微创手术和普通的开放式手术相比较，具有创伤小、减轻患者疼痛、术后痊愈快等优点，有利于提高手术质量与安全性、降低医疗成本，是现代外科手术发展的必然趋势。微创手术机器人则是集诸多学科为一体的新型交叉研究领域，它的运用很好地克服了普通微创手术的不足，不仅能够减小医生的工作强度，还可显著提高手术质量，因而近些年来一直受到人们的广泛关注，成为机器人领域最为热门的研究方向之一。在国家“863”计划项目资助下，本文对腹腔微创手术机器人核心部分的远心定位机构进行了详细的结构设计、优化及相关技术的研究。首先，本文进行腹腔微创手术机械臂远心定位机构的结构设计。在对微创手术的作业要求及运动自由度等参数分析的基础上，确定机械臂的最终构型，提出新型的远心机构方案并对其进行详细的机械结构设计；根据手术过程中远心机构的受力情况，对其关键构件进行静力学分析与横截面参数优化分析；由实际手术对机器人的要求，通过计算的方法对各关节伺服电机进行了选型。其次，对腹腔微创机械臂及其远心机构进行运动学及动力学分析。运用D-H法进行机械臂的正运动学求解，并以此绘制机械臂的工作空间；采用反变换法求取机械臂的运动学逆解；在此基础上利用矢量积法计算机械臂的雅可比矩阵；另外，运用拉格朗日方程法对机械臂远心机构进行动力学分析，并通过动力学仿真验证了动力学方程的合理性。再次，通过分析机械臂远心机构基于条件数的若干性能指标，对其进行整体的构型优化；以衡量机械臂灵活性的可操作度指标作为优化目标对机械臂被动关节进行臂长优化，以提高机械臂的灵活性和避障能力。最后，基于对微创手术过程的分析，利用动力学仿真软件ADAMS对机械臂的整体运动及远心机构典型运动等过程进行了虚拟仿真。通过观察机械臂的实际运行效果，验证机械臂尺寸综合优化的合理性，以及机械臂远心机构设计的有效性。