四自由度并联机器人主要应用于电子、食品和医药等领域产品的搬运和自动分拣等任务。因四自由度并联机器人的优越性不仅提高了产品生产效率,减少了人力资源,同时提高了产品的生产质量。因此,研究和开发四自由度高速并联机器人及关键技术对促进我国工业生产线上自动化生产的发展有重要意义。本文系统的分析了国内外四自由度并联机器人及其机构设计的演变和现状,并以实验室自行研制的四自由度高速并联机器人为研究对象,分析研究了该机器人的4-R(2-SS)型并联结构,介绍了四自由度高速并联机器人的机械本体组成,同时还完成了机器人真空吸附系统方案的设计和对各种真空元器件型号的选择。针对并联机构自由度计算复杂的问题,本文提出应用螺旋理论求解4-R(2-SS)型并联机构的自由度,不仅解析出4-R(2-SS)型并联机构的自由度数目,还求出了其自由度的具体分布；基于四自由度高速并联机器人结构及其参数建立机器人反解模型,考虑机构中驱动转角、球面副转角、机构耦合以及末端执行器姿态等约束条件,采用数值法求解机器人末端执行器的灵活工作空间。然后,在四自由度高速并联机器人数学模型的基础上,建立该机器人的运动学模型,通过对运动学方程求导推导出四自由度高速并联机器人的雅克比矩阵,为机器人各机构速度及加速度的分析奠定基础；同时利用推导出的雅克比矩阵建立四自由度高速并联机器人的动力学模型,为机器人的研究奠定了理论基础。最后,根据设计的机构参数,在ADAMS中建立四自由度高速并联机器人的虚拟样机,进行末端执行器沿拾取-放置样条运动的机器人运动学和动力学仿真分析。结果表明,该四自由度高速并联机器人具有良好的高速、高加速度的运动性能。本项目机器人样机己完成整机装配和运动调试。运行结果表明,该样机满足实际产品的搬运和自动分拣等功能需求。