近年来,采用新型支链的绳牵引并联机构成为研究热点。将弹簧作为被动支链连接在机构的机架与末端动平台之间,可以以较少的驱动绳索实现机构完全约束定位,同时达到改善机构性能、简化结构、降低控制难度的效果。本文针对6自由度含弹簧被动支链的绳牵引并联机构,完成的主要工作如下:建立含弹簧被动支链绳牵引并联机构的运动学和静力学模型;基于绳牵引并联机构力旋量封闭工作空间求解方法,提出了引入弹簧被动支链后机构的求解工作空间的方法;针对几种弹簧布置形式不同的机构构型,从弹簧工作状态与载荷大小方面进行构型比较,确定6C2S构型为对象进行后续研究。提出一种直观、全面反映绳牵引并联机构动平台工作空间大小的评价指标,分析弹簧支链对机构工作空间产生的影响;分析了弹簧被动支链的刚度、铰接点位置、初始长度对工作空间的影响;针对弹簧造成的工作空间形状不规则问题,构建评估形状缺陷严重程度的混合因子评价函数并验证其灵敏性。通过研究弹簧被动支链对机构绳索拉力分布及均布性造成的改变,分析了弹簧被动支链增大机构工作空间的原因。通过微分变换和线矢量理论推导出含弹簧被动支链绳牵引并联机构的总刚度模型,研究了机构各方向的刚度分布规律。通过矩阵变换分解被动刚度矩阵,分析了弹簧被动支链所造成的机构刚度变化情况。引入拉力均布性和刚度评价指标,通过定义可行工作空间,分析弹簧支链参数对拉力均布性、对机构静刚度性能的影响。为了建立多目标优化模型,首先根据机构的各项性能指标,针对单个目标建立优化目标函数后,通过遗传算法求出单目标最值从而得到理想点。然后基于最短距离理想点法和无量纲化处理建立多目标优化函数,再将工作空间形状缺陷评价函数作为非线性约束条件,经由外点法罚函数引入优化模型中,最终结合理想点法与遗传算法构建出多目标优化模型。设置不同目标权重和罚因子实现多目标优化设计并根据不同设置所得结果讨论了优化设计的效果。