搅拌摩擦焊是一种新型、高效的合金焊接技术,由于其集众多优点于一身,在国内外各个行业迅速得到推广。目前市面上的焊接设备主要以龙门式和在串联机械臂上集成搅拌摩擦焊系统为主,三自由度龙门式焊接装备虽然可以实现大部分规则工件的焊接,但在焊接曲面和不规则焊缝时比较困难;在串联机械臂上集成的搅拌摩擦焊系统在焊接较厚的板材时,由于阻力过大可能出现刚度不足的情况。本文结合并联机器人高刚度的优势,以2UPR/RPS过约束并联机构为主体设计了一种混联搅拌摩擦焊机器人。对2UPR/RPS机构的运动学进行了分析,得到了并联机构的正反解和速度雅可比矩阵;规划了机器人的工作范围,并根据工作任务设计机器人尺寸和各个零部件的具体结构;介绍了搅拌摩擦焊工艺,并结合搅拌摩擦焊工艺和并联机器人自由度进行了各个运动功能的分配;利用MATLAB软件绘制并分析了机器人的工作空间轮廓,并结合速度雅可比矩阵分析了机构可能的奇异位形,发现在运动许可范围内机器人不会发生奇异;采用Workbench对机器人的关键零部件进行了有限元分析,发现零部件均满足工况要求;通过对比ADAMS软件中机构杆长和MATLAB中杆长的变化验证了机构运动学反解的正确性。最后对本文做出了总结并对进一步的研究进行了展望。