微创机器人手术器械是微创手术机器人的重要组成部分。其机械结构设计优劣会直接影响系统性能,同时制约其他部分的研发设计。本文在国家自然科学基金项目资助下,对手术器械进行了详细的结构设计,运动学、性能、静力学、工作空间以及运动学仿真分析。首先,确定本文设计的微创手术器械为串联型六自由度。手术器械包括驱动系统、主体连杆、执行器部分和快换手指四部分。六个自由度分别为：肩关节偏转自由度、肘关节俯仰自由度、腕关节俯仰自由度、手腕自转自由度、指关节俯仰自由度和手指开合自由度。自转关节设计在腕关节与指关节间可避免多自由度器械在腔内自转时与腔内器官或其他器械发生干涉。设计快速更换手指,实现术中各种器械的快速更换。整个微创手术器械搭载于直线伸缩机构上,就可实现手术操作的全维运动,有效避免了体外机械臂间干涉问题。驱动系统后置,为保证器械直径小、质量轻且长距离传动,器械整体采用丝传动。最后对手术器械的钢丝绳进行受力分析,对钢丝绳进行了选型,并在此基础上进行了电机选型。其次,本文采用“D-H法”进行手术器械运动学坐标系的建立,且计算其末端执行器的正运动学,通过解析法进行逆运动学分析。针对2N条丝驱动N个自由度的丝传动系统,通过“回路分析法”,观察丝布局列写回路矩阵与驱动空间等效半径矩阵,结合传统机器人运动学,建立了手术器械驱动空间到笛卡尔空间的运动学映射关系,加快并简化运动学建模与分析过程。求取手术器械的雅可比矩阵,借助其奇异值,求解并分析手术器械的可操作度与灵巧度。最后,本文对手术器械进行各方面的分析,首先,对手术器械的关键件和主要承力件进行静力学分析,以确保手术器械各部件可靠。对手术器械进行工作空间分析,本手术器械的工作空间满足手术要求。最后,分别对手术器械进行了运动学正解与逆解仿真,验证了手术器械运动学正解和逆解的正确性和结构设计合理性。