本文针对航空航天中异形构件复合材料铺放中存在的铺放头自重大、异形构件结构复杂等问题,开展铺放方案以及铺放并联机构的研究。提出了一种新型2-UPU&R（2-R（RR&RPR）R）并联机构作为铺放头的位姿调整平台,并对其进行理论分析和尺寸优化,构建新型并联机构的虚拟样机模型,进行仿真分析,并制作实验样机进行实验验证。论文为最终的异形构件铺放的结构配置提供了技术支持,具有重要的研究意义,对此进行以下的研究与分析。（1）异形构件复合材料铺放总体方案设计。分析复合材料铺放特点和异形构件结构特点,分析铺放工艺,结合实际工程的需求提出大型异形构件复合材料铺放的整体方案,并通过对比确定满足要求的最优方案。（2）新型铺放并联机构的构型设计。分析复合材料铺放工作要求及对位姿调整自由度的要求,得出铺放并联机构所需要的功能特点和所需满足的自由度。设计出满足铺放工作要求的新型并联机构构型。（3）新型并联机构运动学分析。求解了并联机构动平台与驱动副之间的位置正反解,以及动平台与驱动副之间的速度映射关系。（4）新型并联机构的运动学性能分析。包括新型并联机构的工作空间分析、奇异性分析、静刚度和灵巧性分析。计算机构的工作空间,并和实际工作所需的工作空间进行对比分析。分析机构的奇异位置,并提出规避策略。在雅可比条件数的基础上进行机构的静刚度以及灵巧度分析。（5）新型并联机构结构尺寸优化。根据优化的目标选择恰当的优化算法,建立优化的目标函数和优化参数,给定优化参数,并基于MATLAB软件进行编程计算,确定一组用于铺放并联机构的最优设计参数。（6）新型并联机构的虚拟样机和实验样机实验。基于UG NX、ADAMS软件,根据优化参数建立虚拟样机模型,进行运动学仿真分析。同时基于MATLAB软件对运动学进行仿真分析。根据虚拟仿真结果进行实物样机的设计、加工、装配以及样机实验。根据虚拟样机以及实验样机实验验证了机构的自由度和运动学反解,验证了并联铺放方案的可行性。