串并联机器人(混联机器人)结合了串联机器人和并联机器人各自的优点,已被应用到机床设计等领域中。在前人研究的基础上,本文以一种新型的PRS-XY串并联机器人为研究对象,进行了运动学、动力学、全域性能及优化等方面的研究。该机器人具有5个自由度,由一个3-PRS并联机构和一个XY工作台组成。本文分析了PRS-XY串并联机器人的机构特点,建立了该机器人的运动学正逆解方程,并借助仿真软件ADAMS验证了方程的正确性。在运动学逆解的基础上,通过MATLAB软件编程绘制出该机器人的工作空间,并讨论了机构尺寸变化对工作空间体积的影响。在运动学分析的基础上对该机器人进行动力学分析,采用拉格朗日方法建立了机器人的动力学方程。求解出机器人的速度雅可比矩阵、海赛矩阵、力雅可比矩阵以及刚度矩阵,在此基础上求解出运动学灵巧度、静力学灵巧度、运动学全域性能、静力学全域性能以及刚度全域性能评价指标,并借助MATLAB软件绘制出相应的性能图谱,为该机器人的优化设计和应用提供一定的理论依据。在工作空间、运动学灵巧度以及静力学灵巧度分析的基础上,以机器人的机构尺寸为约束条件,以工作空间体积、速度和力灵巧度函数为子目标函数,通过权重系数法建立多目标优化函数。通过MATLAB遗传算法工具箱对机器人的尺寸参数进行优化,并将优化前后的工作空间体积、速度灵巧度以及力灵巧度指标进行对比,验证了优化的有效性。本文最后借助ADAMS软件对该机器人进行运动学和动力学仿真,通过仿真可以直观地看出机器人各构件以及驱动的运动规律和受力的变化情况。