面向航空航天和仿生器械等领域对空间转动机构的重要需求,本文对一种新型两自由度转动并联机构——2-RRRR&2-RSR机构开展了相关理论研究,内容包括构型分析、运动学优化设计、误差建模与灵敏度分析等,主要研究成果如下:1.基于两自由度转动并联机构的结构特点,研究2-RRRR&2-RSR机构在其给定工作空间内实现两自由度转动运动所需满足的几何条件。针对一类具有对称结构的2-RRRR&2-RSR机构开展位置正、逆解分析与速度映射模型研究,并借助软件仿真验证上述理论模型的有效性。2.以两自由度转动并联机构的运动特点为基础,实现2-RRRR&2-RSR机构的工作空间描述。计及工程实际与机构几何约束条件,借助极限边界搜索法,完成该机构工作空间边界搜索。针对转动并联机构雅可比矩阵量纲不统一的问题,基于螺旋理论中运动螺旋与约束螺旋的关系,定义无量纲运动学性能评价指标,构建运动学优化设计目标函数,考虑运动副转角与杆件干涉等约束条件,完成2-RRRR&2-RSR机构的运动学优化设计。3.基于2-RRRR&2-RSR机构的结构对称性,借助螺旋理论分别建立RRRR支链和RSR支链的误差模型,继而将两模型统一成矩阵形式,并通过消去重复项与修正误差系数的方式,建立2-RRRR&2-RSR机构的末端位姿误差与各支链几何误差间的误差映射模型。4.以2-RRRR&2-RSR机构的误差模型为基础,基于蒙特卡洛方法提出评价机构末端位姿精度的灵敏度分析指标,继而研究各类几何误差源对机构末端位姿误差的影响程度,辨识获得对机构末端位姿误差影响较大的误差源。本文的研究成果为2-RRRR&2-RSR机构的物理样机开发及后续研究提供了理论与技术支持。