作为并联机器人领域的一个重要分支,少自由度并联机器人近来已成为机器人学的研究热点之一,在工业及其他行业中具有广阔的应用前景。3-RPS并联机器人属于其中比较具有特点的一种,并已经在实际生产中得到了应用。本课题的主要研究对象为3-RPS并联机器人,对该并联机构的运动学分析研究并对并联机构进行结构设计,之后对控制系统的硬件和软件进行了设计,最后对3-PRS并联机床样机进行试验。本文对3-PRS并联机床进行了详细的运动学分析,建立了3-PRS并联机构的几何模型,计算出了3-PRS并联机构的自由度并且对并联机构的位姿矩阵进行了详细的分析,得出了3-PRS并联机床位置逆解的表达式并且求解出了驱动杆长的计算公式。之后进行了3-PRS并联机构的结构设计,包括定平台动平台的设计、铰链的设计,各个杆件的设计,用三维软件对3-PRS并联机床进行了建模。之后进行了硬件系统设计,研究了PCI-1243U运动控制卡的功能以及伺服电机、伺服驱动器的连接方法,电控柜内部各元器件的位置分布进行设计并对各个硬件进行连接与设置。最后,对3-PRS并联机床的软件系统进行设计。最后研制出了3-PRS并联机床,可以实现对固定在动平台上的工件的斜面铣削、磨削以及斜孔钻削的加工。本文针对3-PRS并联机床的控制系统设计了一种基于“PC+运动控制卡”的开放式控制系统方案。以PC机为主要的控制器,PCI-1243U运动控制卡作为从机,通过自定义的命令通信协议,实现位置与速度的精确控制。工控PC机负责人机交互界面的管理、控制系统的实时监控,运动控制卡完成运动控制的所有细节。本课题的3-PRS并联机床的控制系统采用Microsoft Visual Basic编写人机界面,调用控制卡中的运动函数库,产生脉冲和方向信号控制电机转向和转速,从而实现对伺服电机的控制。该开放式控制系统将PC机强大的信息处理能力、开放式特点与运动控制卡的运动控制能力相结合,具有信息处理能力强、开放程度高、运动控制方便、通用性好的特点。