血管介入手术机器人可以辅助医生以更加高效,更加安全的方式完成血管介入手术,而且还能保护医生免受X-射线的伤害。目前的血管介入手术机器人研究中,仍然存在着缺乏导管导丝协同操作能力和缺少符合医生操作习惯且带有触觉反馈的主端操作器的问题。因此,本文从医生操作及手术安全性的角度出发,设计了一套全新的能够实现导管导丝协同操作的血管介入手术机器人系统。首先,本文对血管介入手术机器人系统中的主端操作器和从端操作器的结构进行了设计。所设计的主端操作器符合医生的操作习惯,并且具有向操作者提供触觉力反馈的功能。所设计的从端操作器具有良好的灵活性,能够模拟医生的双手完成导管和导丝的协同操作动作,同时在操作过程中能够实时检测出导管和导丝受到的轴向上的阻力,这两个力作为主端操作器触觉力反馈的输入量。其次,为了验证所设计主端操作器和从端操作器符合血管介入手术操作要求,分别对二者进行了特性评价。针对主端操作器上的触觉反馈装置进行了反馈力标定实验,验证其产生的反馈力和电压之间的关系,为后续控制系统设计奠定基础。针对从端操作器进行了三个评价实验,分别是夹具性能评估实验、运动性能评估实验和碰撞力检测评估实验,充分验证从端操作器的可行性。另外,为了运行整个血管介入手术机器人系统,本文对血管介入手术机器人控制系统进行了设计。由于系统集成复杂,涉及诸多电机和传感器的驱动,选择了符合要求的控制器,并且设计了合适的主从跟踪控制策略和力反馈控制策略,用于使整个系统具有良好的稳定性和精确性。最后,为了验证所提出的血管介入手术机器人系统的可行性,本文从主从运动跟踪性能和力反馈性能两个方面来评估整个系统。实验结果表明所设计的血管介入手术机器人系统操作导管的主从运动跟踪轴向运动平均误差为0.45mm,轴向最大误差为0.9mm,径向平均误差为1.39°,径向最大误差为2.2°。操作导丝的轴向运动平均误差为0.58mm,轴向最大误差为1.1mm,径向平均误差为1.71°,径向最大误差为2.4°。主从端导管力反馈最大误差为29m N,主从端导丝力反馈最大误差为25mN。