由于少自由度并联机器人具有使用较高的加速度、较大的承载和自重比、较高的运动精度的特点，被广泛的应用在工业生产线上。大多数的少自由度并联机器人除具有名义自由度方向的运动外，在其他方向还存在被约束的运动，该运动被称为伴随运动。伴随运动的存在被大多数的研究者认为使得机器人运动控制器设计复杂化，运动精度下降。目前常规的做法就是利用机构综合的方法设计出来不存在伴随运动的构型，或是使用优化的方法把机构的伴随运动控制在可以接受的范围内。本文针对平面五杆机构的伴随运动研究，提出了利用五杆机构伴随运动的设计概念。首先，分析了五杆机构的正反向运动学、伴随运动存在性、奇异性、工作空间和动力学。论文为了最真实的反映物理实际对于工作空间进行了不同的划分。在文中采用虚功原理对五杆机构进行动力学建模。接着进行利用伴随运动的可行性论证，并从中抽象出一个双目标优化优化问题的数学模型。为了降低求解的复杂度，把该双目标的优化问题的一个指标转化为约束条件，这样问题就变为了单目标优化。选定优化的变量，根据工作空间、灵活性等要求建立约束方程采用遗传算法优化出最优的杆件长度。通过优化设计五杆机构可以纠正来料方向的姿态偏差。证实了可以通过巧妙的设计实现对于伴随运动的利用。同时在论文中也计算了基于最小化伴随运动的优化设计，通过设计结果可以看出利用伴随运动对于工作空间的利用更加高效，而最小化伴随运动则大大的增加了机构本身的占地面积。两者结果占地面积和工作空间的比值，前者大约是后者的十倍左右。现代机电系统对于速度加速度和精度的要求越来越高，而机器人在高速度和高加速度运动下的振动问题成为了影响其运动精度的一个重要原因。单独的通过改变控制算法已经很难获得满意的抗震效果。动平衡设计成为了解决机器人高速度高加速度振动的一个有效途径。本文的另一个贡献是实现了通过动平衡设计抑制振动的目的。实验结果表明通过动平衡设计的机器人运行更加平稳。当机器人正常工作时候振动均方差最大减小了50%左右，振动的峰峰值最大减少60%左右，这说明了动平衡设计在对于机器人减震方面的优势。