本文结合国家重大专项“深水钻机管子处理系统关键设备研制”项目，开展了对半潜式海洋平台自动排管机构（PRS）的方案设计与分析研究，该机构是自动化管子处理系统的重要组成部分，代替人工来完成对钻杆立根的移送和排放操作，能够有效地提高钻井作业的安全性以及工作效率。本文针对该机构主要进行了如下几个方面的工作：首先分析了论文所要研究的内容和意义，通过阅读大量的文献资料，对自动排管机构的国内外发展现状进行了详细的论述，认识并掌握了国内外相关的先进技术与产品结构，并根据自动排管机构所要实现的功能，确定了该机构对钻杆立根进行排放操作的方案以及工作流程。其次，应用齐次坐标变换法对该机构的简化模型进行了多刚体的运动学分析，得到了各关节变量与机构末端夹持爪位姿的关系，并应用MATLAB软件分析了采用不同驱动方式对机构运行稳定性的影响。另外，在对PRS总体结构及组成机构确立的基础上，着重对实现钻杆立根送出和收回工作的伸缩机构进行了设计与原理分析，考虑到机构自身的尺寸较大及所处的工作环境对机构的运行精度及稳定性的影响较大，分别应用多刚体和多柔体动力学建模理论对伸缩机构进行动力学模型的建立。最后，应用ADAMS软件对伸缩机构进行了多刚体和多柔体的仿真，得到了相关的运动学曲线，通过对比两种情况下的仿真结果，得到柔性杆件的弹性变形对机构运行的影响，并在此基础上讨论了提高机构运行稳定性的有效方法。本文所研究的内容以及分析结果对自动排管机构的设计改进与实际操作有一定的指导意义。