随着现代科学技术的不断发展,工业机器人也已经成为工业生产中不可缺少的一部分。抓取机器人主要由机器人本体和末端执行器组成,现存的抓取机器人主要有串联和并联两种结构模式,其中串联抓取机器人选用串联机构作为主体,大多存在搬运速度慢、精度低、传动效率低等问题;并联抓取机器人大多用于高速高精度的工作场合,但受限于末端执行器的种类和控制方式,抓取适应性较差。针对目前抓取机器人存在的问题,本文结合并联机构和结构冗余支链,设计了一种结构冗余并联抓取机器人。针对工程中的实际需求,依据抓取机器人的工作任务和所需自由度,创新性的提出一种基于冗余结构的四自由度并联抓取机器人,分环节确定机器人各部分的结构并完成了机构的设计与建模。通过理论计算对抓取机器人展开了运动学分析,包括机构的运动学正解和逆解、并联机构的速度雅克比矩阵,并通过虚拟样机的仿真实验验证了机器人逆解和速度雅克比结果的正确性。基于该抓取机器人的速度雅克比理论结果对机构的工作性能进行了分析,包括工作空间、奇异位形、静刚度和灵巧度分析等。基于虚功原理对机构进行静力学理论建模,并通过静力学仿真模型验证了其正确性;在ADAMS动力学仿真软件中对机构进行了动力学仿真建模与分析;除了力学分析,本文在直角定系空间中使用5次多项式对机构的任务路径进行了轨迹规划。基于工作空间最大化的原则对抓取机器人的结构尺寸进行优化,然后根据优化后的尺寸参数搭建样机,并进行相关抓取的实验。通过上述分析,该结构冗余并联抓取机器人具有既定任务要求的四自由度;且机构具有良好的运动性能,满足抓取要求;通过静力学分析证明该抓取机器人具有较好的承载能力和传力性能;搭建实物样机后,验证了该机器人具有要求所需的运动能力和抓取性能。