随着机器人技术的发展和技术的进步,机器人的控制越来越精确,实现的功能越来越多。机器人不再只是用在工业领域,越来越多的机器人设计用于外科手术。本文设计了一个脊柱手术中辅助医生的5自由度脊柱机器人。　　首先通过分析机器人需要的工作空间,提出机器人的机械臂方案。通过分析脊柱手术的特点,采用主被动控制模式进行控制。根据硬件系统特点设计主被动控制模式的程序流程。　　然后确定机构方案,采用D-H法进行机构运动学分析。用迭代法求解运动学逆解,并设计实验验证迭代法求解的运动学逆解收敛。分析机器人实际工作空间,然后设计机器人可视化仿真,并设计机器人辅助下的手术流程。　　接着设计基于 CISST的多任务控制系统,该手术机器人系统被分成10个模块,每一个模块都采用统一的通信协议和其它模块进行交互,通过数据处理模块分析,处理所有模块的数据,将各个模块有机结合起来,提高了控制系统程序设计效率,减少了设计时间。　　最后,重点分析了运动控制模块和轨迹规划模块。研究了运动控制模块中的主动控制算法、被动控制算法。考虑到手术过程中的安全性,为机器人运行设计了两个约束:直线约束、圆锥约束。