受到构件干涉、运动奇异等因素的影响,传统并联机构的工作空间一般比较小,某种程度限制了并联机构的应用范围。课题组通过匹配耦合支链以增大并联机构输出空间的方法,综合并获得了一批新型耦合并联机构——双并联耦合机构。本文主要针对该类新型大工作空间双并联耦合机构以及基于一种球面双并联耦合机构研制的4-RRR//RRR+R冗余支链混联球面仿人肩关节机构的部分性能特征进行研究。推导了双并联耦合机构的转动和移动叠加数学原理,间接证明两转和两转一移双并联耦合机构的自由度。求解出对称球面两转动双并联耦合机构正反解封闭解,并进行数值验证;推导了对称双球心两转动双并联耦合机构反解封闭解。以一种3-RRRRR//RRRRR机构为案例分析了一类两转一移双并联耦合机构的运动学正反解。基于运动学正反解推导了对称球面双并联耦合机构的速度、加速度和运动学雅可比矩阵。基于Adams进行了运动学仿真,并将仿真测得的动平台速度曲线、加速度曲线等与MATLAB理论计算结果对比,证明了运动学理论推导结果的正确性。基于运动学雅可比矩阵,分析了对称球面双并联耦合机构的奇异性,并绘制出奇异空间;基于构件干涉关系绘制了机构的姿态和位置工作空间。基于对称球面双并联耦合机构运动学正反解推导出了4-RRR//RRR+R球面混联仿人肩关节运动学正反解,并基于反解及构件干涉关系绘制了仿人肩关节的有效工作空间,并确定了仿人肩关节的安装位姿参数。利用拉格朗日能量法分析了4-RRR//RRR+R球面混联仿人肩关节的动力学性能,建立了机构动力学理论模型。利用Adams仿真软件进行了动力学仿真,将仿真得到的驱动力矩值和理论计算的结果对比,证明动力学理论计算准确。针对不对称球面双并联耦合机构,给出一种隐式解一般解法;提出两种双并联复耦合机构新构型,以其中一种为例,给出双并联复耦合机构位置解一般方法。