现代医学影像检查中,超声扫描由于具有检查成本低、无危害性、成像效率高等优点,而被广泛应用于人体器官的疾病诊断。超声成像质量在很大程度上取决于医生的专业技能,在偏远贫困地区,经验丰富的超声技师较少,超声的应用会非常受限;此外,超声检查过程中超声技师往往需要保持长期不舒服的姿势,也会造成技师们重复性的肌肉损伤。因此,主从式遥操作机器人辅助超声成像技术研究工作对于解决这问题具有重要的现实意义。本文针对主从异构机器人辅助超声成像系统,搭建了相应的实验平台,开展了运动控制、力觉反馈和系统中随机误差传递等关键性技术的研究,主要内容如下:首先,根据超声扫描任务需求选择了建立主从式控制系统,调研了主从式系统的控制策略的研究现状以及系统稳定性和透明性的分析方法并选定了位置—力双边控制策略,并且对主从映射算法进行了总结。其次,搭建了主从式机器人辅助超声成像系统,并介绍了总体系统框架和主手子系统、从手子系统的具体组成部分。描述了系统软件层次上需要实现的功能,以及功能实现中的开发平台、语言和使用到的函数库,确定了从手与主端电脑通信时的通信端口、通讯方式的选择。第三,提出了超声机器人扫描系统中的双边控制策略。关于运动控制,首先通过D-H法对连杆机构建立了模型,推导了在齐次变换下的运动方程,然后分析了机器人学中的姿态表示方法,通过对主、从手建模,推导了主手的正运动学方程和从手正、逆运动学方程,继而分析了主从手的工作空间,针对超声扫描任务需求提出了位姿分离式的主从速度控制方法。关于力反馈的实现,详细阐述了主手的二次开发中HDAPI的使用,给出了力渲染程序开发的工作流程。第四,介绍了机器人中的误差的来源与性质,针对系统的随机误差,推导了单次旋转操作中误差的协方差矩阵在不同参考系下的转化,继而推导了误差在串联链传递下的协方差矩阵关系。针对超声机器人系统的主从位姿分离式速度控制策略,提出了位姿误差协方差矩阵传递表达式。最后,为验证主从式机器人辅助超声成像系统的可行性和系统策略的有效性,分别对系统的运动控制、力反馈效果和误差传递性进行了实验分析。实验表明,在不考虑机器人固有噪声时,系统的主从跟随良好;力反馈策略有助于帮助医生判断探头位置且能给医生提供临场感。模拟实验验证了误差传递算法的有效性。