摘要：3自由度球面并联机构是重要的少自由度机构之一,各支链的构件为球面上的弧杆,其刚度计算十分复杂。基于此,采用计算杆件变形的方法,利用小变形叠加原理,推得机构动平台的角位移、球心点线位移与各支链两构件上力的关系。利用机构静力学分析的结果,即支链两构件上的力与动平台上的外力关系,建立机构动平台、球心点位移与外力的关系。进而得到机构的整体柔度、刚度矩阵。采用正交变换方法,得到机构的6个主刚度指标,最大、最小刚度及所在的方向。研究结果表明,机构的主刚度及主方向随着机构运动位姿的变化而变化,远离零点逐渐增大,其中3个主刚度（即扭转刚度）较大,另3个主刚度（线位移刚度）较小,两者差距巨大。研究成果为该机构的工程设计和应用提供了理论基础。

关键词：球面并联机构 静刚度 正交变换 线位移 角位移 

单位：燕山大学机械工程学院 秦皇岛066004 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海200030