由于平动并联机构具有刚度大、高速、高精度等特点,从而使得这类机构在工业领域具有广泛的应用前景,Delta机器人就是成功应用的典型案例。对于Tsai氏3-UPU并联机构,该机构的初始装配条件是给定的,但在实际的装配过程中是很难实现的。本课题研究无不期望转动的3-UPU平动机构的结构条件,对机构的尺寸参数进行优化,优选3-UPU平动机构的外侧R副几何安装方式。分析Tsai氏3-UPU并联机构的自由度问题,构建3-UPU并联机构的几何约束方程,探讨3-UPU并联机构几何约束方程系数矩阵的秩与机构自由度的关系。基于此,证明理论上的3-UPU平动机构的充要条件,分析3-UPU平动机构的必要条件问题,利用几何约束方程系数矩阵的秩与机构自由度的关系,求解外侧R副共面时系数矩阵行列式为零的条件,着重分析存在2个外侧R副平行时3-UPU并联机构的自由度,进而求解无不期望转动的3-UPU平动机构的结构条件。引入输入、输出传递性能指标,基于3-UPU平动机构的参数设计空间,利用全局传递指标、优质传递工作空间体积这两个优化指标对3-UPU平动机构的传递性能进行分析,得到这两个优化指标的性能图谱,依据优化指标的界定值,采用交集的方式确定尺寸参数的优化区域,从优化区域中选取优化尺寸参数,最后对优化尺寸下的3-UPU平动机构的运动/力传递性能进行分析。基于能效系数的概念介绍并联机构的输入、输出约束性能指标,分析UPU分支中的运动螺旋、约束螺旋,在统一的优化尺寸下,根据不同的外侧R副几何安装方式,计算机构的约束性能指标值,基于约束性能指标值的大小优选外侧R副的几何安装方式,对比分析优选的几何安装方式下的机构约束性能,绘制外侧R副共面时机构的约束性能图谱,依据约束指标性能图谱确定几何安装方式的优选区域,从优选区域中选取一种使机构具有优质约束性能的安装方式,分析该安装方式下的3-UPU平动机构的约束性能。