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并联机器人是目前机器人研究领域的热点之一,逐渐被应用到医学康复领域,辅助患者进行康复训练。本文针对人体动态平衡训练问题,提出一种可满足其需求的3-RSS/S型并联机器人运动平台结构设计,并对其构型、力学特性以及运动学、动力学进行了分析建模与仿真。本文研究的主要内容如下:(1)阐述了人体形态结构以及平衡功能维持机制。从人体解剖学角度,介绍了人体下肢的骨骼和肌肉分布情况,以及人体平衡功能维持机制和评定方法。(2)设计了3-RSS/S并联机器人的结构,并进行力学分析。根据并联机器人工作需求,利用SOLIDWORKS软件设计机械结构三维模型,将模型导入有限元分析软件MSC.PATRAN中,结合实际工况对并联机器人进行模态分析以及应力分析,得到模态振型以及最大应力分布位置,验证结构设计的合理性以及可靠性。(3)对3-RSS/S并联机器人进行了运动学和动力学建模。根据该机构构型,对自由度进行了计算。然后建立坐标系,得到齐次坐标变换方程和各关节点坐标,进而结合支链杆长约束方程,对3-RSS/S并联机器人运动学逆解进行求解,最后得到输入输出之间的逆运动学表达式。在此基础上,采用拉格朗日方法,对并联机器人各部件动能进行求解,建立并联机器人动力学模型并得到了动力学的解析表达式。(4)对3-RSS/S并联机器人进行运动学和动力学联合仿真。提出一种基于ADAMS/MATLAB联合仿真分析方法。应用ADAMS建立了虚拟样机运动学模型,将其与MATLAB中理论推导的3-RSS/S并联机器人逆运动学模型进行对比分析,验证所建立的运动学模型的正确性,结合ADAMS与MATLAB/SIMULINK生成动力学联合仿真模型,进行了动力学联合仿真,验证联合仿真方法的可行性。最后,在工程样机上进行整机调试,验证了该方法分析并联机器人运动学、动力学的可行性和有效性。