随着工业自动化水平的发展,工业机械手得到了越来越广泛的应用。Delta并联机械手被公认为是设计和应用最为成功的并联机械手之一。该机械手构型简单,具有结构刚度大、负载能力强和定位精度高等诸多优点。本文以三自由度Delta并联机械手为研究对象,针对其机构特性与刚柔耦合进行分析与研究,进而为该机械手的实际工程应用提供参考性的意见。论文的主要内容如下:首先,对Delta并联机械手进行了适当的简化,使用解析法得到了机械手的运动学正解和逆解,在此基础上推导出了机械手的雅可比矩阵和速度加速度模型,并进一步分析和讨论了机械手可能存在的奇异位型;在运动学正解的基础上分析了机械手的可达工作空间,并验证了上述分析的正确性;其次,对Delta并联机械手的轨迹规划进行了分析,对比了三种加速度规律的优缺点,最后基于修正梯形规律对机械手进行了轨迹规划。使用ADAMS和Matlab对轨迹规划进行了仿真,结果表明,在采用修正梯形规律对机械手进行轨迹规划时,机械手运行平稳,可以满足使用要求;然后,使用虚功原理建立了Delta并联机械手的刚体逆动力学模型,借助有限元分析软件对机械手的静动态特性进行了分析,找到了影响机械手工作性能的薄弱环节,为接下来的工作指明了方向;最后,使用ADAMS和ANSYS建立了Delta并联机械手的刚柔耦合虚拟样机模型。针对机械手常见的“门”字形运动轨迹,对比分析了机械手在刚体模型和刚柔耦合模型时,驱动电机的动力学特性和动平台的定位精度。在特定的工作空间要求下,针对机械手从动臂的尺寸参数进行优化分析,在经济型设计思想的指导下,得到了机械手从动臂最优的尺寸参数,为该机械手的实际工程应用提供了参考性意见。