绳索驱动机械臂在太空维修、核电设备检测、灾害环境探测中具有重要的应用前景。然而,由于绳索仅能在张紧状态下提供单向动力,因而传统绳驱机械臂的驱动绳数量大于总自由度数,且从驱动空间到关节空间的运动学存在非线性、非一致性映射,导致驱动变量与关节变量之间的正、逆向求解模型复杂,各驱动绳之间存在运动学耦合,使得绳驱机械臂的求解效率低、运动精度难以提高。基于此,本文研制了一种具有独立驱动和线性解耦功能的绳驱机械臂,建立了其运动学模型,开发了运动控制软硬件,并进行性能测试和实验验证。针对传统绳驱机械臂的驱动空间维数大于关节空间维数且两者之间存在非线性映射的问题,设计了一种具有独立驱动和线性解耦功能的绳驱机械臂,极大简化了运动学求解和运动控制方法。通过两种非线性传动机构的串行连接实现了等效的线性传动。所设计的机械臂中,每个自由度均可独立驱动,且驱动变量与关节变量之间为线性映射。机械臂的关节通过“S”型布局的绳索进行驱动,结合工作空间的分析确定了整臂的布置方案。采用几何分析法设计关节所对应的驱动模块,并设计了包含所有驱动模块的驱动箱。进而结合静力学模型分析绳索拉力和电机扭矩需求,确定部件的型号参数。根据所设计的绳驱机械臂的结构特点,建立了包括驱动空间、关节空间及任务空间的运动学模型,并进行不同空间之间的正、逆运动学求解,编写了计算程序。根据理论分析,进一步验证了驱动空间到关节空间的线性映射关系。分别采用D-H法和雅克比矩阵伪逆法推导绳驱机械臂的关节空间到末端工作空间的正、逆运动学方程,实现了基于三次多项式插值的关节轨迹规划,并进行了仿真验证。开发了融合实时操作系统LINUX和机器人开源操作系统ROS的绳驱机械臂运动控制器,包括用于任务设计、算法调试、状态显示以及运动控制的上位机,以及用于实时数据采集反馈的下位机。整个控制系统基于CAN总线通信协议设计了双层控制架构,在LINUX系统中完成基于ROS的上位机软件设计,在STM32开发板中完成下位机软件设计。运动控制方面,提出了采用基于关节编码器反馈的运动补偿方法以及通过分析静力学模型进行绳索变形补偿的方案。最后完成绳驱机械臂样机研制,并进行末端精度测试和物体抓取实验。结果表明所研制的机械臂样机具有线性解耦和独立驱动的特点且达到预期指标。