随着空间指向机构工作任务的愈发复杂,对于机构的性能要求也越来越高。传统的指向机构多为串联结构形式,由于串联机构的误差累计等因素,机构的精度指标已经无法满足工作的要求。本文结合空间指向机构的工作要求和并联机构运动与约束的关系,综合出若干可用于指向机构的新构型,并针对一种构型进行了研究。首先,基于并联机构转轴与约束力/力偶的关系,利用螺旋理论综合出了若干种具有连续转轴的两自由度并联机构,选型后得到一种可作为指向机构的新构型,根据空间指向机构的工作环境,对机构的运动副进行了特殊布置。然后,针对提出的空间指向机构的连续转轴进行了分析证明和仿真验证。选用适当的欧拉角描述空间指向机构动平台的姿态,根据机构的结构约束,对旋转变换矩阵进行化简;对机构的位置反解和速度雅克比进行了分析,得到了机构的速度雅可比矩阵。其次,基于位置反解,结合空间指向机构的各个运动副约束的范围限制,求解了机构的工作空间,分析了各个结构参数对于空间并联指向机构工作空间大小的影响,运用螺旋理论对机构的奇异性进行了分析。最后,分析了机构在设计制造和装配过程中产生的误差,采用闭环矢量法建立了包含所有误差源的完整的误差模型。对机构误差随着姿态变化的规律进行了分析,并分析了单一误差源对机构姿态误差的影响。定义了机构姿态误差对于单一误差源的响应度,绘制出了机构姿态误差对于单一误差源的响应度,给机构的样机研制提供了理论依据。