4)或所计划的力矢量(1003)保持这个位置(1007)或恒定力(1006)。在一个实施例中，可以提供力传感器(1001)，以在外科医生发布命令时检测在工具尖端处施加的力，以定义力矢量(1003)。在一个实施例中，所计划的位置(1004)和所计划的力矢量(1003)都可以使用。位置和/或力信息的组合允许机器人与外科医生合作并且完成每一项对其都非常适合的任务。通过允许机器人保持某位置，外科医生可以不用不得不连续地施加力以维持该保持位置。
[0067]在如图11所示的一个实施例中，可以使用带有工具端口(1101)的机器人(1100)与各种各样的手术工具(1102)相连并对其控制。机器人(1100)的工具端口(1101)可以包括一个或多个机械和/或电气触点用于传送电力或数据。图12显示了机器人可以连接的不同类型的工具。该工具可以是意在自主例程中使用的专用工具(1200)(如为了自主吻合术中的缝合而优化的工具)、为与机器人(如，电机化的抓钳或外科手术刀)相连而构建的标准版本的腹腔镜工具(1201)，或者被附着到用于使该工具致动的通用工具适配器(1203)的手动腹腔镜工具(1202)。该工具可以具有某活动范围和自由度，并且不一定必须采用可以在机器人上可用的全部机械和/或电气触点。
[0068]为了有助于合作的混合手术方式，通用工具适配器可以被安装到使得从手动到主-从和自主过程的容易过渡成为可能的机器人的工具端口。工具适配器可以被设计为容纳任何数量的不同腹腔镜手动工具，并且提供了有能力使自由度和末端执行器致动机械化的平台。在一个实施例中，图1展示了外科医生以通用工具适配器(110)进行手动或者遥控腹腔镜手术。通过将手放置在适配器(110)内部，外科医生能够在从机器人手臂(100)得到智能支撑的同时接近手动工具的手柄和接合环。如果需要机械化的控制，外科医生可以让其双手放开手动工具，并且把该工具连接到工具适配器。在一个实施例中，可以提供直接位于工具适配器上的控制件，以允许外科医生遥控该机器人，同时仍然保留手臂支撑。通用工具适配器(110)可以配备有力和转矩传感器以提供反馈，用于以合作的混合方式教导禁飞区、工具存储器和/或路径计划。
[0069]在一个实施例中，图13至图15显示了用于工具(1300)的示范通用适配器，它们提供了一个自由度用于旋转，一个自由度用于手术，如切割或者夹住比如抓钳、针驱动器和剪刀。这种类型的工具(1300)可以包括具有标准化直径的轴、旋转该轴的旋转环、固定手柄以及触发在轴顶端动作(即夹住或剪刀致动)的移动手柄。手柄的尺寸和位置可以在不同工具之间变化，所以通用适配器需要能够被配置为调整到该工具的特定尺寸和机动化需求。在一个实施例中，工具(1300)可以包括手动手术工具和/或机器人手术工具。在一个实施例中，工具(1300)可以包括腹腔镜工具和/或电灼术工具。在一个实施例中，工具(1300)可以包括非模块化手术工具。在一个实施例中，工具(1300)可以包括模块化手术工具。
[0070]在一个实施例中，通过将工具放入旋转器套(1310)，可以将工具(1300)插入到适配器(1301)之内，该旋转器套包括由卡在一起两半构成的圆筒形套(1311)、与工具(1300)的旋转构件啮合的弹簧夹钳(1312)以及拇指螺钉(1313)。套(1310)的圆筒形开口被设计为具有比该工具小的直径，以提供对该工具的足够夹持力。为了调整到适于工具(1300)的特定的标准化直径，可以替换旋转器套(1310)。旋转器套(1310)使工具(1300)与旋转器套(1310)的旋转轴同心地对准。在以拇指螺钉(1313)把工具(1300)锁住就位之前，弹簧夹钳(1312)把该工具在轴向上向前推进，直到该工具的旋转构件的肩部抵靠旋转器套(1310)的末端，从而把该工具(1300)设定在可重复的轴和旋转位置。
[0071]在一个实施例中，适配器(1301)可以包括固定构件(1314)以及绕铰链点(1350)旋转的可移动构件(1315)。可移动构件(1315)可以包含销孔的阵列。在一个实施例中，销孔的阵列可以包括在可移动构件(1315)上的多行和多列的销孔。通过把至少一根安装销钉经由销孔固定到可移动构件(1315)上，使得这些销钉在工具(1300)的移动手柄的内部，这些销钉可以将移动手柄的侧面啮合。在一个实施例中，可移动构件(1315)可以配备着被固定到可移动构件(1315)的销孔的至少两根安装销钉。这至少两根销钉可以与移动手柄的内侧部分相互作用。在一个实施例中，这至少两根安装销钉可以与工具(1300)的可移动部分啮合，同时固定构件(1314)可以与工具(1300)的固定部位啮合。在一个实施例中，工具(1300)可以是腹腔镜工具。
[0072]通过调整销钉的位置，适配器(1301)能够容纳多种工具尺寸和工具形状。一旦工具(1300)被置于适配器(1301)中，两个马达(1316、1317)就可以致动旋转自由度和另一种操作，如切割或夹紧。作为替代，旋转自由度可以用机器人手臂实施。在一个实施例中，适配器(1301)可以包括轮缘(1302)，以可分离地把适配器(1301)附接到本公开机器人手臂。在一个实施例中，适配器(1301)被配置为快速而容易地附接到机器人手臂或从其分离。在一个实施例中，两个马达(1316、1317)中的至少一个可以被安装到固定构件(1314)，两个马达(1316、1317)中的该至少一个可连接着工具(1300)的旋转部位以驱动工具(1300)。
[0073]在一个实施例中，图16显示了用于模块化多自由度工具的示范通用工具适配器(1500)。图17展示了模块化工具(1400)的若干构件。这种类型的工具包括带有标准化直径的轴(1401);转动末端执行器的旋转环(1402);接合凸边(1403)，它在被旋转时控制工具尖端的弯曲；移动手柄(1404)，它致动末端执行器的功能，即抓取或切割；以及快速连接接口(1405)，把末端执行器啮合到手柄和从其脱开。因为模块化工具具有类似的末端执行器几何形状和快速连接接口，所以通用工具适配器能够容纳整个的块化工具组，此外，提供了多个轴以控制单自由度和多自由度的工具。
[0074]在一个实施例中，通过操纵图18所示的快速连接接口(1405)，可以使末端执行器(1406)脱离模块化工具(1400)的模块化手柄(1407)。可以去除通用工具适配器(1500)的帽(1501)以暴露接合接口(1502)，在该处模块化末端执行器(1406)可以固定在通用工具适配器(1500)的内部。接合接口(1502)可以包括棱线(1503)，它与接合凸边(1403)的对应凹槽对齐，用于工具定向和扭矩传递。只要被固定，模块化末端执行器(1406)就可以通过替换和紧固螺帽而固定在工具适配器(1500)之内。在一个实施例中，经由销钉、弹簧或螺纹部分中的至少一个可以把模块化工具(1400)固定到工具适配器(1500)。在一个实施例中，模块化工具(1400)可以是腹腔镜工具。
[0075]在一个实施例中，一旦模块化末端执行器(1406)已经被固定，就可以压下快速连接按钮(1504)，以啮合图19和图20所示的装有弹簧的线性驱动接口(1505)。通用工具适配器(1500)可以包括驱动接口(1505)，其可以被致动以沿着工具适配器(1500)的轴向平移，以便控制末端执行器的功能，即抓取和切割。
[0076]在一个实施例中，模块化末端执行器的致动(1409)可以通过移动平移级实现，它把模块化末端执行器(1406)的驱动轴(1408)向前推，从而打开模块化末端执行器的爪(1409)。随着驱动轴被推动，内部弹簧被压缩，从而对线性驱动接口(1505)施加了压力。在被逆向推动时，被压缩的弹簧能够松弛，从而使致动驱动轴(1408)返回到原始状态并关闭了模块化末端执行器的爪(1409) ο这种动作可以被重复以致动任何模块化工具的末端执行器。
[0077]在一个实施例中，可以通过以下方式实现模块化末端执行器(1406)的接合:转动接合转子(1506)，它然后可以把扭矩经由驱动轴(1508)传送到中间齿轮(1507)。中间齿轮(1507)可以啮合并转动通用工具适配器(1500)的接合接口(1502)，从而转动模块化末端执行器(1406)的接合凸边(14