本發(fā)明涉及一種手術(shù)機(jī)器人故障檢測方法，特別是關(guān)于一種手術(shù)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)故障檢測方法。

背景技術(shù)：

近年來，微創(chuàng)手術(shù)由于其創(chuàng)傷面積小、恢復(fù)快等特點(diǎn)已經(jīng)成為一種重要的外科手術(shù)方法，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)憑借其清晰的立體視覺反饋、靈活操控等特點(diǎn)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域，其中，Intuitive Surgical公司的da Vinci(達(dá)芬奇)手術(shù)機(jī)器人在微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域取得了巨大成功。手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)通常包括一個(gè)視覺操作臂和多個(gè)手術(shù)操作臂，外科醫(yī)生通過操作輸入設(shè)備和界面輸入控制指令，該控制指令經(jīng)過可相互通信的多個(gè)控制計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算處理后，發(fā)送給視覺操作臂和手術(shù)操作臂實(shí)現(xiàn)對它們的驅(qū)動(dòng)以施展微創(chuàng)手術(shù)。上述多個(gè)控制計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)組成了一種分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

由于施展于人體的微創(chuàng)手術(shù)對手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)安全性存在嚴(yán)苛要求，需要對各控制計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)進(jìn)行故障檢測，并根據(jù)故障采取最為安全的應(yīng)對措施?，F(xiàn)有手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)采用額外的檢測信號以實(shí)時(shí)監(jiān)測控制計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)故障，這樣將大大增加系統(tǒng)的通信負(fù)擔(dān)。目前多數(shù)系統(tǒng)采取冗余設(shè)備以隨時(shí)接管故障設(shè)備，此方法造成了系統(tǒng)資源的浪費(fèi)；進(jìn)一步地，現(xiàn)有手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)并未針對性地提出以人體安全為基礎(chǔ)的系統(tǒng)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種手術(shù)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)故障檢測方法，能夠在不增加附屬檢測元件的前提下提高手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種手術(shù)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)故障檢測方法，運(yùn)行狀態(tài)包括完全運(yùn)行狀態(tài)和不完全運(yùn)行狀態(tài)，其特征在于具體內(nèi)容為：1)主控計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)或不完全運(yùn)行狀態(tài)的故障檢測：A1)主控計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)故障：主控計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器分別向主嵌入式計(jì)算機(jī)和若干從嵌入式計(jì)算機(jī)廣播期望位姿信號，并以設(shè)定周期接收主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，且同時(shí)以設(shè)定周期接收各從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的實(shí)際位姿信號；如果主嵌入式計(jì)算機(jī)、從嵌入式計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未收到主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器發(fā)送的期望位姿信號，且主嵌入式計(jì)算機(jī)未通過局域網(wǎng)路由器接收到主控計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號，則認(rèn)為主控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障；B1)主控計(jì)算機(jī)在不完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障：主控計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器分別向主嵌入式計(jì)算機(jī)和若干從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送空操作指令信號，并以設(shè)定周期接收主嵌入式計(jì)算機(jī)和各從嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號；如果主嵌入式計(jì)算機(jī)和從嵌入式計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)均未收到主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器發(fā)送的空操作指令信號，則認(rèn)為主控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障；2)主嵌入式計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)或不完全運(yùn)行狀態(tài)的故障檢測：A2)主嵌入式計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障：主嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的期望位姿信號，并以設(shè)定周期向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送空操作指令信號并獲得主控計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號；且同時(shí)通過第一通信總線監(jiān)聽各從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的電機(jī)位控信號；如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未通過局域網(wǎng)路由器接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，則認(rèn)為主嵌入式計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障；B2)主嵌入式計(jì)算機(jī)在不完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障：主嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號且向主控計(jì)算機(jī)返回空操作應(yīng)答信號，并以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器向從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送空操作指令信號且接收各從嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號；如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未通過局域網(wǎng)路由器接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號，且各從嵌入式計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，則認(rèn)為主嵌入式計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障；3)從嵌入式計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)或不完全運(yùn)行狀態(tài)的故障檢測：A3)從嵌入式計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障：各從嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的期望位姿信號且通過局域網(wǎng)路由器向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送實(shí)際位姿信號；同時(shí)以設(shè)定周期經(jīng)第一通信總線向手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組或成像工具驅(qū)動(dòng)模組發(fā)送電機(jī)位控信號；如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未收到某一從嵌入式計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器發(fā)送的實(shí)際位姿信號，且如果在設(shè)定周期內(nèi)主嵌入式計(jì)算機(jī)未通過第一通信總線監(jiān)聽到從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的電機(jī)位控信號，則認(rèn)為此從嵌入式計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障；B3)從嵌入式計(jì)算機(jī)在不完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障：各從嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器接收主控計(jì)算機(jī)和主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，且以設(shè)定周期向主控計(jì)算機(jī)和主嵌入式計(jì)算機(jī)返回空操作應(yīng)答信號；如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未收到某一從嵌入式計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器返回的空操作應(yīng)答信號，且如果在設(shè)定周期內(nèi)主嵌入式計(jì)算機(jī)未收到此從嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號，則認(rèn)為此從嵌入式計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障。

進(jìn)一步地，當(dāng)主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，首先對手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)采取報(bào)警機(jī)制和急停機(jī)制或僅僅采取報(bào)警機(jī)制，然后對主控計(jì)算機(jī)執(zhí)行恢復(fù)機(jī)制后，主控計(jì)算機(jī)繼續(xù)通過局域網(wǎng)路由器向各從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送信號，若對主控計(jì)算機(jī)的恢復(fù)機(jī)制未成功，則以主嵌入式計(jì)算機(jī)執(zhí)行手動(dòng)機(jī)制，并通過局域網(wǎng)路由器控制從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而控制手術(shù)工具或成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，當(dāng)主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，首先對手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)采取報(bào)警機(jī)制和急停機(jī)制或僅僅采用報(bào)警機(jī)制，然后通過主控計(jì)算機(jī)執(zhí)行手動(dòng)機(jī)制，進(jìn)而通過從嵌入式計(jì)算機(jī)控制手術(shù)工具或成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，當(dāng)某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，首先對手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)采取報(bào)警機(jī)制和急停機(jī)制或僅僅采用報(bào)警機(jī)制，通過主控計(jì)算機(jī)執(zhí)行手動(dòng)機(jī)制，以主嵌入式計(jì)算機(jī)代替出現(xiàn)故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過主嵌入式計(jì)算機(jī)或其它從嵌入式計(jì)算機(jī)控制手術(shù)工具或成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，恢復(fù)機(jī)制是指主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)等待主控計(jì)算機(jī)重啟恢復(fù)正常，待主控計(jì)算機(jī)恢復(fù)正常后，操作者在主控計(jì)算機(jī)的操作界面進(jìn)行狀態(tài)詢問操作，主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器向主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送狀態(tài)詢問指令，接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)來的狀態(tài)應(yīng)答指令后，調(diào)整手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)至發(fā)生故障前的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，報(bào)警機(jī)制具體包括：(1)當(dāng)主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)通過第二通信總線使得所對應(yīng)的主控計(jì)算機(jī)指示燈更新到錯(cuò)誤顯示狀態(tài)；(2)當(dāng)主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)將操作界面切換到手動(dòng)操作界面，在該界面上提示主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，同時(shí)主控計(jì)算機(jī)將對應(yīng)的主嵌入式計(jì)算機(jī)指示燈更新到錯(cuò)誤顯示狀態(tài)；(3)當(dāng)某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)將操作界面切換到手動(dòng)操作界面，在該界面上提示某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，此時(shí)主嵌入式計(jì)算機(jī)通過第二通信總線使得所對應(yīng)的從嵌入式計(jì)算機(jī)指示燈更新到錯(cuò)誤顯示狀態(tài)。

進(jìn)一步地，當(dāng)主控計(jì)算機(jī)、主嵌入式計(jì)算機(jī)或從嵌入式計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生故障時(shí)均需啟動(dòng)急停機(jī)制，其中：急停機(jī)制是指從嵌入式計(jì)算機(jī)接收到主控計(jì)算機(jī)或主嵌入式計(jì)算機(jī)的保持命令后通過相應(yīng)手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組或成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具或成像工具停止運(yùn)動(dòng)，并保持當(dāng)前位姿；或急停機(jī)制是指代替出現(xiàn)故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)的主嵌入式計(jì)算機(jī)接收到主控計(jì)算機(jī)的保持命令后通過相應(yīng)手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組或成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具或成像工具停止運(yùn)動(dòng)，并保持當(dāng)前位姿。

進(jìn)一步地，手動(dòng)機(jī)制是指通過手術(shù)機(jī)器人的關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制主控計(jì)算機(jī)、主嵌入式計(jì)算機(jī)或從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組或成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具或成像工具的動(dòng)作，具體過程為：當(dāng)主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)切換到手動(dòng)操作界面，通過關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制各從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組或成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具或成像工具進(jìn)行動(dòng)作；當(dāng)主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)切換到手動(dòng)操作界面，通過關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制各從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組或成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具或成像工具進(jìn)行動(dòng)作；當(dāng)某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)切換到手動(dòng)操作界面，主嵌入式計(jì)算機(jī)接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制主嵌入式計(jì)算機(jī)和其余未出現(xiàn)故障的從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組或成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具或成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，上位機(jī)通過作為接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)使用的主嵌入式計(jì)算機(jī)或正常工作的從嵌入式計(jì)算機(jī)控制手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組，進(jìn)而控制手術(shù)工具進(jìn)行動(dòng)作，其中，上位機(jī)為主控計(jì)算機(jī)或主嵌入式計(jì)算機(jī)；當(dāng)手術(shù)機(jī)器人為完全運(yùn)行狀態(tài)或不完全運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，均以主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，控制手術(shù)工具進(jìn)行動(dòng)作的從嵌入式計(jì)算機(jī)工作正常，主嵌入式計(jì)算機(jī)作為主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行使用為例說明控制手術(shù)工具進(jìn)行動(dòng)作，操作者操作關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)的映射選擇區(qū)中所要控制的手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組的位姿，主嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期讀取手術(shù)臂關(guān)節(jié)參數(shù)，并將產(chǎn)生的期望位姿發(fā)送到從嵌入式計(jì)算機(jī)；當(dāng)手術(shù)機(jī)器人為完全運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從嵌入式計(jì)算機(jī)接收到期望位姿信號并通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組對手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器位姿進(jìn)行閉環(huán)控制，具體順序?yàn)椋篴1)如果手術(shù)工具末端攜帶手術(shù)執(zhí)行器的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器保持當(dāng)前的位置、姿態(tài)并恢復(fù)至初始狀態(tài)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟a2)；a2)如果手術(shù)工具末端攜帶的手術(shù)執(zhí)行器未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟a3)；a3)操作者將手術(shù)工具從手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成手術(shù)工具與手術(shù)機(jī)器人的分離；當(dāng)手術(shù)機(jī)器人為不完全運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從嵌入式計(jì)算機(jī)接收到期望位姿信號并通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組對手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器位姿進(jìn)行控制，具體順序?yàn)椋篴1)如果手術(shù)工具末端攜帶手術(shù)執(zhí)行器的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟a2)；a2)如果手術(shù)工具末端攜帶的手術(shù)執(zhí)行器未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟a3)；a3)操作者將手術(shù)工具從手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成手術(shù)工具與手術(shù)機(jī)器人的分離。

進(jìn)一步地，當(dāng)手術(shù)工具從病人身上的手術(shù)切口退出，完成手術(shù)工具與手術(shù)機(jī)器人的完全分離時(shí)，上位機(jī)通過控制作為接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)使用的主嵌入式計(jì)算機(jī)或正常工作的從嵌入式計(jì)算機(jī)控制成像工具驅(qū)動(dòng)模組，進(jìn)而控制成像工具進(jìn)行動(dòng)作；當(dāng)手術(shù)機(jī)器人為完全運(yùn)行狀態(tài)或不完全運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，均以某一控制成像工具進(jìn)行動(dòng)作的從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，主嵌入式計(jì)算機(jī)作為接管發(fā)生故障的從嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行使用為例說明控制成像工具進(jìn)行動(dòng)作，操作者操作關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)的映射選擇區(qū)中所要控制的成像工具驅(qū)動(dòng)模組，主控計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期讀取手術(shù)臂關(guān)節(jié)參數(shù)并將產(chǎn)生的期望位姿發(fā)送到主嵌入式計(jì)算機(jī)；當(dāng)手術(shù)機(jī)器人為完全運(yùn)行狀態(tài)，主嵌入式計(jì)算機(jī)接收到期望位姿信號通過成像工具驅(qū)動(dòng)模組對成像工具末端的成像照明模組位姿進(jìn)行閉環(huán)控制的具體順序?yàn)椋篵1)如果成像工具末端攜帶成像照明模組的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)成像工具末端的成像照明模組保持當(dāng)前的位置、姿態(tài)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟b2)；b2)如果成像工具末端攜帶的成像照明模組未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)成像工具末端的成像照明模組直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟b3)；b3)操作者將成像工具從成像工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成成像工具與手術(shù)機(jī)器人的分離；當(dāng)手術(shù)機(jī)器人為不完全運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)接收到期望位姿信號通過成像工具驅(qū)動(dòng)模組對成像工具末端的成像照明模組位姿進(jìn)行控制，具體順序?yàn)椋篵1)如果成像工具末端攜帶成像照明模組的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟b2)；b2)如果成像工具末端攜帶的成像照明模組未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)成像工具末端的成像照明模組直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟b3)；b3)操作者將成像工具從成像工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成成像工具與手術(shù)機(jī)器人的分離。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明在手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)處于完全運(yùn)行狀態(tài)或不完全運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中的主控計(jì)算機(jī)、主嵌入式計(jì)算機(jī)和從嵌入式計(jì)算機(jī)相互檢測故障的方法，可以在不增加任何附屬檢測元件的前提下提高手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，而且有效減少了系統(tǒng)的通信負(fù)擔(dān)。2、本發(fā)明的主嵌入式計(jì)算機(jī)用于記錄手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)可以作為冗余的從嵌入式計(jì)算機(jī)使用，當(dāng)某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障后，主嵌入式計(jì)算機(jī)可替代出現(xiàn)故障的從嵌入式計(jì)算機(jī)。3、當(dāng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中主控計(jì)算機(jī)、主嵌入式計(jì)算機(jī)或從嵌入式計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，本發(fā)明可以采用設(shè)定的安全機(jī)制完成故障恢復(fù)，以輔助退出位于病人體內(nèi)的手術(shù)機(jī)器人部分，可進(jìn)一步提高手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)施例的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對本發(fā)明的限制，本實(shí)施例中的“/”表示的含義為“或”。

手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)包括有一主控計(jì)算機(jī)、一主嵌入式計(jì)算機(jī)和若干從嵌入式計(jì)算機(jī)；主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器對主嵌入式計(jì)算機(jī)和從嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，主嵌入式計(jì)算機(jī)分別通過局域網(wǎng)路由器和第一通信總線與從嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行相互通信，其中，第一通信總線優(yōu)選CAN總線。

本發(fā)明手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)包括完全運(yùn)行狀態(tài)和不完全運(yùn)行狀態(tài)，其中，完全運(yùn)行狀態(tài)定義為：主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器持續(xù)向主嵌入式計(jì)算機(jī)和各從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送期望位姿信號，任一從嵌入式計(jì)算機(jī)通過第一通信總線向手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組發(fā)送電機(jī)位控信號進(jìn)而控制手術(shù)工具/成像工具進(jìn)行動(dòng)作，任一從嵌入式計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器持續(xù)向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送實(shí)際位姿信號。

不完全運(yùn)行狀態(tài)定義為：主控計(jì)算機(jī)沒有持續(xù)通過局域網(wǎng)路由器向主嵌入式計(jì)算機(jī)和任一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送期望位姿信號，各從嵌入式計(jì)算機(jī)沒有持續(xù)向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送實(shí)際位姿信號，同時(shí)任一從嵌入式計(jì)算機(jī)沒有通過第一通信總線向手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組發(fā)送電機(jī)位控信號。

下面分別通過兩個(gè)具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的手術(shù)機(jī)器人完全運(yùn)行狀態(tài)和手術(shù)機(jī)器人不完全運(yùn)行狀態(tài)的故障檢測方法。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例對手術(shù)機(jī)器人完全運(yùn)行狀態(tài)故障檢測方法進(jìn)行詳細(xì)說明，包括以下內(nèi)容：

1、主控計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器分別向主嵌入式計(jì)算機(jī)和若干從嵌入式計(jì)算機(jī)廣播期望位姿信號，并以設(shè)定周期接收主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，且同時(shí)以設(shè)定周期接收各從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的實(shí)際位姿信號；

2、主嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的期望位姿信號，并以設(shè)定周期向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送空操作指令信號并獲得主控計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號；且同時(shí)通過第一通信總線監(jiān)聽各從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的電機(jī)位控信號；

3、各從嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的期望位姿信號且通過局域網(wǎng)路由器向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送實(shí)際位姿信號；同時(shí)以設(shè)定周期經(jīng)第一通信總線向手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組發(fā)送電機(jī)位控信號；

4、如果主嵌入式計(jì)算機(jī)、從嵌入式計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未收到主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器發(fā)送的期望位姿信號，且主嵌入式計(jì)算機(jī)未通過局域網(wǎng)路由器接收到主控計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號，則認(rèn)為主控計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障；

5、如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未通過局域網(wǎng)路由器接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，則認(rèn)為主嵌入式計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障；

6、如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未收到某一從嵌入式計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器發(fā)送的實(shí)際位姿信號，且如果在設(shè)定周期內(nèi)主嵌入式計(jì)算機(jī)未通過第一通信總線監(jiān)聽到從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的電機(jī)位控信號，則認(rèn)為此從嵌入式計(jì)算機(jī)在完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障。

進(jìn)一步地，當(dāng)主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，對手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)采取報(bào)警機(jī)制和急停機(jī)制，并對主控計(jì)算機(jī)執(zhí)行恢復(fù)機(jī)制后，主控計(jì)算機(jī)繼續(xù)通過局域網(wǎng)路由器向各從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送期望位姿信號，若對主控計(jì)算機(jī)的恢復(fù)機(jī)制未成功，則以主嵌入式計(jì)算機(jī)執(zhí)行手動(dòng)機(jī)制，并通過局域網(wǎng)路由器控制從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而控制手術(shù)工具/成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，當(dāng)主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，對手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)采取報(bào)警機(jī)制和急停機(jī)制后，并通過主控計(jì)算機(jī)執(zhí)行手動(dòng)機(jī)制，進(jìn)而通過從嵌入式計(jì)算機(jī)控制手術(shù)工具/成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，當(dāng)某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，對手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)采取報(bào)警機(jī)制和急停機(jī)制后，通過主控計(jì)算機(jī)執(zhí)行手動(dòng)機(jī)制，以主嵌入式計(jì)算機(jī)代替出現(xiàn)故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過主嵌入式計(jì)算機(jī)和其它從嵌入式計(jì)算機(jī)控制手術(shù)工具/成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的恢復(fù)機(jī)制是指主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)等待主控計(jì)算機(jī)重啟恢復(fù)正常，待主控計(jì)算機(jī)恢復(fù)正常后，操作者在主控計(jì)算機(jī)的操作界面進(jìn)行狀態(tài)詢問操作，主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器向主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送狀態(tài)詢問指令，接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)來的狀態(tài)應(yīng)答指令后，調(diào)整手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)至發(fā)生故障前的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的報(bào)警機(jī)制是為引起操作者的注意，具體包括：

1)當(dāng)主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)通過第二通信總線使得所對應(yīng)的主控計(jì)算機(jī)指示燈更新到錯(cuò)誤顯示狀態(tài)，第二通信總線優(yōu)選為兩線式串行總線，即I2C總線；

2)當(dāng)主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)將操作界面切換到手動(dòng)操作界面，在該界面上提示主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，同時(shí)主控計(jì)算機(jī)將對應(yīng)的主嵌入式計(jì)算機(jī)指示燈更新到錯(cuò)誤顯示狀態(tài)；

3)當(dāng)某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)將操作界面切換到手動(dòng)操作界面，在該界面上提示某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，此時(shí)主嵌入式計(jì)算機(jī)通過第二通信總線使得所對應(yīng)的從嵌入式計(jì)算機(jī)指示燈更新到錯(cuò)誤顯示狀態(tài)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的急停機(jī)制是指從嵌入式計(jì)算機(jī)收到上位機(jī)的保持命令后通過相應(yīng)手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具和成像工具停止運(yùn)動(dòng)，并保持當(dāng)前位姿，其中，上位機(jī)可以是主控計(jì)算機(jī)或主嵌入式計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的手動(dòng)機(jī)制是指通過手術(shù)機(jī)器人的關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制主控計(jì)算機(jī)、主嵌入式計(jì)算機(jī)或從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具/成像工具的動(dòng)作，具體過程為：

1)當(dāng)主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主嵌入式計(jì)算機(jī)切換到手動(dòng)操作界面，通過關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制各從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具/成像工具進(jìn)行動(dòng)作；

2)當(dāng)主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)切換到手動(dòng)操作界面，通過關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制各從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具/成像工具進(jìn)行動(dòng)作；

3)當(dāng)某一從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)切換到手動(dòng)操作界面，主嵌入式計(jì)算機(jī)接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)直接控制主嵌入式計(jì)算機(jī)和其余未出現(xiàn)故障的從嵌入式計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組/成像工具驅(qū)動(dòng)模組控制手術(shù)工具/成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，上位機(jī)通過主嵌入式計(jì)算機(jī)(作為接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)使用)或正常工作的各從嵌入式計(jì)算機(jī)控制手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組，進(jìn)而控制手術(shù)工具進(jìn)行動(dòng)作。

例如，當(dāng)主控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)主嵌入式計(jì)算機(jī)作為主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行使用，操作者操作關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)的映射選擇區(qū)中所要控制的手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組的位姿，主嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期讀取手術(shù)臂關(guān)節(jié)參數(shù)，并將產(chǎn)生的期望位姿發(fā)送到從嵌入式計(jì)算機(jī)，從嵌入式計(jì)算機(jī)接收到期望位姿信號并通過手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組對手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器位姿進(jìn)行閉環(huán)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對手術(shù)機(jī)器人的操作以將手術(shù)機(jī)器人中手術(shù)工具位于病人體內(nèi)的部分安全撤回至初始位置，具體順序?yàn)椋?/p>

1)如果手術(shù)工具末端攜帶手術(shù)執(zhí)行器的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器保持當(dāng)前的位置、姿態(tài)并恢復(fù)至初始狀態(tài)(例如手術(shù)執(zhí)行器為手術(shù)鉗時(shí)，應(yīng)該恢復(fù)到閉合姿態(tài))，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟2)；

2)如果手術(shù)工具末端攜帶的手術(shù)執(zhí)行器未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟3)；

3)操作者將手術(shù)工具從手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成手術(shù)工具與手術(shù)機(jī)器人的分離。

進(jìn)一步地，當(dāng)手術(shù)工具從病人身上的手術(shù)切口退出，完成手術(shù)工具與手術(shù)機(jī)器人的完全分離時(shí)，上位機(jī)通過主嵌入式計(jì)算機(jī)(作為接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)使用)或正常工作的各從嵌入式計(jì)算機(jī)控制成像工具驅(qū)動(dòng)模組，進(jìn)而控制成像工具進(jìn)行動(dòng)作。

例如，當(dāng)某一控制成像工具進(jìn)行動(dòng)作的從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)主嵌入式計(jì)算機(jī)作為接管發(fā)生故障的從嵌入式計(jì)算機(jī)進(jìn)行使用，操作者操作關(guān)節(jié)參數(shù)手動(dòng)調(diào)整區(qū)的映射選擇區(qū)中所要控制的成像工具驅(qū)動(dòng)模組，主控計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期讀取手術(shù)臂關(guān)節(jié)參數(shù)并將產(chǎn)生的期望位姿發(fā)送到主嵌入式計(jì)算機(jī)，主嵌入式計(jì)算機(jī)接收到期望位姿信號通過成像工具驅(qū)動(dòng)模組對成像工具末端的成像照明模組位姿進(jìn)行閉環(huán)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對手術(shù)機(jī)器人的操作以將手術(shù)機(jī)器人中成像工具位于病人體內(nèi)的部分安全撤回至初始位置，具體順序?yàn)椋?/p>

1)如果成像工具末端攜帶成像照明模組的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)成像工具末端的成像照明模組保持當(dāng)前的位置、姿態(tài)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟2)；

2)如果成像工具末端攜帶的成像照明模組未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)成像工具末端的成像照明模組直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟3)；

3)操作者將成像工具從成像工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成成像工具與手術(shù)機(jī)器人的分離。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例對手術(shù)機(jī)器人不完全運(yùn)行狀態(tài)故障檢測方法進(jìn)行詳細(xì)說明，包括以下內(nèi)容：

1、主控計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器分別向主嵌入式計(jì)算機(jī)和若干從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送空操作指令信號，并以設(shè)定周期接收主嵌入式計(jì)算機(jī)和各從嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號。

2、主嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號且向主控計(jì)算機(jī)返回空操作應(yīng)答信號，并以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器向從嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送空操作指令信號且接收各從嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號。

3、各從嵌入式計(jì)算機(jī)以設(shè)定周期通過局域網(wǎng)路由器接收主控計(jì)算機(jī)和主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，且以設(shè)定周期向主控計(jì)算機(jī)和主嵌入式計(jì)算機(jī)返回空操作應(yīng)答信號。

4、如果主嵌入式計(jì)算機(jī)和從嵌入式計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)均未收到主控計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器發(fā)送的空操作指令信號，則認(rèn)為主控計(jì)算機(jī)在不完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障。

5、如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未通過局域網(wǎng)路由器接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號，且各從嵌入式計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未接收到主嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)送的空操作指令信號，則認(rèn)為主嵌入式計(jì)算機(jī)在不完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障。

6、如果主控計(jì)算機(jī)在設(shè)定周期內(nèi)未收到某一從嵌入式計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)路由器返回的空操作應(yīng)答信號，且如果在設(shè)定周期內(nèi)主嵌入式計(jì)算機(jī)未收到此從嵌入式計(jì)算機(jī)返回的空操作應(yīng)答信號，則認(rèn)為此從嵌入式計(jì)算機(jī)在不完全運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)故障。

進(jìn)一步地，當(dāng)主控計(jì)算機(jī)、主嵌入式計(jì)算機(jī)或某一從嵌入式計(jì)算機(jī)在不完全運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生故障時(shí)，具體報(bào)警機(jī)制、恢復(fù)機(jī)制和手動(dòng)機(jī)制及操作過程與實(shí)施例1基本相同，唯一不同的是，在不完全運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生故障時(shí)，主控計(jì)算機(jī)、主嵌入式計(jì)算機(jī)或某一從嵌入式計(jì)算機(jī)僅僅采用報(bào)警機(jī)制，均不采取急停機(jī)制。另外，本實(shí)施例的報(bào)警機(jī)制、恢復(fù)機(jī)制和手動(dòng)機(jī)制的工作原理與實(shí)施例1完全相同，在此不再贅述。

進(jìn)一步地，上位機(jī)通過主嵌入式計(jì)算機(jī)(作為接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)使用)或正常工作的各從嵌入式計(jì)算機(jī)控制手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組，進(jìn)而控制手術(shù)工具進(jìn)行動(dòng)作，此過程與實(shí)施例1基本相同，由于手術(shù)機(jī)器人為不完全運(yùn)行狀態(tài)，因此將手術(shù)機(jī)器人中的手術(shù)工具安全撤回至初始位置的具體過程存在不同，具體為：

1)如果手術(shù)工具末端攜帶手術(shù)執(zhí)行器的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟2)；

2)如果手術(shù)工具末端攜帶的手術(shù)執(zhí)行器未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)工具末端的手術(shù)執(zhí)行器直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟3)；

3)操作者將手術(shù)工具從手術(shù)工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成手術(shù)工具與手術(shù)機(jī)器人的分離。

進(jìn)一步地，當(dāng)手術(shù)工具從病人身上的手術(shù)切口退出，完成手術(shù)工具與手術(shù)機(jī)器人的完全分離時(shí)，上位機(jī)通過主嵌入式計(jì)算機(jī)(作為接管故障的某一從嵌入式計(jì)算機(jī)使用)或正常工作的各從嵌入式計(jì)算機(jī)控制成像工具驅(qū)動(dòng)模組，進(jìn)而控制成像工具進(jìn)行動(dòng)作，此過程與實(shí)施例1基本相同，由于手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)為不完全運(yùn)行狀態(tài)，將手術(shù)機(jī)器人中成像工具安全撤回至初始位置的具體過程存在不同，具體為：

1)如果成像工具末端攜帶成像照明模組的手術(shù)臂處于展開狀態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)手術(shù)臂回直，然后進(jìn)入步驟2)；

2)如果成像工具末端攜帶的成像照明模組未處于初始位置且手術(shù)臂處于直態(tài)，則成像工具驅(qū)動(dòng)模組驅(qū)動(dòng)成像工具末端的成像照明模組直接從病人身上的手術(shù)切口退出至初始位置，然后進(jìn)入步驟3)；

3)操作者將成像工具從成像工具驅(qū)動(dòng)模組上缷下，完成成像工具與手術(shù)機(jī)器人的分離。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中方法的各實(shí)施步驟都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。