本文设计了一种可以应用于显微操纵、医疗卫生和空间探测等领域的小型6自由度并联机器人,具有体积小、结构紧凑、精度高等特点。该并联机器人采用超声电机作为驱动元件,并通过微型精密编码器实现实时测量和反馈位置信息,控制方式简单且控制精度能够得到保证。此外,并联机器人的每个支链上都串联有力传感器,能够实时反馈受力情况。本文首先以现有的并联机器人构型理论为基础,结合本课题提出的设计参数,对并联机器人的结构类型进行了分析和设计;根据这种并联机器人结构,在已有的运动学理论方法的基础上,对其位置正反解、速度和加速度进行了分析计算,并运用MATLAB软件对计算结果进行了仿真分析验证。接着分析了并联机器人工作空间的影响因素,通过球坐标搜索的方法确立本文设计的并联机器人的工作空间,并分析了关键结构参数对并联机器人工作空间的影响。然后建立了并联机器人的误差模型,分析结构参数误差和输出位姿误差的关系;根据建立的误差模型,利用MATLAB软件绘制出结构和位姿参数变化时输出位姿误差的变化曲线,分析结构和位姿参数变化对并联机器人输出位姿误差的影响;给出了一种误差补偿方法,用于并联机器人标定时的误差补偿。最后在上述理论分析计算的基础上对并联机器人的结构进行具体设计,包括传动方式的设计、超声电机的选型设计、运动副的设计以及结构件的设计等;用Pro-E软件设计出并联机器人的三维模型,并通过ANSYS软件进行分析优化;结合该并联机器人的性能特点,探讨了几种可能的应用形式。本文设计的并联机器人丰富了并联机器人的产品类型,为实际需求提供了更多的选择,具有重要的研究意义和广阔的应用前景。