保持平衡在日常的生活中是十分重要的,是确保人类稳定站立、行走和完成复杂动作的基本能力。人体的平衡能力分为静态平衡能力和动态平衡能力。本文设计的基于并联机器人的平衡训练系统主要用于动态平衡能力的训练。本文首先介绍了平衡训练系统和并联机器人的发展现状。根据平衡训练的需要,机械部分采用典型的3自由度并联机器人3-RPS。具体的研究内容如下:本文根据3-RPS的结构特点,建立了运动平台的约束方程。并根据约束方程,推导了机器人的位姿正逆解的数学模型。根据位姿逆解,本文还分析的3-RPS的工作空间,讨论了机械结构参数对工作空间的影响。为了避免奇异位形,利用奇异运动学原理,研究了3-RPS的奇异位形。同时,在考虑了连杆自重的情况下,对静力学进行分析,并推导了输入输出力和力矩的数学模型。为了验证对3-RPS并联机器人的理论分析,利用MATALB的SimMechanics和Simulink模块库,建立了仿真模型,并进行了仿真分析。控制系统采用上下位机的控制结构,包括PC机、ATmega128L单片机和步进电机驱动器。PC机通过LabView完成用户交互界面和位姿逆解计算;单片机控制步进电机和读取传感器的信号。最后,对平衡训练模拟系统和用户交互界面进行了介绍,并进行了PC机与单片机的串行通信实验和系统的总体实验。实验结果表明基于3-RPS并联机器人的平衡训练系统是可行的。