本文紧密结合核磁共振环境下医疗手术的需求，设计了一套新型六自由度针刺手术机器手。采取分层设计，机器人由两平动并联平台、竖直高度调整模块、两自由度转头和针刺层四部分组成。同时开发出一种新型自导向丝传动方式，使机构灵活紧凑，更好满足了有限空间和核磁兼容性要求。综合运用矩阵法与矢量法求解正逆解和工作空间，建立速度映射模型得出雅克比矩阵，完成机构奇异性分析。以雅克比矩阵的条件数为基础构建一系列评价指标进行机器人的运动学尺度综合。在尺寸和传动角约束下得出优化尺寸，从而完成机器人的详细设计，使机器人获得良好的运动学性能和传动性能。针对新型丝传动方式，建立三种不同布置方式下的误差模型，从几何和运动学角度求得理论误差变化规律和影响因素。设计加工实验平台，并采用PMAC运动控制卡、超声波电机和光学编码器搭建控制系统，以完成新型丝传动的传动性能验证。实验结果定性显示，新型丝传动方式基本满足传动要求，但受传动丝弹性大小的影响，弹性越小传动性能越好。构建延迟时间、速度误差和速度波动等指标对丝传动性能进行量化分析和评价。本文提出的新型丝传动方式具有自导向功能，对于核磁环境下医疗手术机器人及其他复杂机构有较强的适用性。本文研究成果对手术机器人和核磁环境下的传动方式具有重要的理论意义和实用价值。