平面二自由度并联机构广泛用于自动焊线机、固晶机和点胶机等半导体封装设备。在高速高精度的要求日益严格的情况下,机构的均匀杆型因质量较大使得在很短的时间内很难达到工业要求的速度,而且用较细的杆又很难达到应有的刚度,从而影响工业要求的精度。故对机构本身的结构需要进行优化设计。本论文的研究对象是应用于半导体封装设备并实现平面二自由度运动的五杆机构。首先对该机构进行基本分析,包括:机构运动学的正解和逆解,开环速度分析,奇异值分析以及工作空间分析;其次,机构的刚体动力学模型的建立用来分析机构在刚体状态下的运动形态。在高速运动情况下,机构的柔性必然会产生微小的变形从而导致末端误差,面对高精度的要求,已经不可忽视,因此引入拉格朗日/有限元的方法建立了系统的柔体模型。即将每根杆分成有限段,段上每点的变形可以通过该段对应的两个节点坐标和插值函数的乘积得到。该模型的有效性通过大量的仿真实验得到了很好的验证,其中四阶Rung-kutta的方法被采用求解系统方程的数值解。通过求解微分方程,可以得到了机构各个点处的变形,特别是连杆末端点处的变形,这对于施加有效的控制算法是非常有利的。之后,还对系统自然振动频率进行了细致的研究,得到了机构的前三阶自然振动模态以及它们跟随刚体运动的变化曲面。最后,选择一阶振动频率为优化目标函数,机构的结构参数作为优化变量,机构本身以及电机,负载等限制作为约束条件,对系统进行了优化设计。在目标函数达到最优处,得到了最优的系统参数设计值。仿真结果表明,通过优化设计得到的机构的一阶自然振荡角频率远高于均质杆机构的一阶自然振荡角频率。