1. 研究目的与意义
头盔伺服系统是一种用于驾驶模拟训练的虚拟现实设备，可用于飞行模拟训练、车辆与船舶驾驶培训等环节，其使用者主要包括飞行学员、车辆与船舶驾驶学员等。该系统通过执行机构六自由度并联机构为使用者提供助力，改善使用者的舒适性和沉浸感。为了满足使用要求，执行机构的运动学与动力学性能必须满足人体头部运动特性的要求，如运动精度、速度以及加速度等要求。因此，须要根据头部运动的特性要求，来计算所需的驱动装置性能参数，从而完成驱动装置的选型。
在理论分析的基础上，在确定影响驱动装置性能参数的并联机构关键参数，并建立两者之间的数学关系之后，采用matlab建立执行机构的细粒度虚拟样机，通过在机构的关键部件处添加相关虚拟传感器，获取机构的运动学与动力学参数；采用虚拟示波器、工作空间存储等工具，对仿真过程中的关键参数进行显示与管理。
随着科学技术的发展，机器人不断走进人们的生产和生活。机器人给人们带来的不仅是生产效率和生活质量的提高，而且还为人们节省大量的人力物力。自从机器人诞生五十多年来，己经广泛应用于人们的生产生活当中，这些机器人多釆用单支链形式的串联结构。就在串联机器人蓬勃发展的时候，出现了一类全新的机器人，这就是并联机器人。
2. 国内外研究现状分析
一.国内外研究现状 目前，国内外关于并联机器人的研究主要集中于机构学、运动学、动力学和控制策略等几个领域。其中并联机器人的机构学与运动分析主要研究并联机器人的运动学问题、奇异位形、工作空间和灵巧度分析等方面;而并联机器人的机构学与运动分析的研究是实现并联机器人控制和应用研究的基础，因此在并联机器人的研究中占有重要基础性地位。1.国内的研究现状 最近几十年，国内学者对并联机器人的特点，机构学，运动学方面进行了光泛，深入的研究，并且对这方面取得的成果进行了详细的概括和总结。相对于串联机器人来说，并联机器人具有以下优点：刚度大，结构稳定；承载能力强；精度高；运动惯性小；在位置求解上，串联机构正解容易，反解困难，而并联机器人正解困难，反解容易。由于并联机器人的在线实时计算是要求计算反解的，这对串联机构十分不利，而并联机构却容易实现。由于这一系列优点，因而扩大了整个机器人的应用领域。 近年来，先进制造技术的发展对并联机器人的研究和发展起着积极作用。随着先进制造技术的发展，工业机器人已从当初的柔性上下料装置，正在成为高柔度性，高效率和重组的装配，制造和加工系统中的生产装备。但是，还有大量的工作需要进一步研究和开展。 它广泛应用于工业、医疗、航天等方面。但是，并联机器人作为一个结构复杂，多变量，多自由度，多参数耦合的非线性系统，其控制策略，控制方法的研究极其复杂[3]。最初设计控制系统时，大多把并联机器人的各个分支当作完全独立的系统来进行控制，控制策略为传统的PID控制，控制效果很不理想。随着控制理论的发展，新的控制方法不断涌现，如智能控制鲁棒控制自适应控制等，并联机器人的控制也得到了迅速的发展。 并联机器人的模块化设计正是符合敏捷制造提出的策略，敏捷制造的基本思想是企业能迅速将其组织和装备重组，快速响应市场变化，生产出满足用户需求的个性化产品。并联机器人的模块化设计为并联机器人迅速走向市场奠定了良好的基础。2.国外的研究现状 迄今为止，并联机构的样机各种各样，包括平面的、空间不同自由度的、不同布置方式的、以及超多自由度并串联机构。大致来说，60年代曾用开发飞行模拟器，70年代提出并联机器手的概念，80年代来开始研制并联机器人机床，90年代利用并联机构开发起重机。此后，日本、俄罗斯、意大利、德国以及欧洲的各大公司相继推出并联机器人作为加工工具的应用结构。90年代机器人的发展趋势是使其能适应不同的装配任务。其中的一种称为机器人世界,由Automatix制造,它具有如下特点:在Sawyer电动机的定子上安装空气轴承,由空气轴承支撑组合式四自由度的杆系,通过在杆系末端安装不同的末端执行器,即就能用于不同的装配任务。对危险环境的作业,移动机器人的发展可算是迈出了一大步,它能用于卫星探测,危险的废料处理以及农业生产中[4]。除了可重构形机器人或适用于危险环境的机器人研究项目外,当今机器人学研究主要是在微小型传感器和作动器方面的一些大型技术的进步,以及计算与控制技术的发展。 总结：并联机器人虽然经过了几十年的研究，在理论上比较成熟，但是很大程度上是在大学的实验室，真正投入到生产实践中的并联机器人甚少。要从组成敏捷生产系统的观点出发，来研究并联机器人的进一步发展。要想使并联机器人充分发挥其优势性，适应于市场的需求，就需要对并联机器人进行模块化设计。还有大量的工作需要进一步研究和开展。进一步加强位置正解的研究，加强并联机构动力学的研究以及加强少自由度并联机构的研究。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
1.根据六自由度并联机构任务空间与关节空间的运动学与动力学，确定影响驱动装置性能参数的并联机构关键参数，并建立两者之间的数学关系。
2.根据并联机构工作对象人体头部的运动学特性，确定并联机构关键参数的极限取值。
4. 研究创新点
六自由度并联机构任务空间与关节空间的运动学和动力学与人体头部的运动学特性所建立的关系。
