并联机器人与串联机器人相比具有结构紧凑、刚度大、定位精度高等特点，在微细作业领域具有广阔的应用前景。本文设计了一种具有亚微米级定位精度3-PPTRR构型的3支链6自由度精密并联机器人，采用压电马达和高分辨率光栅尺构成半闭环控制系统，具有结构简单，杆件不易干涉，电磁干扰小，分辨率高等优点。　　针对3-PPTRR精密并联机器人的几何约束和结构特点，进行了运动学分析。采用解析法建立了其位置逆解方程，基于矢量构造法给出了雅克比矩阵的显示表达式。建立了牛顿迭代法求取其位置正解的计算流程，并进行了算例仿真。　　鉴于雅克比矩阵条件数的局限性，采用兼顾全域条件数均值和波动性的全域可操作度指标描述机构的操作性能。以此指标为目标函数，结合性能要求，对3-PPTRR精密并联机器人的关键尺寸进行了优化。应用极坐标搜索法，分析了优化后关键尺寸下的工作空间与雅克比矩阵条件数在全域工作空间内的分布情况，结果显示优化后的结构在整个运动空间内都具有良好的运动性能。在对并联机构尺寸优化的基础上，详细阐述了3-PPTRR精密并联机器人的驱动平台、动平台和支链的结构设计原则。利用ADAMS对并联机构在整个工作空间内进行了运动仿真，仿真结果验证了设计的可行性。　　在分析运动学和运动性能要求的基础上，设计了3-PPTRR精密并联机器人其控制系统。系统采用分级式结构，利用压电马达位置控制模式驱动，基于高分辨率光栅尺进行位置反馈，保证了较高的系统分辨率。编制了功能齐全、高可靠性的并联机器人控制软件，并对3-PPTRR精密并联机器人的重复性精度和运动分辨率进行了测试。最后分析了驱动控制系统、传动系统和测量系统中的误差来源，为3-PPTRR精密并联机器人的进一步研究提供参考。