本文以国家天文台500米口径球面射电望远镜(Five-hundred meter Aperture Spherical radio Telescope,简称FAST)项目为应用背景,针对大跨度索并联机构静力学特性及尺度综合设计中的关键技术,进行如下五项研究工作:基于精确悬链线、抛物线与直线这三种单索模型,兼顾索的自重及弹性变形,系统地建立了大跨度索并联机构的运动学及静力学方程,分析了简化模型的末端建模误差,提出采用误差补偿多项式进行建模误差补偿的方法,对FAST中的6索并联机构及其相似模型进行仿真及实验,证明建模及误差补偿方法的可行性。构建了最大最小拉力差值指标、最大最小拉力比值指标、全局力特性指标和描述和评价机构的静力学特性。基于大跨度索并联机构的误差模型,采用索力可控广义体积指标TCGVI及其全局力特性指标GTCGVI衡量机构在其许可误差空间内的力特性,通过FAST 6索并联机构的相似模型仿真验证文中力特性指标的有效性。建立出大跨度索并联机构的理论静刚度模型,提出全工作空间内单方向上刚度指标及刚度变化率指标用于衡量机构静刚度特性,利用Buckingham相似定理建立静刚度相似实验模型,通过静刚度实验计算出原型的静刚度值,并利用一种4索并联机构验证了静刚度相似实验模型建立方法的可行性。完成大跨度索并联机构尺度综合设计方法研究,通过构建反映设计参数对机构性能影响的优化设计函数,进行机构尺寸参数的优化设计。以FAST 6索并联机构为例,基于静力学及静刚度特性指标的优化设计函数,分析各个设计参数对机构性能的影响,通过综合评价得到该6索并联机构的综合优化尺寸参数。利用相似理论建立了几何相似为1:15的FAST 6索并联机构的运动学相似模型,完成基于简化模型运动学方程的控制算法,在相似模型上进行运动精度与索力实验,实验结果证明了本文建模及优化设计方法的有效性与可行性。