本研究通过采用螺旋理论与并联机构型综合方法，前期设计出了几种具有较大工作空间的并联机构，并通过对前期并联机构的性能分析，进行了优化设计，得到了新一代的四自由度并联机构。该机构如下图1所示，该机构所有的移动副都安装在基座上，以减少运动部件的重量，基座设计在整个机构的底端，使得系统的重心降低了，提高了系统的稳定性。此外，该机构每条腿中的两个移动副设计成共线的，它们由共享一个定子的双动子直线电机驱动。为了确保每条腿中两个共线的移动副产生沿y轴和z轴方向的两个移动，将两个相同的平行四边形机构一端连接到两个移动副上，另一端通过中间连接件连接到移动副的平行四边形机构上，为了增加其刚度，中间连接杆也采用了平行四边形机构。

图1四自由度并联机构仿真结构图

团队针对该新型的四自由度并联机构进行了初步的原理及仿真分析，包括其正向运动学和逆向运动学分析、奇异性分析和工作空间分析。在上述分析的基础上，团队研制了该并联机构的样机如下图2所示，该样机的移动范围分别是0.3m，1.2m和0.2m，绕Z轴方向转动的角度可以达到±120°。控制系统采用了ABB的驱动器及PowerLink总线进行同步控制，通过基于运动学的离线轨迹规划算法，其最大运动速度达到了1.6m/s，末端定位精度约为1mm。

图2新型四自由度并联机器人样机