在食品、医药等诸多行业生产线中，存在大量需以每分钟上百频次对轻小物料进行搬运、包装、分拣等作业，必须采用高速并联机器人完成，世界特别是我国对此类机器人需求巨大。国际机器人巨头ABB等利用Delta机构专利技术生产的高速并联机器人代表了当今最高水平，垄断世界市场。在本项目实施前，我国相关技术、产品和工程应用完全空白。因此，自主开发高速并联机器人既是实现我国“机器换人”的急需，也是参与国际竞争的必要前提。本项目在国家和企业项目资助下，在高速并联机器人自主创新、设计理论与关键技术，及以其为核心的装备研发与工程应用方面取得了如下创新成果：a.发明了二平动和柱坐标式高速并联机器人新机构，前者比Delta机构更经济，后者有效扩大了Delta机构的作业范围。针对Delta机构对仅需二维运动仍需三轴驱动很不经济及无法实现整周回转的问题，分别采用虚约束和双直驱同轴传动技术，发明了二平动及柱坐标式高速并联机器人新机构；前者较Delta机构结构显著简化，后者较Delta机构可实现在环形区域内的多工位作业。b.发明了三平一转高速并联机器人新机构，功率密度比和转角精度保持性优于Delta机构。针对Delta机构中央支链转角精度低的问题，发明了多种结构紧凑、接口一致的大转角传动装置，形成了一系列三平一转高速并联机器人新机构，功率密度比高出Delta机构1/4，解决了其中央支链易磨损的问题。c.首创高速并联机器人设计新方法，攻克了综合性能保障关键技术，开发出达到国际先进水平的新产品。针对基于运动学指标设计方法完全不适用的问题，首创高速并联机器人动力尺度综合新方法，实现了尺度-结构-驱动器参数集成设计；攻克了操作指令快速传输、高速平稳轨迹规划、定位误差补偿、散乱物料动态跟踪等关键技术。据此，开发出三种达到国际先进水平的新产品。d.研制出以高速并联机器人为核心的新装备，解决了生产瓶颈问题。围绕相关行业急需，攻克了生产线布局、网络化管控等关键技术，开发出以高速并联机器人为核心的软袋自动包装线、锂电池自动分选工作站、炸药自动包装线等新装备，填补国内空白，解决了制约产能、产品质量和安全生产的瓶颈问题。 项目成果在国内多家企业自动化生产线上得到规模应用。向广州数控等实施专利许可5项，实现了技术辐射。高速并联机器人出口英国和俄罗斯，前者创我国机器人整机出口首例；两次入选国家重大科技创新成果，落户国家科技馆并被评为优秀展品，被新华社、人民日报、央视等媒体报道，社会效益显著。本项目授权美国专利2项，中国发明专利21项，实用新型专利3项，软件著作权1项，公开中国发明专利4项，发表SCI/EI收录论文54篇。通过天津市鉴定2项。鉴定意见分别为：“基础研究和整体技术达到了国际领先水平”，“产品性能整体达到国际先进水平，其中4自由度并联机器人设计理论与方法达到国际领先水平”。