混联机器人作为现代化加工技术的新产品,不仅继承了串联和并联机器人的优点,还不同程度地避免了其他两种机器人缺点。混联机器人结构紧凑、刚性好、承载能力大、精度高、动态特性好、工作空间大、模块化程度高。但是,由于混联机器人并联机构结构复杂,存在许多几何误差源,误差源对精度的影响具有很强的非线性特性。与成熟的传统工业机器人相比,混联机器人仍然存在着运动精度较低的问题。本文基于东北大学开发的3-TPS混联机器人,分析了各误差的影响因素,并进行了运动学标定及误差补偿的研究。论文的主要研究内容包括:（1）混联机器人运动控制算法的建立。根据3-TPS混联机器人结构特点,建立坐标系,分别从并联机构和串联约束机构两个方面推导了运动学正逆解公式,利用迭代法求解了并联机构运动学正解的数值解,利用数值法求解了工作空间。并将运动学模型转换为可用的混联机器人运动控制算法,在已搭建的软硬件平台上得以编程实现机器人的轨迹运动。（2）执行器误差分析与轨迹误差估算。分析了影响3-TPS混联机器人执行器位置的主要误差来源,建立了误差模型,根据误差独立作用原理推导了各误差源的误差传递系数,并仿真了各结构误差对3-TPS混联机器人执行器位姿的影响程度,并通过误差敏感度的求解分析了误差敏感源。然后针对混联机器人运动的轨迹误差,提出跟踪误差和轮廓误差两种评价方法,分别从平面和空间轨迹探究适用3-TPS混联机器人的轮廓误差估算算法,针对一般轨迹提出广义误差轮廓估计算法。利用估算算法处理了典型轨迹实际运动驱动杆编码器反馈的数据,比较了跟踪误差与轮廓误差,明确了轮廓误差更能反映混联机器人轨迹误差大小的结论。（3）混联机器人误差补偿方案与算法设计。研究了适用于3-TPS混联机器人的误差补偿方案,一方面针对几何误差,制定标定方案,另一方面探究基于控制系统的误差补偿方案,从修正数控指令和利用串联反馈伺服系统两种方式进行误差补偿。接着针对运动学标定方案,建立了基于完整位姿的运动学逆解标定模型,选取实验位姿,设计基于非线性规划与遗传算法结合的参数辨识算法,以辨识出控制模型中的结构参数。利用选取的位姿理论数据调整辨识算法程序,仿真验证了算法的有效性。（4）基于激光跟踪仪的混联机器人标定及误差补偿实验。利用绝对式激光跟踪仪测量系统制定驱动杆杆长测量和位姿测量的实验方案,搭建测量实验平台,采集并处理实验立方体各点对应的实际位姿及杆长的精确数据,分析了实验误差。利用参数辨识算法求得22个实际结构参数,修正了运动学模型,利用多组测量点验证误差补偿效果,证实了应用在3-TPS混联机器人上的标定模型及参数辨识算法的有效性。