通过重力平衡可以减少电机驱动力矩,减小振动,便于控制,从而提升机器人整体性能,同时减少电机的电流消耗,节约能源。以Delta并联机器人为研究对象,以连杆-弹簧机构作为优化方案,通过对连杆-弹簧机构进行设计,完成重力平衡优化,以电机力矩为优化指标,通过理论推导、仿真、实验验证分别对重力平衡效果进行研究,通过实验数据对机器人性能进行分析,首先,对Delta并联机器人进行重力平衡研究,首先进行运动学分析,通过位置坐标与角度的输入,以确定正逆运动学的准确性,通过工作空间分析,选择合适的轨迹进行运动。对Delta并联机器人运动中的力矩变化特性进行分析,证明连杆-弹簧机构能够实现Delta并联机器人的重力平衡。使用“Jack Spring”来设计连杆-弹簧机构,在应用过程中可以变化机构的刚度与长度。随后指出机器人重力平衡的效果评估标准。然后,通过理论分析的结果拟合出重力平衡“连杆-弹簧”机构的各项参数,即安装位置水平距离、弹簧刚度、弹簧初长,各参数对机器人重力平衡效果均具有影响,尤其是Delta并联机器人的结构影响连杆-弹簧机构的安装位置,通过程序运算出机器人工作空间内各点的优化效果,验证了重力平衡效果的有效性。之后建立Delta并联机器人的模型,并在Adams软件中搭建虚拟样机,将理论仿真结果与Adams软件仿真结果进行对比,分析误差存在原因,利用Adams进行进一步优化分析,提高重力平衡效果。最后,对照Delta并联机器人虚拟样机,搭建了Delta并联机器人与重力平衡实验平台,用STM32F4VE核心板组成的控制板完成对机器人的控制,并设计了实验平台上位机面板,并通过上位机对机器人进行了调试。进行多组Delta并联机器人运动实验,证明重力平衡后Delta并联机器人性能的提高。并对弹簧刚度随频率的变化规律进行研究。