肠道机器人的研究对消化道疾病的诊断和微创治疗具有重要的意义。传统的肠道内窥镜是依靠外界医生的推力、肠镜的自身刚度以及肠镜与肠道内壁之间的接触力推进至待检测部分的,其推入过程十分痛苦并且可能会导致肠道打结。以往的内窥镜机器人研究集中于全介入内窥镜机器人的研究,但由于其能源供给、病灶定位和诊疗操作控制的问题无法得到满意解决,研究一直停滞于样机研究阶段。解决现有问题的关键在于研制半介入式内窥镜肠道机器人,实现镜身的主动变形以适应肠道的狭小空间,减少甚至不与肠道内壁相接触,其研究的重点在于主动运动镜身模型的建立,分析其运动学特性和通过肠道的方法,控制机器人的运动。首先,论文从已有的肠道机器人的机械结构特点及其驱动方式入手,分析了机器人的关节变量与驱动绳长度之间的关系,并利用极限的思想得到了完全连续体机器人的关节变量与驱动绳长度之间的关系。对机器人关节位置运动学进行了分析,得到了从驱动绳长到关节末端的位姿的映射关系,并分析了关节的逆运动学以及机器人连续体化后对关节变量产生的误差。其次,论文基于Microsoft Visual C++及OpenGL,利用医学数据构造了人体肠道空间模型,并给出了其中心线在固定坐标系下的方程。建立起机器人仿真模型。利用已知的或者是由曲线拟合得到的肠道中心线方程,提出了一种基于机器人各关节的末端点位于中心线上的方法,在平面内采用二分法、在空间内采用布罗依登法获得机器人位姿方程组的解,对机器人的通过性进行了研究。并对机器人通过肠道时的误差进行了分析,比较了不同方法、不同关节长度的机器人通过肠道时的误差,并得出了机器人顺利通过肠道的必要条件。最后,研究了肠道机器人的控制系统并搭建了机器人实验平台。对单关节及多关节的运动学进行了验证,实验表明机器人的运动学分析结果与实际情况较为相符。并对机器人通过肠道模型进行了实验与分析,验证了通过方法的可行性。