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与传统的六自由度并联机构相比，少自由度并联机构具有结构简单，设计、制造和控制的成本相对较低等特点，在工业领域具有广泛的应用前景。本文研究几种新型少自由度并联机构的运动学、逆动力学及控制等问题，主要内容如下：
提出一种新型四自由度并联机构。该构型的特点是：具有优势作业方向、动平台转角范围较大。运用螺旋理论分析该机构的自由度，给出了封闭形式的位置正解和逆解。建立了机构的速度映射模型并求解雅可比矩阵。分析了机构的三种奇异形位，给出了解析形式的位置工作空间和可达工作空间。
研究一种在Tricept机构基础上提出的新型三自由度并联机构。对其结构特点、位置正解、位置逆解、速度映射关系、工作空间以及运动学性能等进行了分析。分析表明该机构具有与Tricept机构基本相似的运动学性能。
在归纳从动支链可能构型的基础上，提出一种含有两条从动支链的新型两自由度平动并联机构。求解了机构的位置正解、逆解及雅可比矩阵，对其工作空间进行了分析。在此基础上，对机构进行尺度综合。
运用虚功原理，建立了新型两自由度机械手的逆动力学模型。提出一种新型S形速度曲线方案，并在操作空间对其进行轨迹规划。以单次拾放周期最短为目标，对轨迹参数进行优化。提出一种以综合拾放操作时间最短为目标的齿轮箱减速优化配置方法，采用该方法能充分发挥驱动电机的性能，从而有利于降低机械手驱动系统的成本。
设计、制作2自由度并联机械手样机，并开发其控制系统。分别采用PID控制、PID结合速度前馈控制、鲁棒饱和控制、指数趋近率变结构控制、加速度反馈控制等控制算法，进行拾放操作实验研究，并根据实验结果对上述各种算法的应用效果进行了比较。