随着农业生产技术的不断发展,农业自动化设备在缓解农业劳动力不足、提高劳动生产率、降低生产成本、保护劳动者安全等方面将发挥越来越重要的作用。在农作物施药、采摘、搬运等作业中,自动化设备的使用率越来越高。农业自动化设备中的执行机构及其自动控制技术已成为数字化农业的研究重点内容之一。本文研制了一种混联机构样机,研究了机构的构型设计、运动学分析、运动控制技术等方面内容,旨在为混联机构的开发和应用提供有效的理论和技术解决方案。研究的主要工作如下：(1)研究混联机构的构型方式,根据机构的几何特征,建立机构的运动学模型,运用几何解析法得到机构运动学模型的正解和逆解。(2)分别通过几何法和解析法对机构的工作空间进行研究,求解该混联机构工作空间边界的表达式,分析并确定机构运动空间范围。通过Adams软件对工作空间进行仿真分析,与运动学正解模型计算的工作空间范围进行比较,验证运动学模型的正确性。分析及计算结果表明,该机构具有相对较大且连续的工作空间。(3)对机构的奇异性进行研究,采取对串、并联两部分的奇异性单独研究的方法,与直接用机构的雅可比矩阵算法相比,大大简化了奇异性判别的算法。研究结果表明,该混联机构在工作空间范围内无奇异点。(4)在机构运动学和动力学分析的基础上,确定机构的基本参数并对各构件进行选型和设计,研制机构的试验样机,并设计该机构的控制系统,实现DSP控制器与直流伺服电机驱动器之间的CAN通讯协议,提高了控制系统的综合控制性能,增强了系统的可扩展性。(5)研究笛卡尔空间的直线轨迹规划算法和圆弧轨迹规划算法,以及轨迹规划的加减速控制算法,设计实时控制程序,实现运动学逆解求解、插补计算和控制信号生成等功能,并通过试验证明运动控制算法的正确性。