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通过分析脊柱微创手术辅助器械的工作需求，提出了分步进行定位和调整姿态的方案；根据两部分方案的需求选取满足要求的机构，形成最终应用于脊柱微创手术辅助操作的具有两移动两回转四自由度的混联机构方案，称为2T2R混联机器人，分别以定位和调姿机构为研究对象，本论文进行的主要工作如下： 首先，根据脊柱微创手术治疗脊椎病所需辅助机械的工作要求，确定其所需要的总体自由度，并合理的配置给定位和姿态调整两部分；选择并联平面闭链机构与串联型机构分别作为工作点定位和工作姿态调整的机构；应用旋量理论、机构阶数、拆分原理和修正自由度公式，计算整体混联机构的自由度。 其次，基于几何关系和向量方程求解定位机构和姿态调整机构的位置正逆解模型，通过数学模型说明了定位机构四逆解位型和两正解位型，调姿机构四逆解位型和两正解位型，得到其与初始位型相关的结论；基于位置关系，采用闭环矢量微分方法求解调姿机构的误差模型；采用正交试验设计方法，分析姿态对各个误差源的响应度，得到有较大影响的几个误差因素。 再次，采用拉格朗日方法分别计算了两部分机构的动力学模型，由位置关系的导数方程求出被动关节与主动关节的速度关系函数，使用惯性矩阵转轴公式推导出了空间运动杆件对动坐标系的时变转动惯量，求解出了空间运动杆件的转动动能；建立两部分机构的ADMAS动力学模型，使用摆线函数和三次多项式分别规划两部分机构的关节空间轨迹，验证推导出动力学模型的精确性。 最后，分析了基于动力学模型的控制方式，在Matlab/simulink中导入调姿机构的ADAMS动力学模型；采用分离伺服环和模型环的控制方式，使用ADAMS/simulink联合仿真技术，对调姿机构进行了动力学控制仿真实验；仿真实现了对规划轨迹下的主动关节的跟踪。