为了满足人类向微观世界探索的需要,近十年来微操作机器人成为机器人领域的重要分支,微操作技术得到了迅猛的发展,微操作系统在生物遗传工程、激光制导、光纤作业等领域得到了广泛的应用。微操作机器人是微操作系统的重要组成部分,其主要功能是实现对微小操作对象微纳米级精度的位姿调整,其性能决定着微操作系统的操作能力,具有重要的研究价值。本文对基于Delta并联机构提出的一种新型三维平动并联微操作机器人进行了分析与设计。介绍了该机器人的结构组成及特点,建立其位置正解和反解方程,分析其运动学和静力学传递性能,该微操作机器人具有微位移、速度、加速度、静力传递各向同性和运动解耦等特性。通过坐标变换获得各支链柔性铰链处的微小角位移方程,给出了各主要尺寸参数对柔性铰链角位移的影响,为柔性铰链的设计奠定了基础。对该机器人进行了结构参数设计,推导出柔性铰链的刚度模型,并分析了各项参数对其刚度的影响规律,通过理论计算和有限元分析的方法设计了柔性铰链。建立了该机器人的静刚度模型,提出其刚度评价指标,绘制了刚度指标影响曲线。利用有限元分析了该微操作机器人的原理误差,对单向加载时动平台的微位移进行仿真,仿真模型与理论线性运动学模型基本吻合,分析结果表明该机器人具有定位精度高、运动解耦性好、各向同性佳等优点;针对结构参数误差和驱动误差,建立了该微操作机器人的几何误差模型,介绍了几种防止误差的措施,为其合理设计与实际应用提供参考。