随着世界人口总数的增长,饥饿和肥胖人口的比例均不断增加。深海养殖是实现高效健康食物供给的重要途径,深海渔场是充分利用海洋环境满足人类需求的重要装备。深海渔场主体结构为正多棱柱,长期沉浸在海水中,侧网容易生长水生植物,影响养殖环境。本文以深海渔场侧网清洗为研究背景,采用索并联机构实现深海渔场侧网清洗的功能,针对索并联机构进行一系列的研究,主要研究内容如下:首先,基于索并联机构的运动学模型,综合考虑索力的单向性和有界性约束,将索力求解问题转化为优化问题进行求解。分析了不同p范数作为目标函数的索力分布特点,通过几何方法探讨了各范数求解的区别,以及对索力分布的影响。仿真结果表明采用2~4范数求解的索力均布性能较好。并利用该方法分析常见的几种索并联机构的索力分布。接着提出了基于绳索向量的索力均布性评价指标。利用绳索方向向量合向量模长的修正值为评价索力均布的指标,该指标可以较好的反应出不同位姿下索力的差异性。对比索力标准差评价指标,基于绳索向量的评价指标不需要计算索力的大小,避免了不同求解方法带来的影响,且指标的数量级不会随着索力数量级的改变而改变,适用于无外力下的索力评价。针对深海渔场侧立面水下自动化清洗的需求,设计4索驱动的平面清洗机器人。绳索采用对拉式布置,相邻侧网的出索点采用高度差布局,避免索并联机构在工作过程中产生干涉现象。针对水下工况需求,提出了索并联机机器人的浮力调节控制策略,通过调控浮力提高清洗机器人的工作空间。探究了固定浮力和随深度改变动浮力状态下,机器人工作空间的变化。综合考虑索并联机构的刚度各向同性、刚度平均数指标得出索并联清洗机器人的最佳工作空间,满足了深海渔场侧网的清洗要求。最后,基于索力标准差的评价指标,对索并联机构的姿态角进行了优化分析。在姿态优化中,考虑姿态变化的连续性,提出了姿态工作空间约束姿态角的取值范围。姿态优化后的索力均布性能得到了明显改善,提高了索并联机构的刚度和稳定性,保证了机器人工作的平稳和高效。