乳腺癌伽玛刀是一种最新研制的专门用于治疗女性乳腺癌的放射治疗设备，其放射源为Co-60，具有较强的放射性，由于放射源的强度会随着时间不断衰减，需要定期更换放射源，但人工换源会对工作人员产生辐射伤害。因此，采用机器人代替人力更换放射源显得非常有必要，机器人换源既可以避免工作人员在换源过程中遭受辐射伤害，又可以提高换源的效率和安全性。针对这一实际要求，本文研究了机器人换源的关键技术，主要内容包括：(1)深入总结了伽玛刀技术和工业机器人技术的发展历史与国内外研究现状。(2)根据乳腺癌伽玛刀的结构特点和工作原理，分析了机器人换源的主要步骤和面临的关键技术，针对乳腺癌伽玛刀的特点和机器人换源面临的关键技术，研发了乳腺癌伽玛刀机器人换源系统，设计了具体的换源装置与设备。(3)根据换源机器人的结构特点，建立机器人D-H连杆坐标系，在机器人D-H连杆坐标系的基础上建立机器人运动学方程，深入研究了机器人的正向运动学与逆向运动学及其求解方法。(4)研究了机器人轨迹规划的一般性问题，详细分析了机器人换源的工作过程，根据机器人换源作业要求规划了机器人换源轨迹，确定轨迹规划中的关键点，计算机器人在关键点处的位姿矩阵，利用MATLAB编程反解机器人在关键点处的关节变量。(5)在换源机器人运动学分析与轨迹规划的基础上，研究利用COSMOSMotion仿真机器人换源过程的方法，实现了机器人换源运动仿真。根据仿真结果，分析了换源过程的干涉情况，绘制了机器人运动轨迹以及机器人各关节的运动学曲线，通过分析机器人运动学曲线，研究了机器人换源运动，为研究机器人真实换源提供了支持和参考。