SCARA运动学的研究中,以旋量,李群李代数为基础的POE指数积法求解运动学正解,逆解以及速度雅可比。逆解中采用代数的方法求解封闭解,得出了逆解方程。以POE指数积方法求解中,因为坐标系的建立,以及相应坐标系之间的位置关系都以旋量描述,使得整个求解过程较传统的求解方法更为简单。以雅可比矩阵为基础,对SCARA的奇异性进行分析。根据SCARA机器人独特的机构形式进行了必要的简化,找出其完全展开的边界为奇异。SCARA的奇异性分析中,发现SCARA的奇异性分析更加类似于平面二连杆的求解。将旋量理论引入误差分析,建立机器人运动学的误差旋量模型,分析误差源在执行端所造成的误差空间的特点。引入等效半径的误差敏度评价体系,分析不同量纲误差对执行端误差空间的影响。通过对单独误差及总的误差空间的评价与分析,给不同精度要求的工业机器人设计提供有效的理论支持。轨迹规划中,分析了关节空间的多项式插值的优缺点。最终以余弦函数对惯性空间的规划轨迹进行插值离散。经插值后关节空间的速度和加速度的线图轨迹平滑。应用旋量理论建立SCARA机器人的运动学模型,并以此为基础建立动力学模型。此方法融合了拉格朗日,牛顿—欧拉法以及旋量的特点,易于求解。简要讨论动力学与机器人控制、设计的关系。