该论文主要对以下的内容进行了深入细致的研究:1.根据微操作机器人系统控制精度高的特点,提出合理的机器人体系结构(包括逻辑结构、物理结构),并对其软、硬件结构进行设计、研制和调试.该微操作机器人系统采用的是基于倒置式显微镜的七自由度的机械结构,两个微操作手是由微步长步进电机驱动的三维拼接式滚珠导轨微动平台;电气系统中采用了大量的图象、视觉处理模块,可以实时地对场景信息进行处理.2.对整个机器人系统的精确标定和校准,是该机器人系统运行操作精度的保证.根据微操作机器人系统的特点,采用基于摄像机显微成象系统的标定算法和策略,对微机器人的各重要参数进行了标准和标定.3.根据该类型机器人系统可选用传感器种类少的特点,在目前的系统和技术条件下,只能采用视觉传感器;由于视觉传感信息是平面信息,从平面的图象信息中获取立体的三维信息是该论文的一个研究重点.根据显微图象的空间域特性,以及光学系统成象模型,提出了基于点扩展函数及线扩展函数的梯度分布计算图象离焦量的方法,并对实际的图象进行了实验分析.4.显微视觉伺服控制的研究.由于该机器人系统可采用的位置或位移传感器几乎没有,微操作机器人在运动后到达的实际空间位置将不可控.为解决该问题,显微视觉伺服控制将是一个较佳的解决方案.μmμmμmμmμmμm该论文构建的微操作机器人系统能够满足大多数类型的微操作要求,具有较大的操作空间(25mm×25mm×25mm)平面的开环精度为2μm,闭环精度为1μm,纵向的校准精度为2μm左右,具有多种速度和加速度响应方式,单轴平移最高分辨率为40~50nm.该系统目前已经成功地对血癌细胞进行了分离,取得了令人满意的效果,展现了广阔的应用前景.