柔索并联机器人因为响应速度快、运动空间大、控制精度高等特点被广泛的研究应用。其在摄影拍摄方面的应用-柔索摄像机器人更是颠覆了传统的拍摄方式,给人们带来了全新的视觉盛宴。国外的柔索牵引摄像机器人技术已经很成熟,在各种体育赛场,电影拍摄,演唱会等随处可见其身影。可是国内对其的研究应用距离现实的商业应用还有一定距离。本文旨在已有的技术研究基础上,设计一种能够搭载摄像机的陀螺仪自稳云台,并设计改进摄像机器人的控制系统和控制方式,为其实际摄影拍摄提供进一步的参考。首先,设计一种搭载摄像机器人的陀螺仪自稳云台。当摄像机器人进行拍摄时,保持画面的稳定是最重要、最基本的要求,而由于快速启动、停止,索力不均等因素,摄像机器人在拍摄时容易产生晃动,导致画面不稳,为了有效的解决摄像机器人的晃动问题,利用陀螺仪自稳云台隔离载体干扰来保持摄像机器人的平稳性。其次,分析柔索牵引摄像机器人的运动学和动力学模型。根据摄像机器人的运动学方程推导出摄像机器人的运动速度控制方程,为控制摄像机器人的运动提供原理。通过研究柔索索力解来求解安全飞行空间,为三维可视化飞行空间提供数学模型。最后,分析研究并改进摄像机器人控制系统。通过倍福的TwinCAT软PLC系统,完成索牵引摄像机器人的运动控制系统,实现柔索的伸缩控制。采用C#语言,结合WPF、Pro/E、MATLAB、Expression Blend设计开发虚拟呈现系统,完成虚拟摄像机和飞行空间三维可视化等功能。在Anroid平台上,设计开发虚拟控制手柄软件,使用虚拟摇杆来无线控制摄像机器人的移动速度和方向。建立索牵引摄像机器人的运动控制系统、虚拟呈现系统、虚拟控制手柄之间的通信,实现改进后的控制系统对摄像机器人的控制。