近年来,随着眼科疾病的患病率逐年增加以及智能技术的发展,眼科手术机器人逐渐成为研究的热点与重点,其中结合医生丰富临床经验的主从控制眼科显微手术机器人更是重中之重。本文针对眼科手术中的白内障手术搭建了主从式眼科手术机器人系统。为解决狭窄空间中机器人手术安全问题,建立了多层安全约束模型,并在此基础上实现最优手术路径规划。为提高手术操作的安全性,本文实现了术中瞳孔自动识别与跟踪,并对手术器械交互作用力对眼球转动的影响进行了探讨,通过实验验证了机器人实现手术操做运动的控制算法。针对在白内障手术中手术器械在眼球的角巩膜处穿刺时,在交互作用力下会引起眼球的转动,对穿刺力矩对眼球眼外肌转动的影响进行了研究。根据解剖学参数建立眼球眼外肌模型,分析不同大小以及不同方向的穿刺力对眼球转动造成的转动情况,通过仿真表明穿刺力矩与眼球的转动角度之间存在非线性关系。在机器人辅助手术操作中,为了确定眼睛位置以及针对术中眼球位置有可能发生变动的问题,采用图像识别的方式实现对眼球坐标的位置跟踪。通过相机对不同位置和姿态下的眼睛进行采样识别,其实验结果表明识别精度比较高,跟踪可靠性好。在确定眼睛坐标位置的基础上,针对手术操作区域的特点建立了手术约束模型并进行不同约束区域的划分。结合所建约束以及临床手术操作流程对机器人辅助手术操作进行运动规划,实现机器人在不同的运动阶段的不同的控制。本文搭建了主从异构式机器人平台,主手和从手分别采用六自由度的Omega.6力反馈装置和UR5机器人,用Qt编写可视化的操作界面。根据上述操作规划,针对手术操作中手术器械需要围绕手术切口操作的要求,提出了主从异构远程运动中心(Remote Center of Motion,RCM)控制算法,成功实现机器人的RCM运动控制和对机器人矢量运动进行动态补偿。在矢量平移运动中,为了减少手术器械的振动,在机器人运动中对从手的速度实现动态控制,实验结果表明机器人运动更加平稳。为了提高操作者的体验感以及针对手术中特殊情况下眼球需要发生转动的情况,建立了具有虚拟力反馈的动态约束空间,实现将器械与眼球的交互力反馈到操作主手。实验结果表明当约束条件发生改变时,反馈到主手的力也会明显的发生变化,可有效提高操作的安全性。