在各国对空间的探索过程中,在轨组装技术逐渐成为研究的重点,是迈向航天强国的重要技术之一。在太空中建立大型空间结构占据大量的时间和成本,且太空中环境恶劣,作业情况复杂。为解决太空中大型空间结构的在轨组装问题,在长距离和大范围的复杂作业环境下完成大型机构的智能组装,本文研制了一套R+2SPS/RRPRR+R七自由度混联组装机器人,主要分为少支链并联机构和末端灵巧串联机构,结合了串联机构和并联机构的优点,具有移动动静转换功能和高精度、高刚度、高效率、姿态实时监测调整的特性,实现机器人对大型机构的组合和控制。本文对上述七自由度混联组装机器人进行了深入的研究,主要内容包括:首先,介绍了移动组装机器人技术的研究背景及国内外研究现状,对课题研究背景和研究意义进行了阐述,明确了本课题的研究方向与内容。其次,根据组装机器人的工作要求,对七自由度混联机器人进行了构型设计分析。基于构型设计,对机器人建立运动学模型,进行了逆运动学分析。通过编写动静转换前后的运动学逆解程序,实现本机构的动静转换功能,为机器人运动控制建立了理论基础。基于结构约束进行了工作空间分析。进一步,设计了机器人控制系统,分析了控制系统架构与控制策略。再次,根据地面试验的工作要求,对组合体之间进行碰撞检测与机器人轨迹规划设计。针对模块对接过程易发生干涉提出了一种双边对接方法,通过搭建双边对接数学模型并建立约束条件,开发了一套组合体之间的对接碰撞算法并进行了仿真验证。在此仿真结果基础上建立了针对该任务的路径设计规则,设计了各个待组装模块的初始位姿和各组装模块路径上的关键插值点。通过分别对关节空间和笛卡尔空间进行规划,实现了对组装机器人末端工具地面试验中的轨迹规划。然后,针对组装机器人地面试验任务,基于ADAMS软件搭建了地面试验系统和机器人参数化模型。通过编写运动脚本和驱动,实现了对地面试验的运动规划仿真。最后,实施了针对地面试验系统的MATLAB与ADAMS联合仿真。在SIMULINK中搭建联合仿真框图,通过定义输入输出和参数配置,分别验证了对前六个自由度和第七自由度的轨迹规划,实现了MATLAB对ADAMS中机器人的联合控制。本文通过两种不同的仿真实验,验证了R+2SPS/RRPRR+R七自由度混联构型的各项功能指标的有效可行性,为类似构型的研究打下了基础。在此基础上,本课题研制了一套R+2SPS/RRPRR+R七自由度混联组装机器人,具备在大型空间结构上进行移动组装功能,满足课题要求与设计目标。