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少自由度并联机构具有相对较高的刚度、较少的驱动分支、较大的工作空间、较强的承载能力、结构简单和容易控制等优点。与传统的6自由度并联机构不同,少自由度并联机构中存在结构上的约束,导致机构分支中产生了约束力旋量,即约束力/力矩。为确定机构的应力、精度和选择适合的执行器,必须解出机构中的驱动-约束力旋量。通过构建复合驱动分支来减少驱动分支数量,合理布置分支和分配误差,提高少自由度并联机构的运动精度。刚度是并联机构重要的性能指标之一,因此分析刚度和变形对揭示少自由度并联机构特性是非常重要的。文中为确定少自由度并联机构的约束力旋量的位置并进一步分析静力学问题,提出一种静力学矢量分析方法。总结21种含有线性或转动驱动器的驱动分支,通过静力学矢量分析来确定施加在各分支上的约束力旋量的位置。对可调式少自由度并联机构驱动分支进行设计,通过3种运动副间的转换实现少自由度并联机构样式的变换。通过推导和使用6×6的Jacobian矩阵和静力学方程求解驱动-约束力旋量。使用静力学矢量分析法求解3自由度的3-RRPRR并联机构和4自由度的2-SPS+2-SPR并联机构的驱动-约束力旋量。提出一种运用CAD变量几何求解含有SPR驱动分支少自由度并联机构的驱动-约束力的方法。以含有SPR驱动分支的3-5自由度的3-SPR,2-SPS+2-SPR和4-SPS+SPR并联机构为例,首先构建它们的运动模拟机构,再进一步构建力学模拟机构,使用CAD变量几何方法求解其驱动-约束力矩阵和驱动-约束力。从而验证使用CAD变量几何方法在求解含有SPR驱动分支的并联机构的驱动-约束力问题上的可行性。提出并构建一种含有UPU复合驱动分支的3分支5自由度2-SPS+UPU并联机构和一种含有PUP复合驱动分支的3分支4自由度2-SPS+PUP并联机构,系统地分析复合驱动分支对运动学和静力学的影响。通过构建UPU和PUP复合驱动分支来提高少自由度并联机构的运动精度。考虑约束力旋量推导66?Jacobian矩阵和6阶66?Hessian矩阵,建立位移、速度、加速度模型并进行了静力学分析。对这两种并联机构进行运动仿真分析,比较解析结果和运动仿真结果。以驱动-约束力旋量为基础,求解3-SPS+UP和3-UPS+RRPR少自由度并联机构中驱动/约束分支的弹性变形,并推导驱动/约束分支的伴随矩阵。以驱动/约束分支的6×6的Jacobian矩阵和伴随矩阵为基础,求解这两种并联机构的总刚度和弹性变形。建立两种并联机构的有限元仿真模型,分析并比较机构动平台中心的弹性变形的解析结果与有限元仿真结果。分析约束力旋量对少自由度并联机构的刚度和弹性变形的影响。