随着科学技术的不断发展,机器人技术在工业、医疗、国防等领域得到了广泛的应用。机械臂作为机器人结构中最活跃的部分,成为机器人领域研究的热点之一。传统的机械臂以串联结构作为整体布局形式,虽然具有较大的工作空间和较好的灵活性,但精度不高且运动惯性大。针对这个问题,本文设计了以RR&PRR二自由度解耦球面并联机构作为肩关节和腕关节的五自由度串并混联机械臂,并针对该机械臂进行了运动学和静力学特性研究,取得了如下主要研究成果:　　基于人体手臂骨骼结构和运动特点,完成了以RR&PRR二自由度解耦球面并联机构作为肩关节和腕关节、以曲柄滑块机构作为肘关节的五自由度串并混联拟人机械臂的总体结构设计,并进行了三维造型、装配及运动仿真。　　应用D-H连杆坐标变换法建立了机械臂的运动学模型,对机械臂及其关节进行了运动学分析,得到了其位置正反解和速度反解表达式,给出了机械臂速度雅克比矩阵。　　建立了机械臂肩关节和腕关节的运动干涉模型,得到了各关节的工作空间,在此基础上对机械臂工作空间进行了分析,并绘制了工作空间三维图和截面图。分析了机械臂及其关节的奇异位形,给出了机械臂发生奇异位形的条件。　　对机械臂各个关节进行了静力学分析,建立了静力学模型,得到了关节的内力和内力矩方程。给出了肩腕关节和机械臂的力雅克比矩阵,建立了机械臂末端操作手的输出力矢量与关节驱动力之间的联系。　　利用Pro/E和ADAMS建立了机械臂及其关节的仿真模型,并进行了运动学和关节驱动力动态仿真,分析了机构的速度、加速度和力学性质,为机械臂的改进和实际应用奠定了基础。