微创外科手术(Minimally Invasive Surgery,MIS)相较于传统的外科手术有很多优点,比如其医疗成本较低、术后恢复快、可减轻病人的痛苦等,因此微创外科手术在现代医学中越来越被重视。然而如果将当下热门的机器人技术与微创外科手术相结合,不仅能够有效的降低医生的劳动强度,还能提高手术的精度,因此医疗机器人成为当下的研究热点。首先,本文根据手术需求确定了手术机器人的设计要求,由设计要求对机器人的构型进行了详细的对比分析,根据得出的构型设计机器人的操作臂与远心机构,之后根据临床经验以及优化算法优化了机器人的操作臂部分,并得出机器人的最终结构构型。其次,根据设计的机器人构型,采用D-H矩阵法对机器人运动学正解进行分析,又采用几何法求出不同形态的机器人运动学逆解,最后通过矢量积法对机器人的雅克比矩阵进行了求解。再次,根据本文设计的机器人具有一个冗余操作臂的特性,将改进的梯度投影法应用到优化机器人的运动学中,并结合手术需要以及术前臂形设置情况,给出不同情况下的目标优化函数,最后用Matlab软件仿真研究了改进梯度投影法对机器人臂形设置的优化情况。最后,根据远心机构的设计要求,利用虚拟样机ADAMS仿真模拟了机器人远心机构的典型运动方式,通过绘制关节角度、角速度等曲线,观察机器人在不同运动方式下的实际运行效果,最后对关节力矩进行仿真,并与所计算的理论值进行对比,验证机器人远心机构设计的合理性。