精确定向和定位是经皮穿刺手术成功的首要条件。为了提高穿刺操作的精度，减少人为因素对手术效果的影响，机器人技术被引入到经皮穿刺手术中。在机器人辅助的经皮穿刺手术中，操作臂是穿刺操作的主体，对穿刺操作的定位和定向起到了重要的作用。　　本文以穿刺手术机器人的操作臂为研究对象，根据项目需求对操作臂的机械构型和运动学模型进行分析，形成了操作臂样机，并设计相关实验对操作臂的主要性能进行了测试。主要工作包括以下内容：　　1.根据穿刺手术的实际需求，分析了操作臂的自由度数目和机构布局形式，并通过分析手术操作空间与操作臂基座的几何关系确定了5自由度穿刺手术操作臂的连杆长度和关节限位，得到了操作臂的基本构型。同时，考虑了电机对电磁定位系统的影响，确定了操作臂腕关节的连杆形态及材料。根据以上研究结果，最终形成了穿刺手术机器人操作臂样机。　　2.利用 D-H法对操作臂建立运动学模型，计算操作臂的正、逆运动学，得到操作臂在笛卡尔空间和关节空间的映射关系。在此基础上对操作臂的工作空间特性进行了研究，并通过对雅可比矩阵的分析得出“在允许的关节角度范围内没有奇异位形”的结论。　　3.在穿刺手术机器人操作臂样机上，利用关节轨迹规划和PI控制器，初步实现了穿刺手术机器人操作臂的位姿控制。通过实验对操作臂的重复精度和相对定位精度进行了测量。经实验测量得到，机器人的重复精度小于1mm，相对定位精度小于5mm。实验结果证明了操作臂模型的正确性。