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本文密切结合自主开发国产高性能工业机器人的需求,研究一类外副驱动、含平行四边形支链、主要用于抓放操作的高速并联机器人的几何误差建模、精度分析与公差设计,以及运动学标定的相关理论和方法,旨在为构建这类机器人系统的几何精度保障体系提供重要的技术基础。全文主要研究内容如下:在误差建模方法研究方面,借助闭环矢量链和一阶摄动法,提出一种构造R-（SS）2支链几何误差模型的通用方法。借助该方法可快速建立含此类支链的高速并联机器人的整机几何误差模型,有效分离出影响末端可控和不可控位姿精度的两类几何误差源,进而为后续的精度设计和运动学标定研究奠定坚实的理论基础。在精度设计方法研究方面,利用概率分析法建立了末端位姿合成误差的概率密度和分布函数模型,揭示出末端位姿合成误差服从类卡分布,而其二阶矩可表示成几何误差源方差的线性函数。为此,利用后者定义了局部和全域灵敏度指标,进而为统计意义下评价各几何误差源对末端位姿合成误差影响程度提供了重要依据。以末端合成误差达标概率满足给定置信度水平为约束,以零部件制造成本最小为目标函数,分别提出基于单变量和多变量优化的公差设计方法,并指导了两台机器人工程样机的零部件精度设计。实验结果表明,经精度设计和制造装配质量控制,两台机器人的末端倾角误差（27）1?10-3 rad,由其引起的定位误差可视为测量噪声,为后续基于简化模型的标定实验研究奠定基础精度。在参数辨识研究方面,通过将不可补偿的末端误差处理成测量噪声,建立影响末端可补偿误差的几何误差源与末端参考点距离误差间的映射模型。提出一种基于残差比例指标的测量位形优选方法,以及一种基于主元分析的几何误差源辨识算法,二者可有效地提高测量效率,以及改善辨识算法的鲁棒性和抗差能力。在误差补偿方法研究方面,利用误差模型构造出一种关节线性补偿器,提出首先通过辨识主动臂初始转角误差实施粗标定,而后通过辨识全部几何误差源实施精标定的分步式误差补偿策略,并开发出相应的嵌入式软件补偿系统。实验结果表明,两台机器人的末端最大体积/转角误差经粗标定可降为1 mm/±3 deg,经精标定可进一步降为0.4 mm/±1 deg。本文的研究成果已用于指导两台高速并机器人的精度设计、制造装配与运动学标定,对丰富和发展这类机器人的几何精度保障体系,推进相关技术的工程应用具有重要的理论意义和实用价值。