在某工程建设中,有大量的洁净精密光学模块需要从侧面装入到主体装置。这些模块种类繁多,外形尺寸、结构和重量也有很大差别,每类模块都有其独特的安装位置,安装空间复杂且狭小,安装到位的过程中需要对模块的姿态进行调整而且有一定的精度要求,安装作业任务频繁而严峻。本文正是针对该安装作业任务的需要,设计一台满足所有侧装光学模块的安装需求并具有一定精度和作业效率的八自由度串联侧装装校机器人。论文首先介绍国内外冗余度机器人的发展现状和运动学研究现状,对装校系统的作业环境、作业对象和作业流程进行详细的介绍和分析,在此基础上提出装校机器人的功能和技术指标。结合装校作业的实际情况,通过冗余度机器人的构型比较确定装校机器人的总体设计方案。随后,简要介绍机器人运动学分析的数学理论,采用D-H参数法建立装校机器人的运动学模型,完成机器人的正向运动学分析。针对八自由度串联机器人逆向运动学分析的难点,采用“关节变量虚化法”,重新构建了一个“虚拟六自由度机器人”,采用解析法求出其逆解后,以“占用空间最小”为优化原则,利用1stOpt软件中的麦夸特算法得到八自由度装校机器人的优化逆解结果,并且通过实例验证逆向运动学方法的可靠性。然后,利用Matlab中的Robotics Toolbox对正、逆运动学进行仿真,直观地确定正逆向运动学分析方法的正确性和机构设计的合理性。根据正向运动学结论,采用蒙特卡罗方法,借助Matlab软件对装校机器人的工作空间进行仿真分析,表明机构可以满足实际的装校作业需求。最后,应用Ansys Workbench对装校机器人的两种工况进行静力学分析和模态分析,得到其最大变形值和应力值,结果表明机构变形量和强度满足要求;确定机构的固有频率和模态振型,为避开共振提供了依据。