随着输尿管软镜手术(Flexible ureteroscopy,FURS)技术的不断革新以及腔内治疗器械的日益微创化,软镜手术在尿石症治疗领域的重要性日渐突显。传统输尿管软镜手术操作空间狭小、术者易觉疲劳,影响了手术质量,术中存在辐射暴露风险。随着机器人技术的不断提高,各种内窥镜机器人得到了成功应用,软镜机器人的研制为提高软镜手术的安全性和人机工程学提供了有效手段。论文通过开展软镜机器人的需求分析与运动特征提取、机构设计与轻量化设计、双臂控制策略等方面的研究,设计开发和研制了一种面向肾结石治疗需求的软镜机器人主从系统,并进行了相关实验研究。首先,针对软镜机器人临床需求和运动特征,提出了软镜机器人主从系统工作方案和运动需求。设计从手持镜臂结构,通过Ansys进行轻量化设计和强度校核。设计从端底座结构并选型电机。通过功能性试验,证明了软镜机器人结构能够实现软管移动、旋转、弯曲以及光纤进退、软镜升降的功能。然后,针对软镜机器人的入口约束需求,提出双臂协同控制策略,集成从手硬鞘臂,建立D-H参数并求解含RCM约束的逆运动学算法,通过Matlab仿真绕RCM的旋转轨迹,并在Sim Mechanics中可视化,验证入口约束算法的有效性。通过仿真双臂机器人的工作空间点云图,验证工作空间满足设计要求。再者,在以上研究内容的基础上,设计主端远程控制台,并研制软镜机器人系统主从样机的基本型,在搭建的模拟手术平台上验证了软管末端能够遍历肾盏空间、运动轨迹较手动操作更平稳,试验还表明软管末端运动精度满足移动误差1mm、旋转误差1°的用户基本需求。开展的动物实验表明操作者的满意度较手动操作更高。