柔索牵引摄像机器人可在跨度250米左右的运动场上空“飞行”,风荷干扰、频繁变速、快速启停的惯性冲击等因素易造成摄像机平台晃动,导致图像模糊。因而在稳定性能方面,摄像机器人比其他柔索牵引并联机器人面临更加严峻的挑战。但是目前国内还缺乏描述柔索牵引摄像机器人稳定性能的定性和定量指标。本文旨在参考其他系统稳定性能分析的基础上,提出用于衡量柔索牵引摄像机器人稳定性能的指标,以期能够尝试柔索牵引摄像机器人系统的多环节稳定性增强技术,以保证摄像机在环境因素干扰和频繁启停折返的条件下成功完成拍摄工作。首先,基于矢量理论和求导的方法,建立了一般柔索牵引并联机器人的运动学模型。结合四索牵引摄像机器人系统的结构特点,得到了该摄像机器人运动学的简化模型。利用解析方法,分析了位置逆解、速度逆解和加速度逆解,采用圆锥螺旋线轨迹对运动学逆解进行了模拟仿真。其次,建立了四索牵引摄像机器人的动力学模型,利用动力学方程反向求解索力,将冗余索力问题转化为凸规划问题。采用不同目标函数对冗余索力进行了优化求解,比较了各种方法的优劣,从改善系统刚度性能,提高系统稳定性角度出发,选择了索力方差最小作为最终优化求解策略。之后,给出了四索牵引摄像机器人工作空间的定义。分析了柔索牵引机器人系统与无摩擦固定点接触抓取系统的相似性,将力封闭抓取的凸条件引入到柔索牵引并联机器人系统力螺旋封闭的判定中。利用矢量封闭原理通过降维的方法给出工作空间求解的一致策略。通过对理论模型的数值仿真,探讨了末端执行器的质量和柔索的最大许用拉力这两个结构性因素对工作空间的影响,为四索牵引摄像机器人的结构设计提供了理论参考。最后,借鉴其他系统的稳定性分析方法,本文给出了最小索力和静刚度矩阵最小奇异值这两个衡量四索牵引摄像机器人稳定性能的原始指标,并分别运用这两个原始指标对整个工作空间的稳定性能加以仿真分析,据此探讨了两者的优缺点。利用原始指标采用归一化方法和加权处理得到了衡量摄像机器人稳定性能的综合指标稳定度,分析了不同的加权系数对稳定度指标的影响,选取了合理的加权系数。并依此指标求出了四索牵引摄像机器人的稳定工作空间。为增强摄像机器人多环节的稳定性,保证其在复杂条件下完成拍摄工作提供一定的理论参考。