水力发电遍布全世界，水电站中所使用的水轮机存在严重的汽蚀、磨损，需要定期检修，以确保水电站正常运行。目前，国内水轮机转轮叶片修复仍采用手工补焊、人工打磨等检修手段，工人劳动环境恶劣，劳动强度大，且检修效率低，质量差。国外水电站的水轮机汽蚀是在清水条件下产生的，其破坏程度远不及我国黄河等水域严重，用于我国水轮机修复工作的专用机器人，特别是补焊后承担打磨的机器人，要求有更强的刚度和更大的灵活性，国外水轮机修复机器人满足不了我国水轮机修复工作要求，因此我们开发了用于在机坑内对水轮机空蚀磨损破坏表面进行修复的“水轮机修复专用机器人”。 本文基于水轮机修复专用机器人，针对其本体结构极其复杂的特点，利用代表目前机械CAD领域新标准的参数化设计软件Pro/Engineer来建立机器人本体结构模型，基于Pro/E软件对机器人本体结构的主要零部件进行准确的创建。 针对水轮机修复专用机器人，对其运动学的各个方面，包括位姿分析正、逆问题，工作空间，正、逆雅可比矩阵，微分运动，速度正、逆问题以及加速度正问题进行了详细的分析和计算，同时给出基于Matlab软件编制的计算程序。 利用MATLAB及其附加软件Simulink，通过建立仿真数学模型，综合开环矢量方程(描述运动约束)、数值仿真(在加速度已知时计算速度和位移)、以及矩阵代数等来完成机器人动态仿真，对所研究的机器人运动学分析结果进行验证，结果基本一致，为机器人的后续研究，如动力学，控制等奠定基础。