随着数字化样机（DMU）技术和虚拟产品开发（VPD）技术的发展,以虚拟样机建模仿真为核心的现代数字化设计模式开始被设计人员重视。因此,本文基于成熟的工业机器人结构,开发了一款机器人结构数字化设计及分析软件,覆盖了机器人数字化设计过程中的结构设计、运动学、动力学分析等重要环节,初步实现了结构数字化设计及分析功能,为传统的机械设计方法提供了一定的参考。本文的主要研究内容如下:分析工业机器人的常用构型及其运作方式,采用模块化思想,将机器人机械本体划分不同的模块,并利用UG二次开发技术建立结构模块库。利用OpenGL（开放式图形库）将结构模块转变为由程序绘制的模型,将该模型称之为数字化模型。通过数字化模型来等效替代机器人各个结构模块,实现结构模块向数字化模型的转换。利用C++语言编写了数字化模型各个功能模块。在模型搭建模块,根据用户搭建的数字化模型,自动建立连杆坐标系并生成D-H参数。在运动学分析模块,通过连杆变换矩阵,对正运动学进行求解,基于Newton-Raphson数值迭代法,通过微分运动学对逆运动学进行求解。通过蒙特卡罗法对工作空间进行求解。在静力学分析模块,通过连杆间力传递的原理,根据平衡方程得出各关节所受力、力矩与关节变量之间的函数关系对静力学进行求解。在动力学分析模块,通过Newton-Euler法正向递推公式对正动力学求解,根据当前关节位置和目标关节位置,采用五次多项式插值的方法对关节位置、速度、加速度进行求解,然后使用Newton-Euler法逆向递推公式对逆动力学求解。通过UG自动装配技术,对机器人模型进行参数化修改和自动装配,实现数字化模型向结构模块的转变。最后,基于Sawyer冗余机器人创建数字化模型案例,并对对软件的各个模块进行测试和验证,测试结果同Adams和Matlab验证结果相同,证明了各模块功能的正确性和程序的合理性。