外科微创手术机器人进行外科手术时,由于创伤小,术后恢复快等优点,格外受到医师与患者的青睐。微创手术是一种兼具精确性和稳定性的操作,不但要求机器人机构具有精确的定位能力,还要求具有高刚度、抗振动的特性,以避免手术中使用的手术仪器运行时导致的操作不稳定。本论文结合临床工作要求,对外科微创手术机器人开展设计研究,所有的执行关节,采用钢丝绳驱动的方式,进行结构设计。选取外科微创手术中的脊柱微创手术进行重点设计。首先,根据设计指标,确定要设计一款五自由度的脊柱微创手术机器人。由给定的负载,速度,精确度等要求对传感器,组合电机,控制器等电器元件进行选型。根据钢丝绳单向受力的特性,设计钢丝绳的走线位置与各个关节的结构,在末端执行器上安装六维力传感器,采用力反馈的方式,使医生操作时更加贴近实际手感。使用SolidWorks软件对结构进行三维建模与细化,进行运动学正反解与工作空间分析。并且在加工整套零件之前,研制了简化的实验台,用来验证绳驱动方案的可行性。外科微创手术面临着前所未有的发展机遇,其具有精确度高,准确度好,稳定,不易疲劳,并发症少,术者X线暴露量少,恢复快,住院时间短,操作灵活等优点。而绳驱动可以减轻手术机器人的质量与造价,并且低噪声、无空回,高刚度,小惯量,传动平稳和维护费用较低。将二者技术结合研制的绳驱动脊柱微创手术机器人具有较大的研究价值。