冗余驱动并联机器人具有精度高、刚度大、承载能力强、结构紧凑的优势,在医疗、航空航天、军事等高精尖领域得到了广泛的应用。由于并联机器人是一种复杂的空间多闭环结构,其动力学建模过程复杂,步骤繁琐。目前,传统的并联机器人动力学建模方法虽然可以得到其动力学模型,但仍存在建模过程需要借助辅助变量,很难得到动力学解析模型,无法系统化建立在非理想约束下的动力学模型等问题。针对上述问题,本文以二自由度冗余驱动并联机器人为研究对象,引入一种新的多体系统建模方法—基于Udwadia-Kalaba理论的层级堆聚建模方法,对机器人进行动力学建模研究。首先,对二自由度冗余驱动并联机器人进行运动学分析,对其运动位置进行正向和逆向求解,求解关节与末端执行器之间的速度及加速度关系;其次,利用层级堆聚建模方法,建立并联机器人的动力学解析模型,并借助拉格朗日乘子方法对该动力学模型进行理论论证,然后在MATLAB软件中对机器人的动力学模型进行仿真验证;最后,考虑并联机器人主动关节处约束为非理想约束时,即考虑主动关节处存在摩擦力,建立机器人关节摩擦力的解析式,并对关节摩擦力与关节约束力进行解耦,得到并联机器人动力学解析解耦模型,再借助MATLAB软件对获得的模型进行数值仿真研究。研究结果表明,层级堆聚建模方法能够系统、快速、有效地建立二自由度冗余驱动并联机器人的动力学解析解耦模型,为机器人的动态控制研究奠定基础。