关节是人形机器人最为重要和关键的部分,直接决定着人形机器人的机动性能、操控性能、肢体协调性和承载能力等,设计和实现可以满足预期使用要求的关节是人形机器人研究的一项主要任务。肩关节是人形机器人的关键组成部分之一,本文基于3PSS/S并联机构开展人形机器人肩关节性能分析和样机开发研究,具有重要的理论意义和应用价值。基于求导法,在位置反解的基础上求取3PSS/S并联机构的速度雅可比矩阵和各构件的加速度,并分析机构奇异位形。采用矢量法建立机构的静力分析模型,并在特定载荷下求解方程组,进而计算出各支链约束力,并将中间支链约束力和旁支链约束力进行对比,以分析该机构的静力卸载性能。求取旁支链连杆和动平台的惯性张量,基于牛顿-欧拉法建立机构的动力学平衡方程,研究机构在不同运动轨迹下,驱动力及各构件间的约束力随时间变化曲线。对肩关节样机的驱动式样进行选型和校核,完成样机旁支链及动定平台等关键零部件的设计,并进行样机本体的整体建模、加工与装配;确定运动控制方案,设计系统控制电路和硬件接口,完成控制系统的仿真和调试,开发样机控制柜,进而研制出完整的并联仿生肩关节样机。结合人体肩关节的运动学和受力特性,实施样机功能性验证实验和力反馈实验研究,为并联仿生肩关节的实际应用提供技术数据支撑。