水下机器人是目前海洋研究的热点之一，矢量推进作为一种有效的推进方式能够明显的提高水下机器人的推进性能。一些球面并联机构具有刚度高、寿命长等优点，同时能够实现单螺旋桨的矢量控制。目前常见的该类机构多为转动驱动且支链对称，本文采用直线驱动的非对称机构UPR-SPU-UR，进行了运动学分析和相关仿真，并就机构性能进行了研究，为用于矢量推进的球面并联机构的设计提供了新的思路。具体内容如下:　　(1)完成UPR-SPU-UR的结构描述并建立坐标系，运用螺旋理论分析其自由度。利用解析法分析UPR-SPU-UR的位置关系，推导出位置正逆解。对逆解表达式两边关于时间求导，得到UPR-SPU-UR并联机构两个驱动输入和动平台输出之间的速度映射矩阵，即为速度雅克比矩阵。通过ADAMS完成UPR-SPU-UR机构的多刚体建模，验证其自由度。利用ADAMS中的点驱动和样条驱动，完成运动学仿真和动力学的仿真，并与基于解析法的MATLAB仿真结果相比较，验证理论推导的正确性。　　(2)分析速度雅克比矩阵，确定UPR-SPU-UR的奇异位形。综合了驱动支链长度、运动副转角、杆件干涉和奇异位形等限制条件，求解了可达工作空间，并借助MATLAB利用空间搜索法绘制出动平台参考点的可达工作空间。以雅克比矩阵条件数的倒数作为灵巧度的判定标准，分析不同姿态下UPR-SPU-UR的灵巧性。最后计算全局雅克比矩阵，并仿真分析局部刚度图谱和全局刚度图谱。　　(3)选取两条驱动支链的细长杆作为柔性体，联合ANSYS、ADAMS，构建刚柔混合仿真模型，绘制空间螺旋线轨迹，分析柔性支链的变形对机构整体运行产生的影响。然后利用计算流体动力学软件Fluent探索该推进机构螺旋桨主轴最大摆角时，螺旋桨产生的推动力和偏转力，并分析其对AUV整体运行的影响。最后利用计算流体动力学研究了多种运动模式下螺旋桨的敞水性能，并对螺旋桨弦向压力分布、桨叶表面的压力分布和流量分布分别进行了仿真研究。　　本文的研究结果对于UPR-SPU-UR的动力学理论分析、尺寸优化和样机制作具有重要的指导意义。