进入21世纪以来,我国城市化进程不断加快,越来越多的高层建筑拔地而起。建筑幕墙作为建筑物的主导性外围装饰品,越来越受到人们青睐,大量的室外高空幕墙的安装工程为我国建筑装饰业带来了新的发展契机。由于我国建筑业的整体机械化水平低,目前我国高空幕墙的安装大多仍旧依赖人工,不仅劳动强度大,而且危险性极高,极易出现高坠伤亡等各类安全事故。本课题来源于国家“十二五”科技支撑计划项目(项目编号:2012BAF07B00),针对上述问题,开展室外高空幕墙安装的智能化施工装备的相关技术研究,旨在研发出适用于高层建筑幕墙安装的自动化施工设备。　　通过对国内外建筑幕墙安装施工现状的分析,以及深入工程实地的调研,得到了室外高空作业相对于一般建筑施工的特点。在此基础上,结合高空幕墙的大尺寸、大重量等要素,总结限制我国高层建筑幕墙实现自动化安装的技术难点,并从中提炼出本课题研究的要点。再从我国建筑业施工水平和自动化行业发展现状出发,概括出了一种适合于自动化安装的室外高空幕墙安装的施工工艺方案,并拟定出一套现实可行的室外高空幕墙辅助安装系统。该系统安装于专用的高空悬挂作业平台上。为使系统的适用于狭长空间工作在简化关节驱动形式的基础上,构建出主体结构为六自由度串联式机械手的机器人,它能够最大限度模拟人工安装过程,灵活性高,可以提高工人对于安装过程的可观测性和可控性。　　在系统的机械结构设计中,运用机构的影响系数法,建立机构的一阶影响系数矩阵(Jacobian矩阵)和二阶影响系数矩阵(Hessian矩阵)。为了验证机械结构的合理性,构建完整的机械结构数学模型;分析机构的运动学特性,为机构尺寸设计和优化提供理论依据。在此基础上,根据机器人运动学理论,推导机械手的末端执行器的运动学反解,并建立机械手位姿参数与参考方位的余弦矩阵之间的数学表达式,构建机械系统的运动学仿真模型,进而验证机构的可靠性。　　论文最后对控制系统进行研究探讨,提出一种基于阻抗控制的人机协作安装策略,该方法能充分模拟人工安装,使机器人系统的负载力、人工操作力能与环境接触力有利地匹配起来,提高系统的可适性和灵活性。同时,制定出机器人系统与专用的高空悬挂作业平台配合作业的施工工艺流程。