进入21世纪以来，手术辅助机器人技术的研究一直是一个热点领域，而且在各种不同种类的手术中都得到了广泛应用。而颅-颌面骨由于其解剖结构复杂，手术操作类型广泛，又涉及到头部各重要组织结构，危险性大，所以目前鲜有针对颅-颌面骨区域的手术机器人系统。本文针对颅-颌面骨整复手术这种相对复杂的手术提出了基于光学导航和力交互的人机协同操作模式，这种模式有利于提高医师的临场感和注意力，能同时结合机器人的高精度、医生的经验判断两者的优点，从而可以实现灵活可靠安全的手术操作。为此，本文中主要做了如下工作：首先，利用7自由度手术机器人、医用导航仪系统以及力反馈系统等，建立了基于光学导航和力反馈的手术机器人系统基础平台。同时也建立了各个系统之间的坐标转换关系，并通过坐标标定和精度优化等算法保证系统能满足运动控制的精度要求。其次，在利用已有实验平台进行模拟手术的过程中发现已有控制方法的不足，考虑采用阻抗控制和模糊控制等算法探索更有效的人机协同控制策略。该策略最重要的算法即为本文提到的力-速度模糊控制算法，该算法在本文中利用Matlab/Simulink得到仿真和验证。然后，针对本文提到的颅-颌面整复手术，考虑对整个手术过程进行了任务分划和模式分配。基于此利用VC++语言重新设计了上位机的控制系统平台，该软件能很方便地实现不同的控制模式以及全部模拟手术子过程的人机交互。最后，为对比不同控制模式的控制效果搭建了模拟的手术实验平台，该实验平台可以实现3种控制模式，即：自动控制方式、遥操作方式和人机协同方式。模拟实验中采用特殊截面的树脂材料进行了一系列的力切割试验。实验结果表明了这几种运动控制模式的技术路线的可行性，也通过对比实验证明了人机协同控制模式在执行锯切任务中的有效性。以上的理论分析及实验结果都将为整个基于人机协同控制策略的技术方案应用于颅颌面骨整复手术临床实践打下良好基础。