本文主要对具有分岔功能的并联腿机构进行设计与研究,针对不同的工作环境和不断变化的任务要求,设计了一种具有3R3T、3R2T、3R1T、2R1T多自由度模式的运动分岔并联腿。该分岔并联腿将并联机构的承载力大、累积误差小、动力学性能好、刚度大的特点和可重构机构的多模式运动的特点相结合,既提高了步行机器人的性能,又拓展了步行机器人的应用场合。本文首先运用5个运动螺旋的线性组合来生成各种分支链的运动螺旋。对所生成螺旋进行组合,形成具有3个、4个和5个转动副的支链。在这些支链中选择RRS支链作为分岔机构的支链,通过引入具有1R和1R1T两种自由度模式的分岔闭链确定最终的分岔并联腿构型为3-(P)RRS。然后,对运动分岔混联支链的约束模式进行了具体分析,得到具有3R2T自由度的约束力线矢模式和3R3T自由度的无约束模式。其次,对运动分岔混联支链的两种模式进行组合,得到3R3T、3R2T、3R1T、2R1T四种自由度的运动分岔并联腿。最后,选择合适的支链驱动,并证明了驱动选取的合理性。然后在3R3T、3R2T、3R1T、2R1T四种自由度的运动分岔并联腿中挑选3R3T和2R1T两种并联腿进行具体的分析:对3R3T模式进行运动学逆解分析;对2R1T模式进行运动学正、逆解分析。对2R1T模式并联腿进行位置参数仿真,验证了正逆解的正确性。计算了分岔并联腿3R3T模式的速度雅可比矩阵,计算了2R1T模式分岔并联腿的全雅可比矩阵。计算了分岔并联腿3R3T模式的奇异位形位置,并进行了奇异位形验证。通过采用数值法中的边界搜索法求解了分岔并联腿3R3T模式和2R1T模式的定姿态工作空间。对机器人的步态进行规划,采用适当的步态进行模拟步行仿真,采用先出左前腿,其次出右前腿,再出左后腿,最后出右后腿(即ACBD型步态规划)的迈步方式进行仿真。通过图像呈现了并联腿模式切换的具体过程,分别对并联腿2R1T模式和3R3T模式进行步行仿真,绘制了两种步行模式的四个并联腿足部的位移幅值曲线图和位移速度曲线图。