背景技术：
1、导航系统(也称为跟踪系统)可用于正确地对准和固定夹具和/或轨迹引导器，以及跟踪用于从患者身上切除组织的手术工具的位置和/或定向。跟踪系统通常采用与工具和正在被切除的组织相关联的一个或多个跟踪器。然后用户可以查看显示器，来确定工具相对于待去除组织的期望的钻削或驱动定位的当前位置。显示器可以以某种方式布置，使得用户将目光从组织和手术部位移开，以观察工具的进展。这可能会分散用户对手术部位的注意力。此外，用户可能难以按照期望的方式放置工具。
2、机器人辅助手术通常依赖于带有能够在六个自由度(dof)上移动的机械臂的大型机器人。这些大型机器人在手术室中操作和操纵可能会很麻烦。
3、需要解决这些挑战中的一个或多个的系统和方法。
技术实现思路
1、本教导提供了一种用于与工具一起使用的手持机器人器械。该器械包括配置为由用户握持的壳体，该壳体限定远程运动轴线。该机器人器械包括：可移动地联接到壳体的工具支撑和可枢转地联接到工具支撑的锚柱；第一组致动器，其连接到锚柱和壳体；以及第二组致动器，其连接在工具支撑和壳体之间。第一组致动器包括使锚柱相对于远程运动轴线延伸的第一致动器和被配置成使锚柱绕远程运动轴线枢转的第二致动器。第一组致动器和第二组致动器协同工作，以在多个自由度上改变工具支撑的姿态。
2、一个总体方面包括用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械还包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括工具支撑，用于支撑工具并可移动地联接到壳体，该工具支撑限定工具轴线。该器械还包括可枢转地联接至工具支撑的锚柱。该器械还包括可操作地联接到锚柱和壳体的第一组致动器，第一组致动器被配置为使锚柱相对于壳体平移并且被配置为使锚柱绕远程运动轴线枢转。该器械还包括联接到工具支撑的第二组致动器。该器械还包括控制器，其与第一组致动器和第二组致动器通信，以在用户操纵壳体时改变工具支撑相对于壳体的姿态，从而将工具轴线置于目标轨迹上。本方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置用于执行所述方法的各动作。
3、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械包括壳体，其配置为由用户握持，并限定安装定位。该器械还包括用于支撑工具的工具支撑。该器械还包括从壳体上的安装定位延伸至工具支撑的第一联动装置。该器械还包括第一致动器，该第一致动器联接到第一联动装置并且配置为使第一联动装置从第一长度延伸到第二长度。该器械还包括第二致动器，其联接到第一联动装置并且配置为致使第一联动装置绕壳体上的安装定位枢转。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别配置用于执行所述方法的各动作。
4、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械还包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括工具支撑，用于支撑工具并可移动地联接到壳体，包括定位柱。该器械还包括第一致动器和第二致动器，它们可移动地联接到工具支撑的定位柱和壳体，用于使工具支撑相对于壳体在多个自由度上移动，第一致动器和第二致动器中的每一个包括。该器械还包括底座。该器械还包括连接到底座并且可相对于底座从第一长度移动到第二长度的杆，其中该杆包括轭部。该器械还包括可枢转地联接到轭部的柱滑块。该器械还包括第一和第二致动器的柱滑块被围绕定位柱设置并沿定位柱移动。该器械还包括联动装置，该联动装置包括连接在工具支撑和壳体之间的第三致动器。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
5、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械还包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括用于支撑工具并可移动地联接到壳体的工具支撑。该器械还包括第一致动器。该器械还包括第二致动器。该器械还包括第一致动器联接第二致动器和壳体。该器械还包括第二致动器联接第一致动器和工具支撑。该器械还包括：第一致动器包括第一电机、联接到第一电机的第一底座、联接到第一电机的第一齿轮组、以及联接到第一齿轮组和工具支撑的第一杆，第一致动器的第一电机可操作以使第一杆相对于壳体伸出和缩回。该器械还包括第二致动器可操作地联接到第一杆并且配置为使第一致动器的第一杆绕轴线铰接。该器械还包括联动装置。该器械还包括连接在工具支撑和壳体之间的第三致动器，该第三致动器配置为利用联动装置使工具支撑相对于壳体移动。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
6、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械还包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括工具支撑，用于支撑工具并可移动地联接到壳体，包括定位柱。该器械还包括第一致动器和第二致动器，它们可移动地联接到工具支撑的定位柱和壳体，用于使工具支撑相对于壳体在多个自由度上移动。该器械还包括第一致动器，该第一致动器包括第一电机和限定第一狭槽的第一定位连杆，第一电机配置为使第一定位连杆绕第一轴线铰接，其中第一狭槽围绕定位柱设置。该器械还包括第二致动器包括第二电机和限定第二狭槽的第二定位连杆，第二电机配置为使第二定位连杆绕第二轴线铰接，其中第二狭槽围绕定位柱设置。该器械还包括联动装置。该器械还包括连接在工具支撑和壳体之间的第三致动器，该第三致动器配置为利用联动装置使工具支撑相对于壳体移动。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
7、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械还包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括工具支撑，用于支撑工具并可移动地联接到壳体，该工具支撑限定工具轴线。该器械还包括可枢转地联接到工具支撑的锚柱。该器械还包括联接在锚柱和壳体之间的第一组致动器，第一组致动器中的第一致动器被配置为改变锚柱的位置，并且第一组中的第二致动器被配置为使锚柱绕远程运动轴线枢转。该器械还包括连接在工具支撑和壳体之间的第二组致动器，第二组致动器包括第二组致动器中的第一旋转致动器和第二组致动器中的第二线性致动器，第一旋转致动器联接到第二线性致动器以致使第二线性致动器绕轴线旋转，并且第二组致动器中的第二线性致动器配置为随着第二线性致动器从第二组致动器中的第一旋转致动器延伸到工具支撑而改变长度。该器械还包括第一组致动器和第二组致动器协同工作以改变工具支撑的姿态。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
8、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括工具支撑，用于支撑工具并可移动地联接到壳体，该工具支撑限定工具轴线。该器械还包括第一对准引导器，该第一对准引导器从壳体的第一部分延伸并且至少环绕工具支撑的第一部分。该器械还包括第二对准引导器，该第二对准引导器从壳体的第二部分延伸并且至少环绕工具支撑的第二部分，第二对准引导器与第一对准引导器轴向地间隔开。该器械还包括位于壳体和工具支撑之间的多个致动器，其配置为使工具支撑相对于壳体在多个自由度上移动。该器械还包括控制器，该控制器操作地连接到多个致动器，以在多个自由度上改变工具轴线相对于壳体的姿态，该控制器配置为自动地控制每个致动器，以主动地将工具轴线相对于壳体朝向目标轨迹轴线移动。该器械还包括将工具轴线与第一对准引导器和第二对准引导器轴向对准，工具支撑具有相对于壳体的最佳运动范围。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
9、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械包括将由用户握持的手持部分。该器械还包括可移动地联接到手持部分以支撑工具的工具支撑。该器械还包括多个致动器，其操作地互连工具支撑和手持部分，以使工具支撑相对于手持部分在至少四个自由度上移动。该器械还包括。该器械还包括操作地互连工具支撑和手持部分的联动装置，该联动装置以被配置用于约束工具支撑相对于手持部分在至少两个自由度上的移动的方式联接到工具支撑和手持部分，其中联动装置独立于多个致动器操作地互连工具支撑和手持部分。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
10、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括工具支撑，用于支撑工具并可移动地联接到壳体，该工具支撑限定工具轴线，该工具支撑包括带有位置传感器的驱动电机，驱动电机配置为旋转工具，位置传感器配置为确定驱动电机的旋转位置。该器械还包括控制系统，该控制系统操作地连接到多个致动器，以在多个自由度上改变工具轴线相对于壳体的姿态，该控制系统配置为控制每个致动器以主动地将工具朝向目标轨迹轴线移动，其中控制系统进一步配置为确定工具支撑的姿态，确定目标轨迹轴线，并基于目标轨迹轴线和工具支撑的姿态来确定工具支撑的命令姿态。控制系统还被配置为基于来自位置传感器的输入信号并且基于工具支撑的命令姿态来控制驱动电机，以最小化由于工具支撑相对于壳体和/或相对于解剖结构移动而引起的工具上的额外扭矩。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
11、一个总体方面包括一种用于与工具一起使用来执行手术的手持机器人器械。手持机器人器械还包括配置为由用户握持的壳体。该器械还包括工具支撑，用于支撑工具并可移动地联接到壳体，该工具支撑限定工具轴线，该工具支撑包括带有位置传感器的驱动电机，驱动电机配置为旋转工具，位置传感器配置为确定驱动电机的旋转位置。该器械还包括位于壳体和工具支撑之间的多个致动器，所述多个致动器配置为使工具支撑相对于壳体在多个自由度上移动。该器械还包括控制系统，该控制系统操作地连接到多个致动器，以在多个自由度上改变工具轴线相对于壳体的姿态，该控制系统配置为控制每个致动器，以主动地将工具朝向目标轨迹轴线移动。控制系统还配置为确定工具、工具支撑或壳体的姿态；确定目标轨迹轴线；并且基于目标轨迹轴线以及工具、工具支撑或壳体之一的姿态来确定工具、工具支撑或壳体的命令姿态。控制系统还配置为基于来自位置传感器的输入信号并且基于工具、工具支撑或壳体的命令姿态来控制驱动电机，以最小化由于工具支撑相对于壳体的移动而引起的工具上的额外扭矩。此方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，每个计算机程序配置为执行方法的动作。
12、一个总体方面包括一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统。该系统包括联接到多个致动器、定位器和工具驱动电机的控制系统，控制系统配置为：确定手术工具在已知坐标系中的目标姿态；确定手术工具、手持部分和工具支撑之一在已知坐标系中的状态；基于手术工具的目标姿态以及手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态来确定多个致动器中的每一个的命令关节位置或角度；基于各自的命令关节位置或角度控制多个致动器；监控手术工具和工件之间的固定；并且基于所述固定选择多个致动器的控制模式。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
13、一个总体方面包括一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统。该系统包括联接到多个致动器、定位器和工具驱动电机的控制系统，该控制系统配置为确定手术工具在已知坐标系中的目标姿态；确定手术工具、手持部分和工具支撑之一在已知坐标系中的状态；基于目标姿态并且基于手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态来确定多个致动器中的每一个的命令关节位置或角度；基于各自的命令关节位置或角度控制多个致动器。该系统还包括基于工具、工具支撑或手持部分的姿态从第一控制模式和第二控制模式中选择控制模式，其中在第一控制模式中，控制多个致动器以在至少四个自由度上移动工具，并且在第二控制模式中，控制多个致动器以在两个或更少的自由度上移动工具。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
14、一个总体方面包括一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统。该系统包括联接到多个致动器、定位器和工具驱动电机的控制系统，控制系统被配置为确定手术工具在已知坐标系中的目标姿态；确定手术工具、手持部分和工具支撑之一在已知坐标系中的状态；基于目标姿态并且基于手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态来确定多个致动器中的每一个的命令关节位置或角度；基于相应的命令关节位置或角度控制多个致动器；并且基于工具、工具支撑或手持部分的姿态从第一控制模式和第二控制模式中选择控制模式，其中，在第一控制模式下，控制多个致动器以在第一组两个自由度上移动工具，并且在第二控制模式下，控制多个致动器以在第二组两个自由度上移动工具，第一组两个自由度与第二组两个自由度不同。
15、一个总体方面包括一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统。该系统包括联接到多个致动器、定位器和工具驱动电机的控制系统，该控制系统配置为确定手术工具在已知坐标系中的目标姿态；确定手术工具、手持部分和工具支撑之一在已知坐标系中的状态；基于目标姿态并且基于手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态来确定多个致动器中的每一个的命令关节位置或角度；基于各自的命令关节位置或角度控制多个致动器；并且其中控制系统被配置为基于目标轨迹、工作空间极限以及手术工具、工具支撑和手持部分之一的姿态来选择指向子模式和轨迹子模式中的一个，其中目标轨迹包括在骨进入点或组织与第二点之间延伸的目标轴线，其中控制系统被配置为控制多个致动器，使得当处于轨迹子模式时工具的轴线与骨或组织进入点和第二点两者对准，并且控制系统被配置为控制多个致动器，使得当处于指向子模式时工具的轴线与骨或组织进入点对准并且轴线的一部分与工作空间极限接合。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
16、一个总体方面包括一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统。该系统包括联接到多个致动器、定位器和工具驱动电机的控制系统，该控制系统配置为：确定手术工具在已知坐标系中的目标姿态；确定手术工具、手持部分和工具支撑之一在已知坐标系中的状态；基于目标姿态并且基于手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态来确定多个致动器中的每一个的命令关节位置或角度；基于各自的命令关节位置或角度控制多个致动器；其中，控制系统被配置为基于目标轨迹、关节极限以及多个致动器中的至少一个致动器的状态来选择指向子模式和轨迹子模式中的一个，其中，目标轨迹包括在骨或组织进入点与第二点之间延伸的目标轴线，其中，控制系统被配置为控制多个致动器，使得当处于轨迹子模式时工具的轴线与骨或组织进入点和第二点两者对准，并且控制系统被配置为控制多个致动器，使得工具的轴线与骨或组织进入点对准并且多个致动器中的至少一个致动器的状态处于该致动器的关节极限处。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
17、一个总体方面包括一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统。该系统包括联接到多个致动器、定位器和工具驱动电机的控制系统，控制系统配置为：接收手术工具在已知坐标系中的第一目标轨迹，其中第一目标轨迹包括在计划的第一骨或组织进入点和第二点之间延伸的第一目标轴线；确定手术工具、手持部分和工具支撑之一在已知坐标系中的状态；基于第一目标轨迹并且基于手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态，来确定多个致动器中的每一个的第一命令关节位置或角度；基于相应的第一命令关节位置或角度控制多个致动器；选择第二目标轨迹，其中第二目标轨迹包括经过第二骨或组织进入点延伸的第二目标轴线，第二骨或组织进入点不同于计划的第一骨或组织进入点；并且基于第二目标轨迹并且基于手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态确定多个致动器中的每一个的第二命令关节位置或角度。该方面的其他实施方式包括相应的计算机系统、装置、以及记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，它们分别被配置为执行所述方法的各动作。
1.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述器械包括：
2.根据权利要求1所述的器械，其中，所述第一组致动器调节所述工具支撑的远侧部分，而所述第二组致动器调节所述工具支撑的近侧部分以调节由所述工具支撑限定的工具轴线。
3.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述远程运动轴线由所述壳体限定。
4.根据权利要求3所述的器械，其中，所述锚柱在枢转关节处连接到所述壳体，所述枢转关节限定枢转轴线，所述枢转轴线限定所述远程运动轴线。
5.根据权利要求4所述的器械，其中，所述第一组致动器中的所述第二致动器包括小齿轮，并且所述锚柱包括与所述第一组中的所述第二致动器的所述小齿轮互补的扇形齿轮。
6.根据权利要求5所述的器械，其中，当所述第一组致动器中的所述第二致动器被致动时，所述锚柱绕所述远程运动轴线枢转。
7.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述壳体限定空隙，并且所述第一致动器设置在所述空隙内。
8.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述壳体限定空隙，其中所述第二致动器设置在所述空隙内。
9.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述第一致动器被进一步限定为升降组件，其中所述升降组件包括升降电机和移动机构，所述移动机构可操作地联接到升降电机，使得所述移动机构响应于所述升降电机的致动而引起锚柱的平移。
10.根据权利要求9所述的器械，其中，所述移动机构包括多个导螺杆，以及能够螺纹地联接到所述多个导螺杆的托架，其中所述托架被联接到所述锚柱。
11.根据权利要求10所述的器械，其中，所述锚柱被可旋转地联接到所述托架。
12.根据权利要求4所述的器械，其中，所述第二组致动器中的每一个致动器包括电机，每个电机限定纵向轴线，所述第二组致动器的电机的纵向轴线平行于所述远程运动轴线。
13.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述第二组致动器中的每一个致动器包括底座和杆，所述杆包括轭部，每个所述底座与所述壳体可旋转地连接，并且每个轭部与所述工具支撑连接，每个所述杆能够从每个所述底座伸出。
14.根据权利要求13所述的器械，其中，所述第二组致动器的每个所述杆位于偏移的平面中，所述偏移的平面垂直于所述远程运动轴线。
15.根据权利要求12所述的器械，其中，所述第二组致动器包括第三致动器和第四致动器，所述第三致动器包括第三电机、联接到第三电机的第一底座、在第三电机致动时能够从第一底座伸出的第一杆，并且所述第四致动器包括第四电机、联接到第四电机的第二底座、在第四电机致动时能够从第二底座伸出的第二杆，其中所述第三电机限定第三轴线，所述第四电机限定第四轴线并且所述第三轴线平行于所述第四轴线。
16.根据权利要求15所述的器械，其中，所述杆中的至少一个杆限定杆轴线，并且所述杆轴线垂直于所述第三轴线和第四轴线中的至少一个。
17.根据权利要求13所述的器械，其中，所述工具支撑限定定位柱，并且当所述工具支撑被在所述多个自由度上调整时，所述第二组致动器中的每个致动器的至少一个部分能够沿着所述工具支撑的定位柱移动。
18.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述器械包括：
19.根据权利要求18所述的器械，其中，所述第一组致动器包括第一致动器和第二致动器，其中所述第一组致动器中的第二致动器包括小齿轮，并且所述锚柱包括与所述第一组致动器中的第二致动器的小齿轮互补的扇形齿轮。
20.根据权利要求19所述的器械，其中，当所述第一组致动器中的第二致动器被致动时，所述锚柱绕远程运动轴线枢转。
21.根据权利要求19所述的器械，其中，所述壳体限定空隙，所述第一致动器设置在所述空隙内。
22.根据权利要求21所述的器械，其中，所述壳体限定空隙，所述第二致动器设置在所述空隙内。
23.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述第一致动器被进一步限定为升降组件，其中所述升降组件包括升降电机和移动机构，所述移动机构可操作地联接到升降电机，使得所述移动机构响应于升降电机的致动而引起锚柱的平移。
24.根据权利要求23所述的器械，其中，所述移动机构包括多个导螺杆，和能够螺纹地联接到所述多个导螺杆的托架，所述托架被联接到所述锚柱。
25.根据权利要求24所述的器械，其中，所述锚柱被可旋转地联接到托架。
26.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述机器人器械包括：
27.根据权利要求26所述的器械，其中，所述第一联动装置包括锚柱和套筒，所述锚柱从套筒延伸，所述锚柱被联接到工具支撑，所述套筒被联接到所述壳体上的安装定位。
28.根据权利要求27所述的器械，其中，所述第一致动器致使锚柱相对于套筒延伸。
29.根据权利要求28所述的器械，其中，所述第二致动器致使联动装置绕所述壳体上的安装定位枢转。
30.根据权利要求27-29中任一项所述的器械，其中，所述第一致动器被进一步限定为升降组件，其中所述升降组件包括升降电机和移动机构，所述移动机构被可操作地联接到升降电机，使得所述移动机构响应于升降电机的致动而引起锚柱的平移。
31.根据权利要求30所述的器械，其中，所述移动机构包括多个导螺杆，和能够螺纹地联接到所述多个导螺杆的托架，其中所述托架被联接到所述锚柱。
32.根据权利要求31所述的器械，其中，所述锚柱被可旋转地联接到托架。
33.根据权利要求26-32中任一项所述的器械，其中，所述工具支撑限定定位柱，并且所述器械包括第三致动器，所述第三致动器包括第三电机、联接到第三电机的第一底座、以及响应于第三电机的致动从第一底座延伸的第一杆，所述第一杆包括第一柱滑块，所述第一柱滑块设置在定位柱上并能够围绕定位柱移动。
34.根据权利要求33所述的器械，其中，所述器械包括第四致动器，所述第四致动器包括第四电机、第二底座和响应于第四电机的致动而从第二底座延伸的第二杆，所述第二杆包括第二柱滑块，所述第四致动器的第二柱滑块设置在定位柱上并能够绕定位柱移动。
35.根据权利要求34所述的器械，其中，所述第一杆和第二杆位于偏移的平面中，所述偏移的平面分别垂直于所述工具支撑的纵向轴线。
36.根据权利要求34所述的器械，其中，所述第二柱滑块相对于第一柱滑块位于近侧。
37.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述机器人器械包括：
38.根据权利要求37所述的器械，其中，所述第一致动器包括第一电机、联接到第一电机的第一底座、以及响应于第一电机的致动而能够从第一底座延伸的第一杆，其中所述第一杆垂直于第一电机。
39.根据权利要求38所述的器械，其中，所述第一杆垂直于所述第一电机。
40.根据权利要求39所述的器械，其中，所述第一电机通过齿轮组联接到第一杆，所述齿轮组包括锥齿轮。
41.根据权利要求38-40中任一项所述的器械，其中，所述第二致动器包括第二电机、联接到第二电机的第二底座、以及响应于第二电机的致动而能够从第二底座延伸的第二杆。
42.根据权利要求41所述的器械，其中，所述第一电机的轴线和第二电机的轴线彼此平行。
43.根据权利要求42所述的器械，其中，所述壳体限定安装定位，所述联动装置从所述壳体上的安装定位延伸到工具支撑，其中所述第三致动器被联接到所述联动装置并且被配置为致使所述联动装置从第一长度延伸到第二长度，并且其中所述器械还包括第四致动器，所述第四致动器被联接到所述联动装置并且被配置为致使所述联动装置绕所述壳体上的安装定位枢转。
44.根据权利要求43所述的器械，其中，所述安装定位限定枢转轴线，并且所述枢转轴线平行于所述第一电机和第二电机的轴线。
45.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述机器人器械包括：
46.根据权利要求45所述的器械，其中，所述工具支撑限定定位柱，所述第一致动器的杆包括轭部和可枢转地联接到轭部的柱滑块，其中所述柱滑块围绕定位柱设置以沿着定位柱移动。
47.根据权利要求45至6中任一项所述的器械，其中，所述第一致动器的第一电机限定第一电机轴线，并且其中所述第二致动器被配置为使第一杆绕第一电机轴线铰接。
48.根据权利要求47所述的器械，其中，所述第一电机轴线垂直于第一杆轴线。
49.根据权利要求48所述的器械，其中，所述第一齿轮组包括锥齿轮。
50.根据权利要求49所述的器械，其中，所述第二致动器包括第二电机和第二齿轮组，所述第二齿轮组可操作地联接到第一杆并且被配置为使所述第一致动器的第一杆绕轴线铰接。
51.根据权利要求50所述的器械，其中，所述第二齿轮组被配置成使第一底座绕轴线旋转。
52.根据权利要求50-51中任一项所述的器械，其中，所述第二电机限定轴线，并且所述第二电机轴线垂直于第一电机轴线。
53.根据权利要求52所述的器械，其中，所述壳体限定安装定位，并且所述联动装置从安装定位延伸到工具支撑，所述第三致动器被联接到所述联动装置并且被配置为致使所述联动装置从第一长度延伸到第二长度；并且所述第四致动器被联接到所述联动装置并且被配置为致使所述联动装置绕所述壳体上的安装定位枢转。
54.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述机器人器械包括：
55.根据权利要求54所述的器械，其中，所述第一定位连杆的纵向轴线垂直于第一电机。
56.根据权利要求54-55中任一项所述的器械，其中，所述第一轴线平行于第二轴线。
57.根据权利要求56所述的器械，其中，所述第一定位连杆和第二定位连杆设置在相对于工具支撑的纵向轴线偏移的平面内。
58.根据权利要求56所述的器械，其中，相对于所述定位柱所述第一定位连杆在第二定位连杆的远侧。
59.根据权利要求54-58中任一项所述的器械，其中，所述第一定位连杆包括万向节，所述万向节限定围绕定位柱的内腔，并且所述万向节设置在所述第一狭槽中。
60.根据权利要求59所述的器械，其中，所述第一狭槽是凹的并且所述万向节的外表面是球形的。
61.根据权利要求54-60中任一项所述的器械，其中，所述壳体限定安装定位，并且所述联动装置从安装定位延伸到工具支撑，所述第三致动器被联接到所述联动装置并且被配置为致使所述联动装置从第一长度延伸到第二长度，其中所述器械还包括第四致动器，所述第四致动器被联接到所述联动装置并且被配置为致使所述联动装置绕所述壳体上的安装定位枢转。
62.根据权利要求61所述的器械，其中，所述安装定位限定枢转轴线，其中所述第一轴线平行于所述联动装置的枢转轴线。
63.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述机器人器械包括：
64.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述器械包括：
65.根据权利要求64所述的器械，其中，所述多个致动器中的每一个被配置成在第一位置和第二位置之间移动，以使工具支撑相对于壳体移动，其中原位位置是所述多个致动器的第一位置和第二位置之间的中点，当所述多个致动器中的至少两个致动器处于它们的原位位置时所述工具支撑具有最佳运动范围。
66.根据权利要求64-65中任一项所述的器械，其中，当所述壳体处于不提供所述最佳运动范围的姿态时，所述工具轴线与所述第一对准引导器和第二对准引导器未对准，提供指示所述壳体处于不为工具支撑提供最佳运动范围的姿态的视觉指示。
67.根据权利要求64-66中任一项所述的器械，其中，所述第一对准引导器和第二对准引导器相对于工具支撑布置并确定尺寸，使得所述第一对准引导器和第二对准引导器在所述多个致动器中的每一个致动器的第一位置和第二位置之间的任何点处都不与所述工具支撑碰撞。
68.根据权利要求64-67所述的器械，其中，所述多个致动器包括联接在工具支撑和壳体之间并且被配置用于改变工具支撑相对于壳体的姿态的第一组致动器，以及连接在工具支撑和壳体之间并且被配置用于改变工具支撑的姿态的第二组致动器。
69.根据权利要求68所述的器械，其中，所述第一组致动器移动所述工具支撑的第一部分，所述第二组致动器移动所述工具支撑的第二部分，并且当所述第一组致动器和所述第二组致动器处于它们各自的原位位置时，所述工具支撑与所述第一对准引导器和第二对准引导器轴向对准并居中，具有所述最佳运动范围。
70.根据权利要求65-69中任一项所述的器械，其中，所述第一对准引导器和第二对准引导器是环形的。
71.根据权利要求69-70中任一项所述的器械，其中，所述第一对准引导器位于所述第一组致动器的远侧。
72.根据权利要求70-71所述的器械，其中，环形的第一对准引导器具有比环形的第二对准引导器大的直径。
73.根据权利要求72所述的器械，其中，环形的第一对准引导器和环形的第二对准引导器是同轴的。
74.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述机器人器械包括：
75.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述工具支撑包括驱动电机。
76.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述工具支撑限定离合器。
77.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述工具支撑包括联接器。
78.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述驱动电机是空心的。
79.根据任何前一权利要求所述的器械，其中，所述定位柱限定内腔，并且所述定位柱的内腔与所述驱动电机的套管同心。
80.根据任何前一权利要求所述的器械，进一步包括手术工具，所述手术工具选自由麻花钻、骨钻、丝锥或螺丝刀组成的组。
81.根据任何前一权利要求所述的器械，还包括联接到工具支撑和/或手术工具的旋转跟踪适配器。
82.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述器械包括：
83.根据权利要求82所述的手持机器人器械，其中，所述壳体限定远程运动轴线。
84.根据权利要求83所述的手持机器人器械，其中，所述多个致动器包括第一组致动器，其中，所述第一组致动器中的第一致动器使工具支撑相对于远程运动轴线延伸，并且所述第一组中的第二致动器被配置用于使工具支撑绕远程运动轴线枢转。
85.根据权利要求84所述的手持机器人器械，其中，当所述第一组致动器使所述工具支撑绕所述远程运动轴线旋转时所述控制系统跟踪所述工具支撑。
86.一种用于与工具一起使用以执行手术的手持机器人器械，所述器械包括：
87.根据权利要求86所述的手持机器人器械，其中，所述控制系统进一步配置为基于所述命令姿态来确定所述多个致动器中的每一个致动器的命令关节位置和/或命令关节角度。
88.根据权利要求87所述的手持机器人器械，其中，所述控制系统进一步配置为基于每一个致动器的命令关节位置和/或命令关节角度来控制所述多个致动器中的每一个致动器。
89.根据权利要求88所述的手持机器人器械，其中，所述控制系统还被配置为基于下述控制驱动电机：至少一个致动器的命令关节位置、至少一个致动器的测量位置、至少一个致动器的先前命令位置、至少一个致动器的先前测量位置、至少一个致动器的命令关节角度、至少一个致动器的测量关节角度、至少一个致动器的先前命令关节角度、至少一个致动器的先前测量关节角度或它们的组合，以及来自位置传感器的输入信号或来自位置传感器的先前输入信号。
90.一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统，所述系统包括：
91.根据权利要求90所述的系统，其中，所述控制系统被配置用于通过基于手术工具的状态进入固定测试模式来监控固定。
92.根据权利要求90-91中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为通过基于工具的状态和骨进入点进入固定测试模式来监控固定。
93.根据权利要求92所述的系统，其中，所述骨进入点基于植入物的计划姿态。
94.根据权利要求90-93中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为通过基于手术工具的状态和预期的接合边界进入固定测试模式来监控固定。
95.根据权利要求94所述的系统，其中，所述预期的接合边界是三维对象。
96.根据权利要求91-95中任一项所述的系统，其中，在所述固定测试模式中，所述控制系统被配置用于确定所述多个致动器中的至少一个致动器的第二命令位置或角度，并且基于所述第二命令位置或角度控制所述多个致动器中的所述至少一个致动器，并且在基于所述第二命令位置或角度控制所述多个致动器之后基于工具的姿态来检测固定。
97.根据权利要求91-96中任一项所述的系统，其中，在固定测试模式中，所述控制系统被配置为基于手术工具的测量姿态和手术工具的命令姿态来检测固定。
98.根据权利要求97所述的系统，其中，在固定测试模式中，所述控制系统被配置为基于命令姿态来确定命令关节位置或关节角度，并且其中所述手术工具的姿态是手术工具的测量姿态。
99.根据权利要求98所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于手术工具的测量姿态和手术工具的命令姿态来计算固定参数，并且所述控制系统被配置为基于固定参数和固定参数阈值来确定固定。
100.根据权利要求99所述的系统，其中，所述固定参数是距离参数并且所述固定参数阈值是距离阈值。
101.根据权利要求100所述的系统，其中，所述控制系统被配置为当距离参数超过距离阈值时检测到已经发生固定。
102.根据权利要求90至101中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于与驱动电机相关联的传感器的输出信号来监控固定。
103.根据权利要求102所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于传感器的输出信号和传感器阈值来监控固定。
104.根据权利要求103所述的系统，其中，所述传感器是电流传感器。
105.根据权利要求90-104中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于与所述多个致动器、工具支撑或手持部分中的一个或多个相关联的传感器的输出信号来检测固定。
106.根据权利要求105所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于传感器的输出信号和传感器阈值来检测固定。
107.根据权利要求106所述的系统，其中，所述传感器被配置用于感测力或扭矩。
108.根据权利要求107所述的系统，其中，所述传感器是应变计。
109.根据权利要求108所述的系统，其中，所述传感器是与所述多个致动器中的一个或多个致动器相关联的电流传感器。
110.根据权利要求90-109中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为从第一控制模式和第二控制模式中选择控制模式，在所述第一控制模式中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器以在至少四个自由度上移动，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器以在两个或更少的自由度上移动。
111.根据权利要求110所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器以使手术工具与目标轨迹对准。
112.根据权利要求111所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为仅在四个自由度上控制所述多个致动器，所述四个自由度包括两个平移自由度和两个定向自由度。
113.根据权利要求112所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹和工作空间极限来控制所述多个致动器。
114.根据权利要求112所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹和关节极限来控制所述多个致动器。
115.根据权利要求113所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹、工作空间极限以及所述手术工具、工具支撑和手持部分之一的姿态来选择指向子模式和轨迹子模式中的一个。
116.根据权利要求115所述的系统，其中，所述目标轨迹包括在第一点和第二点之间延伸的目标轴线，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，使得在所述轨迹子模式中所述工具的轴线与第一进入点和第二点两者对准，并且所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，使得在所述指向子模式中所述工具的工具轴线的一部分与工作空间极限接合。
117.根据权利要求116所述的系统，其中，所述工作空间极限包括第一工作空间极限和第二工作空间极限，其中所述第一工作空间极限在第一虚拟平面中限定，而第二工作空间极限在第二虚拟平面中限定，所述控制系统被配置用于确定所述工具在所述第一虚拟平面中的位置和所述工具在所述第二虚拟平面中的位置。
118.根据权利要求116所述的系统，其中，所述控制系统被配置为当工具的轴线接合工作空间极限时选择所述指向子模式。
119.根据权利要求117所述的系统，其中，所述控制系统被配置为当所述第一虚拟平面中的位置接触所述第一工作空间极限、所述工具在所述第二虚拟平面中的位置接合所述第二工作空间极限、或者它们的组合时选择所述指向子模式。
120.根据权利要求114-119中任一项所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹、关节极限和所述多个致动器中的至少一个致动器的状态来选择指向子模式和轨迹子模式中的一个。
121.根据权利要求120所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，使得当处于所述指向子模式时至少一个致动器的状态被定位于关节极限处。
122.根据权利要求121所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于手术工具、工具支撑和手持部分之一的姿态来选择关节极限。
123.根据权利要求110-122中的任一项所述的系统，其中，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为在两个自由度上控制所述多个致动器，所述两个自由度是两个平移自由度。
124.根据权利要求123所述的系统，其中，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，同时将手术工具维持在与手持部分的垂直关系中。
125.根据权利要求123所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，使得所述手术工具的轴线在第一自由度和第二自由度上与第一虚拟平面和第二虚拟平面相交于相同位置。
126.根据权利要求125所述的系统，其中，所述控制系统被配置为确定工具的目标姿态，使得所述目标姿态在至少两个自由度上以相同坐标通过第一虚拟平面和第二虚拟平面。
127.根据权利要求123-126中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，使得所述器械在以第二控制模式进行控制之前进入原位状态。
128.根据权利要求123-127中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，以在第二控制模式下将手持部分定位在第一姿态和第二姿态中，所述第一姿态和所述第二姿态仅在两个或更少的平移自由度上不同。
129.根据权利要求110-128中任一项所述的系统，其中，当处于所述第二控制模式时，所述控制系统被配置为在两个自由度上控制所述多个致动器，所述两个自由度是两个定向自由度。
130.根据权利要求129所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器使工具的轴线在第一虚拟平面中的交点的定位得以维持，并且控制所述多个致动器以改变工具的轴线在第二虚拟平面中的交点的定位。
131.根据权利要求130所述的系统，其中，所述第一虚拟平面是近侧虚拟平面并且第二虚拟平面是远侧虚拟平面。
132.根据权利要求130所述的系统，其中，所述第一虚拟平面是远侧虚拟平面并且第二虚拟平面是近侧虚拟平面。
133.根据权利要求129-132中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器以在第二控制模式下将手持部分定位在第一姿态和第二姿态中，所述第一姿态和所述第二姿态仅在两个或更少的定向自由度上不同。
134.根据权利要求133所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，使得所述器械在被以第二控制模式进行控制之前进入原位状态。
135.根据权利要求110-134中任一项所述的系统，其中，当处于所述第二控制模式时，所述控制系统被配置为基于手术工具或所述多个致动器的状态以及工作空间极限或关节极限来控制指示器，其中，所述指示器从视觉指示器、触觉指示器或听觉指示器中选择。
136.根据权利要求110-135中任一项所述的系统，其中，所述第二控制模式包括目标子模式和非目标子模式，其中所述控制系统被配置为基于工具、工具支撑、手持部分或所述多个致动器中的至少一个致动器的状态从目标子模式和非目标子模式中进行选择，其中所述控制系统被配置为控制所述多个致动器以在所述目标对准子模式下以第一自由度和第二自由度操作，并且控制所述多个致动器以在所述非目标子模式下以第三自由度和第四自由度操作，其中所述第一自由度不同于第二、第三和第四自由度。
137.根据权利要求136所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于工具的状态和工作空间极限来选择基于目标子模式和非目标子模式。
138.根据权利要求136所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于所述多个致动器中的至少一个致动器的状态和关节极限来选择目标子模式和非目标子模式。
139.根据权利要求136所述的系统，其中，所述致动器的状态从下述选择：至少一个致动器的命令关节位置、至少一个致动器的测量位置、至少一个致动器的先前命令位置、至少一个致动器的先前测量位置、至少一个致动器的命令关节角度、至少一个致动器的测量关节角度、至少一个致动器的先前命令关节角度、至少一个致动器的先前测量关节角度或它们的组合。
140.根据权利要求137所述的系统，其中，所述工作空间极限包括第一虚拟平面中的第一工作空间极限和第二虚拟平面中的第二工作空间极限。
141.根据权利要求137和140中任一项所述的系统，其中，所述工作空间极限基于所述器械的原位状态。
142.根据权利要求137、140和141中任一项所述的系统，其中，所述工作空间极限相对于手持部分是固定的。
143.根据权利要求137、140、141和142中任一项所述的系统，其中，所述工作空间极限通过三维对象限定。
144.根据权利要求143所述的系统，其中，当所述器械处于原位状态时，所述三维对象被定位以包含所述工具的轴线。
145.根据权利要求144所述的系统，其中，当所述器械处于原位状态时，所述三维对象与所述工具的轴线同轴。
146.根据权利要求136-145中任一项所述的系统，其中，所述第一自由度和第二自由度是平移自由度，并且其中所述第三和第四自由度是定向自由度。
147.根据权利要求110-146中任一项所述的系统，其中，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为基于所述多个致动器中的一个或多个致动器的状态来控制所述工具驱动电机。
148.根据权利要求110-147中任一项所述的系统，其中，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为基于手术工具的状态并且基于边界来控制工具驱动电机。
149.根据权利要求110-148中任一项所述的系统，其中，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为基于手术工具的状态并且基于第一边界来控制工具驱动电机，并且所述控制系统被配置为基于手术工具的状态和第二边界来控制所述多个致动器中的一个或多个致动器，所述第一边界不同于所述第二边界。
150.根据权利要求149所述的系统，其中，所述第一边界和第二边界各自基于植入物的计划姿态确定。
151.根据权利要求149所述的系统，其中，所述第一和第二边界各自基于解剖特征。
152.一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统，所述系统包括：
153.根据权利要求152所述的系统，其中，所述控制系统被配置为监控手术工具和工件之间的固定；并且基于所述固定选择第一控制模式和第二控制模式中的一个。
154.根据任何前一权利要求所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器以使手术工具与目标轨迹对准。
155.根据权利要求154所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为仅在四个自由度上控制所述多个致动器，所述四个自由度包括两个平移自由度和两个定向自由度。
156.根据权利要求155所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹和工作空间极限来控制所述多个致动器。
157.根据权利要求155所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹和关节极限来控制所述多个致动器。
158.根据权利要求156所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹、工作空间极限以及所述手术工具、工具支撑和手持部分之一的姿态来选择指向子模式和轨迹子模式中的一个。
159.根据权利要求157中任一项所述的系统，其中，当处于所述第一控制模式时，所述控制系统被配置为基于目标轨迹、关节极限和所述多个致动器中的至少一个致动器的状态来选择指向子模式和轨迹子模式中的一个。
160.根据权利要求152-159中任一项所述的系统，其中在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为基于所述多个致动器中的一个或多个致动器的状态来控制工具驱动电机。
161.根据权利要求152-150中任一项所述的系统，其中，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为基于手术工具的状态并且基于边界来控制工具驱动电机。
162.根据权利要求152-161中任一项所述的系统，其中，在所述第二控制模式中，所述控制系统被配置为基于手术工具的状态并且基于第一边界来控制工具驱动电机，并且所述控制系统被配置为基于手术工具的状态和第二边界来控制所述多个致动器中的一个或多个致动器，所述第一边界不同于所述第二边界。
163.根据权利要求162所述的系统，其中，所述第一边界和第二边界各自基于植入物的计划姿态确定。
164.根据权利要求162所述的系统，其中，所述第一和第二边界各自基于解剖特征。
165.一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统，所述系统包括：
166.根据权利要求164所述的系统，其中，在所述第一控制模式中，所述控制系统被配置为在两个自由度上控制所述多个致动器，所述两个自由度是两个平移自由度。
167.根据权利要求165所述的系统，其中，在所述第一控制模式中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，同时将手术工具维持于与手持部分的垂直关系。
168.根据权利要求165所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器，使得手术工具的轴线在第一自由度和第二自由度上与第一虚拟平面和第二虚拟平面相交于相同位置。
169.根据权利要求165所述的系统，其中，所述控制系统被配置用于确定工具的目标姿态，使得所述目标姿态在至少两个自由度上以相同坐标通过第一虚拟平面和第二虚拟平面。
170.根据权利要求164-168中任一项所述的系统，其中，当处于所述第二控制模式时，所述控制系统被配置为在两个自由度上控制所述多个致动器，所述两个自由度是两个定向自由度，并且其中所述控制系统被配置用于阻止工具驱动电机的操作。
171.根据权利要求169所述的系统，其中，所述控制系统被配置用于当处于所述第二控制模式时控制所述多个致动器，使得工具的轴线在第一虚拟平面中的交点的定位得以维持，并且控制所述多个致动器以改变工具的轴线在第二虚拟平面中的交点的定位。
172.根据权利要求170所述的系统，其中，所述第一虚拟平面是近侧虚拟平面并且第二虚拟平面是远侧虚拟平面。
173.根据权利要求170所述的系统，其中，所述第一虚拟平面是远侧虚拟平面并且第二虚拟平面是近侧虚拟平面。
174.根据权利要求169中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述多个致动器以在第二控制模式下将手持部分定位在第一姿态和第二姿态中，所述第一姿态和所述第二姿态仅在两个或更少的定向自由度上不同。
175.一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统，所述系统包括：
176.根据权利要求174所述的系统，其中，所述工作空间极限包括第一工作空间极限和第二工作空间极限，其中所述第一工作空间极限在第一虚拟平面中限定，而所述第二工作空间极限在第二虚拟平面中限定，其中所述控制系统被配置为确定工具在第一虚拟平面中的位置和工具在第二虚拟平面中的位置。
177.根据权利要求175所述的系统，其中，所述控制系统被配置为当工具的轴线与工作空间极限接合时选择所述指向子模式，并且其中所述控制系统被配置为当控制系统在所述指向子模式下操作所述多个致动器时约束工具驱动电机的操作。
178.根据权利要求176所述的系统，其中，所述控制系统被配置为当在第一虚拟平面中的位置接触第一工作空间极限、第二虚拟平面中的工具的位置接合第二工作空间极限、或者它们的组合时选择所述指向子模式。
179.一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统，所述系统包括：
180.根据权利要求177所述的系统，其中，所述致动器的状态从下述中选择：至少一个致动器的命令关节位置、至少一个致动器的测量位置、至少一个致动器的先前命令位置、至少一个致动器的先前测量位置、至少一个致动器的命令关节角度、至少一个致动器的测量关节角度、至少一个致动器的先前命令关节角度、至少一个致动器的先前测量关节角度、或它们的组合。
181.根据权利要求178所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于手术工具、工具支撑和手持部分之一的姿态来选择关节极限。
182.一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统，所述系统包括：
183.根据权利要求180所述的系统，其中，所述第二目标轴线经过所述第二进入点和来自第一目标轨迹的所述第二点延伸。
184.根据权利要求181所述的系统，其中，所述第二目标轴线平行于第一目标轴线。
185.根据权利要求180所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于手术工具、手持部分和工具支撑之一的状态来选择所述第二目标轨迹。
186.根据权利要求183所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于手术工具的状态和边界来选择所述第二目标轨迹。
187.根据权利要求180-184中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为监控手术工具和工件之间的固定，并且所述控制系统被配置为基于所述固定选择所述第二目标轨迹。
188.根据权利要求180-185中任一项所述的系统，其中，所述控制系统被配置为控制指示器以提示用户选择所述第二目标轨迹的标准。
189.根据权利要求186所述的系统，其中，所述标准是所述第一目标轨迹与所述第二目标轨迹之间的预定义的关系。
190.根据权利要求187所述的系统，其中，所述预定义的关系从共同的第二点或共同的角度之一中选择。
191.一种用于与手术工具一起使用的手持机器人系统，所述系统包括：
