绳索并联机构由绳索全部或部分地代替传统并联机构的连杆而构成,其兼具并联结构和绳索驱动的优点,具有高精度、高负载、轻量化及结构紧凑等特点,并且可以实现高速作业。但由于绳索只能承受拉力而不能承受压力,故对绳索并联机构分析时,必须同时考虑运动和受力两方面的约束,绳索并联机构的工作空间不再只由绳长决定,绳索驱动的过程中还要同时保证每根绳索都保持张紧状态,所以在绳索长度确定的空间内的位姿点并不都能满足绳索拉紧状态,因此绳索并联机构的工作空间得到了限制。如果增加驱动绳索,由于驱动绳索数目越多,绳索并联机构的驱动控制就变得越复杂。如果在绳索并联机构中引入弹簧组成绳索弹簧并联机构,并选择合适的弹簧参数和弹簧固定铰接点位置,不仅可以实现绳索驱动器与自由度数目相同的可控绳索弹簧机构,同时可以在不改变驱动绳索数目的情况下改善机构的结构性能。因此有必要对绳索弹簧并联机构的刚度和稳定性进行分析和研究。本论文从绳索弹簧并联机构的工作性能出发,着重研究弹簧的各项参数对绳索弹簧并联机构的刚度、绳索拉力分布的影响。同时对绳索弹簧并联机构在重心偏移情况下进行运动控制分析。本课题主要完成以下几方面的工作:(1)建立绳索弹簧并联机构的结构模型,求解出绳索弹簧并联机构的力封闭工作空间,推导出机构刚度表达式和绳索拉力表达式,并计算出机构在所求的力封闭工作空间内的刚度分布以及在力封闭工作空间内各位姿点上绳索的拉力。(2)分析了弹簧固定铰接点位置、初始长度和刚度系数等弹簧参数对绳索拉力分布和结构刚度的影响,分别定义了绳索拉力分布指数和刚度分布指数,并将其作为评价工作空间性能的指标,将满足绳索拉力分布指数或刚度分布指数要求的位姿点组成的工作空间定义成可行工作空间。以同时满足绳索拉力分布指数或刚度分布指数要求的可行工作空间最大化为目标,利用遗传算法对绳索弹簧机构进行结构设计与优化设计。(3)在绳索弹簧并联机构中引入被动导向偏转单元,即用沿直线轨道运动的滑块代替弹簧支链的固定铰接点,每个滑块再通过两根弹簧连接。研究被动导向偏转单元对可行工作空间工作性能的影响,通过对比加入被动导向偏转单元对机构的工作空间、刚度分布情况及绳索弹簧拉力分布情况等特性的影响,设计出合理的被动导向偏转单元的结构。(4)据绳索弹簧并联机构的结构特点,分别建立绳索弹簧并联机构在理想情况下的动力学模型和考虑动平台重力、重心变化时的动力学模型。针对考虑绳索弹簧并联机构重心未知、时变偏移时的动力学模型,设计出一种满足H∞跟踪性能的鲁棒补偿控制器,并建立这种鲁棒补偿控制下的运动控制模型,根据动平台的期望运动状态,对绳索弹簧并联机构运动过程进行仿真计算,研究机构在运动过程中的动态特性和稳定性,并确定合理的控制方法。