骨折复位手术机器人具有精度高、运动灵活、负载能力强等特点,能够解决骨折复位手术中复位精度受医生技术水平限制导致同质性差、复位力较大易使医生疲劳和X光射线对医生的有害辐射等问题,因此本文提出了一种面向下肢骨折的并联复位手术机器人,完成了机器人的结构设计,并对机器人的运动学、工作空间、奇异性和刚度等性能进行了分析。首先,分析了国内外骨折复位手术的医学方法。在传统的复位手术中,由医生手动完成复位操作,后利用骨外固定器对患肢进行固定,以骨外固定器的应用为基础,分析国内外骨折复位手术机器人的研究现状。在对骨折复位手术的需求和流程进行分析的基础上,确定了复位机器人的工作空间、承载能力、结构功能和重复定位精度等技术指标。根据6-UPS并联机器人构型,改进了机构中的U副和S副关节,变铰链关节中的汇交轴为偏置正交轴,解决了传统铰链关节转角范围小限制工作空间的问题。其次,建立了机器人的运动学模型,解算出机器人运动学正逆解并进行了仿真分析;建立了机器人的螺旋坐标系,对机构进行了受力分析,建立了机构一阶静力影响系数与雅克比矩阵的关系,基于雅克比矩阵求解出速度正逆解和机构的加速度,并进行了仿真分析。最后,对机器人的工作空间、奇异性和刚度进行了分析,建立了机构性能与构型参数间的影响关系,对构型进行了优化和改进。完成了机械系统的结构设计,包括零部件的设计和外购件的选型,利用ANSYS有限元软件,完成了机构的模态分析和静力学分析。装配了机器人原理样机,搭建了机器人控制系统,开发了软件程序。利用实验平台对机构的一阶固有频率、工作空间、重复定位精度和负载能力进行了测试,验证了机构理论分析和结构设计的合理性。