在过去数十年中,传统并联机构在工业和学术领域得到广泛研究。然而,针对非传统并联机构,尤其是含有耦合支链或具有可重构的非刚性动平台的广义并联机构的研究却很少。相对于传统并联机构相对较小的工作空间和有限的姿态转角等,广义并联机构对于提高机构性能,改善传统并联机构弊端,有着重要的作用,特别是在刚度、工作空间大小和操作器的转动角度方面可以得到明显改善。因此广义并联机构能改善机构的运动学和动力学性能,成了近年来机构及机器人学领域研究的热点问题。针对目前存在的广义并联机构构型少和驱动方案不理想的问题,提出了一种广义并联机构结构设计的新方法。基于排列组合的方法,利用拓扑胚图与欧拉公式相结合,从而构造所有的拓扑胚图。利用交换数组的方法对拓扑胚图进行同构识别。然后对得到的拓扑胚图进行简化和拆分。最后得到广义并联机构的基本单元——两级两环机构。在两级两环机构方面,采用添加开环串联支链到单环机构的方法。基于约束综合和虚功原理综合出了一系列开环串联支链和单环机构,并对常见的单环机构和其等价的开环串联支链进行分析。然后提出构造两级两环机构的一般程序步骤,分析不同环路之间的相互约束作用。最终构造出一系列具有不同自由度的两级两环机构。广义并联机构在可重构特性应用方面,利用闭链的约束奇异特性,将其与纵向串联支链或横向耦合支链相结合得到新的运动支链。通过闭链的不同构型相位实现新的运动支链的结构及运动变化,从而完成整体广义并联机构的构型配置及自由度的变化。提出了四种平面和空间的变胞机构,新设计了一系列具有不同自由度操作模式或不同构型的可重构广义并联机构。针对现代加工生产中的特殊要求,提出了一种具有解耦特性的四自由度广义并联机构。形成了从数综合到图综合最后到机构设计与分析的完整体系,建立了该广义并联机构的完整的位置分析模型和雅可比矩阵,并对机构进行了工作空间及奇异分析。本文提出的设计和分析方法,有助于广义并联机构的拓扑设计和构型综合,同时有助于广义并联机构的分析。