近年来,机器人辅助医疗技术在外科手术领域得到了广泛的应用.该课题结合国家863计划项目"遥操作辅助正骨机器人系统",在已有医疗正骨机器人系统研究成果的基础上,引入虚拟现实技术,建立了一套基于网络的正骨机器人虚拟手术仿真系统,对机器人辅助正骨手术的操作过程进行预测仿真,并且监测、控制实际的机器人操作,完成了相关的实验.该文首先在遥操作辅助正骨机器人系统的基础上,建立虚拟手术仿真系统的体系结构.基于PC平台的硬件结构,结合三维建模软件Pro/Engineering,运用Java3D API建立虚拟环境和正骨机器人系统中各组成机器人的三维模型.对各机器人组件的运动学模型进行了分析,采用多线程编程技术进行了四个机器人的运动学仿真.物体表达模型是实现碰撞检测的关键,在研究Pro/E模型的表达方式后,该文创造性的采用词法分析器原理,提取模型表面的近似多面体信息,用球模型表达实体.并对各种碰撞检测算法进行分析,结合八叉树算法和模型的球表达法,建立虚拟环境下的图形碰撞检测模块.网络数据通信模块连接着整个虚拟手术仿真系统的各个组成部分,该文采用TCP/IP网络通信协议,基于客户端/服务器通信模式,构建了网络数据通信模块.在测试并分析了网络时延对系统的影响后,使用线性神经网络对时延进行预测分析,为系统在将来的进一步应用奠定了理论基础.结合已有的正骨机器人系统,以实用性为目的设计实验平台.实验分别采用主从操作模式,根据虚拟环境引导,在指定的目标点操作导航机器人进行插孔操作;和采用监控模式,对并联主手的运动情况进行监控.