随着技术的发展,医疗机器人逐渐成为重点的研究对象,尤其是应用于微创手术的机器人。而人工微创手术存在着许多不稳定因素,比如医生长时间操作内窥镜引起肌肉颤震从而使得内窥镜视野不稳定,除此还存在着医生与助手之间沟通操作不协调的弊端。因此夹持内窥镜或夹持手术器械的半自动、全自动手术机器人逐渐成为机器人在医疗场景下的研究热点。但目前大部分手术机器人为专用手术机器人,其系统设计成本高,搭建周期长,研究门槛较高,而通用型连杆机械臂运动精度高,结构尺寸较小巧,价格适中,应用在医疗领域是一个不错的选择。因此,本文对使用通用型连杆机械臂实现医疗手术操作展开研究。为了解专用手术机器人与通用型机械臂之间的区别,本文根据现有的一台专用持镜手术机械臂,分析了该机构的特性,以此对比手术机器人与通用型机械臂应用于微创手术场景的利弊,由此研究使用通用型机械臂代替专用手术机器人实现手术内窥镜夹持操作的方法。本文分析了现有的用于夹持手术内窥镜机器人的运动学模型,得到了应用于微创手术场景下机器人所受到约束条件。同时分析了通用型机械臂的运动学模型,并根据运动学模型,能够实现在通用机械臂示教模式下,无需外部传感器,而仅仅由机械臂的关节角信息来估计末端工具所要通过套管针约束点的位置。在获取到末端工具所受套管针点的位置后,根据机械臂的运动学模型,分别得到了基于约束位置点在空间中固定及约束位置点随时间周期性变化两种情况下的机械臂约束运动模型。然后由约束模型决定的约束运动方程,实现对机械臂末端工具端点的速度控制与轨迹规划,并通过MATLAB仿真证明了约束控制的可行性。持镜手术机器人在使用过程中需要不断操作持镜臂从而调整末端内窥镜。而在操作过程中,只能获取内窥镜的图像信息,针对此问题,本文提出基于图像的视觉伺服控制器来实时追踪相机视野下的手术工具,调整相机视野使得手术工具始终处在相机良好的视野中。最后本文在通用型机械臂上搭建了简单的内窥镜实验,成功实现了微创手术场景下末端内窥镜的约束运动。