随着腹腔镜手术的快速发展，在医生的手术技能方面人们又有了新的要求。一般而言，医生娴熟的操作手法来自大量的临床经验。而虚拟腹腔镜手术系统可以通过构建患者腹腔内三维虚拟场景、模拟腹腔镜手术基本过程等方法，帮助训练医生的基本手术技能。与传统的培训方式不同，虚拟腹腔镜手术系统能够反复多次练习而不用担心标本、场地和手术安全等问题，不仅训练代价小，同时缩短了培训周期。有些虚拟手术系统还具有辅助确定手术方案、评估医生手术过程等作用。为了给操作者真实感和沉浸感，虚拟手术系统都会选择机械手作为人机交互的接口。国内研究机构在机械手的选择上面基本上都是以Phantom系列等国外设备为主，自主研发的很少。针对上述情况，本文对虚拟腹腔镜手术智能集成机械手部分进行了研究。主要工作如下：（1）提出了取代鼠标和键盘交互的智能集成机械手需求，包括该机械手的基本功能和规格参数。（2）根据机器人正运动学DH（Denavit-Hartenberg）表示法推导了本机械手构型的末端位置和姿态公式，并对相关参数进行测试。（3）在unity平台上实现了串口通信：尝试了串口数据接收的两种方法，选择了定时查询机制；采用多线程、队列的数据结构确保了在处理串口数据时，串口的接收没有任何遗漏，并进行模拟验证。（4）完成了姿态矩阵到欧拉角的转换以及姿态矩阵到四元数的转换，并把操作手应用到虚拟腹腔镜胆囊切除手术中，实现了对虚拟手术器械模型的控制。本机械手设备可以实现对手术器械模型的运动控制，映射关系非常简单直接，并且跟键盘鼠标的操作方式有本质区别，便于操作者使用，能够给使用者带来一定的手术沉浸感。