奇异位形,也称特殊位形,是机构的固有性质也是机器人机构的一个十分重要的运动学特性,机器人的运动、受力、控制以及精度等诸方面的性能都与机构的奇异位形密切相关。因此有必要对并联机构的奇异位形做更深入的研究,以减少和消除奇异位形的影响,进一步提高并联机构的性能,促进并联机构的实用化和产品化的发展。本文系统的对六自由度并联机器人的奇异位形问题进行了全面的研究,主要研究内容包括以下几方面:论文介绍了并联机构奇异位形的基本理论。阐明了奇异位形的基本定义,明确了机构处于奇异位形下的物理意义;介绍了国内外有关并联机构的奇异位形的研究方法、分类方法以及并联机构奇异的运动学原理,最后研究了机构奇异时瞬时运动螺旋的求解方法。对3/6-SPS型Gough-Stewart并联机构在三维空间中的位置奇异轨迹的分布及结构特性进行了深入的研究。推导出了该并联机构在三维空间中的位置奇异轨迹的解析表达式,提出了分析该并联机构奇异位形的等效机构法,采用此方法推导出了当该并联机构处于一般姿态时机构在θ-平面上的位置奇异轨迹方程并研究了其在相互平行的θ-平面上的位置奇异轨迹的分布及结构特性,最后对该并联机构处于各种姿态时机构在三维空间中的位置奇异轨迹的分布及结构特性进行了总结。对6/6-SPS型Gough-Stewart并联机构在三维空间中的位置奇异轨迹的分布及结构特性进行了深入的研究。推导出了该并联机构在三维空间中的位置奇异轨迹的解析表达式,基于此解析表达式,又推导出了该并联机构在主截面上的位置奇异轨迹方程并研究了机构在相互平行的主截面上的位置奇异轨迹的分布及结构特性,最后对该并联机构在三维空间中的位置奇异轨迹的分布及结构特性进行了总结。研究首次发现,6/6-SPS型Gough-Stewart并联机构也存在六个线矢量均交于一个公共线矢量的奇异位形,并且当机构处于同一姿态时,在空间中可能存在多个位置此时六个线矢量均同时交于一个公共线矢量。对6/6-SPS型Gough-Stewart并联机构的姿态奇异及姿态能力进行了研究。推导出了该并联机构处于给定位置时机构的姿态奇异轨迹的解析表达式,首次提出了姿