颌面外科手术是一项复杂程度和危险性较高的外科手术。每年我国有11.3万多口腔颌面部肿瘤患者，将医疗机器人技术引入到颌面外科手术之中，能够大幅度提高手术的稳定性、精确性。因此颌面外科辅助机器人系统的研究是数字化医疗器械的一个重要领域。然而颌面外科手术因其复杂性和高度危险性及对手术精度和稳定的高要求，目前国内只有少数几家医院能做该手术。本文结合国家“863计划”项目颅颌面外科精确治疗机器人系统，将机器人技术应用于正颌外科手术中，建立FARO测量仪配准系统、工作站、图像处理和机器人系统。主要研究内容如下：第一，针对颌面外科手术的任务和流程，基于机器人灵活工作空间、操作性和灵活性分析，提出一种结构紧凑的机器人构型，实现机器人的灵活定位和稳定性。基于实际的临床手术空间和约束条件，优化机器人的运动参数。第二，针对已确定的机器人构型，详细设计机器人的各个关节。考虑不同的传动和连接方式，设计主被动结合的多功能机器人关节。基于有限元分析，对机器人本体和关键支架进行分析，优化了机器人结构，达到提升刚度、减轻质量的目的。第三，根据颌面外科手术机器人的精度要求，对机器人的精度优化进行了详细分析。同时基于FARO测量仪的定位系统，对机器人的臂杆参数进行标定，修正了机器人的运动参数。达到优化机器人的精度的目的。