并联机器人作为近年来研究的热点，具有刚度大、误差小、精度高、承载能力强、自重负荷比小，容易控制等优点；作为并联机构中一类重要的少自由度并联机器人，它相比六自由度的Stewart平台不仅驱动元件少、造价低而且结构紧凑，有着广阔的应用前景。　　 少自由度并联机构中相对简单的二、三自由度并联机器人，无论在构型上还是在应用上都有相当成熟的理论与技术。反观四自由度并联机构起步相对较晚，机型相对匮乏，特别是在结构上完全对称、控制上容易操作的四自由度并联机构更是屈指可数。　　 基于以上研究背景，考虑到支链是三杆四副或四杆五副的完全对称并联机构，不但输入运动副难以选取、性能差，而且不易控制。为此，4-SPS/CU并联机构将采用两杆三副的支链模式，且应用恰约束从动支链约束上平台的自由度；运用构型演变与螺旋理论相结合的型综合方法，提出了一种能实现空间三维转动和沿Z轴移动的并联机构模型——空间4-SPS/CU并联机器人机构模型。其中SPS支链为驱动支链，CU为恰约束从动支链。采用螺旋理论分析了4-SPS/CU并联机构实现空间三转一移的机构运动学原理，计算了其自由度，给出了该机构位置正解和反解的方法，导出了Jacobian矩阵与Hessian矩阵；分析了其速度与加速度性能。利用Gressmann线几法研究了该机构的奇异位形，讨论了该机构3种典型的奇异位形。基于杆长约束、关节转角约束与连杆之间的相互干涉以及位置方程求出了该机构的工作空间。以该机构的全域承载性能与全域刚度性能的加权综合最优为目标函数，采用遗传算法对该机构的结构参数进行了优化。得到了该机构最优的结构参数配置；为该机构的工程应用提供了理论依据。