并联机器人是由多条支链组成的闭链机构,闭链约束的结构特点限制了机器人运动工作空间的大小,并且工作空间内运动学可操作性和力可操作性分布特征复杂,往往存在可操作性奇点,给机器人的全局运动规划和控制带来一定挑战。采用冗余驱动技术,不仅可望克服并联机构的力可操作性奇异问题,而且能够消除机构间隙、动态调节机器人操作刚度、实现能耗优化操作等。并联机构中若机构原动件数目多于机构运动学自由度数目则为冗余驱动并联机构,利用这类机构多余的驱动输入,可以实现机构的内力调节,从而实现消除结构间隙、消除机械传动回差、实现机构操作刚度的实时调节、降低复杂操作任务中的系统能耗。因此冗余驱动机构在高速高精度操作机器人系统中有重要应用价值。本文主要对4RRR冗余驱动并联机构进行了运动学分析、动力学分析、优化控制以及柔顺控制策略的研究。基于4RRR冗余驱动并联机器人的几何结构,利用几何法建立了机构的正、逆运动学模型,求解末端执行器的速度、加速度,通过MATLAB仿真分析,验证了运动学模型的正确性。利用拉格朗日函数分别建立了4RRR冗余驱动并联机器人关节空间和工作空间的动力学模型,并分析了内力的产生及应用,建立了内力、驱动力、刚度之间的关系,通过控制机构的内力可调整机构的操作刚度。为了改善4RRR冗余驱动并联机器人驱动力无穷多组解的情况,分别以驱动力、能耗最小为优化目标,对4RRR冗余驱动并联机器人进行优化,利用MATLAB对两种优化方法仿真分析结果表明,以驱动力为目标的优化方法,四个驱动器所受的驱动力比较均衡。将误差与驱动力纳入一个目标系统中,根据LQR原理设计最优控制器,利用MATLAB仿真验证了该控制器的有效性,可应用于机器人高速、高精度的操作任务。为了使4RRR冗余驱动并联机器人完成更加复杂的曲面抛光、装配、打磨的任务,提出了时变阻抗控制,利用MATLAB仿真验证了时变阻抗控制的响应特性,然而时变阻抗控制对外界干扰没有抑制能力,为了进一步提高系统的抗干扰能力,提出了滑模时变阻抗控制,利用Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定条件,建立了控制参数之间的关系,通过MATLAB仿真验证了控制系统的性能。