绳驱动机械臂区别于传统关节式机械臂驱动的安装方式,绳驱动机械臂将驱动电机安装在基座上,通过绳索传递动力,控制机械臂运动,可以根据任务需要,对机械臂的尺寸进行相应的调整,其应用前景十分广阔。本文提出能够满足绳驱动且转动角度更大的2UR并联模块,设计了一款由3个并联模块串联的6自由度绳驱动机械臂。首先,本文针对现有的绳驱动关节模块做出分析,并针对存在的一些问题提出一种基于2UR并联模块的绳驱动机械臂。分别对机械臂的关节模块、绳索装置以及驱动模块等部分进行结构设计,得到由3个并联模块串联起来的6自由度机械臂,并对其进行运动学分析,通过对单并联模块以及整体的位置正反、解分析,得到末端位姿、并联模块的姿态以及驱动绳索长度三者之间的关系,并通过三维软件对其结果进行验证,运用MATLAB软件得到对应的并联模块以及整体的工作空间三维图谱。然后,对机械臂以及并联模块的运动/力传递性能进行分析,绘制出了单并联模块的传递性能图谱并求出机械臂以及单并联模块全局传递指标,并对机械臂中绳索单向受力的特性进行分析,根据绳索拉力向量的二范数最小来求解绳并联模块的绳索拉力分布进行求解,并且在忽略绳索拉力对并联模块刚度影响的情况下,对并联模块的刚度性能进行求解,绘制出刚度性能图谱,并对并联模块的全局传递指标以及全局刚度指标进行求解。以及全局刚度指标。以并联模块的两个最大转动角度和、全局运动/力传递指标以及两个全局刚度指标为目标函数,以运动副转动范围为约束条件,采用博弈论优化算法对并联模块的尺寸进行优化设计,得到并联模块最优的尺寸参数。最后,根据机械臂设计以及优化的尺寸,进行样机的加工、搭建,并在样机的基础上进行对机械臂的单并联模块以及三维空间的运动进行了实验,验证了其运动的灵活性,最后完成末端指定路径跟随运动实验,验证了机械臂整体运行的稳定性。