随着能源危机和环境保护越来越受到人们的重视，传统内燃机因为在能源利用效率和污染环境等方面的局限性备受大众指责，电力驱动的地面交通工具则由于其各方面的优越性开始逐渐取代传统内燃机驱动的交通工具逐渐进入我们的生活，但是目前这种交通系统又存在续航能力不足的问题，因此在其能源补充问题上需要一个妥善合理的解决方案。出于这个背景，决定研发一款具有负载能力强，指向精度高，工作空间大并且体积重量都小的充电机器人用来解决这一问题，就具有十分现实也十分重要的意义。　　本项目来源于自研课题项目“电动公交车快速充电机器人”。文章在现有相关项目与方案的优缺点的基础上，提出了一种符合项目要求的姿态驱动系统设计方案，用于充电机器人的设计研发。围绕这种新的姿态驱动机构，论文主要围绕了机器人方案结构设计与分析、核心机构运动学建模研究和动力学建模研究、核心机构精度误差建模分析研究以及运动控制模型等多个方面的工作。主要研究内容如下：　　针对各个模块提出了多种不同的设计方案。总结归纳了现有各个模块设计方案的特点，并指出他们各自的缺点。以这些设计为基础，设计出一种充电机器人方案设计：一种基于双滑块驱动推拉式偏转盘驱动机构的姿态机构作为核心的充电机器人设计方案。这个姿态驱动平台前方是多杆平行指向机构。对这个机构的整体自由度与机构特性进行分析，尝试改善机构的整体设计并且选取最佳方案。　　对于最后被选定的设计方案的核心建立新型姿态驱动系统的运动学和动力学模型。在分析整体机构运动以及结构的基础上，建立充电机器人核心部件姿态驱动机构的运动学模型，之后以此为基础建立拉格朗日方程计算机构动力学模型，然后采用软件仿真办法对其模型进行验证，以确定动力学模型的正确性。　　对确定方案的姿态驱动平台的误差特性进行数学建模。分析了机器人系统内部的各个误差来源，在以及建立的机构运动学模型的基础上，用多刚体运动学原理针对可以反映新型姿态驱动机构输出误差的精度模型进行数学建模。为了大幅度提高机构的输出精度，必须对机构中的一部分零部件进行分析。　　建立新型姿态驱动平台的运动控制系统。提出了姿态驱动平台运动分层控制系统的总体方案，并对其硬件和软件进行说明，根据之前计算的动力学模型，计算出机器人系统的被控模型。在这个被控对象的基础上，将前面几章研究的平台的误差模型和机构非线性强耦合特性都考虑进去，为机器人设计带有BP神经网络和PID解耦控制器，最后进行充电机器人的控制系统仿真实验。　　进行新型充电机器人的实验样机测试。在本阶段完成机器人实体样机的综合测试，主要内容包括两自由度运动测试、姿态输出精度测试，工作空间范围测试这几个实验，全方位的检验了所设计系统的综合性能，最后作品达到了原本的设计指标，符合我们的要求。