腹腔镜手术是微创手术的一种,相对于开腹手术,腹腔镜手术具有创伤小、失血少、痛楚轻、恢复快等优点。腹腔镜手术器械是完成腹腔镜手术的关键器械,常规腹腔镜手术器械具有自由度少、灵活性低,器械内摩擦力大,导致力学信息衰减及医生疲劳,操作存在杠杆效应等缺点。手术机器人微器械可以部分解决上述问题,但是仍然存在缺乏必要的力反馈和灵活度的限制。本文结合国内外手术机器人研究现状,对面向腹腔镜手术的力反馈型微器械进行研究。论文首先针对腹腔镜手术力反馈的要求,结合腹腔镜手术特点,设计了具有高强度、高灵敏度的双层十字梁式传感器结构,并对该结构进行了数学建模和仿真分析,得到了结构的最优参数;根据传感器安装空间要求,确定应变片的放置位置和排布方式,设计了相应的电桥电路;针对传感器信号较小的问题,设计了专门的信号采集放大电路。其次,论文对传感器静态解耦进行了研究,确定了传感器解耦的方式,在此基础上,确定了传感器标定的方法。设计出三维力标定试验台,对传感器施加三个线性无关的力向量。最后对标定方法的误差以及标定系统的误差进行了分析,得出误差上限,为后续实现力反馈提供理论基础。最后通过分析手术操作过程,设计出了一种基于绳驱动的具有多个自由度的腕部结构,解决了腕部关运动的解耦问题以及欠驱动问题,实现了腕部的摆动和俯仰,针对腕部结构,设计出了微器械驱动机构。针对微器械需要经常更换的要求,设计出了快换接口,实现了微器械在机械臂上的快速定位,动力传递以及信号传递。