普通并联机构与生俱来的种种问题已经极大地影响到了其后续发展,研究人员发现采用冗余驱动不仅可以消除并联机构本身具有的奇异问题还提高了机构的灵活度、可操作度。考虑传统机构固定尺寸、固定自由度的设计已很难适应多变的工作要求,而机构的改进、创新一半是从自身的角度出发实现自我的革新,另一半则是从外部角度来看待未来的发展趋势,一机多型、一机多能、一机多用是非常符合未来的生产需求的设计思路。在这样的背景下,一款结合冗余特性及变胞特性的新机构由此诞生。3-PUPS机构是在普通并联机构3-UPS改进而来的,将固定平台改为可变尺度的变尺度平台,这样就可以在不同工况与用途中通过改变固定平台尺寸来达到改变自身性能的目的。将普通的万向副改进为变胞万向副,实现转动副与万向副的任意变换从而使机构的自由度多样化,所以该机构是具有变胞、冗余双重优点的冗余可变胞并联机构。首先,分析了机构的变胞特性,设计出的机构最多可变胞出32种构型,囊括了少自由、6自由度及冗余等不同种类的机构,而且就采用冗余及变胞的原因及实现方式详细的讨论,并在机构构型分析的基础上研制出了实验样机,深入地讨论了变胞变换性能及变尺度性能。其次,采用矢量法对机构进行运动学分析,建立机构在驱动运动副全部输入的状态下其驱动速度与运动平台的广义速度的映射,并得到其中的速度雅克比矩阵,依据虚功原理建立全驱动输入时的静力学模型。再次,采用虚功原理分析方法对机构的动力学进行分析,推导出了能够表达出32种构型的统一动力学模型。为了更好地展示模型的变胞特性,将模型变换为拉格朗日形式的动力学模型,这样机构在不同的构型间转换时只需替换速度矩阵和加速度矩阵便可完成整个模型的变换。最后,运用ADAMS虚拟仿真软件软件对机构进行仿真分析。建立该机构的虚拟样机进行运动仿真,并通过测量函数生成仿真结果曲线,从而对机构的动力学模型进行验证。