机器人在前列腺活检中的应用受到人体结构的限制，对机器人的结构及工作路径提出要求。为了使机器人的工作空间及末端运动方式能很好的适应前列腺活检的需求，实现在前列腺活检中，将微创医疗创伤小、病人痛苦轻、康复时间短、手术费用低的优点与机器人高精度、耐疲劳、抗感染等优点的结合，本文设计1P2R型前列腺活检机器人。根据对前列腺活检过程和人体最佳工作空间的研究，确定1P2R机器人的结构方案和基本尺寸。利用Solidworks建立虚拟样机并进行静力学分析。针对悬臂机器人的结构特点进行自重平衡设计，实现在无任何外加力矩、无减速器自锁、无刹车系统的情况下，机器人悬臂可在工作范围内任意位置悬停。利用Solidworks/Motion模块对该平衡系统进行动力学仿真。分析悬臂系统在安装平衡装置与不安装平衡装置的情况下工作时电机输出力矩峰值的变化规律，以评价平衡装置对电机工作环境的影响。利用MATLAB中的模块建立机器人运动学模型，对机器人进行工作空间分析和路径规划研究。利用机器人逆运动学分析给出一种穿刺路径规划算法，并用MATLAB仿真验证其可行性。为后期机器人控制系统的开发提供一定的理论依据。制作机器人样机，对悬臂平衡装置进行验证实验，以确定悬臂平衡装置对电机实际输出功率的影响情况。