与传统的串联机器人机构相比,并联机器人具有刚度重量比大、承载能力强、误差不叠加、运动学逆解容易等特点,但也有工作空间小、结构复杂等缺点。相对于具有6自由度的以Stewart机构为代表的并联机构,含中央约束支链的少自由度并联机构具有结构简单、解耦容易、适应范围广、成本低等优点,在近来受到了工业界和学术界的广泛关注。本文研究一种含中央约束支链的4自由度并联机构——4PUS/1RPU,首先利用牛顿-欧拉方程推导机构所受外力和机构主动力以及中央支链施加的约束力/力矩的关系,得到外力和主动力、约束力/力矩的关系矩阵,分析中央约束支链施加给动平台的约束力/力矩应满足的几何约束,以4PUS/1RPU机构为例,得到了机构在给定位姿下外力和主动力、约束力/力矩具体的关系矩阵,最后分析了机构在外力变化下主动力、约束力/力矩的变化情况,绘制出仿真曲线。本文介绍了并联机构力/力矩工作空间的定义,即机构在固定姿态工作空间下各点处最小-最大承载力/力矩。分析了机构在几何约束条件下的固定姿态工作空间,利用数值分析法分析机构在给定承载力矩下的最小-最大承载力工作空间和给定承载力下的最小-最大承载力矩工作空间,利用MATLAB仿真了力/力矩工作空间。应用虚功原理建立了并联机床的刚体动力学模型,求解了机构的动力学逆问题,即在已知运动的情况下求出驱动力。利用MATLAB编程仿真了机构在做固定姿态平动时驱动力的变化情况和固定位置转动时的驱动力变化情况,为这种机构动力学特性的深入分析和控制算法研究、结构优化提供了参考。建立机构在任务空间下的适合控制的动力学方程,分别采用PD控制算法、带中央约束支链补偿的PD控制算法,对机构在给定路径下的运动进行了仿真,对仿真结果进行比较,从而得出带中央约束支链补偿的PD控制算法控制结果较好的结论,为带中央约束支链的并联机构的控制策略的选择提供了参考。