本文在2RPU/SPR并联机构的基础上串接具有一个自由度的摇摆头和一个自由度的移动工作台形成五自由度混联机器人,主要针对该并联机构及混联机器人进行机构学分析、性能分析、结构设计与仿真分析,主要工作内容如下:对2RPU/SPR并联机构及其混联机器人进行机构描述,阐述连接各部件的运动副种类及运动特点;运用修正的Kutzbach-Grüble公式及螺旋理论方法计算2RPU/SPR并联机构的自由度;依据齐次变换矩阵对2RPU/SPR并联机构及串接摇摆头分别进行运动学正反解分析并在此基础上对2RPU/SPR+R+P五自由度混联机器人进行运动学正反解分析;对该并联机构及混联机器人的位置正反解求导得到其速度表达式,并求得速度雅各比矩阵。对2RPU/SPR并联机构进行静力学分析,建立该并联机构及其混联机器人的静力学模型,在只受重力条件下求解其约束力与驱动力大小同时求得力雅各比矩阵。对2RPU/SPR并联机构进行工作空间分析,阐述影响并联机构工作空间的因素,对该并联机构各运动副的最大转角分析计算,运用极限边界搜索法搜索该并联机构及混联机器人的工作空间,对比该并联机构在不同结构参数下的工作空间;对2RPU/SPR并联机构进行奇异性分析,分析该并联机构何时发生奇异、发生何种奇异。对2RPU/SPR+R+P五自由度混联机器人进行详细的结构优化设计,对关键零部件和整体给出结构布局图及强度刚度分析效果图;对2RPU/SPR并联机构进行动力学分析得出速度、加速度表达式,并分析各支链的驱动力大小。建立混联机器人的虚拟样机,在ADAMS软件中对混联机器人进行运动学、静力学与动力学仿真,同时对比理论仿真结果,分析混联机器人的运动是否存在问题,保证混联机器人在加工制造前达到最优效果;根据混联机器人工作需求及驱动力大小,选择电机及其驱动装置。