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在主从控制的手术机器人系统的开发中，主控端设备渲染了外科医生的手和远端环境之间的相互作用。在理想情况下，一个主控端设备应该同时具有6自由度的输入和力及力矩的输出。使用这样的设备，外科医生手的位置和指向就可以被很好地传递到从控端的机器人；与此同时，手也可以接收到力及力矩作用，以使环境的触觉反馈被外科医生感知。另一方面，一个拥有力及力矩输出的主控端设备可以进行自重力补偿，这样外科医生在手术过程中可以随时松开手以缓解疲劳。另外，当外科医生手移动的过快或者移向了错误的方向，力及力矩的渲染可以用来给医生以力反馈。 本研究提出了一个新颖的构建主控端设备的方法，实现了上述的主控端功能。首先，通过仔细分析系统的运动学性能和力学性能，得到了能够获得最佳操作性能的构型，并且据此进行了机械结构的设计。针对制造的设备，研究进行了运动学和力学的标定，获得了精准的位姿输入性能和线性的力学输出。最后，研究进行了性能量化实验来验证主控端设备的规格指标。 研究还完成了从控端手术机器人控制系统的设计，给出了完善的控制架构框图和控制算法，详细介绍了提升设备通讯速率和缩短伺服循环周期的创新性方法。 最后，主控端设备被成功集成在整个控制系统中，进行了实际的主从控制操作实验演示。