转动平台通过实时调整位姿,实现对目标的跟踪与监控等功能,此外,还可以隔离载体的扰动,消除不利影响,满足了工作任务的需要,具有重大战略意义和广阔的应用前景。因此,本文在3UPS/U并联机构基础上串接一个单自由度的回转支链,形成能够同时满足大工作空间与重载需求的三自由度混联转动平台,进而对其进行样机研制与实验研究,主要工作内容如下:首先,对三自由度混联转台机构进行自由度分析与运动学反解建模;利用ADAMS软件建立机构的参数化仿真模型,基于驱动经济性、最大承载能力两个优化指标,对其进行尺度优化设计,得到一组使机构性能优异的尺寸组合。其次,对三自由度混联转台并联部分、串联部分以及两部分结合处进行结构设计,并采用ANSYS软件对其进行有限元分析,优化出转台运动平台、定平台、铰链及连杆等主要零部件的结构形式,选取电动缸等标准零部件,加工制造实验样机。然后,建立三自由度混联转台的仿真模型,对其进行运动学、静力学与动力学仿真分析,通过与理论分析结果对比,验证前面自由度分析、运动学建模、承载能力性能等理论分析的正确性,同时获得该转台的动态特性。最后,基于多轴控制器、三轴陀螺仪搭建控制系统硬件部分,完成电气元器件的连接,并集成到控制柜中;对样机进行上电调试运行,并对控制器配置运动学算法,控制转台样机按照预期的轨迹运行,分析其运动误差大小并给出相应的改进措施。