三移一转机构作为一类少自由度并联机构,可实现对物料的高速传送、分拣及装配的操作功能,广泛应用于电子、食品、包装等领域。这类机构分析复杂、综合及建模难度大,通常存在过约束,很难建立完整统一运动学和动力学模型。而对于具有驱动少,结构简单等优点的非独立参数机构和较大转动能力的机型研究较少,这些机构具有广泛的应用前景。但缺乏适用于非独立参数和半周回转特性机构的型综合理论。为此,本文以具有非独立参数和半周回转特性的机构为研究对象,分别对三移位移输出机构、三移一转位移输出机构和三移一转半周回转机构进行型综合,建立三移一转机构通用化的理论模型,并对综合出的机构进行动力学建模,设计满足快速拾取要求的控制系统。论文主要内容如下:(1)针对具有非独立参数三移机构,提出了适用于空间机构的广义杆组综合法,该方法进一步扩展杆组理论在空间的应用。为了准确表示位移参数,提出了有限位移参数的概念。分析三移位移参数输出机构中自由度为0的广义杆组与输出构件的位移参数和自由度的关系。综合了三个移动参数的杆组,建立了交集运算规则。在单环路机构基础上,添加与之对应的自由度为0的广义杆组,得到输出构件自由度为1、2、3的双环路机构。通过在双环路机构上逐个添加自由度为0的广义杆组,得到了自由度不变的多环路三移位移输出机构。(2)针对具有非独立参数三移一转机构,提出三移一转位移输出机构的广义杆组综合法。采用该方法综合了三移一转位移输出杆组,分析了三移一转位移参数输出机构中自由度为0的广义杆组与输出构件的位移参数和自由度的关系。综合了三移一转位移输出单环路机构,添加自由度为0的广义杆组,得到了自由度分别为2、3、4的多环路三移一转位移输出机构。(3)针对三移一转并联机构,提出了一类具有半周回转能力的机构综合法。采用该方法设计了三种动平台结构以保证并联机构具有大范围转动能力,分析了三种平行四边形结构,综合了与之对应的支链结构,得到了一类具有半周回转的三移一转并联机构。对所提出的4-P(2-SS)R并联机构,建立了6×6 Jacobian矩阵和6×6×6 Hessian矩阵,分析了机构的奇异位形及动平台的转动范围。(4)针对三移一转机构的两种不同约束力偶分支,提出了建立统一的2×6约束Jacobian矩阵和2×6×6约束Hessian矩阵的方法,采用该方法建立了4-RRRRR机构运动学模型。分析了三移一转机构约束Jacobian矩阵产生的奇异位形,建立了三移一转机构统一的动力学模型,采用该方法建立了2-(UPU)~2R机构的运动学和动力学模型,分析该机构约束Jacobian矩阵产生的奇异位形。(5)针对改进的2-(PUU)~2R机构的运动学和动力学模型,提出了干扰观测器自适应模糊终端滑模控制算法。该方法将干扰观测器引入到终端滑模控制中,提高了抵抗外部干扰的能力,采用自适应模糊控制方法消除由终端滑模中切换增益引起的抖振,并基于Lyapunov稳定性理论证明了系统稳定性,在高频和低频两种跟踪轨迹下对三种控制方法进行比较,仿真表明所提方法具有较好的高精度和鲁棒性。