在风洞中开展的捕获轨迹试验(简称CTS—Captive Trajectory System),用于模拟外挂物从母机上分离的位移、速度、加速度等轨迹特性,分析评估外挂物分离对母机飞行的安全性影响。为满足某大型风洞捕获轨迹试验需求,需研制一套用于支撑外挂物模型的六自由度机构。该支撑机构应具备行程范围大、运动精度高、承载能力强及阻塞度小等特点,并能够快速到达指定位置进行数据采集。本文以一套支撑外挂物模型的六自由度机构为研究对象,根据设计指标要求,完成六自由度机构的结构设计,并对其进行了运动学分析、振型函数的研究和静动态特性分析。本论文研究的具体工作主要分为以下几个部分:(1)根据设计指标要求,设计出满足各类指标要求的六自由度机构,介绍该机构的结构组成,并阐述了机构设计中的创新点。(2)基于D-H参数法建立机构的运动学模型,求解整体机构的正逆解,并对正逆解求解结果进行验证,确保运动学模型的正确性。(3)采用Robotics Toolbox构建了机构仿真模型,对六自由度机构进行正逆运动学仿真,得到了各关节运动参数曲线。另外还对X向横梁进行了分析,得到其振型函数,计算出了典型位姿的振幅值及固有频率,并与仿真结果进行对比,验证了理论推导的正确性。(4)基于有限元法,采用Workbench软件对机构进行了静态特性分析,验证了机构的强度和刚度;对机构进行模态、谐响应两方面的动态特性分析,得出对机构影响较大的振动频段以及振动幅值,为避免共振提供了依据。