并联机器人以其承载能力强、运动精度高、刚度大、运动惯量小等一系列优点,在国民生产的各个领域应用越来越广泛。6-PRRS并联机器人是一种具有较多构型的并联机构,本文在对国内外并联机器人理论、应用与发展分析的基础上,对一种新型6-PRRS并联机器人的运动学、动力学、控制系统以及相应的系统实验进行了深入的探讨和研究。该类型并联机器人可以应用在加工机床与医疗等相关领域。本文中的6-PRRS机构是众多并联机构构型中的一种,其特点是驱动部分由6个直线运动输入构成,而驱动部分又有多种空间布置形式。文中讨论的6-PRRS并联机器人采用最近出现的将驱动部分布置成平行的形式,但区别于其它PRRS机构的特点是直线驱动部分不共面并且采用螺旋驱动的形式,这是一种新的驱动组合方式。这种布置形式从结构上决定该机器人具有较大的运动空间,也因其驱动的平行布置,为其快速运动奠定了基础。分析了6-PRRS机器人的正奇异、逆奇异以及复合奇异,在该并联机器人奇异分析中提出空间瞬时轴概念,给包含本并联机器人在内的空间并联机构的机构奇异做出基于空间几何形式的解释。同时应用空间瞬时轴概念以及旋量理论对机构奇异与雅可比矩阵奇异的对应性也做出相应的分析、证明与描述。提出一种本6-PRRS并联机器人特有的复合奇异形式。应用线性丛理论对空间瞬时轴的求解方法做出相应分析。此外结合旋量理论与指数基分析了6-PRRS并联机器人的完全运动学逆解,也对机构的实时逆解、雅可比矩阵做出逐一的分析与研究。对该6-PRRS并联机器人的工作空间与运动特性进行了分析,分析出6-PRRS并联机器人基本结构参数变化对工作空间的影响情况,找到影响工作空间大小的敏感因素,由其自身结构特点证明其在理论上有无限大工作空间。研究了本并联机器人的可操作度与各向同性情况,通过计算实例证明该机器人的可操作度与各向同性指标优良,同时也由这些特性证明该并联机器人具有适合快速运动的特性。在动力学方面提出一套适合本文并联机器人的动力学建模简化方法,基于拉格朗日方法以及虚功原理建立系统动力学计算模型,并给出仿真实例,为该并联机器人的动力学控制奠定基础;在静力学方面,给出关于导轨分布形式不同时连杆受力分析的对比,仿真分析说明了导轨高度分布变化可以带来相当可观的工作空间的增大,说明此类机构具有很好的应用价值。作为分析本并联机器人静刚度的一个重要组成因素,采用有限元分析软件对6-PRRS机器人刚度与变形进行了分析,由此为实际机器人的设计提供直接的参考数据。而采用虚功原理方法分析了机器人在其工作空间内的静刚度分布情况,为机器人的优化设计提供参照。本文采用CMAC+PD的并行控制方法,以及基于指数趋近率的滑模变结构方法的6-PRRS并联机器人控制方法,并给出对本机器人控制的仿真实验。这两种控制方法克服了常规控制器所不能避免的一些弊端,使控制效果得到提高。在完成以上理论分析等基础上,构建一个完整的实验系统,包含6-PRRS并联机器人本体与相应的控制系统。在此平台上完成运动学演示实验与轨迹测试与分析实验,以上实验验证了相关理论分析的正确性,也为该机器人的进一步应用奠定了基础。本文的研究工作为此类型的并联机器人理论研究、拓宽其应用领域奠定了基础,也为其它类型并联机器人、新型并联机器人的理论研究工作提供可参考的理论知识,对并联机器人领域的创新与发展有所帮助。