近年来,越来越多的专家学者将其精力投入到了并联机器人的研究中,一大批独具特色的并联机器人机构也相继被开发出来,有的甚至已经得到了实际应用。相比于传统的串联机器人,并联机器人承受载荷的能力更强,精度更高,结构也更加简单。因此,其应用前景不可限量。本文以4PUS-1PS型并联机器人为研究对象,在借鉴了前人在相关领域的研究成果的基础上,重点分析了该型并联机器人的运动学、工作空间、动力学、虚拟样机仿真及参数优化设计等问题。本文首先对4PUS-1PS型并联机器人的结构特点进行了分析,并基于矢量法和坐标变换法建立该型并联机器人的运动学逆解模型。在此基础上,结合机构运动过程中的约束条件,运用MATLAB软件编制程序,绘制出给定结构参数时的机器人工作空间图谱。然后基于拉格朗日动力学方程,分析了系统能量变化关系,建立了该型并联机器人的动力学模型。同时,基于ADAMS软件对机器人进行虚拟样机仿真,绘制仿真曲线,并与理论模型结果进行对比,验证了运动学、动力学模型的准确性。最后,基于虚拟样机技术,建立机构参数模型,将对机构目标性能影响较大的关键参数设置为设计变量,求解使机构目标性能达到最优时的设计变量的组合,实现了优化设计的目的。上述研究成果为该型并联机器人控制系统设计以及实际应用提供了理论基础,为其他类型并联机器人的相关研究提供了借鉴。