奇异位形，也称特殊位形，是机构的固有性质也是机器人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。混联机器人由串联机器人和并联机器人构成，在应用上综合了两者的优点。应用的需要促进机器人理论研究的深入，因此有必要对机器人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，进一步提高机器人的性能，促进机器人的实用化和产品化的发展。本文对机器人奇异位形产生的根源、存在的规律性、线性丛性质等进行了全面系统的研究。 在分析有关文献并研究机器人的奇异特征的基础上，本文首先综合性地给出机器人奇异的概念，分别阐述了串联机器人和并联机器人奇异的不同，然后对奇异提出新的分类方法，分别从奇异形成的原因、奇异对机构的运动状态的影响、线性丛性质、奇异位形的研究方法等几方面进行了系统的分类，这对深入认识奇异以及对机器人的奇异研究有理论价值。 根据机器人机构学原理，建立了系统运动的物理模型和数学模型，并且进行了运动学分析，得出了机构的运动学逆解。本文采用螺旋理论和线几何方法对奇异位形进行分析，得到了它的最一般奇异判别式、姿态奇异分布和三维空间位置奇异分布。分析了奇异分布的几何特点，而且发现了本机器人机构可能出现的所有共十种奇异位形，系统地讨论了它们的线性丛性质和奇异运动规律，给出了奇异的线几何理论依据。最后，研究了机构动平台的位姿对该机器人机构的姿态能力的影响。