自动铺丝束成型技术是一种新型的复合材料制造技术,是现代机器人技术、计算机数控技术、CAD/CAM技术在复合材料制造领域的综合应用。多自由度铺丝机械手是自动铺放成型设备的重要组成部分。本文以多自由度铺丝机械手为研究对象,对其运动学、动力学等问题进行了系统的研究。主要工作如下:在建立连杆坐标系的基础上,采用Denavit-Hartenberg方法建立了铺丝机械手的运动学模型。对机械手的位姿、速度、加速度等问题进行了详细的分析,并采用Matlab进行了计算;同时,针对本机械手的结构特点,提出了一种简便的运动学逆解算法,为实现机械手的实时控制奠定了基础。对铺丝机械手的动力学问题进行了分析,采用拉格朗日方法推导出具有显式结构的动力学方程,为后续的动力学优化打下了基础;通过牛顿-欧拉递推公式建立起封闭形式的动力学方程,计算出各个关节所需的驱动力矩,并用Matlab程序进行了仿真。最后,在考虑芯模主轴旋转的情况下,对七自由度铺丝机械手的运动学和动力学进行了研究和仿真,提出了一种适合本机械手结构特点的运动学逆解算法;并以动能为目标函数,对七关节冗余自由度机械手进行了初步的优化。论文工作为多自由度铺丝机械手的控制奠定了一定基础。