利用主从式微创手术机器人来辅助微创外科手术已经获得越来越广泛的应用和认可，不仅减少了病人的痛苦和术后恢复时间，也将医生从传统的微创手术中解放出来，提升了手术完成质量，医患双方都从这一新技术得到受益。主手是主从式微创手术机器人的一个重要组成部分，也是医生与从手之间传递信息，进行人机交互的载体，其性能的优劣直接影响着整个微创手术机器人系统性能的发挥。目前市面上的主手多是通用型，不能很好地满足机器人辅助微创手术的具体要求，因此设计一款面向微创手术机器人的主手是十分有必要的。本文在分析微创手术机器人对主手实际要求的基础上，开展主手的构型综合，确定主手为6+1个自由度，即获取位置信息的3自由度平动机构、获取转角信息的3自由度转动机构、控制手术器械末端开合操作的1自由度夹持机构。平动机构和夹持机构上能实现力反馈，反馈力由电机输出转矩加钢丝传动传递给人手。接着，根据所选取的机构构型和力反馈原理，进行了主手机构的详细机械设计，设计出的主手具有零点定位、限位安全、力反馈及重力补偿等功能。基于完成的主手机构，开展了平动机构的正逆运动学分析和转动机构的正运动学分析，通过关节空间速度到操作空间速度的映射推导出它们的雅克比矩阵。根据机构灵巧度指标完成了平动机构的尺寸优化，分析了机构的灵巧度和优化尺寸后的工作空间。最后在有限元分析软件中对主手模型进行了静刚度分析。进行主手的动力学分析，对机构模型做适当简化，根据虚功原理建立了主手的动力学方程。定义了力雅克比矩阵，建立关节电机输出力矩与主手末端所感受到力之间的映射关系，确定了实现力反馈的理论基础。基于动力学模型，选用PD控制作为力反馈控制方法，实现闭环的控制过程。在simulink中完成简化单关节的轨迹跟踪仿真，验证了该控制方法的有效性。最后，在ADAMS中建立主手样机，按照给定的关节驱动函数运行样机，测得关节转矩对比动力学计算结果，验证动力学方程的正确性。选择主手工作空间内的一段圆柱形螺旋线作为主手末端期望轨迹，结合之前的运动学与动力学分析结果，使用ADAMS和MATLAB完成主手的综合仿真，证明了本文理论分析的正确性。将动力学方程重力项作为电机转矩，通过仿真验证主手在给定测试点的重力补偿效果。