器械护士是外科手术中必备的人员之一,承担着术中向医生传递手术器械的重任,同时也是术中最易受伤和感染的医护人员。随着机器人技术的发展,一种取代器械护士向医生传递手术器械的外科手术器械护士机器人,逐渐成为国外研究的热点。本课题依靠国家863项目“面向新疆边远地区创伤医疗中心的智能骨科诊疗装备研究及应用示范”,对外科手术器械护士机器人进行深入研究。本论文根据外科手术中器械护士传递手术器械的过程和特点,设计了一种新颖的外科手术器械护士机器人,并进行了试验样机的研制和可实现功能的试验研究,具体研究内容如下:确定外科手术器械护士机器人的总体方案和系统状态机模型。该系统有机械本体、传感器系统、通信系统和控制系统组成,其中机械本体包括一个六自由度机械臂和手术器械储存装置;状态机模型的建立有助于系统在不同工作状态模式下转换,保证系统运行的稳定性。由于该系统应用在手术室无菌环境下,依据该机器人系统的理化性质和常用消毒灭菌法的特点,讨论选择了最适宜该系统的消毒灭菌方法。根据手术器械储存装置的功能和设计要求,完成该装置的结构设计。通过对装置储存盘进行静力学分析和储存层进行动力学分析,分析结果表明其满足设计要求;并根据该储存装置的工作特点和控制要求,确定了该装置的电机型号。完成了该储存装置样机的制造装配和性能测试试验。建立外科手术器械护士机器人的运动学数学模型,获得了运动学正逆解矩阵,并进行了验证。在此基础上,确定该机器人的可达工作空间,和外科手术器械护士机器人在手术室环境下的空间布局。建立外科手术器械护士机器人试验系统,完成了试验数据采集和系统调试,进行了对手术器械的“识别”、拾取、传递和返回试验,试验结果表明:该机器人系统“识别”准确,传递过程平稳,传递位置准确,基本实现了预定功能,满足设计要求。