作为一种机器人操作机构,并联机构具有精度高、承载力强、运动惯量小等众多优点,已成为当前机构领域的研究热点。本文针对一种两移动一转动的三自由度2UPU/SPR并联机构,对其运动学、工作空间、性能分析及尺寸优化做了研究。具体内容如下:本文研究了并联机构的支链组合原理及构型综合问题,采用欠约束主动支链组合的方案提出了一种2UPU/SPR并联机构,可实现空间内的两移动一转动,通过修正的Kutzbach-Grubler自由度计算公式分析了该机构的自由度。基于空间位置矢量法建立了机构的位置方程,推导了该机构的雅克比矩阵和海瑟矩阵,并进一步对该机构的运动学位置、速度和加速度进行了数值仿真。根据关节空间约束条件求解了该机构的工作空间,采用Gosselin奇异分析法对并联机构的奇异性进行了分析,引入灵巧度评价指标,利用数值法分析了机构在不同姿态下的灵巧性。基于虚功原理建立了机构的刚体动力学模型,求解了机构的动力学逆问题,得到了给定运动规律下各支链的驱动力变化情况。基于螺旋理论求解了机构的输入运动螺旋、传递力螺旋以及输出运动螺旋,在此基础上分析了该机构的局部和全域运动/力传递性能,得到了相关参数下的性能图谱。以全域运动/力传递指标作为优化目标,在机构尺寸满足几何条件情况下,对该机构的结构尺寸参数进行优选,得到机构的最优尺寸空间。对比优化前后性能图谱可知,机构的传递性能得到了较大提升。最后根据该并联机构的特点结合移动平台提出了一种中医按摩机器人,可实现多种按摩手法操作。