Delta机构及其衍生机构被认为是工业化应用中最为广泛且成功的并联机构。由于其响应速度快、精度高等优点在食品和药品等行业中得到了广泛应用。从结构角度来看,Delta机构为支链中具有闭环平行四边形的并联机构,而目前针对并联机构支链中含有闭环连杆单元结构形式的研究较少,且没有成形的设计理论和方法以及有些机构局部结构设计也不合理,致使其在工业化应用进程中受到极大的阻碍。本文基于上述背景,提出了单支链含闭环连杆单元的并联机构构型方案,并相应对其中的典型机构进行运动学性能等参数分析及评判,为含连杆单元的并联机构工业化设计应用提供一定的理论和技术支持。首先,本文通过约束螺旋与运动螺旋互逆的关系进行了运动支链的设计,得到了不同形式的运动支链,根据运动支链对动平台所提供约束,完成了具有不同自由度的构型设计。对部分新型机构进行了三维建模,分别介绍了各部分的具体结构。基于连杆机构运动特点和运动丰富、结构简单、容易加工等设计原则,选取了其中的新型3-5RS并联机构作为后续研究对象。然后,对新型3-5RS并联机构进行了运动学分析,主要内容包括：采用封闭矢量法对机构的运动学正、反解以及速度、加速度进行了分析及求解。建立了机构的位移输出输入方程、速度和加速度输出输入方程,为后续分析莫定了理论基础。接着,对新型3-5RS并联机构的性能进行了分析。运用Mathematica绘制了工作空间的范围,利用速度雅克比矩阵的分析,得到了机构发生奇异的数学判据,在此基础上建立了机构的刚度矩阵,对机构的灵巧性进行了分析评价,确保了机构的工作可靠性。并基于不同性能指标通过遗传算法对各部分尺寸参数进行了优化。最后,本文基于以上理论与计算结果对新型3-5RS并联机构进行了虚拟样机建模,利用ADAMS软件进行了相应的机构运动学仿真,包括平移运动和单自由度转动的仿真,并完成了机构基于拾放任务的轨迹规划与仿真,仿真结果进一步验证了新型3-5RS并联机构的运动能力,达到了设计要求。