This thesis deals with the kinematic analysis, dynamic analysis and static balancing of planar and spatial parallel mechanisms or manipulators with revolute actuators.

The inverse kinematics of each mechanism is first computed and a new general algorithm is used to locate the boundaries of the workspace of the mechanism. Two approaches, namely, the algebraic formulation and the vector formulation are used to derive the velocity equations of the mechanisms. The singularity loci is then determined using the velocity equations. The approach of vector formulation is a new approach and leads to simpler expressions for the determination of the singularity loci. Kinematic optimization of mechanisms with reduced degrees of freedom is also discussed in the thesis. The generalized reduced gradient method of optimization is used to find the optimal solutions of the link parameters which enable the dependent Cartesian coordinates to follow an ideal trajectory as closely as possible when the independent Cartesian coordinates pass through some prescribed points.

A new approach for the dynamic analysis of parallel mechanisms or manipulators is proposed in the thesis. This approach is based on the principle of virtual work. As compared to the conventional approach of Newton-Euler, the new approach will lead to a faster algorithm for derivation of the generalized forces, which is useful for the control of a mechanism or manipulator. The Newton-Euler approach is also used for dynamic analysis of parallel mechanisms or manipulators. Since the constraint forces between the links are computed in the latter approach, it is useful for the design and simulation of mechanisms or manipulators.

Finally, the static balancing of parallel mechanisms or manipulators is studied in this thesis. The conditions of static balancing of the parallel mechanisms or manipulators are derived using two approaches, namely, using counterweights and using springs. The two approaches each have their advantages and drawbacks and the approach to be used depends on the application of the balanced mechanism. Static balancing of parallel mechanisms or manipulators is useful since it leads to improvement of the control accuracy and energy efficiency of the mechanisms or manipulators.

Cette thèse porte sur l'analyse cinématique et dynamique ainsi que sur l'équilibrage statique des mécanismes et manipulateurs parallèles plans et spatiaux avec actionneurs rotoïdes.

Le problème géométrique inverse de chaque mécanisme est d'abord résolu et un nouvel algorithme général est proposé pour la détermination des frontières de l'espace atteignable. Deux approches, soit la formulation algébrique et la formulation vectorielle, sont utilisées pour obtenir les équations de vitesse des mécanismes. Le lieu des configurations singulières est ensuite déterminé en utilisant les équations de vitesse. La formulation vectorielle est une nouvelle approche qui conduit à des expressions plus simples pour les lieux de singularité. L'optimisation cinématique de mécanismes à degré de liberté réduit est aussi traitée dans cette thèse. La méthode du gradient généralisé est utilisée afin de trouver des valeurs optimales des paramètres géométriques permettant aux coordonnées cartésiennes dépendantes de suivre une trajectoire prédéterminée en fonction des coordonnées cartésiennes dépendantes en certains points prescrits.

Une nouvelle approche pour l'analyse dynamique des mécanismes et manipulateurs parallèles est aussi proposée dans cette thèse. Cette approche est basée sur le principe du travail virtuel. En comparaison avec la formulation traditionnelle de Newton-Euler, la méthode proposée ici conduit à un algorithme plus rapide pour le calcul des efforts articulaires, ce qui est intéressant pour la commande. Les équations de Newton-Euler sont également utilisées pour fin de comparaison. Cette dernière approche est aussi utile dans un contexte de design puisqu'elle permet de déterminer les efforts internes.

Finalement, l'équilibrage statique des mécanismes et manipulateurs parallèles est étudié dans cette thèse. Les conditions pour l'équilibrage statique de mécanismes et manipulateurs parallèles sont obtenues grâce à deux approches distinctes soit:​ l'utilisation de contrepoids et l'utilisation de ressorts. Chacune de ces approches a ses propres avantages et inconvénients et l'approche à privilégier dépend de l'application considérée. L'équilibrage statique des mécanismes ou manipulateurs est utile puisqu'il permet d'améliorer la qualité de la commande et l'efficacité énergétique.