并联机器人凭借其跟踪误差小、运行速度快和带重载运行能力强的优势在工业生产现场得到了广泛地应用,特别是在镜片的搬运过程、食品的包装过程、医疗用品的装箱过程等轻型物件的加工方面。高速并联机构的大量应用使得人工实现分拣、装箱和搬运等简单操作时显现出的效率不高以及投入成本太大等问题大量减少。面向当今工业生产方面的主要需求,本文设计了一款用于轻型产品加工生产线上的高速并联机器人,该机构的主要操作目标是实现拾取和放置操作。首先,介绍了该机构的主要结构以及基本运动规律,然后利用几何原理和向量运算得出了机构的运动学方程,利用MATLAB中的Simscape模块搭建了并联机器人简化的机械结构模型。之后验证了运动学理论研究的正确性,并在角度约束条件下,利用蒙特卡洛法绘制了并联机器人的可达任务空间及其三视图。利用雅可比矩阵条件数计算LCI性能指标,并绘制了任务空间中截面的LCI性能指标图,从而完成了对机构奇异性的分析。其次,并联机器人的轨迹规划研究对于机构末端平台高精度地完成操作任务非常重要。因此,本文分别针对4-3-4、3-5-3、4-5-4以及4-3-3-4多项式插值法在运动轨迹中的应用进行了数学理论推导和数值仿真分析,结果表明4-3-3-4多项式插值法所规划的运动曲线更加平滑,实现了运动过程中能耗更低的目标。为了实现机构在整个运动过程中花费时间缩短的目标,采用一种改进的粒子群算法完成了对4-3-3-4多项式插值法中运动时间的优化。然后,本文首次将麻雀优化算法应用于机构的轨迹规划过程中,得到了更好的优化效果。最后,采用虚功原理求解了机构的动力学基本方程,实现了研究的目标。之后,采用PID控制方法完成了对目标路径的准确跟踪,实现了较高的精度,对工业加工现场机器人的工作具有重要的参考价值。