混联型工业机器人能够兼具串联机器人的结构简单、工作空间大以及并联机器人的高刚度、高精度等优点,扩大了机器人在工业生产中的应用范围。本课题研究了一种四自由度的混联型工业机器人,它的大臂采用并联形式,并且驱动电机全部下置到支架,能够减轻机械臂的重量,提高机器人的负载能力,具有良好的市场应用前景。首先,对机器人结构进行深入的分析与研究,机器人采用了大臂并联的形式,大臂与小臂仍然是串联形式,这样既能提高机器人的结构刚性,又使得机器人具有良好的工作敞开性。本文重点设计出了一种依靠双平行四边形机构传动的腕部俯仰机构,得益于机器人的大小臂电机不同轴这一特点,将腕部电机设计在了机架上,与大臂电机同轴,该机构具有结构简单、控制容易等优点。经仿真验证,腕部俯仰机构能够提高机械臂的抗弯刚度。其次,对这种大臂并联的四自由度机器人进行了运动学分析,利用D-H法建立了机器人的连杆坐标系,从而对机器人的正逆运动学进行了求解分析,求得机器人位姿状态与各关节角之间的关系式,方便接下来对机器人工作空间的求解。再次,为了进一步研究机器人的运动性能,运用解析法求解机器人的工作空间。首先求解出机器人各关节的转动范围,根据包络线的原理编写Matlab程序,求解出机器人工作空间图形,并对工作空间进行了分析与研究。最后,本课题以一种轻型样机为实物验证对象,机械臂的材料选用铝合金型材,在Solidworks中建立模型,考虑到机器人零件的运动惯性力对各关节处的影响,建立动态静力学模型,求解出机械臂的受力边界条件,利用Ansys有限元分析软件对机器人进行了仿真分析,求解出了机器人在负载时的受力情况。