根据成捆圆钢端面贴标的工程应用场景,采用基于输出自由度和方位特征集的机器人拓扑结构综合方法,给出满足成捆圆钢端面贴标的机器人机构设计原则和步骤,根据贴标需求及输出自由度分析得到圆钢端面贴标机器人宜选用混联机构,其中3个移动自由度由并联机构实现,2个转动自由度由串联机构实现,根据方位特征集分析得到贴标混联机器人并联机构的拓扑结构,分析串联结构的构型设计出面向圆钢端面贴标应用的混联机器人构型。提出的面向特殊应用的混联机器人拓扑结构综合对于特定工业应用的机器人设计具有一定的实践意义。

以一种新型2T2R大摆角（3-RPR＋R）＆UPS混联机构构型为基础进行研究,介绍机构组成。通过螺旋理论推导了机构的自由度,且通过G-K公式验证了所得自由度。利用空间坐标变换法建立位置逆解方程,用MATLAB求解方程,计算出并联机构的位置逆解。将建好的三维模型导入ADAMS中添加运动副、添加点运动激励使其实现假定的运动形式,并进行运动仿真。结果表明可实现给定运动,验证了该混联机构的合理性。