核磁共振成像(MRI)导航手术机器人的应用是未来微创介入手术发展的重要方向,但是核磁仪设备具有空间小、磁场高的特点,严重限制了机器人技术在核磁环境下的应用,因此对MRI导航的治疗机器人的研究具有十分重要的理论意义和应用价值。本研究致力于开发一套医用手术机器人系统,用于核磁图像导航下的乳腺癌穿刺活检或近距离粒子植入手术,该系统属于医学与机械的交叉领域。本课题结合MRI的特点,针对乳腺癌活检手术,对用于核磁环境下的手术机器人进行了研究。其中主要完成研究工作与成果有:首先研究了核磁环境下的兼容性问题,兼容性问题包括:材料兼容性、结构兼容性和驱动兼容性;其次对机器人进行结构设计。根据核磁环境下乳腺治疗手术的特点提出机器人系统的设计方案,确定机器人类型为串联式,将机器人拓扑结构分为三个模块。机器人系统的传动方式为丝传动远程驱动电机,目的是将驱动源安放在核磁仪之外,从而使机器人系统满足核磁兼容性,并且增加机构设计灵活性。利用SolidWorks软件建立乳腺穿刺手术机器人的三维模型;然后对机器人系统进行运动学分析,采用D-H法建立机器人系统坐标系,由坐标变换矩阵,推导出机器人运动学的正解和逆解;利用MATLAB软件绘制机器人末端执行机构的工作空间;利用ADAMS/View软件对乳腺穿刺手术机器人系统进行运动仿真分析,采用直接导入法导入三维模型,通过添加约束、驱动和接触,并将乳腺模型刚性体转换为柔性体,仿真出末端执行器穿刺针与组织及移动板与组织的接触力曲线以及穿刺针的位移、速度、加速度曲线图;最后利用ANSYS/Workbench对机器人整体进行静力学分析,得到机器人每个零件结构的应力与变形,并在静载荷的环境下对手术床整体和进行了受力分析。本文通过设计乳腺穿刺手术机器人结构以及对机器人系统进行分析,证明了机器人总体设计方案合理,为乳腺治疗机器人的进一步研究奠定了坚实的基础。