在航空航天、国防军事以及各种民用领域,先进复合材料对比于传统材料以其优异的综合性能正得到越来越广泛的应用。　　纤维铺丝成型工艺是在纤维缠绕工艺的基础上发展起来的,铺放头代替了绕丝头,它解决了纤维缠绕工艺不能凹曲面缠绕、局部增厚加筋和开窗口的问题,继承了纤维缠绕和自动铺带的优点,对待铺放构件的适应性更强。纤维铺丝机通过前期路径规划铺放轨迹以实现构件的铺放成型。因其具有能够对复合材料进行变角度铺放、改变纤维丝束铺放宽度和在凹面铺放成型等特点,它非常适用于对具有相对复杂形状的非回转体表面进行铺放。　　本课题研究的七自由度纤维铺丝机由2个直线坐标、5个旋转坐标以及铺放头组成。相对于实验室原有的一台实验用铺丝机,运用一个大角度俯仰坐标代替了 Y轴直线坐标,并且进行了手腕部件的结构设计。手腕部件是纤维铺丝机的重要组成部分,其两端分别与纤维铺丝机中的伸臂和铺放头相连接,在调整铺放头姿态方面起主要作用,它决定着铺放头的运动范围。手腕部件结构设计及其运动、力学性能是本论文的主要研究对象。　　运动学分析是后续静力学分析、动力学分析、工作空间分析以及控制铺放轨迹实现等的基础,是研究手腕部件甚至整个铺丝机结构运动、力学性能不可缺少的一个环节。纤维铺放运动是铺放头压辊接触点运动和芯模主轴回转运动的合成,因此把铺丝机运动分解成机械手臂和芯模主轴两部分单独进行研究,避免了冗余机构运动学问题。继而运用D-H法对机械臂部分进行运动学分析,建立其运动学方程,推算出方程正逆解;再利用矢量积法直接构建机械臂结构的雅可比矩阵。　　分别基于 CATIA和 ADAMS对铺丝机结构进行运动学和动力学仿真,重点分析手腕部分仿真结果,验证其运动、力学性能。根据动力学仿真结果,验证各坐标伺服电机的能否满足驱动要求,并对重要零部件进行 ABAQUS有限元分析,校核其强度与刚度,证明结构参数合理,能满足设计要求。