仿生介入诊疗机器人开发已经成为国际医疗器械行业的热门课题。本文在充分研究了人体管腔的特点以及介入手术需要的基础上,提出了基于绳驱动技术的主动式介入导管设计方案。设计具有冗余自由度的绳驱动导管头端机械结构;利用SolidWorks三维造型软件建立介入式主动导管以及绳绕放机构的三维实体模型,并进行了干涉检查。针对本系统,提出了绳长在线测量方案。运用D-H参数法建立了导管主动弯曲头端运动学模型。针对导管的运动学正解问题,采用Newton-Raphson迭代法计算出各个绳长的数值解;针对运动学反解中自由度冗余问题,采用加权系数梯度投影法来进行了导管各个关节的运动学逆解计算;根据所建立的运动学模型求解出绳长关于关节转角的解析解;对各个关节间的绳长进行解耦分析。运用力锁合理论,对导管单个连杆上同一端的两个转角的范围进行了理论解算。根据计算结果,利用Monte-Carlo算法对导管关节工作空间以及导管主动头端工作空间进行了分析计算;在此基础上,根据单关节轨迹局部最优和整个导管轨迹全局最优的要求,提出了在外部环境已知时导管运动轨迹的规划算法。设计了步进电机驱动电路系统和导管运动控制系统,并编写了相应的驱动与控制程序;制作并调试了硬件电路板;制作了导管主动弯曲头端物理原型样机;进行了原型样机规划轨迹下的运动控制实验,结果表明,该导管能获得良好的运动精度,机械结构与控制系统设计方案正确可行。