为了降低并联机构的高度，减少并联机构的空间占用面积及体积，以扩大并联机构在空间要求苛刻的场所的应用范围，本文研究如何用一些具有折叠特性的分支构造传统的并联机构，以及所构造的折叠机构的性能。本文首先对折叠分支进行分类，将折叠分支分为单折分支、双折分支及多折分支三类。并运用螺旋理论及并联机构相关理论，分析三类折叠分支的运动学及其与传统分支的等效方法，解决具有多杆、多链、多交叉的复杂折叠式分支的运动学建模分析的问题。其次，本文对六自由度折叠式并联机构的构型设计优化进行研究，寻求在要求的条件下，最优的结构参数。通过以带有多个SLE结构的多折分支代替传统的双折分支，以增大机构垂直方向的工作空间。建立带有闭环线性驱动的六自由度折叠式并联机构的运动学模型。然后，本文通过计算六自由度并联机构的工作空间，验证多折分支在增大垂直移动空间所具有的优越性。推导出了六自由度并联机构的方向刚度表达式，研究了机构在从完全折叠状态到极限高度的展开过程中，动平台在水平方向上的移动、转动方向刚度变化情况及垂直方向上的移动、转动方向刚度变化情况。分析了六自由度折叠式并联机构的奇异判断方法，并通过方向刚度球面坐标的形式，对机构处于奇异位姿时的方向刚度特性进行了研究。最后，本文提出基于QR分解的少自由度建模方法，并在基于此方法所建立的运动学模型下，对少自由度机构的方向刚度以及带有冗余分支的少自由度方向刚度进行推导，研究了3RRS折叠式并联机构的方向刚度特性。最后本文提出了针对带冗余分支的3RRS+RUS折叠式并联机构冗余驱动刚度对整体并联机构不同方向刚度的影响程度指标。