机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和处理器

摘要

本申请提供了一种机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和处理器，该方法包括：将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，其中，轴向力为平行于力控坐标系的Z轴的力，力矩为绕髋臼锉的中心轴转动的力矩；根据轴向力计算髋臼锉的位移，并根据力矩计算第一偏转角度，第一偏转角度为髋臼锉的中心轴与力控坐标系的Z轴的夹角；根据位移确定反向力，并根据第一偏转角度确定反向力矩，反向力与轴向力的方向相反，反向力矩与力矩的方向相反；控制机器人对髋臼锉施加反向力和反向力矩。该方法解决了现有技术中难以避免过度磨削的问题。

权利要求

1.一种机器人的控制方法，机器人用于控制髋臼锉对髋臼进行磨削，其特征在于，包括：

将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为所述力控坐标系下的所述轴向力和所述力矩，其中，所述轴向力为平行于所述力控坐标系的Z轴的力，所述力矩为绕所述髋臼锉的中心轴转动的力矩，所述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，所述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，所述力控坐标系的Y轴与所述力控坐标系的X轴和所述力控坐标系的Z轴分别垂直，所述髋臼缘平面为所述髋臼的杯口外边缘所处的平面；

根据所述轴向力计算所述髋臼锉的位移，并根据所述力矩计算第一偏转角度，所述第一偏转角度为所述髋臼锉的中心轴与所述力控坐标系的Z轴的夹角；

根据所述位移确定反向力，并根据所述第一偏转角度确定反向力矩，所述反向力与所述轴向力的方向相反，所述反向力矩与所述力矩的方向相反；

控制所述机器人对所述髋臼锉施加所述反向力和所述反向力矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩之前，所述方法还包括：建立髋臼坐标系，所述髋臼坐标系的原点位于髋臼的中心位置，所述髋臼坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，所述髋臼坐标系的X轴与人体冠正面垂直，所述髋臼坐标系的Y轴与所述髋臼坐标系的X轴和所述髋臼坐标系的Z轴分别垂直，所述髋臼缘平面为所述髋臼的杯口外边缘所处的平面；

将所述髋臼坐标系沿Z轴的第一方向平移预定距离，得到所述力控坐标系，所述第一方向为远离所述髋臼的方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述髋臼坐标系沿Z轴的第一方向平移预定距离，得到所述力控坐标系之后，在根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩之前，所述方法还包括：获取所述髋臼的第二偏转角度，所述第二偏转角度为第一姿态和第二姿态的变换角度，所述第一姿态为前一检测时刻的所述髋臼的姿态，所述第二姿态为当前检测时刻所述髋臼的姿态，所述前一检测时刻与所述当前检测时刻的时间间隔为姿态传感器的检测周期；

根据所述第二偏转角度确定是否更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系；

在确定更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系的情况下，重新建立所述髋臼坐标系和所述力控坐标系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第二偏转角度确定是否更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系，包括：在所述第二偏转角度小于第一偏转角度阈值的情况下，确定不更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系；

在所述第二偏转角度大于或者等于所述第一偏转角度阈值的情况下，确定更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述轴向力计算所述髋臼锉的位移，并根据所述力矩计算第一偏转角度，包括：根据传递函数和所述轴向力计算得到所述位移，所述传递函数为外力信息和位置信息的映射函数，所述外力信息包括所述轴向力和所述力矩，所述位置信息包括所述位移和所述第一偏转角度；

根据所述传递函数和所述力矩计算得到所述第一偏转角度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述轴向力计算所述髋臼锉的位移，并根据所述力矩计算第一偏转角度之前，所述方法还包括：在所述轴向力大于轴向力阈值的情况下，将所述轴向力更新为所述轴向力阈值；

在所述力矩大于力矩阈值的情况下，将所述力矩更新为所述力矩阈值。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述位移确定反向力，并根据所述第一偏转角度确定反向力矩，包括：根据所述位移确定进入位移缓冲区域的距离，得到缓冲距离，所述移缓冲区域为所述髋臼坐标系的Z轴上的线段；

根据所述缓冲距离计算得到所述反向力；

根据所述位移确定进入姿态缓冲区域的角度，得到缓冲角度，所述移缓冲区域为所述髋臼坐标系的Z轴绕所述髋臼坐标系的原点旋转形成的扇形区域；

根据所述缓冲角度计算得到所述反向力矩。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，控制所述机器人对所述髋臼锉施加所述反向力和所述反向力矩，包括：

根据所述轴向力与所述力矩确定主动力，所述主动力为所述轴向力或者所述力矩；

控制所述机器人对所述髋臼锉施加所述主动力对应的缓冲力，所述缓冲力包括所述反向力和所述反向力矩。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述轴向力与所述力矩确定主动力，包括：

在第一比值大于第二比值的情况下，确定所述轴向力为所述主动力，所述第一比值为所述轴向力与所述轴向力阈值的比值，所述第二比值为所述力矩与所述力矩阈值的比值；

在所述第一比值小于或者等于所述第二比值的情况下，确定所述力矩为所述主动力。

10.一种机器人的控制装置，机器人用于控制髋臼锉对髋臼进行磨削，其特征在于，包括：

处理单元，用于根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，所述轴向力为平行于所述力控坐标系的Z轴的力，所述力矩为绕所述髋臼锉的中心轴转动的力矩，所述外力和所述外力矩为操作人员对所述髋臼锉施加的，所述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，所述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，所述力控坐标系的Y轴与所述力控坐标系的X轴和所述力控坐标系的Z轴分别垂直，所述髋臼缘平面为所述髋臼的杯口外边缘所处的平面；

计算单元，用于根据所述轴向力计算所述髋臼锉的位移，并根据所述力矩计算第一偏转角度，所述第一偏转角度为所述髋臼锉的中心轴与所述力控坐标系的Z轴的夹角；

确定单元，用于根据所述位移确定反向力，并根据所述第一偏转角度确定反向力矩，所述反向力与所述轴向力的方向相反，所述反向力矩与所述力矩的方向相反；

控制单元，用于控制所述机器人对所述髋臼锉施加所述反向力和所述反向力矩。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至9中任意一项所述的方法。

12.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至9中任意一项所述的方法。

说明书

机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和处理器

技术领域

[0001] 本申请涉及髋关节置换技术领域，具体而言，涉及一种机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和处理器。

背景技术

[0002] 在医疗髋关节假体置换手术磨削过程中，手术机器人如何自适应判定医生施加主动手术力/力矩，通过调整柔顺参数，匹配医生施加的外部力或力矩，并实时检测机器人运
动边界完成手术过程中机器人柔顺运动。

[0003] 在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成
在本国已知的现有技术。

发明内容

[0004] 本申请的主要目的在于提供一种机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和处理器，以解决现有技术中难以避免过度磨削的问题。

[0005] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人的控制方法，机器人用于控制髋臼锉对髋臼进行磨削，包括：将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力
矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为所述力控坐标系下的所述轴向力和所述力矩，其
中，所述轴向力为平行于所述力控坐标系的Z轴的力，所述力矩为绕所述髋臼锉的中心轴转
动的力矩，所述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，所述力控坐标系的X轴与人体冠正面
垂直，所述力控坐标系的Y轴与所述力控坐标系的X轴和所述力控坐标系的Z轴分别垂直，所
述髋臼缘平面为所述髋臼的杯口外边缘所处的平面；根据所述轴向力计算所述髋臼锉的位
移，并根据所述力矩计算第一偏转角度，所述第一偏转角度为所述髋臼锉的中心轴与所述
力控坐标系的Z轴的夹角；根据所述位移确定反向力，并根据所述第一偏转角度确定反向力
矩，所述反向力与所述轴向力的方向相反，所述反向力矩与所述力矩的方向相反；控制所述
机器人对所述髋臼锉施加所述反向力和所述反向力矩。

[0006] 可选地，在根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩之前，所述方法还包括：建立髋臼坐标系，所述髋臼坐标系的原点位于髋臼的中心位置，所述髋臼坐标
系的Z轴与髋臼缘平面垂直，所述髋臼坐标系的X轴与人体冠正面垂直，所述髋臼坐标系的Y
轴与所述髋臼坐标系的X轴和所述髋臼坐标系的Z轴分别垂直，所述髋臼缘平面为所述髋臼
的杯口外边缘所处的平面；将所述髋臼坐标系沿Z轴的第一方向平移预定距离，得到所述力
控坐标系，所述第一方向为远离所述髋臼的方向。

[0007] 可选地，在将所述髋臼坐标系沿Z轴的第一方向平移预定距离，得到所述力控坐标系之后，在根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩之前，所述方法还包
括：获取所述髋臼的第二偏转角度，所述第二偏转角度为第一姿态和第二姿态的变换角度，
所述第一姿态为前一检测时刻的所述髋臼的姿态，所述第二姿态为当前检测时刻所述髋臼
的姿态，所述前一检测时刻与所述当前检测时刻的时间间隔为姿态传感器的检测周期；根
据所述第二偏转角度确定是否更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系；在确定更新所述髋
臼坐标系和所述力控坐标系的情况下，重新建立所述髋臼坐标系和所述力控坐标系。

[0008] 可选地，根据所述第二偏转角度确定是否更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系，包括：在所述第二偏转角度小于第一偏转角度阈值的情况下，确定不更新所述髋臼坐标
系和所述力控坐标系；在所述第二偏转角度大于或者等于所述第一偏转角度阈值的情况
下，确定更新所述髋臼坐标系和所述力控坐标系。

[0009] 可选地，根据所述轴向力计算所述髋臼锉的位移，并根据所述力矩计算第一偏转角度，包括：根据传递函数和所述轴向力计算得到所述位移，所述传递函数为外力信息和位
置信息的映射函数，所述外力信息包括所述轴向力和所述力矩，所述位置信息包括所述位
移和所述第一偏转角度；根据所述传递函数和所述力矩计算得到所述第一偏转角度。

[0010] 可选地，在根据所述轴向力计算所述髋臼锉的位移，并根据所述力矩计算第一偏转角度之前，所述方法还包括：在所述轴向力大于轴向力阈值的情况下，将所述轴向力更新
为所述轴向力阈值；在所述力矩大于力矩阈值的情况下，将所述力矩更新为所述力矩阈值。

[0011] 可选地，根据所述位移确定反向力，并根据所述第一偏转角度确定反向力矩，包括：根据所述位移确定进入位移缓冲区域的距离，得到缓冲距离，所述移缓冲区域为所述髋
臼坐标系的Z轴上的线段；根据所述缓冲距离计算得到所述反向力；根据所述位移确定进入
姿态缓冲区域的角度，得到缓冲角度，所述移缓冲区域为所述髋臼坐标系的Z轴绕所述髋臼
坐标系的原点旋转形成的扇形区域；根据所述缓冲角度计算得到所述反向力矩。

[0012] 可选地，控制所述机器人对所述髋臼锉施加所述反向力和所述反向力矩，包括：根据所述轴向力与所述力矩确定主动力，所述主动力为所述轴向力或者所述力矩；控制所述
机器人对所述髋臼锉施加所述主动力对应的缓冲力，所述缓冲力包括所述反向力和所述反
向力矩。

[0013] 可选地，根据所述轴向力与所述力矩确定主动力，包括：在第一比值大于第二比值的情况下，确定所述轴向力为所述主动力，所述第一比值为所述轴向力与所述轴向力阈值
的比值，所述第二比值为所述力矩与所述力矩阈值的比值；在所述第一比值小于或者等于
所述第二比值的情况下，确定所述力矩为所述主动力。

[0014] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机器人的控制装置，机器人用于控制髋臼锉对髋臼进行磨削，包括：处理单元，用于根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系
下的轴向力和力矩，所述轴向力为平行于所述力控坐标系的Z轴的力，所述力矩为绕所述髋
臼锉的中心轴转动的力矩，所述外力和所述外力矩为操作人员对所述髋臼锉施加的，所述
力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，所述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，所述力控
坐标系的Y轴与所述力控坐标系的X轴和所述力控坐标系的Z轴分别垂直，所述髋臼缘平面
为所述髋臼的杯口外边缘所处的平面；计算单元，用于根据所述轴向力计算所述髋臼锉的
位移，并根据所述力矩计算第一偏转角度，所述第一偏转角度为所述髋臼锉的中心轴与所
述力控坐标系的Z轴的夹角；确定单元，用于根据所述位移确定反向力，并根据所述第一偏
转角度确定反向力矩，所述反向力与所述轴向力的方向相反，所述反向力矩与所述力矩的
方向相反；控制单元，用于控制所述机器人对所述髋臼锉施加所述反向力和所述反向力矩。

[0015] 根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行任意一种所述的方法。

[0016] 根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的方法。

[0017] 在本发明实施例中，上述机器人的控制方法中，首先，将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系
下的上述轴向力和上述力矩，其中，上述轴向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述
力矩为绕上述髋臼锉的中心轴转动的力矩，上述外力和上述外力矩为操作人员对上述髋臼
锉施加的，上述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面
垂直，上述力控坐标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上
述髋臼缘平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；然后，根据上述轴向力计算上述髋臼
锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴
与上述力控坐标系的Z轴的夹角；之后，根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角
度确定反向力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向
相反；最后，控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。该控制方法通
过将外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，以根据上述轴向力计算上述
髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，从而确定上述机器人对上述髋臼锉施
加上述反向力和上述反向力矩，以对外力或者外力矩进行缓冲，防止髋臼过度磨损，解决了
现有技术中难以避免过度磨削的问题。

附图说明

[0018] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，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：

[0019] 图1示出了根据本申请一种实施例的机器人的控制方法的流程图；

[0020] 图2示出了根据本申请一种实施例的髋臼坐标系和力坐标系的示意图；

[0021] 图3示出了根据本申请一种实施例的姿态缓冲区域和位移缓冲区域的示意图；

[0022] 图4示出了根据本申请一种实施例的机器人的控制装置的示意图。

具体实施方式

[0023] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范
围。

[0025] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具
有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的
过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清
楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0026] 应该理解的是，当元件（诸如层、膜、区域、或衬底）描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当
描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件
“连接”至该另一元件。

[0027] 正如背景技术中所说的，现有技术中难以避免过度磨削，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和
处理器。

[0028] 根据本申请的实施例，提供了一种机器人的控制方法，机器人用于控制髋臼锉对髋臼进行磨削。

[0029] 图1是根据本申请实施例的机器人的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

[0030] 步骤S101，将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系下的上述轴向力和上述力矩，其中，上述轴
向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为绕上述髋臼锉的中心轴转动的力矩，
上述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上述
力控坐标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼缘
平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；

[0031] 步骤S102，根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上述力控坐标系的Z轴的夹角；

[0032] 步骤S103，根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反向力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相反；

[0033] 步骤S104，控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。

[0034] 上述机器人的控制方法中，首先，将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系下的上述轴向力和
上述力矩，其中，上述轴向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为绕上述髋臼
锉的中心轴转动的力矩，上述外力和上述外力矩为操作人员对上述髋臼锉施加的，上述力
控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上述力控坐
标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼缘平面为
上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；然后，根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根据
上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上述力控坐标系
的Z轴的夹角；之后，根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反向力矩，上
述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相反；最后，控制上述
机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。该控制方法通过将外力和/或外力
矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，以根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根
据上述力矩计算第一偏转角度，从而确定上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述
反向力矩，以对外力或者外力矩进行缓冲，防止髋臼过度磨损，解决了现有技术中难以避免
过度磨削的问题。

[0035] 需要说明的是，在附图的流程图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。

[0036] 还需要说明的是，上述机器人为一种串联机器人，用来跟踪患者关节位置，并辅助医生进行手术工具的定位置、定姿态等操作，具体地，上述机器人可以应用于关节置换手
术，关节置换手术为通过植入人工关节假体，替代患者病变的骨头，能够有效的缓解疼痛、
恢复运动量，改善生活质量，为安装髋关节假体，需对原髋关节骨质进行磨削处理，即上述
机器人控制髋臼锉对髋臼进行磨削，如图2所示，上述髋臼锉主要运动形式为沿运动轴线方
向的向下运动，绕磨削中心点的姿态变化运动，上述运动轴线为髋臼轴线，上述磨削中心点
为髋臼锉的对称轴与连接面的角点，上述连接面为上述髋臼锉的手柄和球形刀壳的连接
面，根据医生驱动力来顺应上述运动。

[0037] 本申请的一种实施例中，在根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩之前，上述方法还包括：建立髋臼坐标系，上述髋臼坐标系的原点位于髋臼的中心位
置，上述髋臼坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述髋臼坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上
述髋臼坐标系的Y轴与上述髋臼坐标系的X轴和上述髋臼坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼
缘平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；将上述髋臼坐标系沿Z轴的第一方向平移预
定距离，得到上述力控坐标系，上述第一方向为远离上述髋臼的方向。具体地，如图2所示，
上述髋臼坐标系P_Frame的原点位于髋臼的中心位置，以便于根据髋臼坐标系P_Frame的坐
标确定髋臼锉与髋臼的相对位置，建立上述力控坐标系F_Frame以便于磨削过程中的力控
柔顺调节，柔顺控制即导纳控制，是通过调节机器人末端位置与力之间的动态特性来实现
柔顺性，另外，上述预定距离可以根据实际情况进行选择。

[0038] 本申请的一种实施例中，在将上述髋臼坐标系沿Z轴的第一方向平移预定距离，得到上述力控坐标系之后，在根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩之
前，上述方法还包括：获取上述髋臼的第二偏转角度，上述第二偏转角度为第一姿态和第二
姿态的变换角度，上述第一姿态为前一检测时刻的上述髋臼的姿态，上述第二姿态为当前
检测时刻上述髋臼的姿态，上述前一检测时刻与上述当前检测时刻的时间间隔为姿态传感
器的检测周期；根据上述第二偏转角度确定是否更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系；
在确定更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系的情况下，重新建立上述髋臼坐标系和上述
力控坐标系。具体地，上述姿态传感器可以为视觉系统，通过视觉系统采集关节上安装的视
觉检测特征点，以确定上述髋臼的姿态，根据前后两次姿态检测确定髋臼的第二偏转角度，
更为具体地，视觉检测特征点构建髋关节坐标系，前后构建的髋关节坐标系的夹角即为上
述第二偏转角度，从而根据上述第二偏转角度确定髋臼位置是否发生变化，髋臼位置发生
变化，则更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系，重新建立上述髋臼坐标系和上述力控坐
标系，否则不更新。

[0039] 本申请的一种实施例中，根据上述第二偏转角度确定是否更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系，包括：在上述第二偏转角度小于第一偏转角度阈值的情况下，确定不更新
上述髋臼坐标系和上述力控坐标系；在上述第二偏转角度大于或者等于上述第一偏转角度
阈值的情况下，确定更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系。具体地，上述第二偏转角度的
检测是有误差的，上述第二偏转角度小于第一偏转角度阈值，即在检测误差的允许范围内，
则不更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系，上述第二偏转角度大于或者等于上述第一偏
转角度阈值，表明髋臼位置发生变化，则需要更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系，上述
第一偏转角度阈值可以根基实际情况进行选择，确保上述髋臼坐标系和上述力控坐标系的
准确性。

[0040] 本申请的一种实施例中，根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，包括：根据传递函数和上述轴向力计算得到上述位移，上述传递函数
为外力信息和位置信息的映射函数，上述外力信息包括上述轴向力和上述力矩，上述位置
信息包括上述位移和上述第一偏转角度；根据上述传递函数和上述力矩计算得到上述第一
2
偏转角度。具体地，上述传递函数可以为X（M +B+K）=F，其中，X为位移，F为轴向力，M为惯量
矩阵，矩阵中的数值采用固定值，B为阻尼系数矩阵，矩阵中的数值为阻尼参数，低阻尼参数
可以提高机器人对操作者交互力的跟随能力，使得操作者可以通过较小的作用力就能使机
器人跟随其做柔顺移动，K为刚度系数矩阵，增加刚度系数时，单位作用力上产生的位移就
变小，即需要用更大的力才能拉动关节，反之，减少刚度系数时，单位作用力上产生的位移
2
就变大，用很小的力就能使关节产生较大的位移，上述传递函数还可以为 （M+B+K）=τ，其
中， 为第一偏转角度，τ为力矩。另外，参数M、B、K参数符合以下映射关系，√K/M≈5，B/√
MK≈1，以避免产生振荡问题。

[0041] 本申请的一种实施例中，在根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度之前，上述方法还包括：在上述轴向力大于轴向力阈值的情况下，将
上述轴向力更新为上述轴向力阈值；在上述力矩大于力矩阈值的情况下，将上述力矩更新
为上述力矩阈值。具体地，上述方法将对髋臼锉施加轴向力和力矩分别限制在轴向力阈值
和力矩阈值，防止髋臼过度磨损，另外，上述轴向力阈值和上述力矩阈值可以根据实际情况
进行设置，以确保髋臼不会过度磨损。

[0042] 本申请的一种实施例中，根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反向力矩，包括：根据上述位移确定进入位移缓冲区域的距离，得到缓冲距离，上述移缓
冲区域为上述髋臼坐标系的Z轴上的线段，如图3所示；根据上述缓冲距离计算得到上述反
向力；根据上述位移确定进入姿态缓冲区域的角度，得到缓冲角度，上述移缓冲区域为上述
髋臼坐标系的Z轴绕上述髋臼坐标系的原点旋转形成的扇形区域，如图3所示；根据上述缓
冲角度计算得到上述反向力矩。具体地，上述反向力的计算公式为F阻力=Flimit•s/w，其中，F阻力
为上述反向力，Flimit为上述轴向力阈值，s 为上述缓冲距离，w为上述位移缓冲区域在Z轴上
宽度，上述反向力矩的计算公式为τ阻力=τlimit•a/θ，其中，τ阻力为上述反向力矩，Flimit为上述
力矩阈值，a为上述缓冲角度，θ为上述姿态缓冲区域的扇形角度，将上述缓冲距离s和上述
缓冲角度a即可计算得到上述反向力F阻力和上述反向力矩τ阻力。

[0043] 本申请的一种实施例中，控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩，包括：根据上述轴向力与上述力矩确定主动力，上述主动力为上述轴向力或者上述
力矩；控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述主动力对应的缓冲力，上述缓冲力包括上述
反向力和上述反向力矩。具体地，当主动力为z轴方向进给运动时，即上述主动力为上述轴
向力，只允许在z轴方向进行柔顺控制，即控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力，
当主动力为定点转动时，即上述主动力为上述力矩，只允许机器人绕磨削中心点进行柔顺
控制，即控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力矩，以保证磨削过程中的便捷以及
准确性。

[0044] 本申请的一种实施例中，根据上述轴向力与上述力矩确定主动力，包括：在第一比值大于第二比值的情况下，确定上述轴向力为上述主动力，上述第一比值为上述轴向力与
上述轴向力阈值的比值，上述第二比值为上述力矩与上述力矩阈值的比值；在上述第一比
值小于或者等于上述第二比值的情况下，确定上述力矩为上述主动力。具体地，在第一比值
大于第二比值的情况下，即F/Flimit > τ/τ limit，则上述轴向力为上述主动力，反之，F/Flimit 
≤ τ/τ limit，则上述力矩为上述主动力。

[0045] 本申请实施例还提供了一种机器人的控制装置，需要说明的是，本申请实施例的机器人的控制装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于机器人的控制方法。以下对本
申请实施例提供的机器人的控制装置进行介绍，机器人用于控制髋臼锉对髋臼进行磨削。

[0046] 图4是根据本申请实施例的机器人的控制装置的示意图。如图4所示，该装置包括：

[0047] 处理单元10，用于根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，上述轴向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为绕上述髋臼锉的中心轴转动的
力矩，上述外力和上述外力矩为操作人员对上述髋臼锉施加的，上述力控坐标系的Z轴与髋
臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上述力控坐标系的Y轴与上述力
控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼缘平面为上述髋臼的杯口外边
缘所处的平面；

[0048] 计算单元20，用于根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上述力控坐标系的Z轴的夹角；

[0049] 确定单元30，用于根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反向力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相反；

[0050] 控制单元40，用于控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。

[0051] 上述机器人的控制装置中，处理单元将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系下的上述轴向力
和上述力矩，其中，上述轴向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为绕上述髋
臼锉的中心轴转动的力矩，上述外力和上述外力矩为操作人员对上述髋臼锉施加的，上述
力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上述力控
坐标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼缘平面
为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；计算单元根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，
并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上述力控
坐标系的Z轴的夹角；确定单元根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反
向力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相反；控制
单元控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。该控制装置通过将外
力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，以根据上述轴向力计算上述髋臼锉
的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，从而确定上述机器人对上述髋臼锉施加上述
反向力和上述反向力矩，以对外力或者外力矩进行缓冲，防止髋臼过度磨损，解决了现有技
术中难以避免过度磨削的问题。

[0052] 还需要说明的是，上述机器人为一种串联机器人，用来跟踪患者关节位置，并辅助医生进行手术工具的定位置、定姿态等操作，具体地，上述机器人可以应用于关节置换手
术，关节置换手术为通过植入人工关节假体，替代患者病变的骨头，能够有效的缓解疼痛、
恢复运动量，改善生活质量，为安装髋关节假体，需对原髋关节骨质进行磨削处理，即上述
机器人控制髋臼锉对髋臼进行磨削，如图2所示，上述髋臼锉主要运动形式为沿运动轴线方
向的向下运动，绕磨削中心点的姿态变化运动，上述运动轴线为髋臼轴线，上述磨削中心点
为髋臼锉的对称轴与连接面的角点，上述连接面为上述髋臼锉的手柄和球形刀壳的连接
面，根据医生驱动力来顺应上述运动。

[0053] 本申请的一种实施例中，上述装置还包括生成单元，上述生成单元包括第一生成模块和第二生成模块，其中，上述第一生成模块用于在根据外力和/或外力矩转换为力控坐
标系下的轴向力和力矩之前，建立髋臼坐标系，上述髋臼坐标系的原点位于髋臼的中心位
置，上述髋臼坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述髋臼坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上
述髋臼坐标系的Y轴与上述髋臼坐标系的X轴和上述髋臼坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼
缘平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；上述第二生成模块用于将上述髋臼坐标系沿
Z轴的第一方向平移预定距离，得到上述力控坐标系，上述第一方向为远离上述髋臼的方
向。具体地，上述髋臼坐标系P_Frame的原点位于髋臼的中心位置，以便于根据髋臼坐标系
P_Frame的坐标确定髋臼锉与髋臼的相对位置，建立上述力控坐标系F_Frame以便于磨削过
程中的力控柔顺调节，柔顺控制即导纳控制，是通过调节机器人末端位置与力之间的动态
特性来实现柔顺性，另外，上述预定距离可以根据实际情况进行选择。

[0054] 本申请的一种实施例中，上述装置还包括重建单元，上述更新单元包括获取模块、第一确定模块和更新模块，其中，上述获取模块用于在将上述髋臼坐标系沿Z轴的第一方向
平移预定距离，得到上述力控坐标系之后，在根据外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的
轴向力和力矩之前，获取上述髋臼的第二偏转角度，上述第二偏转角度为第一姿态和第二
姿态的变换角度，上述第一姿态为前一检测时刻的上述髋臼的姿态，上述第二姿态为当前
检测时刻上述髋臼的姿态，上述前一检测时刻与上述当前检测时刻的时间间隔为姿态传感
器的检测周期；上述第一确定模块用于根据上述第二偏转角度确定是否更新上述髋臼坐标
系和上述力控坐标系；上述更新模块用于在确定更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系的
情况下，重新建立上述髋臼坐标系和上述力控坐标系。具体地，上述姿态传感器可以为视觉
系统，通过视觉系统采集关节上安装的视觉检测特征点，以确定上述髋臼的姿态，根据前后
两次姿态检测确定髋臼的第二偏转角度，更为具体地，视觉检测特征点构建髋关节坐标系，
前后构建的髋关节坐标系的夹角即为上述第二偏转角度，从而根据上述第二偏转角度确定
髋臼位置是否发生变化，髋臼位置发生变化，则更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系，重
新建立上述髋臼坐标系和上述力控坐标系，否则不更新。

[0055] 本申请的一种实施例中，上述第一确定模块包括第一确定子模块和第二确定子模块，其中，上述第一确定子模块用于在上述第二偏转角度小于第一偏转角度阈值的情况下，
确定不更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系；上述第二确定子模块用于在上述第二偏转
角度大于或者等于上述第一偏转角度阈值的情况下，确定更新上述髋臼坐标系和上述力控
坐标系。具体地，上述第二偏转角度的检测是有误差的，上述第二偏转角度小于第一偏转角
度阈值，即在检测误差的允许范围内，则不更新上述髋臼坐标系和上述力控坐标系，上述第
二偏转角度大于或者等于上述第一偏转角度阈值，表明髋臼位置发生变化，则需要更新上
述髋臼坐标系和上述力控坐标系，上述第一偏转角度阈值可以根基实际情况进行选择，确
保上述髋臼坐标系和上述力控坐标系的准确性。

[0056] 本申请的一种实施例中，上述计算单元包括第一计算模块和第二计算模块，其中，上述第一计算模块用于：根据传递函数和上述轴向力计算得到上述位移，上述传递函数为
外力信息和位置信息的映射函数，上述外力信息包括上述轴向力和上述力矩，上述位置信
息包括上述位移和上述第一偏转角度；上述第二计算模块用于根据上述传递函数和上述力
2
矩计算得到上述第一偏转角度。具体地，上述传递函数可以为X（M+B+K）=F，其中，X为位移，
F为轴向力，M为惯量矩阵，矩阵中的数值采用固定值，B为阻尼系数矩阵，矩阵中的数值为阻
尼参数，低阻尼参数可以提高机器人对操作者交互力的跟随能力，使得操作者可以通过较
小的作用力就能使机器人跟随其做柔顺移动，K为刚度系数矩阵，增加刚度系数时，单位作
用力上产生的位移就变小，即需要用更大的力才能拉动关节，反之，减少刚度系数时，单位
作用力上产生的位移就变大，用很小的力就能使关节产生较大的位移，上述传递函数还可
2
以为 （M+B+K）=τ，其中， 为第一偏转角度，τ为力矩。另外，参数M、B、K参数符合以下映射
关系，√K/M≈5，B/√MK≈1，以避免产生振荡问题。

[0057] 本申请的一种实施例中，上述装置还包括更新单元，其中，上述更新单元包括第一更新模块和第二更新模块，其中，上述第一更新模块用于在根据上述轴向力计算上述髋臼
锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度之前，在上述轴向力大于轴向力阈值的情况
下，将上述轴向力更新为上述轴向力阈值；上述第二更新模块用于在上述力矩大于力矩阈
值的情况下，将上述力矩更新为上述力矩阈值。具体地，上述方法将对髋臼锉施加轴向力和
力矩分别限制在轴向力阈值和力矩阈值，防止髋臼过度磨损，另外，上述轴向力阈值和上述
力矩阈值可以根据实际情况进行设置，以确保髋臼不会过度磨损。

[0058] 本申请的一种实施例中，上述确定单元包括第二确定模块、第三确定模块、第三计算模块和第四计算模块，其中，上述第二确定模块用于根据上述位移确定进入位移缓冲区
域的距离，得到缓冲距离，上述移缓冲区域为上述髋臼坐标系的Z轴上的线段，如图3所示；
上述第三计算模块用于根据上述缓冲距离计算得到上述反向力；上述第三确定模块用于根
据上述位移确定进入姿态缓冲区域的角度，得到缓冲角度，上述移缓冲区域为上述髋臼坐
标系的Z轴绕上述髋臼坐标系的原点旋转形成的扇形区域，如图3所示；上述第四计算模块
用于根据上述缓冲角度计算得到上述反向力矩。具体地，上述反向力的计算公式为F阻力=
Flimit•s/w，其中，F阻力为上述反向力，Flimit为上述轴向力阈值，s 为上述缓冲距离，w为上述
位移缓冲区域在Z轴上宽度，上述反向力矩的计算公式为τ阻力=τlimit•a/θ，其中，τ阻力为上述反
向力矩，Flimit为上述力矩阈值，a为上述缓冲角度，θ为上述姿态缓冲区域的扇形角度，将上
述缓冲距离s和上述缓冲角度a即可计算得到上述反向力F阻力和上述反向力矩τ阻力。

[0059] 本申请的一种实施例中，上述控制单元包括第四确定模块和控制模块，其中，上述第四确定模块用于根据上述轴向力与上述力矩确定主动力，上述主动力为上述轴向力或者
上述力矩；上述控制模块用于控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述主动力对应的缓冲
力，上述缓冲力包括上述反向力和上述反向力矩。具体地，当主动力为z轴方向进给运动时，
即上述主动力为上述轴向力，只允许在z轴方向进行柔顺控制，即控制上述机器人对上述髋
臼锉施加上述反向力，当主动力为定点转动时，即上述主动力为上述力矩，只允许机器人绕
磨削中心点进行柔顺控制，即控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力矩，以保证磨
削过程中的便捷以及准确性。

[0060] 本申请的一种实施例中，上述第四确定模块包括第三确定子模块和第四确定子模块，其中，上述第三确定子模块用于在第一比值大于第二比值的情况下，确定上述轴向力为
上述主动力，上述第一比值为上述轴向力与上述轴向力阈值的比值，上述第二比值为上述
力矩与上述力矩阈值的比值；上述第四确定子模块用于在上述第一比值小于或者等于上述
第二比值的情况下，确定上述力矩为上述主动力。具体地，在第一比值大于第二比值的情况
下，即F/Flimit > τ/τ limit，则上述轴向力为上述主动力，反之，F/Flimit ≤ τ/τ limit，则上述
力矩为上述主动力。

[0061] 上述机器人的控制装置包括处理器和存储器，上述处理单元、计算单元、确定单元和控制单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序
单元来实现相应的功能。

[0062] 处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中难以避免过度磨削的问题。

[0063] 存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存
储芯片。

[0064] 本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述方法。

[0065] 本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述方法。

[0066] 本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：（方法权项步骤，独权+从
权）。

[0067] 步骤S101，将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系下的上述轴向力和上述力矩，其中，上述轴
向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为绕上述髋臼锉的中心轴转动的力矩，
上述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上述
力控坐标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼缘
平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；

[0068] 步骤S102，根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上述力控坐标系的Z轴的夹角；

[0069] 步骤S103，根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反向力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相反；

[0070] 步骤S104，控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。

[0071] 本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

[0072] 本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

[0073] 步骤S101，将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系下的上述轴向力和上述力矩，其中，上述轴
向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为绕上述髋臼锉的中心轴转动的力矩，
上述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上述
力控坐标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼缘
平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；

[0074] 步骤S102，根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上述力控坐标系的Z轴的夹角；

[0075] 步骤S103，根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反向力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相反；

[0076] 步骤S104，控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。

[0077] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

[0078] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为
一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或
者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互
之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连
接，可以是电性或其它的形式。

[0079] 上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0080] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

[0081] 上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术
方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件
产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中，包括若干指
令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实
施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括：U盘、只读存储器
（ROM，Read‑Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟
或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0082] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

[0083] 1）、本申请的机器人的控制方法中，首先，将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系下的上述轴
向力和上述力矩，其中，上述轴向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为绕上
述髋臼锉的中心轴转动的力矩，上述外力和上述外力矩为操作人员对上述髋臼锉施加的，
上述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上述
力控坐标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼缘
平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；然后，根据上述轴向力计算上述髋臼锉的位移，
并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上述力控
坐标系的Z轴的夹角；之后，根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度确定反向
力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相反；最后，
控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。该控制方法通过将外力
和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，以根据上述轴向力计算上述髋臼锉的
位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，从而确定上述机器人对上述髋臼锉施加上述反
向力和上述反向力矩，以对外力或者外力矩进行缓冲，防止髋臼过度磨损，解决了现有技术
中难以避免过度磨削的问题。

[0084] 2）、本申请的机器人的控制装置中，处理单元将施加在髋臼锉上外力转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，和/或将施加在髋臼锉上外力矩转换为上述力控坐标系下的上
述轴向力和上述力矩，其中，上述轴向力为平行于上述力控坐标系的Z轴的力，上述力矩为
绕上述髋臼锉的中心轴转动的力矩，上述外力和上述外力矩为操作人员对上述髋臼锉施加
的，上述力控坐标系的Z轴与髋臼缘平面垂直，上述力控坐标系的X轴与人体冠正面垂直，上
述力控坐标系的Y轴与上述力控坐标系的X轴和上述力控坐标系的Z轴分别垂直，上述髋臼
缘平面为上述髋臼的杯口外边缘所处的平面；计算单元根据上述轴向力计算上述髋臼锉的
位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，上述第一偏转角度为上述髋臼锉的中心轴与上
述力控坐标系的Z轴的夹角；确定单元根据上述位移确定反向力，并根据上述第一偏转角度
确定反向力矩，上述反向力与上述轴向力的方向相反，上述反向力矩与上述力矩的方向相
反；控制单元控制上述机器人对上述髋臼锉施加上述反向力和上述反向力矩。该控制装置
通过将外力和/或外力矩转换为力控坐标系下的轴向力和力矩，以根据上述轴向力计算上
述髋臼锉的位移，并根据上述力矩计算第一偏转角度，从而确定上述机器人对上述髋臼锉
施加上述反向力和上述反向力矩，以对外力或者外力矩进行缓冲，防止髋臼过度磨损，解决
了现有技术中难以避免过度磨削的问题。

[0085] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。