本文以3-PRRU并联机构为研究对象,以机构的运动学优化设计为目标,深入研究机构的运动学性能,主要工作和研究成果可概括为如下几个方面:分析并联机构各分支的几何关系,选用YXZ动欧拉角顺序来描述动平台的姿态,并用D-H方法构建其中一个分支的相对运动参照系,结合动欧拉角旋转矩阵构造出机构的运动学模型。运用螺旋理论分别求出动平台输出速度到驱动关节速度的映射矩阵,即约束雅可比矩阵和驱动雅可比矩阵,进而构造出完整雅可比矩阵。求出该完整雅可比矩阵的行列式,并根据奇异位形的求解方法,得到了3-PRRU并联机构发生奇异时的位形和结构特征。根据运动学分析与机构设计的需要,定义机构结构参数,并给出结构参数的取值范围,通过改变这两个参数大小可以得到不同的机构构型。构造出3-PRRU并联机构从驱动关节到动平台输出的误差、速度、承载力、刚度映射模型,定义条件性、速度、承载力和刚度等性能指标。建立3-PRRU并联机构的空间模型,在空间模型内研究机构全域性能指标与结构参数的关系,并绘制全域性能图谱,利用这些性能图谱进行结构的优化设计。按照机构的设计要求,确定样机结构尺寸,进而完成3-PRRU样机的运动学设计。分析样机的工作空间,找出样机的奇异位形,并绘制出样机的转动灵巧度、速度极值、承载力、刚度等各项局域性能图谱。最后还给出了样机各分支的约束反力/力矩分布图谱。本文研究工作对3-PRRU并联机构样机的开发具有重要指导意义。