抓取机器人作为机器人机构在工业机器人领域的重要应用之一,有着广阔的发展潜力和无可限量的应用前景。串联式抓取机器人因为工作空间较大,起步较早所以其理论相对完善,控制系统较为简单等优点,在抓取机器人市场占据着主流位置,然而串联式机器人由于其结构特点,存在着刚度较差、精度较差,存在累积误差和末端件惯性较大等缺点;目前市场上应用于抓取操作的并联机器人的构型主要以Delta机构和Par4机构为基础,然而相比于串联式结构,此类并联机器人存在着工作空间小,末端动平台姿态转角小等缺点,这些缺点在很大程度上限制了其在抓取领域的应用。针对上述问题,本次研究的目的是采用并联机构,设计一种具有全周运动的抓取机器人,使其手爪能够实现无限制的转动。本文应拥有无限转动能力的并联抓取机器人的市场需求,设计了一种拥有两个移动,一个转动的平面三自由度的并联抓取机器人。首先,本文结合机器人机构学的运动学分析理论,建立了抓取机器人的数学模型,在此基础上,基于螺旋理论对其自由度进行了求解,对其进行了运动学反解、正解的计算和速度分析;基于得到的运动学反解运用二维搜点法绘制了抓取机器人的在平面内的位置工作空间,并分析了抓取机器人不同的杆长参数变化时对其工作空间的影响,然后对抓取机器人的奇异性基于雅克比矩阵进行了分析,得到了其工作空间内的雅克比条件数,在雅克比矩阵基础上对机构进行了灵巧性分析和静刚度分析;然后根据机器人的结构特点和杆长参数变化对工作空间的影响的大小,确定了机器人的优化变量和约束条件,以抓取机器人的整体静刚度和位置工作空间为目标函数,基于NSGA-II遗传算法对抓取机器人进行了杆长尺寸优化设计,从优化结果中选取了其中的最优解作为抓取机器人机构的设计参数;接着利用Creo2.0软件建立了机器人的三维模型并导入ADAMS软件中进行了运动学仿真,并对比基于MATLAB的运动学逆解计算结果验证了动力学仿真的正确性,在此基础上基于给定的抓取和放置任务进行了轨迹规划;最后,对抓取机器人利用有限元分析的方法进行了静力学分析,利用3D打印机制作了模型,并最终制作了物理样机。研究结果表明所设计的具有全周运动的抓取机器人拥有平面内的三个自由度,且抓取机器人的手爪部分能够实现无限制的转动,满足了并联式抓取机器人的设计要求。