面对众多串联空间机器人结构的类型,其运动学位置逆解能否用一种统一的方法来解决,一直是国内外机构学领域以及机器人领域学者研究目标。本文在借鉴传统串联机械手机构位置逆解方法的基础上,将倍四元数理论引入6自由度串联机械手逆运动学分析中,试图开拓一种基于倍四元数理论的6自由度串联机械手位置逆解的通用算法,并在此基础上取得了一些有价值的研究成果。文章首先阐述了四元数、对偶四元数和倍四元数理论的概念,以及它们的空间几何意义,同时也介绍了所用到的Dixon结式消元的方法。基于对偶四元数与倍四元数之间的转换关系推导出了倍四元数形式的坐标系之间相对位姿变换表达式,建立了倍四元数形式的串联机构运动学方程。对运动学方程分离变量,进行线性消元和Dixon结式消元后,建立了一种基于倍四元数的一般6R串联机器人位置逆解新算法。这种算法也适用于其它具有16解的1P5R、4R1C等串联机械手,因此具有一定的通用性。另外,把这种算法推广到具有特殊尺寸机器人位置逆解中,通过调整一些结构尺寸,把特殊尺寸机器人看作一般6R机器人,解决了由于机器人尺寸特殊而使求解失效的问题,使算法具有通用性。然后对PUMA560机器人和我国研制的一种喷漆机器人进行求解,验证了此方法的可行性。最后,在补充了纯角度关系的运动学方程基础上,对输入输出方程次数为2的第一组机构提出了一种通用的求逆解的算法。并以RRPPC和RCPC为例对这种解法进行了验证。