在科学技术迅速发展的今天,机器人已在各种工业、农业、商业、旅游业、空中和海洋以及国防等领域获得越来越普遍的应用,人们利用机器人完成一些自己无法完成的高难度操作。近年来,机器人技术在医疗领域的发展,也得到了人们的广泛关注,医疗机器人的诞生代表着科学技术的又一次重大突破。血管介入手术机器人是医疗机器人的典型代表,它既能辅助医生完成复杂的手术操作,还能保护医生免受X-射线的伤害。但是,就目前的血管介入手术机器人而言,仍存在一些待解决的问题。因此,本文从提升血管介入手术机器人操作安全性和透明性角度出发,展开相关研究,具体内容如下:首先,针对从操作器的结构影响手术导管受力检测的问题,本文设计了一个适用于血管介入手术机器人的力传感器。该力传感器是基于电阻应变片全桥电路原理设计的,在完成了力传感器内部夹具力评估实验以及力传感器的标定实验后,该力传感器被安装在从操作器的前端。这样做的目的是直接测量手术导管在轴向运动过程中受到的阻力,削除机械传动结构对手术导管受力检测的影响,提升手术操作的透明性。其次,针对血管介入手术机器人主从端轴向同步运动误差大的问题,本文改进原有的从操作器。采用测量精度比较高的增量式光电编码器测量手术导管的位移,并通过位移误差补偿的控制方法,减小了主从端轴向同步运动的位移误差,保证手术的安全性。另外,血管介入手术机器人系统采用的是主从式控制方法,需要医生操作主操作器控制从操作器完成手术任务。针对医生脱离病人侧而无法获得一些重要信息的问题,本文基于LabVIEW编程语言设计了一个血管介入手术机器人操作安全性预警系统。该系统除了能显示手术导管的受力信息和操作导管的运动信息外,还能通过绿色(表示安全)、黄色(表示警告)和红色(表示危险)指示灯的切换,提示操作者当前手术导管受力状态,避免血管被刺破现象的产生。此外,该系统可以根据患者的血管硬度参数,调整血管受力安全阈值,使得该系统应用范围更广。最后,本文详细的介绍了实验平台,实验设置。完成了主从端力反馈评价实验、力传感器测试实验、手术导管前端碰撞力检测实验、主从端轴向同步运动实验和主从径向同步运动实验。实验结果表明:血管介入手术机器人系统具有良好的力反馈性能,误差在20mN以内;自主开发的力传感器是可行的;在位移误差补偿控制方法的作用下,主从端轴向同步运动误差在±1.2mm之间,主从端径向同步运动误差在±2.5°之间;验证了血管介入手术机器人操作安全性实现方法的可行性和有效性。