作为串联机构的对偶机构,并联机构具有刚度大、精度高、位置误差不累积等特点,已成为机械领域的研究热点。目前,并联机构在航空、航天、海底作业、制造领域、辅助医疗和微机电系统等方面有着广泛而重要的应用。为了充分发挥并联机构的优点并扩大其应用范围,本文将并联机构应用于雕刻领域。文中概要地介绍了雕刻机的起源和发展现状,分析了国内外同类雕刻机的特点,说明了雕刻机的功能和使用范围以及并联机构应用于雕刻机的意义。在此基础上详细分析了雕刻机的总体布局和结构方案。构型决定了机构的运动特性,并联机构的构型对机构的运动特性的影响显得更为重要,对此,本文根据雕刻机的运动特性进行了并联机构的选型工作,并对选定的构型进行了自由度的计算,验证了所选构型满足雕刻机的运动要求。工作空间是评价并联机构工作能力的重要指标,所以本文根据雕刻机工作空间对并联机构进行结构设计,即通过尺度综合得到了雕刻机模型的重要结构参数,并在Pro/E环境下建立的雕刻机的三维模型。为掌握雕刻机的运动学特性及动力学特性,使并联机构的优点在雕刻机中得以充分的发挥,本文建立了雕刻机的运动学模型,并进行了运动学正解和反解分析,通过Pro/E与ADAMS的无缝连接建立的雕刻机的虚拟样机,并利用ADAMS软件进行了运动学和动力学仿真,得到了较为满意的结果。为了研究的完整性,本文还在ANSYS中建立了雕刻机的有限元模型,并对不同位姿下雕刻机的整机模型进行了静力学分析,掌握了不同位姿下的应力分布及变形情况,为下一步的优化设计提供了理论基础。