并联机构末端位姿精度是机器人性能的重要指标,直接影响工业大量应用,因此研究如何有效提高并联机构的精度具有重要意义。本文以课题组现有的3-RRR+(S-P)球面并联仿生髋关节样机为研究对象,围绕运动学控制和运动学标定这两方面任务,旨在实现样机实时以较高精度运动。首先,在基于“PC机+UMAC多轴运动控制器”控制模式的样机控制系统环境下,将3-RRR+(S-P)球面并联仿生髋关节的运动学模型嵌入到了UMAC控制器中,实现机构初步运动学控制的功能;在ADAMS软件中对规划的轨迹进行了仿真分析,并据此完成了运动程序的编制;在上位机软件Pewin32PRO2中进行了PID参数的整定以及回零操作等,最终使得控制系统调试成功,为以后的运动学标定实验提供了运动控制基础。然后,对3-RRR+(S-P)球面并联仿生髋关节开展了运动学标定的研究。在机构运动学模型和几何结构的基础上,采用闭环矢量法分别建立了机构外部支链误差模型和中心支链误差模型,并将其统一为组合误差模型,依据该模型在MATLAB中仿真分析了机构末端位姿误差分布规律以及单一误差源的影响;采用正交试验法,并以误差雅克比矩阵的条件数为参考,设计了位姿测量方案。接着,在误差模型和位姿测量结果的基础上,分别采用LM(Levenberg-Marquardt)算法和遗传算法对24个误差参数进行了辨识,并对两种方法的辨识结果进行了分析比较;并基于机构的运动学模型和位姿测量结果,采用遗传算法直接对运动学模型中的参数进行了辨识;依据辨识结果,可采用修正系统输入和修正控制模型几何参数的方法对样机进行误差补偿。最后,在Visual Studio 2017环境下,应用VB.net开发语言,设计了样机控制系统软件界面,为标定实验提供了方便;借助激光跟踪仪对3-RRR+(S-P)球面并联仿生髋关节样机进行了标定实验,包括零点标定实验、重复定位精度检测实验、位姿测量实验以及误差补偿实验,并对标定结果进行了分析。