微创、精确是现代外科手术发展的显著特征。凭借着创伤小,疼痛轻、恢复快等优点,微创手术得到了越来越广泛的应用。将机器人技术应用到微创手术中,能够显著提高微创手术的治疗效果,推动临床外科技术的发展。在机器人微创手术的术前设置阶段,医生需要手动调整各操作臂的臂型,将手术器械插入患者体内并调整好位姿。然而,操作臂关节间的阻力会阻碍手动位姿调整,因此,亟需针对微创手术机器人探索一种关节阻力补偿方法,提高关节的反向驱动性能。本文针对微创手术机器人从操作臂远心机构的结构及应用特点,分别对其转动关节和移动关节进行了反向驱动控制研究,然后以实际应用的微创手术机器人为对象建立了其反向驱动控制系统。首先根据远心机构的转动关节结构设计了简化的单关节实验台,并建立了关节的动力学模型。根据动力学模型分析运动过程中所受到的阻力,建立了实验台的阻力矩模型,并针对术前调整的运动特点选择了合适的摩擦模型。对于动力学模型中的未知参数,采用参数辨识的方法获得其实际值。为了获得可靠的关节运动状态,设计了状态观测器对关节状态进行估计,并通过仿真优化了观测器的参数。针对静摩擦力方向判断困难问题,本文设计了双向反向驱动控制方法,有效提高了反向驱动控制效果。由于移动关节采用钢丝绳传动形式,其柔性通常不可忽略,因此在分析了其传动规律的基础上,采用接触力学的知识为移动关节建立了柔性动力学模型。根据各段钢丝的传动关系及相应质量关系,确定了动力学模型中的未知参数。由于移动关节没有安装位置传感器,无法建立状态观测器,因此利用数字滤波的方法从伺服电机的码盘直接获得关节位置和速度等信息,用来计算反向驱动所需的电机输出力矩。在对转动关节和移动关节分别进行反向驱动研究的基础上,本文为微创手术机器人从操作臂的远心机构建立了完整的反向驱动控制系统。利用拉格朗日法为远心机构建立了动力学模型,得到各关节力矩的表达式以及动力学耦合关系。通过参数辨识实验得到各关节动力学参数的实际值。为远心机构建立了带有耦合项的关节状态观测器,获得准确的系统运动状态。最后通过实验验证该反向驱动控制方法的有效性,实验结果显示该方法能够大幅降低反向驱动力矩,并显著缓解了低速运动过程中的爬行现象。