小型电机主要应用于电动车、航天器等领域中,早期的单线绕组定子已无法满足同体积大功率电机的技术需求,因此,小型电机大多采用多线绕组定子。目前小型多线绕组定子大多仍采用传统的人工缠绕法,难以保证缠绕的精度需求,故多线绕组定子自动缠绕及精密排线方法成为亟待解决的难题。针对上述问题,本文设计多线并行自动缠绕机器人,采用缠绕机构设计、运动学和动力学分析,结合仿真及实验验证的方法开展研究。针对小型电机定子多线并行缠绕机器人进行结构设计及分析。根据缠绕机器人技术要求,设计多线并行缠绕排线工艺及缠绕原理,并以此设计缠绕机器人的整体结构,主要包括机器人大臂、小臂及绕推线机械手。然后应用灵敏度分析方法对所设计的缠绕机器人大臂、小臂进行结构参数选取,避免因常规设计中无法考虑的因素而导致的结构不稳定性。最后,建立缠线不重叠条件模型,设计机械手辅助伸缩装置,并应用修正的库伦摩擦模型选取推线动力源。对缠绕机器人进行运动学和动力学分析。首先针对机器人建立基坐标系,分析其自由度及伴随运动;利用运动学反解分析机器人大臂、小臂的运动姿态,从而得到腕关节的运动关系;建立挡块运动模型分析并确定机械手闭合条件;采用空间绝对节点坐标梁单元法分析机器人绕线工作状态的动力学,建立机械手旋转速度与多线并行漆包线缠绕时阻尼力的雅克比矩阵,确定速度和阻尼力两者之间的关系。本文利用Adams对缠绕机器人进行运动学仿真分析,验证运动学反解和机械手挡块闭合条件的正确性。最后,设计漆包线拉伸、摩擦实验方案,通过刚柔耦合拉伸实验,验证动力学分析的正确性;通过推线过程漆包线摩擦实验,验证多线并行原理以及相关结构设计的合理性。通过对小型电机定子多线并行自动缠绕机器人技术研究,实现漆包线的自动缠绕,该项技术对研究多线并行缠绕自动化设备具有重大意义。