咀嚼机器人是仿人类咀嚼运动的一种机器人，给定下颌运动轨迹，它能直观地还原人类下颌运动，现在被广泛应用到临床医学和食品检测。目前研制的咀嚼机器人在性能上能够模拟下颌运动，但是在机器人外形上和真实度上存在着很大的缺陷。本论文针对上述问题，对人类咀嚼系统相关结构组织进行生理特性和物理特性分析。利用机械虚拟技术建立六自由度咀嚼虚拟样机模型。主要研究包括以下几点：1、研究下颌骨、咀嚼肌、颞下颌关节和韧带等结构组织的生理特性建立数字化咀嚼系统。运用医学图像处理软件和逆向工程软件对下颌骨进行三维重构，得到简化的三维CAD下颌骨模型。基于解剖学分析咀嚼运动中咀嚼肌和颞下颌关节的生理特征建立数字化咀嚼肌三维模型和符合生理特征的运动副，得到符合人类咀嚼运动生理特征的咀嚼系统机械模型。2、对咀嚼系统机械模型进行轨迹规划，建立咀嚼肌伸缩量与切牙运动轨迹关系。给定下颌运动轨迹方程，利用ADAMS与MATLAB/Simulink对咀嚼系统机械模型进行联合仿真，模拟人类下颌运动，对仿真结果曲线图分析，为六自由咀嚼虚拟样机提供参考依据。3、驱动力的计算是六自由度咀嚼虚拟样机机械系统的基础，考虑到机械系统的可靠性，计算最大咀嚼力时各驱动杆的驱动力。驱动器设计是虚拟样机的关键，通过综合考虑六自由度咀嚼虚拟样机的设计要求和工作条件，确定滚珠丝杆作为虚拟样机驱动杆，即在工作行程、驱动力和运动精度上满足机械系统设计要求。4、对六自由度咀嚼虚拟样机进行位置分析和性能分析。位置分析是性能分析和控制系统的基础，它包括运动反解和运动正解，归根结底就是建立驱动杆与下颌骨位置和姿态之间的关系。六自由度咀嚼虚拟样机的性能分析包括工作空间分析和误差分析，工作空间分析主要是分析虚拟样机球面副转角的限制，通过对虚拟样机机械系统误差分析，利用软件方法对虚拟样机进行误差补偿，该方法在很大程度上真实地模拟人类下颌运动。