本文提出一种由空间三自由度平动并联机构和平面二自由度并联机构(放大机构)所串联而成的新型并串联复合机器人,本课题的研究主要以理论分析与建模为主,其目的就是建立一套完善的并串联复合机器人的建模理论和设计方法,从而为新型的机器人机构的研究与开发提供必要的理论基础和设计工具.本论文对并串联复合机器人的机构建模与控制理论以及振动特性进行了系统的研究.由于3自由度平动并联机构结构参数的选取对运动平台的工作空间以及并联机构的运动灵活性都会产生影响,所以如何选取结构参数是一个很重要的问题.本文求解了当运动平台的工作空间达到指定的范围的基础上,运用Monte Carlo方法使得运动灵活性和尺寸值达到最优的结构参数;完成了机器人整体的运动学的分析,包括位置正逆解的分析和求解;求出了雅克比矩阵;完成了速度正、逆解以及加速度逆解的求法,并进行了仿真计算;讨论了影响工作空间的主要因素,给出了工作空间的详细算法,对其工作空间进行了仿真研究.结果表明该机器人具有较大的工作空间.本文对并串联复合机器人进行了动力学建模和分析,在忽略整个系统的弹性变形的条件下,应用拉格朗日方法建立了并串联复合机器人机构在操作空间和关节空间的动力学模型;对机器人动力学方程的特性进行讨论,归纳了动力学方程的性质;对动力学方程进行了仿真计算.鲁棒控制是机器人应用研究的重要技术基础,对于并串联复合机器人的实用化和智能化具有重要意义.在完成了运动学和动力学建模的基础上,本文对并串联复合机器人的鲁棒控制问题进行了深入的研究.考虑到机器人动力学的实际特点,采用简单的多项式结构,提出了基于Lyapunov函数的鲁棒控制策略——即一个简单的PD线性反馈+补偿不确定性动力学的非线性反馈,其控制律的设计避免了繁琐的惯性矩阵的计算,使得控制更为有效.仿真结果表明,本文所提出的鲁棒控制策略比传统的计算力矩控制方法能够更有效地抑制参数不确定性对机器人性能的影响.用KED方法建立了包括刚体构件的系统的弹性动力学方程,并用仿真分析了机器人速度和加速度对机器人振动特性的影响.