骨外固定技术是一种治疗骨折、骨骼畸形等骨科疑难杂症的有效治疗方法。骨外固定技术以牵拉再生技术为原理,使用骨外固定支架,通过向伤骨两端施加压力,促进伤口周围的肌肉、血管、神经等组织愈合,具有适用范围广、治愈率高、并发症少等优点。目前临床使用频率较高的骨外固定支架普遍存在着人工操作复杂,医生学习成本较高,调节时存在人工误差,结构有缺陷等各种问题。骨外固定技术长期被国外垄断,我国没有自主研发的骨外固定支架,导致骨外固定技术治疗成本高,价格昂贵。本文结合现有骨外固定支架的特点,从硬件和软件两个方面展开研究,设计了一种由超声电机驱动的具有精准、简单、高稳定性的电子骨外固定支架,主要研究内容如下:参考六自由度并联机构设计了骨外固定支架的空间结构;使用超声电机作为驱动电机设计电动支撑杆以及其他零件,同时改进了万向节部分,并完成传动系统稳定性分析。同时设计了基于PLC运动控制器的超声电机控制系统,绘制控制电路图,完成控制系统软件的编写,使用SATOOL软件绘制HMI人机交互界面。利用双目立体视觉技术,对拍摄的骨外固定支架图像进行系统标定,获得准确的内参数和外参数,并利用内外参数完成对原始图像的处理,获得无畸变图像。使用无畸变图像计算断骨上段、下段与骨外固定支架的相对位置关系,并制定出治疗处方。利用粒子群算法对制定的治疗处方进行优化。搭建骨外固定支架实验平台,并使用两台工业相机代替X光机搭建双目立体视觉系统,以胫骨为例进行骨骼复位模拟实验。将制定的治疗处方输入触摸屏中进行校正,实验结果良好,断骨距离控制在2mm,解剖轴线偏离小于1mm,满足临床要求,为后续实验奠定基础。