柔索并联机器人是在串联机械臂以及并联平台机构之后出现的一种新型并联机器人,通过伺服电机或线性分布器调节柔索长度和张力的变化来驱动机构运动。本文主要对一种基于刚柔耦合的三自由度并联机构进行构型设计与研究,对其结构组成、柔索拉力分布以及运动学建模与仿真进行了分析。首先,本文设计了一种刚柔耦合的三自由度并联机构,利用该机构进行刚柔耦合机器人的构型设计,对其结构组成以及工作原理、自由度等进行分析,设计了一种能够减少柔索在运动过程中造成振荡和摩擦影响的绕线机构。其次,分析了柔索在直线状态时机构的动态静力学平衡方程,以及柔索在重力、拉力作用下的悬链线方程,在柔索张力的求解方程基础上,创建柔索张力的机构动力学模型及求解优化模型,通过2-范数算法以及MATLAB函数调用对其求解,得出机构中柔索预紧力的设定、柔索拉力的承受范围,为机构柔索的驱动控制以及动平台的稳定性提供了理论基础。再次,利用螺旋理论对并联机构进行运动学分析,分别通过闭环矢量法计算了机构的位姿逆解,牛顿迭代法求得并联机构的运动学正解,然后分析了影响机构工作空间的因素。最后,通过SolidWorks建立机构三维模型,基于机构运动学逆解,通过搜索法计算和绘制了该并联机构两种驱动情况下的可达工作空间图,更好地为机构的参数设置及优化设计提供理论指导。最后,通过Bushing轴套力建立柔索模型,在ADAMS软件建立三自由度刚柔耦合并联机器人的模型以及等效虚拟样机,对机构进行轨迹规划,使机构动平台实现预期的运动轨迹,在仿真的结果上得出机构位移、速度和加速度的变化规律。