介入血管机器人的研制能有效弥补传统的血管介入设备自动化程度低，术者和患者暴露在辐射下时间长等缺陷，成为了学界又一个研究热点。本文在对国内外介入血管机器人研究动态现状进行充分分析的基础上，注意到微观生物界细菌的游动机理——鞭毛螺旋推进在低雷诺数，微观液体环境下具有高效和高适应的卓越性能，基于对鞭毛菌的模仿，提出了一种由新型刚性螺旋尾推进的游动机器人，进而对其运动机理进行理论分析，制作机器人实验样机。本文提出的仿生游动机器人设置有四根螺旋尾，分别布局在机器人机身两端，该设计可以使机器人得到前进，后退，转向等多个自由度。基于对机器人水下密封性以及运动时流体阻力的综合考虑，对机器人总体结构进行了设计，建立了机器人的三维模型。采用了ANSYS有限元分析软件对机器人关键零件进行静力学分析。通过理论建模分析，对螺旋尾结构、机器人机身外形以及两螺旋尾之间间距进行优化，以获得良好的运动性能。机器人在血管中的运动为三维空间运动，为了避免传统欧拉角建模带来的数学奇异点问题，本文基于四元数理论建立机器人的运动学模型。基于牛顿-欧拉方程建立了的机器人动力学模型。采用四阶龙格——库塔数值积分方法对机器人数学模型进行了数值仿真分析。之后，在RecurDyn软件环境下构建机器人虚拟样机系统，分析了机器人完成预定轨迹所需要的力与力矩，并在此基础上构建了机器人的控制规律。以此为依据，建立RecurDyn与Matlab/Simulink联合的交互式机械控制仿真系统，通过仿真分析机器人的运动性能。最后，加工了机器人外壳以及设计了基于两片ATmega8单片机的主从式硬件控制电路，完成了机器人原理样机制作。为了测试螺旋尾推进力与影响推进力大小因素的关系，设计了正交试验，并将试验结果与理论计算相比较，有较好的吻合性。利用制作完成的机器人样机，在模拟血液的油液环境中进行了整机运行实验，验证了机器人样机的运动性能。