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基于模块化设计技术，提出了一种完全由直线电机驱动的新型四轴混联数控机床，并介绍了其基本结构型式。以该机床并联主轴模块为研究对象，建立了主轴机构运动学方程，并给出了机构的雅克比矩阵。同时，基于遗传算法，以机构的灵巧度为目标对机床主轴进行了优化。经仿真验证表明：机床并联主轴在整个工作空间内操作性能得到了较优的改善。