并联机构相较于串联机构具有运动速度高、惯量小和精度高等优点,已经广泛应用到医疗、电子和食品等众多领域中。并联机构中的典型代表是Delta并联机构。Delta机构具有结构紧凑、速度高和精度高等特点,已经成为当前机构学的研究热点。本文以Delta机构作为研究对象,主要对机构的运动学、动力学、刚度、性能优化以及应用进行研究。主要内容如下:介绍了本文所研究的Delta并联机构,对其结构模型进行简化,基于旋量理论分析机构的自由度;采用闭环矢量法建立机构的逆运动学方程,并通过数值计算求出运动学逆解;利用数值法确定并联机构工作空间的大小。基于拆杆法和牛顿定律对Delta机构的静力学进行分析,求出各个运动副的约束反力;基于虚功原理法建立机构的动力学方程,通过数值计算求出各个驱动力矩随时间的变化曲线;根据动力学方程求出机构的质量矩阵。在只考虑主动关节刚度的传统刚度矩阵的基础上,还分析了杆件变形对整体机构刚度的影响,并推导出Delta并联机构的刚度矩阵,以刚度矩阵的最小奇异值作为机构的刚度性能的评价指标,并通过数值法计算求出机构的刚度性能曲线。提出Delta机构的运动学和动力学性能评价指标,并获得机构运动学和动力学方面的目标函数,在工作空间和速度的约束条件下,通过改进型非支配排序遗传算法实现机构运动学和动力学性能的多目标优化,得到最优尺度参数。将Delta机构应用于3D打印机上,并针对3D打印机器人的定位精度进行分析,建立误差正解数学模型,分析各个几何误差对末端精度的影响,在误差模型基础上,建立位姿精度补偿模型,通过实例分析验证模型的有效性。