龋齿作为人类三大重要防治疾病之一是导致牙体缺损的重要原因,严重的影响了人们的口腔健康。口腔修复是治疗牙体缺损的重要手段,牙体预备是修复过程中的必要治疗环节,是指医生对患龋齿处的牙齿进行定量去除并形成预期三维形状的操作过程。在传统的牙体预备过程中,需要依赖于医生手工的操作并结合丰富的临床经验对患龋牙齿进行大量的重复的微细调整。然而目前我国医患比失衡的现状无法满足当前极大的牙体预备需求量,因此需要引入机器人和辅助软件来代替或辅助医生高效的完成牙体预备工作,不仅能够缓解医患失衡的难题,而且还能有效的提高备牙质量和口腔治疗的效果。本文针对存在的问题开展了以下研究。本文通过口腔调查报告和实际需求确定了后牙全冠作为预备体类型,分析了医生预备过程的操作特点,确定了后牙全冠预备的具体需求,明确了机器人的设计要求。根据牙体预备中的实际需求和设计要求,完成了机器人本体的选择与末端执行器的设计,并根据机器人结构绘制相应的三维模型。再通过建立机器人与牙齿的位姿关系和正逆运动学求解完成了牙体预备辅助机器人的运动学分析。根据后牙全冠预备流程确定的机器人功能,将邻面备牙阶段规划为机器人末端的三维曲线规划,将功能尖斜面阶段规划为机器人末端的三维曲面规划。首先通过对标准后牙全冠预备体模型的预处理,确定邻面备牙曲线的提取准则,得到标准的邻面预备曲线数据,进而完成了邻面预备曲线的反算与插补,实现了邻面备牙曲线的机器人轨迹规划。在功能尖斜面阶段利用曲面映射关系构造曲面片和约束条件进而确定了曲面上的型值点,再根据牙齿之间的相邻关系和功能将功能尖斜面分为三个曲面,分别完成了三个曲面的插值并根据曲面的型值点和曲面片特征得到了三个曲面的备牙轨迹规划。通过分析医学中应用增强现实的关键技术,确定了本文中增强现实的配准方式、实现方式、开发平台和软件功能,开发了基于增强现实的牙体预备辅助软件。基于AR Foundation完成了增强现实的开发,在此核心程序的基础上,完成了软件的UI、实时交互和蓝牙通信的设计。在Unity3D中完成了牙体预备辅助软件的发布,并在安卓移动端设备上完成了DPAS AR的测试,实现了预设功能,达到了预期效果。本文完成了实验材料的制备并搭建了牙体预备辅助机器人及其实验设备进行了验证实验。根据已规划的机器人轨迹完成了邻面预备阶段和功能尖斜面阶段的牙体预备实验。选取邻面预备阶段和功能尖斜面阶段的特征点,并通过对理论特征点与实验测量结果之间的系统误差和随机误差进行分析,验证了牙体辅助机器人预备系统的可行性。