中文摘要：

球面2自由度并联机构，能够实现定向空间矢量，具有广阔的应用前景。确定了球面2自由度并联机构3种典型机型；利用计算机编程搜索可达工作空间是否存在，识别了机器人机构的有效设计空间；以此为基础研究了可达工作空间和奇异位形与机构尺寸参数之间的关系；开发了一套基于兼顾全域性能指标和局域性能指标相对综合性能最优的机器人机构尺寸优化设计软件；采用传统的拆杆法建立了机构的静力学平衡方程，利用积分法求出各杆件变形，再运用小变形叠加原理建立机构的变形补充协调方程，并采用输入力优化方法，得到该机构静力学全解；运用拉格朗日方法建立了球面2自由度并联机构动力学模型，并运用能耗优化和力优化方法解决了冗余驱动机构驱动力优化问题；采用加速度为连续分段函数和组合正弦函数两种轨迹规划方法对球面2自由度并联机器人机构在笛卡尔空间进行运动学轨迹规划。采用环路增量法，建立了球面2自由度并联机构误差模型；以适用于各类快速移动载体对卫星电视信号的自动跟踪装置为应用目标，研制了一台高精度球面2自由度冗余驱动并联机器人样机。为该类机构最终推向实际应用奠定基础。