本论文针对混联式切削机器人设计，主要研究了并联机构、机器人总体方案设计、并联部分的运动学分析和虚拟样机仿真等问题。在对国内外少自由度并联机构的构型和设计研究现状进行详尽的论述后分析了一种3自由度并联平动机构，在此基础上提出了一种新型的平面2自由度并联平动机构，并探讨了这种机构的运动学和机构设计问题，包括位置正逆解、速度雅可比矩阵、奇异位置、工作空间以及灵巧性性能指标等等，研究了基于工作空间和灵巧性性能指标基础上的机构尺度综合问题；研究了切削机器人运动功能的创成方法和结构方案设计，建立了切削机器人与工件、环境之间关系的数学模型，通过分析运动功能矩阵的特征，得出运动功能方案，并采用此方法设计了3自由度混联式切削机器人；最后用ADAMS软件进行了混联式切削机器人的虚拟样机仿真实验，包括其并联机构位置正解、位置逆解、被动关节角和作业空间等仿真，验证了论文解析结果的正确性和总体设计方案的可行性。