锻造操作机是一种空间并联机器人,锻造操作机设计中的首要问题便是解决其型综合问题。依据锻造操作机的末端运动特征与输入输出关联特性,将构型任务分类。以有序单开链单元作为设计目标对主运动机构特征进行构型综合,根据机构活动度、运动输出特征矩阵与基本回路秩分配方案来确定支路类型、支路组合方案、支路在动静平台间的配置等,然后基于系统整体特性与操作机极端服役环境对三组特征进行整合构造,最终得到众多操作机整机构型。对构型库中所有机型的输入输出关联特性与控制解耦性进行分析比较。结果表明,就控制解耦性而言,所综合出的部分新机型要优于传统机型。运用旋量理论来求解操作机雅可比矩阵,基于雅可比矩阵结合机器人学相关研究成果构造操作机的运动灵巧性、动态灵巧性与力承载性能指标。依据课题组建立的操作机数字虚拟仿真平台,运用Mat lab软件对各项性能指标进行了计算。建立操作机末端处于前进、提升与俯仰三种位形下的主运动机构输入输出关系模型,分析其在不同位形下的解耦性,并进行了仿真分析与实验论证。结果表明,操作机在前进与俯仰运动位形下运动解耦,在提升运动位形下运动耦合。总体而言本文在操作机拓扑结构创新与分析评价方面开展了积极有效的研究与探索。