随着海洋运输业,海洋国防战略的发展,实现海上作业的安全性与有效性是发展海上作业的关键。刚柔混合三维补偿装置,作为一种运动的补偿机构,在货物的补给过程中,控制货物的运动,消除风浪引起的船舶之间相对运动对货物补给的影响。根据目前国内外波浪补偿装置中存在的问题,将刚柔混合并联机构运用到波浪补偿装置中。本文以基于绳牵引刚柔混合并联机构为研究对象,根据补偿运动的需要,创新设计了绳牵引刚柔混合驱动波浪补偿并联机构,并以此机构作为研究点,其研究内容如下:建立刚柔混合驱动并联机构的运动学和动力学数学模型。首先利用螺旋理论分析了机构的自由度,确定其基本的运动情况;然后基于封闭几何法以及空间几何法建立了机构的位姿逆解与正解的数学模型;其次求导位姿逆解,建立了机构运动时的速度和加速度模型;最后利用拉格朗日方程建立机构的动力学模型。针对刚柔混合驱动并联机构进行进行机构的运动性能分析,首先建立不可忽略绳索变形的系统刚度矩阵,分析了机构参数对机构整体的刚度影响规律;其次通过计算运动学中的雅可比矩阵的行列式的数值在动平台的可达空间内分布,来判断机构的奇异性,以及通过雅可比矩阵的条件数来衡量机构的灵巧性;最后,在给定机构各个参数的情况下,利用边界搜索法求出机构整体的工作空间。分析并联机构的振动特性和抗摆动能力,将振动和摆动控制在安全范围内,首先通过拉格朗日动力学方程的线性化,推导出振动方程,然后求解并联机构的固有频率和主振型的数学解析式和影。探究在外界激励下绳索的响应规律,最后通过合理的构型,提出避免共振的条件。根据绳牵引刚柔混合并联机构进行实验样机机构的设计,实验样机的缩比模型搭建;调试控制卡对波浪补偿动平台的运动进行实时控制,进行补偿实验的实验验证,得出动平台位姿、速度、加速度、力矩等实验数据,与理论数据仿真数据,虚拟样机数据进行对比验证,对补偿的机构的补偿性能进行评估,测试。