近年来，微创手术辅助机器人系统的研究成为了医疗机器人技术的热点与难点。由于经皮穿刺微创手术辅助机器人系统在活体切片、靶向注射、短程放射性治疗以及神经外科手术等方面有着极为重要的应用，特别是在癌症早期诊断和治疗领域的优异表现，使之成为了微创手术辅助机器人系统目前研究的焦点与前沿。作为经皮微创手术最有力的核心技术，经皮穿刺斜角柔性针的控制技术能够在诸多方面代替传统的刚性针穿刺技术。在斜角柔性针穿刺的过程中，由于针尖斜面的存在，使得组织对针尖斜面产生侧向作用力，加之柔性针自身的刚度很低，致使针体产生弯曲。柔性针在组织中的轨迹完全受控于两个运动输入：轴向进给和周向转动。为了使得针体跟随预定轨迹，需要转动针轴来改变针尖斜面的方向，这会使得针体和组织之间有摩擦力的作用。鉴于此，本文首先分析了柔性针穿刺过程中影响针体弯曲曲率以及针体和组织之间摩擦力大小的因素。假设针轴在组织中是直线轨迹，运用力学基本原理对针轴直线进给和旋转运动时针体和针尖处的受力情况分别作了详细的理论分析，同时也考虑了针轴整体的受力情况。在柔性针穿刺的过程中，为了使得针尖更精确的到达病灶靶点，对斜角针切割组织的过程进行研究相当重要。斜角针与组织之间的切割机理借助材料的断裂机理同时结合能量守恒定律进行研究。为了使得针体跟随预定轨迹，基座处的转向装置需要转动一定的角度。由于针尖处的尺寸小于针体的尺寸，针尖被组织夹紧，组织对针尖斜面有正压力的作用。轴向转动使得柔性针刃部势必对劈开组织产生绞动，导致组织产生严重的变形甚至破坏。同时，刃部作用力的复杂性致使轴向转动的精度很难控制。为了减小转动误差，将针体退回一段距离，再进行柔性针的轴向转动，将相对容易控制。结合材料的时滞特性得到了柔性针退回距离的有效值。最后搭建了实验平台，并结合实验对针体弯曲和直线轨迹两种情形柔性针的受力情况作了相应的对比。针对柔性针穿刺过程中针轴直线进给和旋转运动两种情况下针尖和针体所受的力以及减小轴向转动误差的措施进行了实验验证。