下肢康复机器人是目前机器人领域研究和发展的一个重要课题,它可以帮助具有行走障碍的人群实现正常的日常活动。其中,髋关节的研究对于下肢康复机器人来说具有极其重要的作用。基于人体髋关节的解剖结构特征,为了能够模拟人体大腿3个自由度运动,提出采用3-SPS并联机构作为仿生髋关节原型机构。为了使并联机构具有优异的仿生运动与动力性能,需要从并联仿生机构的构型、运动学分析、动力学分析等关键技术分别进行研究。本文所作工作如下:分析、研究人体髋关节的结构特点、运动特性及其运动空间范围,以结构和功能与人体髋关节相吻合为原则进行机构选型,确定3-SPS并联机构作为仿生髋关节原型机构。对以3-SPS型对称并联机构为核心的髋关节机构进行运动学建模,并描述机构的空间位姿,建立了机构位置逆/正方程、速度逆/正方程及雅克比矩阵。在并联机构中正运动学中,其解往往具有多解性,往往比较复杂,而逆运动学的求解是一般比较简单。利用拉格朗日方程对3-SPS并联机构进行动力学分析。以运动学分析为基础,分析机构各部分质心处的运动学参数,考虑并联机构的整体势能和动能,建立动力学方程。采用Pro/E建立机构三维模型,利用ADAMS进行运动学和动力学仿真。通过仿真分析得到并联机构动平台的角度变化曲线、驱动杆的位移、速度以及加速度变化曲线。在验证机构运动正确性的基础上,动平台施加一外载荷,进行机构的动力学仿真分析。