近年来,微创外科手术作为外科手术中受益于机器人的一个应用获得了飞速的发展。然而许多微创外科手术机器人直接利用工业机器人,其系统的可靠性、安全性、可操作性都不能满足手术的要求。因此设计与研究适合于微创外科手术的机器人系统,是十分必要的课题。本文基于微创外科手术的要求对微创外科手术机器人从手的6自由度操作手进行了结构方案设计,重点设计了操作手的手指结构,对其所需夹持力和关节耦合等重要问题进行了理论分析,并试制出机械本体,为进一步研究与开发外科手术机器人系统奠定了坚实的基础。为了对微创外科手术机器人6自由度操作手进一步研究,采用D-H法求解了操作手的运动学正解,并根据运动学正解运用反变换法求解出此操作手的运动学逆解。并用MATLAB软件验证了正逆解的正确性和考察了逆运动学的多解性。并运用图解法做出了该操作手的工作空间。为了反映操作手对缝合线等物体的夹持能力,本文基于操作手的机构特点,研究了操作手指尖姿态、夹持物姿态及其两者关系,推导出指尖在某个夹持点对处于任意姿态的物体进行夹持时所需姿态的解析表达式,据此提出夹持灵活度的概念来反映指尖在该点的夹持能力,并借助于对本机构工作空间中离散点的夹持灵活性的分析确定出可用于指尖夹持的灵活空间,通过SimMechanics仿真验证了本结论的正确性。根据机构的特点,研究了此操作手的奇异性。进而分析了轨迹规划算法,选择了可用于实时控制,且不受机构奇异性限制的轨迹规划算法。并拟合出从手的缝合轨迹,通过此轨迹规划算法规划出操作手缝合时各个关节轨迹和关节速度曲线,并分析了规划后轨迹位置和姿态的误差。