随着社会的进步和机器人、机械视觉等技术的发展,机器人已逐渐推广应用到现代工业生产的各行各业。但如今在食品加工行业中,分拣、包装操作依旧由人工来完成,这样即浪费了大量的劳动力在简单、强度较大的操作中,而且也降低了产品的良品率、增加了生产周期。在一些食品分拣的工序,食品在输送带上无序的输送,输送带速度较慢,分拣时要求准确的定位食品,并且快速的把食品拾取、放置到指定的包装盒内。因此依照以上要求,本文研发了一种面向食品分拣操作、结合机械视觉技术的高速轻型混联机器人,机器人由电机驱动,滚珠丝杠和平面六杆机构混联,具有三个自由度。可以实现在竖直面高速的平动完成分拣操作,在水平面低速直线运动。本文主要研究了其机构设计、运动学模型、工作空间和轨迹规划,具体的研究内容如下：分析高速轻型混联机器人的结构特点,对混联机器人中最重要的并联机构进行了机构结构设计,使其具有高速运动的能力。对混联机器人进行了空间位置逆、正解分析,得到了逆解与正解的数学模型,并用Matlab进行了实例求解,验证了反解模型的正确性。经过机器人的逆、正解分析,进而计算得到速度数学模型和加速度数学模型,得到了机器人的雅克比矩阵,根据并联机构的固有特性,对它的奇异姿态求解、分析,为进一步研究工作做好准备。采用极坐标搜索法分析了高速轻型三自由度混联机器人并联机构的工作空间,得到了末端点执行器的可达工作空间。对影响工作空间的参数进行研究,得到参数变化对工作空间面积的影响,通过机构干涉的分析确定了连架从动臂的相对位置。根据机器人运动中初始和终止位置的速度、加速度为零这种特性,选择凸轮轨迹中的曲线模型,根据对比分析和计算机仿真,从几种轨迹函数中选取最适合高速轻型混联机器人的轨迹规划曲线。