随着语音识别技术、图像压缩和数据传输技术、计算机控制技术及新型材料研究的不断深入，以及机器人在操作稳定性、准确性、快速性等方面无可比拟的优势，医疗机器人需求不断增长，机器人在更广泛的医学领域得到应用。对于微创医疗手术机器人，手术器械是其完成手术的执行工具，是微创手术机器人系统的关键组成部分，近年了得到广泛关注与研究。本课题在国家“863”项目计划支持下展开机器人微创手术器械研究。在分析腹腔微创手术机器人的手术流程和典型的微创手术操作的基础上，对手术器械进行结构设计。手术器械分为手术器械本体模块和驱动平台模块。手术器械本体模块分为末端执行器、操作杆、传动盒和快换接口等。根据微创手术的需求，设计不同种类的末端执行器。由于需要长距离传动，采用钢丝绳实现传动盒与末端执行器之间的动力传递，驱动盒内设计有钢丝预紧机构实现钢丝绳预紧。快换机构采用上下非对称离合盘机构，当电机驱动的上离合盘转到配合位置时，弹簧作用，上离合盘顶入下离合盘，进行驱动。手术器械驱动模块为手术器械本体模块提供驱动力矩，由电机驱动结构、动力传递结构和手术器械接口三部分构成。为提高操作安全性，采用驱动电机后置的设计方案。由于电机驱动轴线与手术器械的驱动线轮轴线布置不平行，也采用绳驱动方案。动力传递结构使钢丝绳拉力传递到手术器械接口上的离合盘，当驱动模块与手术器械本体模块实现连接后，电机的驱动力矩就传递到器械的末端执行器，进行相应的手术操作。对手术器械进行静力分析与运动学分析。对于器械末端执行器的手指和腕部进行受力计算，并用ANSYS仿真分析；对操作杆校核了压杆稳定性和弯曲变形分析；对于电机和钢丝绳进行了选型。在运动学方面，得到手术器械末端位姿的转换矩阵，并对初始位姿进行了计算；并计算了夹钳类手术器械的运动学逆解，减速比和雅克比矩阵，并对手术钳进行了运动仿真。最后用手术器械，手术器械驱动平台，Maxon电机和Elmo控制卡，采用CAN通信搭建了手术器械实验平台，对手术器械进行操作性能测试，验证器械的运动性能、快换机构和记忆芯片等基础功能的实现。并进行主从控制实验，验证手术器械具有良好的操作性能。