随着科学技术的发展,精密加工技术已成为影响制造业发展的重要因素,导致对定位技术精度要求变得更高,传统刚性并联机构的工作性能已无法满足当前精密定位技术的要求,在微机电系统、精密光学、航空航天、生物医学等领域缺陷尤为明显。柔顺机构具有免装配、零间隙、无摩擦和免润滑的优点,因而为解决以上问题提供了一种全新的解决方案。本文结合柔顺机构和并联机构的相关理论,通过柔性铰链替代,在4-URU型柔性并联机构基础上,提出一种面向精密定位平台的四自由度集中柔度式全柔顺并联机构,然后利用变密度法对其进行了拓扑优化和重构设计,开发了一种新型分布柔度式全柔顺并联机构,并对以柔顺并联机构为传动构件的定位平台进行了静、动态性能的理论计算和有限元仿真分析。研究表明,分布柔度式全柔顺并联机构具有更好的静动态性能,更高的刚度、稳定性、抗振性及定位精度。本文主要研究内容如下:（1）在4-URU型刚性并联机构基础上,结合工艺性要求,设计出一种面向精密定位平台的四自由度集中柔度式全柔顺并联机构,并对其进行了刚度分析。首先运用螺旋理论对4-URU型刚性并联机构进行运动特性分析,在此基础上,以4-URU并联机构为原型,结合高精度柔顺机构设计理论,将其转化为4-URU型柔性并联机构,考虑到工艺性要求,设计出一种具有整体式支链结构的四自由度集中柔度式全柔顺并联机构,将其用于精密定位平台传动机构。利用单元运动方程,通过铰链、支链坐标间的转换,通过单元刚度矩阵串联获得支链的总刚矩阵,再由支链的刚度矩阵并联得到定位平台的整体刚度,根据虚功原理,求解动平台变形。最后,通过理论计算和有限元仿真验证了刚度计算结果的有效性。（2）在完成对4-URU型集中柔度式全柔顺并联机构的设计与分析后,采用SIMP变密度法,通过拓扑优化和结构重构设计,开发了一种面向精密定位平台的分布柔度式全柔顺并联机构。在4-URU型集中柔度式全柔顺并联机构原始构型基础上,基于SIMP变密度法,建立定位平台的数学优化模型和几何模型,在ANSYS拓扑优化模块中,完成对优化的区域和保留区域设置后,进行拓扑优化迭代求解,并对优化结果进行拟合重构,完成分布柔度式全柔顺并联精密定位平台的设计。通过有限元仿真软件进行静刚度分析,将其仿真结果与集中柔度式全柔顺并联精密定位平台仿真结果相比可知,分布柔度式全柔顺并联精密定位平台的刚度更大,具有更好的承载性能。（3）利用有限元分析软件,对三种不同构型的定位平台进行定位精度分析。基于螺旋理论建立定位平台的正解数学模型,得到输入与输出的关系,然后利用有限元软件完成三种构型定位平台的静力学分析,在定位平台驱动端施加力矩后,可分别得到各定位平台动平台几何中心处的微运动参数,比对仿真结果可知,分布柔度式全柔顺并联精密定位平台的定位精度更高,可达到微米级以下,其运动特性与4-URU型并联机构相似,且误差在合理范围内。（4）利用有限元软件完成了三种构型定位平台的模态分析。将定位平台柔性结构进行单元划分,构建定位平台的动力学方程组。运用ANSYS软件对本文所设计的三种不同构型定位平台进行模态分析。通过比对仿真结果可知,分布柔度式全柔顺并联精密定位平台的前6阶固有频率均有不同程度的提高,表现出优良的抗干扰能力和抗振性能,具有更加优良的动态性能。