴的示意图；
61.图6为本申请实施例的姿态向量位置关系的示意图；
62.图7为根据本申请实施例的第一并联平台铰链摆角的示意图；
63.图8a为根据本申请实施例的第一伸缩元件长度范围的示意图；
64.图8b为根据本申请实施例的第二伸缩元件长度范围的示意图；
65.图8c为根据本申请实施例的第一静铰接夹角范围的示意图；
66.图8d为根据本申请实施例的第二静铰接夹角范围的示意图；
67.图8e为根据本申请实施例的第一动铰接夹角范围的示意图；
68.图8f为根据本申请实施例的第二动铰接夹角范围的示意图；
69.图8g为根据本申请实施例的执行杆伸长量范围的示意图；
70.图9为根据本申请实施例的多级并联手术机械臂的结构框图；
71.图10为根据本申请实施例的工作空间的示意图；
72.图11为根据本申请实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
73.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的
前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
74.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
75.在本实施例中，提供了一种手术机械臂的模型，图1为根据本申请实施例的多级并联手术机械臂模型的示意图，如图1所示。该多级并联手术机械臂包括执行组件12和远心操控组件14；该执行组件12包括驱动件122、执行杆124和手术器具126，执行杆124与手术器具126之间由转动关节连接，执行杆124与转动关节的边沿均为圆滑过渡，无棱角，避免对人体或器官造成伤害；执行杆124内部置有钢丝绳用于控制手术器具126的动作，该驱动件122用于驱动钢丝绳运动，从而驱动控制该执行杆124的三个自由度的转动，以及控制该手术器具126的夹取组织的动作。
76.该远心操控组件14是由一个具有多个方向运动的末端执行器通过铰链及可伸缩机构与机械系统的另一固定端相连接而构成的空间并联机构，该远心操控组件14可以是多级stewart并联平台。
77.在本实施例中，该多级stewart并联平台包括第一并联平台142和第二并联平台144；该第一并联平台142包括第一静平台1422、6个第一伸缩元件1424和第一动平台1426；该第一静平台1422与该6个第一伸缩元件1424采用u副铰接，该第一静平台1422可以在x轴和y轴方向转动，但是限制了z轴方向的自由度；该第一伸缩元件1424可以为驱动杆，该驱动杆由电极和丝杠组成，通过电极驱动丝杠可以使电缸自由伸缩，从而改变该第一动平台1426的运动状态，该6个第一伸缩元件1424按照一定规律排列，使该stewart并联平台偏转角度较小，其中，该第一伸缩元件1424与z轴的偏转角度范围在
±
20
°
之间；该第一动平台1426的直径小于该第一静平台1422，该第一动平台1426的运动状态由该第一伸缩元件1424的长度变化来控制，该第一动平台1426与该第一伸缩元件1424采用球铰接的方法，可以实现在x轴、y轴和z轴三个方向转动；该第二并联平台144包括第二静平台1442、6个第二伸缩元件1444和第二动平台1446，该第二并联平台144内部结构的连接可以类似于该第一并联平台142。
78.在本实施例中，提供了一种多级并联手机机械臂的控制方法。图2为根据本申请实施例的控制方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
79.步骤s202，获取该执行杆124上的远心不动点坐标，并获取该手术器具126的末端坐标。其中，根据目标靶点计算得到该远心不动点，具体地，该目标靶点由操作者给出，通过医生主操作手的位置来给出该目标靶点的位置，通过该目标靶点位置与微创开口的距离计算得到该远心不动点在执行杆124上的位置；手术器具126末端轨迹点根据控制系统给出，故任意时刻末端坐标t已知表示为(tx，ty，tz)。
80.图3a为根据本申请实施例的远心操控组件的轴视图，图3b为根据本申请实施例的远心操控组件的侧视图，如图3a、3b所示，初始时刻器械杆垂直于动平台且其轴线通过平台中心，lh为初始时刻器械杆末端点t距远心不动点f的距离；lj为平台运动过程中器械杆上
与远心点重合的部分，其中f1与f2为器械杆上这一部分的两个端点；h1为初始时刻第一动平台1426和第一静平台1422之间的垂直距；h12为初始时刻第一静平台1422所在平面与第二动平台1446所在平面之间的垂间距；h2为初始时刻第二动平台1446和第二静平台1442之间的垂直距；l为器械杆长度。
81.建立一级并联平台各坐标系如下：静坐标系o1s
‑
x1sy1sz1s固连于静平台，原点建立于初始位姿(即图3a、3b所示位姿，下同)时静铰接点分布圆的圆心o1s处，x1s轴沿角s5o1ss6的角平分线，z1s轴垂直于静平台向上，y1s轴符合右手定则；动坐标系o1m
‑
x1my1mz1m固连于动平台，原点建立于初始位置时动铰接点分布圆的圆心o1m处，初始位姿时，各轴与静坐标系对应轴平行。静铰接坐标系si
‑
x1siy1siz1si(i＝1,2,3
…
6)固连于静平台，原点位于对应标号的静铰接点中心处，x1si轴由静铰接点分布圆的圆心os指向si，z1si轴垂直于静平台向上，y1si符合右手定则(图中只示出了s4
‑
x1s4y1s4z1s4)；动铰接坐标系mi
‑
x1miy1miz1mi固连于动平台，原点位于对应标号的动铰接点中心处，x1mi轴由静铰接点分布圆的圆心o1m指向mi，z1mi轴垂直于静平台向上，y1mi符合右手定则(图中只示出了m4
‑
x1m4y1m4z1m4)。第二级并联平台建立方法与第一级并联平台中各坐标系建立方法相同。
82.步骤s204，根据该远心不动点坐标和该末端坐标，确定该第一并联平台142的位置偏移量和第一姿态向量，并确定该第二并联平台144的第二姿态向量。其中，对于手术任务，具有十二个自由度的双级平台是一冗余自由度机构。图5为根据本申请实施例的各级并联平台虚拟轴的示意图，如图5所示，为方便级数的扩展并保证解算的速度，规定固连在各级静平台坐标系中心并垂直于静平台的直线在运动过程中始终通过远心点，该轴称为该级并联平台的虚拟轴，并定义远心点到各级静平台中心的距离为转换器械杆长。在此基础上，远心点相对于二级动平台中心的距离始终保持固定值。此时二级并联平台只提供增加偏角的功能，运动的器械杆上和静止的远心点重合处的位置由第一级并联平台控制。从而对于每一级并联平台，都可以简化为单级并联平台的运动解算。同时，考虑到二级并联平台的转化器械杆长度长于一级并联平台的转化器械杆长度，该方案在一定程度上相对降低了二级并联平台的运动范围要求，均衡各级平台的摆角和伸长量。
83.已知执行杆124末端点t在全局坐标系下的坐标为(t
x
，t
y
，t
z
)，远心不动点f在全局坐标系下的坐标为(f
x
，f
y
，f
z
)，从而确定执行杆124在全局坐标系下的姿态向量该第一并联平台142的第一姿态向量即为该执行杆124的单位姿态向量，则该第一姿态向量为124的单位姿态向量，则该第一姿态向量为
84.令绝对坐标系下z2轴坐标向量为则在绝对坐标系下该第一姿态向量和手术机器人的夹角λ如公式1所示：
[0085][0086]
则当末端姿态夹角确定时，各级平台偏角范围如表1所示：
[0087]
表1双级并联平台角度分配
[0088][0089]
其中λ1，λ2为各级并联平台动平台相对静平台的摆角，λ1max与λ2max分别表示第一并联平台142和第二并联平台144中各动、静平台之间的相对最大摆角。
[0090]
为确定各级动平台在绝对坐标系下的姿态向量，令k1表示在绝对坐标系下第二姿态向量在x、y轴方向坐标占第一姿态向量在x、y轴方向坐标的比例，如公式2所示：
[0091][0092]
其中和分别表示一级动平台、二级动平台在绝对坐标系下的姿态向量。
[0093]
以两级平台都存在偏角的情况为例，图6为本申请实施例的姿态向量位置关系的示意图，如图6所示，其中直线表示第一姿态向量在绝对坐标系下z轴方向的分量，表示第二姿态向量在绝对坐标系下z轴方向的分量。假设第一姿态向量相对于第二姿态向量的夹角为20
°
，即∠b1fb2＝20
°
，则有∠α2β2f如公式3所示：
[0094][0095]
由公式2计算结果可以求解获得该求解方式如公式4所示：
[0096][0097]
由于第一、第二姿态向量都是单位向量，从而可以得到公式5：
[0098][0099]
并且有公式6：
[0100][0101]
联立公式2、公式4和公式5，从而可以得到第二姿态向量的x，y，z分量，如公式7所示：
[0102][0103]
步骤s206，根据该位置偏移量、该第一姿态向量和该第二姿态向量，控制该第一并联平台142移动至第一指定位姿。其中，由于在多级并联平台运动反解计算中，第一并联平台142的坐标变化将受到第二并联平台144的影响，因此可以先确定第一并联平台142的动静坐标系之间的位置偏移量如公式8所示：
[0104][0105]
将坐标的转换到第一并联平台142静坐标系下，如公式9所示：
[0106][0107]
则根据该第一姿态向量和该第二姿态向量可以确定第一并联平台142绕第一动坐标系的x轴旋转的欧拉角，以及该第一并联平台142绕第一动坐标系y轴旋转的欧拉角；根据上述求得的两个欧拉角、位置偏移量和第二姿态向量，可以确定第一转换矩阵；根据该第一转换矩阵确定第一伸缩元件1424长度，从而控制该第一动平台1426的运动。
[0108]
步骤s208，根据该第一姿态向量和该第二姿态向量，确定第二转换矩阵，从而确定第二伸缩元件1444长度，并根据该第二伸缩元件1444长度控制该第二并联平台144移动至第二指定位姿。
[0109]
在相关技术中手术机器人通常在手术过程中工作空间较小，而本发明实施例通过上述步骤s202至步骤s208，采用了多级并联平台应用在手术机械臂上，从而大大增加了执行杆124的摆动角度，解决了手术机械臂的工作空间范围较小的问题；同时，由于双级并联平台机构是一个冗余机构，所以在求解的时候会有很多组解，本发明实施例根据执行杆124上远心不动点坐标和末端，实时反解计算多级并联平台的位姿，从而能够在多组解中寻找到一个最佳的路径，实现了对多级并联手术机械臂的精确控制，并通过计算实时确定第一并联平台142的位置偏移量，避免了多级并联平台中动、静平台的坐标偏移造成的反解运算误差，从而解决了多级并联手术机械臂的控制精度较小的问题。
[0110]
在其中一些实施例中，控制该第一并联平台142和该第二并联平台144移动包括还包括如下步骤：
[0111]
步骤s302，在该手术器具126的运动范围小于或等于第一区域的情况下，将该第二并联平台144设置为锁住状态，并控制该第一并联平台142移动至该第一指定位姿；在该运动范围大于该第一区域，且该运动范围小于或等于第二区域的情况下，将该第二并联平台
144设置为解锁状态，并控制该第二并联平台144移动至该第二指定位姿。
[0112]
其中，手术机器人包含两级并联平台，对应各平台的静平台中心处有一条相对静平台固连的垂直于静平台的直线，该直线可以表示各平台在绝对坐标系下的方位；同理，对应各平台的动平台中心处有一条相对动平台固连的垂直于动平台的直线，该直线可以表示该动平台在绝对坐标系下的方位。通过各级动静平台两直线的夹角可以确定动静平台的相对运动。根据单级并联平台的解算，初步设定一级平台的最大夹角为20
°
。
[0113]
图4为根据本申请实施例的执行杆末端运动范围的示意图。如图4所示，在控制手术机器人运动时，设定执行杆124末端点相应运动范围；该运动范围位于第一区域内时，所需执行杆124摆动范围小，此时只需要控制第一并联平台142运动，第二并联平台144的动静平台保持初始相对位置且锁住状态；当运动到第二区域时，解锁第二并联平台144，第一并联平台142始终保持平台内动静平台相对最大摆动夹角即20
°
。运动过程中为保证各平台内部摆动角度和最小，要求两平台的摆角在同一方向，即前文所述固连在各平台上垂直于动平台和静平台的直线都在同一平面内。
[0114]
通过上述步骤s302，通过执行杆124摆动范围设置多级并联平台中各级平台的运动范围边界，并在运动范围较小时锁定第二并联平台144，此时只需控制第一并联平台142，并且充分利用了该第一并联平台142的工作空间；同时在该运动范围较大时再解锁该第二并联平台144进行控制，使得对多级并联平台的控制更加简便，避免了多级并联平台中易造成的控制紊乱，进一步提高了对多级并联平台控制的精度。
[0115]
在其中一些实施例中，提供了一种多级并联手术机械臂的控制方法，该方法还包括如下步骤：
[0116]
步骤s402，根据该远心不动点坐标和该末端坐标，获取该第一并联平台142的第一动平台1426在绝对坐标系下的第一动原点坐标；其中，该第一动原点坐标表示为(mo
1x
,mo
1y
,mo
1z
)；末端坐标、远心不动点坐标及第一动原点坐标满足的数量关系如公式10所示：
[0117][0118]
其中，定义p1表示远心点在器械杆上的位置比例，由于远心不动点和执行杆124末端点不重合，故p1≠0。由于末端坐标、远心不动点坐标均为已知，则该第一动原点坐标(mo
2x
,mo
2y
,mo
2z
)，即第一并联平台142动坐标系原点的坐标如公式11所示：
[0119][0120]
因此末端坐标、远心不动点坐标及第一动原点坐标均为已知，则任意位置时，p1可通过公式12求得：
[0121][0122]
其中，l表示为执行杆124长度，该执行杆124长度即为末端坐标到第一动原点坐标的距离。
[0123]
步骤s404，根据该第一动原点坐标获取该第一并联平台142的位置偏移量。在其中一些实施例中，上述步骤s404包括：
[0124]
步骤s1：根据该远心不动点坐标、该末端坐标和该第一动原点坐标，确定第一比例；其中，该第一比例为该远心不动点坐标到第一静原点坐标的距离相对该第二姿态向量的比例；该第一静原点坐标为该第一并联平台142的第一静平台1422在绝对坐标系下的原点坐标。
[0125]
由于远心不动点相对于第二静平台1442中心的距离始终保持固定值，因此可以定义p2表示在第二虚拟轴上远心不动点到该第一静原点相对第二姿态向量的比例，即
[0126][0127]
步骤s2：根据该第一比例、该远心不动点和该第二姿态向量，确定该第一静平台1422的第一静原点坐标；其中，该远心不动点表示为(fx，fy，fz)，该第二姿态向量表示为(d2x，d2y，d2z)，则绝对坐标系中该第一静原点坐标可以由公式14所示：
[0128][0129]
步骤s3：根据该第一动原点坐标(mo
1x
,mo
1y
,mo
1z
)和该第一静原点坐标(so
1x
,so
1y
,so
1z
)，获取该位置偏移量；其中，该第一并联平台142的坐标变化将受到该第二并联平台144的影响，绝对坐标系下一级平台的动静坐标系位置变换量如公式15所示：
[0130][0131]
转换到第一级并联平台静坐标系下，则位置变化量如公式16所示：
[0132][0133]
步骤s406，根据该位置偏移量、该第一姿态向量和该第二姿态向量，确定第一转换矩阵。在其中一些实施例中，上述步骤s406包括：
[0134]
步骤s1：根据该第一姿态向量和该第二姿态向量，获取第一旋转角度，并获取第二旋转角度；其中，该第一旋转角度λ
1x
为该第一并联平台142绕第一动坐标系的第一坐标轴x轴旋转的角度，该第二旋转角度λ
1y
为该第一并联平台142绕该第一动坐标系的第二坐标轴y轴旋转的角度。
[0135]
具体地，在手术过程中，执行杆124没有绕o
1m
‑
z
1m
轴方向和o
2m
‑
z
2m
轴方向的旋转。如图6所示，其旋转运动可以描述成先后绕动坐标系x、y两坐标轴旋转，旋转角度为λx、λy，则旋转转换矩阵如公式17所示：
[0136][0137][0138]
相邻两级之间，第一姿态向量和第二姿态向量的关系如公式18所示：
[0139][0140]
其中，r1表示二级坐标系到一级坐标系的旋转矩阵；则根据公式17和公式18，可以得到公式19、20：
[0141][0142][0143]
其中，λ
1x
，λ
1y
表示对应平台相对各自x、y轴的欧拉角。
[0144]
以公式20为例说明欧拉角计算过程。计算公式18左右第一行元素，并结合三角万能公式得到公式21：
[0145][0146]
从而得到相对y轴的欧拉角，如公式22所示：
[0147][0148]
同理，计算公式19左右两边第二行元素，得到公式23：
[0149][0150]
从而得到相对于x轴的欧拉角，如公式24所示：
[0151][0152]
步骤s2：根据该第一并联平台142的位置偏移量、该第一旋转角度和该第二姿态向量，确定该第一转换矩阵；其中，该第一转换矩阵如公式25所示：
[0153][0154]
步骤s408，根据该第一转换矩阵，并根据该第一并联平台142的第一铰接点在该绝对坐标系下的坐标，计算得到该第一并联平台142的第一伸缩元件1424长度。
[0155]
具体地，第一并联平台142中任意静铰接点s1i在静坐标系下的齐次坐标为(ss1ix，ss1iy，0，1)，其对应动铰接点m1i在动坐标系下的坐标可表示为
m
m
1i
(mm1ix，mm1iy，0，1)，则其在静坐标系下的齐次坐标sm1i＝(sm1ix，sm1iy，0，1)的计算公式如公式26所示：
[0156]
s
m
1i
＝t
1m
m
1i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式26
[0157]
其中，图3为根据本申请实施例的铰接点坐标的示意图；该铰接点可以看做铰接点分布圆和相应坐标轴x轴的交点a相对坐标系原点o旋转相应角度而获得，从而各铰接点的坐标值如公式27所示：
[0158][0159]
其中θi为各铰接点从点a旋转到现位置的旋转角，点a的坐标为(ri，0)，ri为对应铰接点分布圆的半径。
[0160]
各平台动静铰接点旋转变换角度由如表2、表3所示：
[0161]
表2静铰接点相应变换角度(α取0
°
～60
°
)
[0162][0163]
表3动铰接点相应变换角度(β取0
°
～60
°
)
[0164][0165]
从而获得各平台上动静铰接点在各自坐标系下的坐标值(只标注出x轴，y轴方向坐标)，如表4所示：
[0166]
表4动静铰接点在相应坐标系下的计算值(α取32
°
，β取44
°
)
[0167][0168]
通过空间两点间的距离公式计算任意一对动、静铰接点之间的距离，即该第一伸缩元件1424长度，如公式28所示：
[0169][0170]
其中，为满足第一伸缩元件1424伸长条件，任意时刻该第一伸缩元件1424长度满足公式29：
[0171]
l
min
≤l≤l
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式29
[0172]
步骤s410，根据该第一动原点坐标和该第一伸缩元件1424长度，控制该第一动平台1426移动至该第一指定位姿。当需要调整该第一动平台1426至该第一指定位姿的时候，根据该第一动原点坐标和该第一伸缩元件1424长度，移动该第一动平台1426，该第一动平台1426调节执行杆124绕伪远心不动点偏转一定角度，其中，在调节时，保持六个第一伸缩元件1424均匀调整。
[0173]
通过上述步骤s402至步骤s410，通过第一动原点坐标获取第一并联平台142的位
置偏移量，并根据该位置偏移量确定第一转换矩阵，根据该第一转换矩阵和铰接点坐标，计算获取第一伸缩元件1424长度，从而根据该第一动原点坐标和该第一伸缩元件长度反解出在手术过程中该第一并联平台142的位姿，实现了在手术过程中对该第一并联平台142运动轨迹的实时确定，提高了手术精度。
[0174]
在其中一些实施例中，提供了一种多级并联手术机械臂的控制方法，该方法还包括如下步骤：
[0175]
步骤s502，根据该远心不动点坐标和该第二姿态向量，获取该第二并联平台144的第二动平台1446在绝对坐标系下的第二动原点坐标。在其中一些实施例中，上述步骤s502包括：
[0176]
步骤s1：根据该远心不动点坐标、该末端坐标和该第一动原点坐标，确定第二比例；其中，该第二比例为该远心不动点坐标到第二动原点坐标的距离相对该第二姿态向量的比例；该第二比例p3的求解如公式30所示：
[0177][0178]
步骤s2：根据该第二比例、该远心不动点和该第二姿态向量，确定该第二动原点坐标；其中，该第二动原点坐标(mo
2x
,mo
2y
,mo
2z
)如公式31所示：
[0179][0180]
步骤s504，根据该绝对坐标系的第三坐标轴、该第二姿态向量和该第二动原点坐标，确定第二转换矩阵。在其中一些实施例中，上述步骤s504包括：
[0181]
步骤s1：根据该第三坐标轴和第二姿态向量，获取第三旋转角度，并获取第四旋转角度；其中，该第三旋转角度λ
2x
为该第二并联平台144绕第二动坐标系的第一坐标轴x轴旋转的角度，该第四旋转角度λ
2y
为该第二并联平台144绕该第二动坐标系的第二坐标轴y轴旋转的角度。根据公式18计算可得λ
2x
和λ
2y
，如公式32、33所示：
[0182][0183][0184]
步骤s2：根据该第三旋转角度、该第四旋转角度和该第二动原点坐标，确定该第二转换矩阵。其中第二并联平台144静坐标系和绝对坐标系重合，从而第二并联平台144的位置变化如公式34所示：
[0185][0186]
相应的该第二转换矩阵如公式35所示：
[0187][0188]
步骤s506，根据该第二转换矩阵，并根据该第二并联平台144的第二铰接点在该绝对坐标系下的坐标，计算得到该第二并联平台144的第二伸缩元件1444长度；其中，该第二并联平台144中任意静铰接点s2i在静坐标系下的齐次坐标为(ss2ix，ss2iy，0，1)，其对应动铰接点m2i在动坐标系下的坐标可表示为
m
m
2i
(mm2ix，mm2iy，0，1)，则其在静坐标系下的齐次坐标sm2i＝(sm2ix，sm2iy，0，1)的计算公式如公式36所示：
[0189]
s
m
2i
＝t
2m
m
2i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式36
[0190]
通过空间两点间的距离公式计算任意一对动、静铰接点之间的距离，即该第二伸缩元件1444长度，如公式37所示：
[0191][0192]
步骤s508，根据该第二动原点坐标和该第二伸缩元件1444长度，移动该第二动平台1446，控制该第二动平台1446移动至该第二指定位姿，使得该第二动平台1446调节执行杆124绕伪远心不动点偏转一定角度；其中，在调节过程中保持六个第二伸缩元件1444均匀调整。
[0193]
通过上述步骤s502至步骤s508，通过第二比例确定第二动原点坐标，并确定第二转换矩阵，根据该第二转换矩阵获取第二伸缩元件1444长度，根据该第二动原点坐标和该第二伸缩元件1444长度计算反解出第二并联平台144的位姿，进一步提高了手术精度。
[0194]
在其中一些实施例中，提供了一种多级并联手术机械臂的控制方法，该方法还包括如下步骤：
[0195]
步骤s602，根据该第一姿态向量和该第二姿态向量，控制该第一并联平台142移动至第三指定位姿。在控制该第一并联平台142移动至第三指定位置之前，由于该远心不动点可以在执行杆124上一定范围内移动，因此还可以根据该远心不动点坐标和该末端坐标，控制该执行杆124相对于该远心不动点的伸长运动。对于手术机器人正常工作情况下，可通过执行杆124末端坐标和远心不动点坐标计算得出执行杆124长度，计算公式如公式38所示：
[0196][0197]
要求计算得到的数值满足器械杆最大伸出量，该满足条件如公式39所示：
[0198]
l≤l
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式39
[0199]
其中，lmax为最大器械杆伸长量。
[0200]
通过上述步骤s602，在解锁第二并联平台144进行运动控制之前，通过控制执行杆
124的伸长量实现对手术器具126的控制，使得手术过程中手术器具126的运动控制更加简便灵活。
[0201]
在其中一些实施例中，提供了一种多级并联手术机械臂的控制方法，该方法还包括如下步骤：
[0202]
步骤s702，在将该述执行杆的摆动角度由第一阈值遍历至第二阈值的情况下，确定该第一并联平台142和该第二并联平台144的最大参数值；该第一阈值和该第二阈值均由用户进行设置；该第一阈值可以为0
°
，该第二阈值可以为40
°
。其中，首先计算待求解参数中的静铰接点摆动夹角，以第一并联平台142为例，在并联平台位于初始位置时，驱动杆处于收缩极限位置附近，则初始位置时动铰接点在静坐标系下的齐次坐标smi0＝(smix0，smiy0，smiz0，1)，如公式40所示：
[0203]
sm
ix0
＝mm
ix
，sm
iy0
＝mm
iy
，sm
iz0
＝h
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式40
[0204]
从而得到初始位置时，驱动杆在第一静坐标系下的方向向量，如公式41所示：
[0205][0206]
其中动铰接点在该第一静坐标系中的坐标为smi＝(smix，smiy，smiz，1)，则任意时刻静坐标系下从静铰接点指向动铰接点的向量为如公式42所示：
[0207][0208]
用φi(i＝1～6)表示静铰接摆角。图7为根据本申请实施例的第一并联平台142铰链摆角的示意图，如图7所示，以i＝4为例，此时该第一驱动杆静铰接处和初始位置的夹角φ4如公式43所示：
[0209][0210]
其中为满足摆角范围要求，夹角φi的限定要求为：0≤φ≤φ
imax
，φimax为球铰接副极限摆角。
[0211]
接着计算待求解参数中的动铰接摆动夹角；以第一并联平台142为例，对动铰接点摆动夹角大小进行计算。为计算动铰接处摆角大小，先计算初始位置时静铰接点在动坐标系下的齐次坐标msi0＝(msix0，msiy0，msiz0，1)如公式44所示：
[0212]
ms
ix0
＝ss
ix
，ms
iy0
＝ss
iy
，ms
iz0
＝
‑
h
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式44
[0213]
从而得到初始位置时，第一审查元件驱动杆在动坐标系下的方向向量，如公式45所示：
[0214][0215]
利用前文求出的转换矩阵，可知静铰接点在动坐标系中的坐标msi＝(msix，msiy，msiz，1)如公式46所示：
[0216][0217]
其中si为对应静铰接点在静坐标系下的坐标。任意时刻，动坐标系下动铰接点到
指向静铰接点的向量如公式47所示：
[0218][0219]
用表示动铰接摆角。如图6所示，以第四杆为例，此时该驱动杆动铰接处和初始位置的夹角如公式48所示：
[0220][0221]
其中
[0222]
为满足摆角范围要求，夹角的限定要求如公式49所示
[0223]
0≤φ≤φ
imax
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式49其中，为虎克铰接副极限摆角。
[0224]
然后将执行杆124在绝对坐标系下运动夹角变化范围设置为0
‑
40
°
，对多级并联平台进行遍历；该遍历运动使用摆角、杆长及圆周三级循环：最外层即第一层循环为执行杆124相对于绝对坐标系z轴的夹角，变化范围为0
‑
40
°
；第二层循环为执行杆124长度循环，根据手术时远心点与执行杆124的相对位置要求，使远心点外执行杆124的伸长量(即图2中的tf段长度)为100mm
‑
200mm；第三层循环即最内层循环，为圆周循环，在设定好器械杆摆角和伸长量后，执行杆124穿过远心点作整周“圆锥摆动”，“圆锥”的母线即是此时伸出远心点部分的执行杆124。设定上述三级循环的细分数分别为10、30与120，将前文所述的执行杆伸长长度、伸缩元件长度、静铰接点摆动夹角和动铰接点摆动夹角的计算方法编写为matlab解算程序，获取遍历运动中，每一个点对应的各级并联平台欧拉角、转换矩阵、驱动杆长、动静铰接副摆角数据。matlab计算输出图像如下图所示。
[0225]
对计算数据进行摘取极值，如表5至表7所示：
[0226]
表5各级并联平台驱动杆伸长量
[0227][0228]
表6各级并联平台静铰接夹角
[0229][0230]
表7各级并联平台动铰接夹角
[0231]
[0232][0233]
根据图8g知，驱动杆长周期性从100mm伸长到200mm，符合遍历运动的设定要求。参考图8b、图8d和图8f得出，二级平台的杆长、静铰夹角、动铰夹角在大约遍历点时才发生变化，从而说明器械杆摆角较小时(0
‑
20
°
)，二级平台固定不进行位姿变换；同时参考图8a、图8c和图e发现，一级平台在约遍历点后，经历了一段平台期，此时一级平台只提供器械杆相对远心点的伸长运动，一级平台坐标系中器械杆和一级静平台z轴的夹角大小不发生变化，证明了程序在初期阶段的正确性。大约在第8
×
104个遍历点开始，一级平台的数据增大，而此时二级平台的动静夹角已远远超过允许值，其中二级动铰接最大夹角已超过100
°
，从而该阶段已失去参考性。
[0234]
通过上述步骤s702，通过遍历运动对各级并联平台运动数据进行计算，从而获取了各级平台的最大参数值，确定了多级并联平台的优化参数，使得在手术过程中各级并联平台的运动不会受到限制，进一步实现了对手术精度的提高。
[0235]
在其中一些实施例中，第一虚拟轴和第二虚拟轴均通过该远心不动点；其中，该第一虚拟轴为固连在该第一并联平台142中心，且垂直与该第一并联平台142的直线；该第二虚拟轴为固连在该第二并联平台144中心，且垂直与该第二并联平台144的直线。并且，该第一虚拟轴和该第二虚拟轴处于同一平面内。通过上述实施例，通过对各级虚拟轴的位置限定，确定了远心不动点的约束条件，从而避免了各级并联平台之间发生扭矩。
[0236]
需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。而且，上述流程中或者附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0237]
在本实施例中，提供了一种多级并联手术机械臂，图9为根据本申请实施例的多级并联手术机械臂的结构框图，如图9所示，该多级并联手术机械臂包括控制系统、第一并联平台142、第二并联平台144和执行组件12，该执行组件12包括执行杆124和手术器具126；该执行组件12与该第一并联平台142连接，该第一并联平台142与该第二并联平台144连接；该控制系统用于上述实施例中的任意一种多级并联手术机械臂的控制方法。
[0238]
通过上述实施例，采用了多级并联平台应用在手术机械臂上，从而大大增加了执行杆124的摆动角度，解决了手术机械臂的工作空间范围较小的问题；同时，由于双级并联平台机构是一个冗余机构，所以在求解的时候会有很多组解，通过控制系统根据执行杆124上远心不动点坐标和末端，实时反解计算多级并联平台的位姿，从而能够在多组解中寻找到一个最佳的路径，实现了对多级并联手术机械臂的精确控制，并通过该控制系统计算实时确定第一并联平台142的位置偏移量，避免了多级并联平台中动、静平台的坐标偏移造成的反解运算误差，从而解决了多级并联手术机械臂的控制精度较小的问题。
[0239]
在其中一些实施例中，考虑到第二并联平台144所受载荷大于第一并联平台142，
因此设置该第一并联平台142的第一平台半径小于该第二并联平台144的第二平台半径，且该第一并联平台142的第一平台间距小于该第二并联平台144的第二平台间距；其中，动静平台相邻最近铰接点夹角和分布保持不变，则初始设定值如表8所示：
[0240]
表8双级平台基本尺寸数值
[0241][0242]
同时，为确定两级平台的相对关系与手术机器人整体尺寸，设定各级平台距离和执行杆124长度，远心点相对执行杆124末端的运动范围；所需范围和尺寸如表9所示。
[0243]
表9各级平台相对尺寸
[0244][0245]
在其中一些实施例中，该执行组件12的摆动空间设置为球形工作空间。其中，图10为根据本申请实施例的工作空间的示意图，如图10所示，需求中的工作空间为一锥形空间，该锥形空间的高度如公式50所示：
[0246]
ls＝l
′
·
cosσ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式50
[0247]
其中，l’表示锥形空间的母线长度，锥形空间的高度1s表为100mm，σ表示目标空间的最大摆角范围，为75
°
。
[0248]
故按照原定目标空间运动时，最大伸长量如公式51所示：
[0249]
l
′
＝100/cos 75
°
≈386.37
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式51
[0250]
为使机构正常运转，器械伸长量的限定要求如公式52所示：
[0251]
l
′
min
≤l
′
≤l
′
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式52
[0252]
其中，初始位置器械末端距远心点100mm，l
′
min
＝100；远心点在器械上的允许长度为100mm，故允许最大伸长量为200mm，l
′
max
＝200。
[0253]
由此可见，最大伸长量不满足要求，双级并联平台无法满足工作空间的需求。因此，将双级并联平台饿运动空间设置球形运动空间，如图7所示。
[0254]
在其中一些实施例中，该第一并联平台142的第一最大偏角，以及该第二并联平台144的第二最大偏角设置均为20
°
。
[0255]
另外，结合图1描述的本申请实施例控制方法可以由计算机设备来实现。图8为根据本申请实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
[0256]
计算机设备可以包括处理器112以及存储有计算机程序指令的存储器114。
[0257]
具体地，上述处理器112可以包括中央处理器(cpu)，或者特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
[0258]
其中，存储器114可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器114可包括硬盘驱动器(hard disk drive，简称为hdd)、软盘驱动器、固态驱动器(solid state drive，简称为ssd)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universal serial bus，简称为usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器114可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器114可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器114是非易失性(non
‑
volatile)存储器。在特定实施例中，存储器114包括只读存储器(read
‑
only memory，简称为rom)和随机存取存储器(randomaccess memory，简称为ram)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(programmable read
‑
only memory，简称为prom)、可擦除prom(erasable programmable read
‑
only memory，简称为eprom)、电可擦除prom(electrically erasable programmable read
‑
only memory，简称为eeprom)、电可改写rom(electrically alterable read
‑
only memory，简称为earom)或闪存(flash)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该ram可以是静态随机存取存储器(static random
‑
access memory，简称为sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，简称为dram)，其中，dram可以是快速页模式动态随机存取存储器(fast page mode dynamic random access memory，简称为fpmdram)、扩展数据输出动态随机存取存储器(extended date out dynamic random access memory，简称为edodram)、同步动态随机存取内存(synchronous dynamic random
‑
access memory，简称sdram)等。
[0259]
存储器114可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器112所执行的可能的计算机程序指令。
[0260]
处理器112通过读取并执行存储器114中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种多级并联手术机械臂的控制方法。
[0261]
在其中一些实施例中，计算机设备还可包括通信接口116和总线118。其中，如图11所示，处理器112、存储器114、通信接口116通过总线118连接并完成相互间的通信。
[0262]
通信接口116用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。通信端口116还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。
[0263]
总线118包括硬件、软件或两者，将计算机设备的部件彼此耦接在一起。总线118包括但不限于以下至少之一：数据总线(data bus)、地址总线(address bus)、控制总线(control bus)、扩展总线(expansion bus)、局部总线(local bus)。举例来说而非限制，总线118可包括图形加速接口(accelerated graphics port，简称为agp)或其他图形总线、增强工业标准架构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线、前端总线(front side bus，简称为fsb)、超传输(hyper transport，简称为ht)互连、工业标准架构(industry standard architecture，简称为isa)总线、无线带宽(infiniband)互连、低引脚数(low pin count，简称为lpc)总线、存储器总线、微信道架构(micro channel architecture，简称为mca)总线、外围组件互连(peripheral component interconnect，简
称为pci)总线、pci
‑
express(pci
‑
x)总线、串行高级技术附件(serial advanced technology attachment，简称为sata)总线、视频电子标准协会局部(video electronics standards association local bus，简称为vlb)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线80可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
[0264]
该计算机设备可以基于获取到的远心不动点坐标和末端坐标，执行本申请实施例中的控制方法，从而实现结合图1描述的多级并联手术机械臂的控制方法。
[0265]
另外，结合上述实施例中的多级并联手术机械臂的控制方法，本申请实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种控制方法。
[0266]
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。
[0267]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。