本文基于2UPR/RPU并联机构,提出了一种5自由度混联机构新构型,通过改变以往的串联方式,使刀头末端在X轴和Y轴的移动自由度上有了不同程度的改善,使该混联机构具备高的灵活性和大的工作空间,通过对机构的理论推导和仿真,验证了该机构能够以更优的曲线及曲面加工方式运动。主要包括几个方面:首先对混联构型进行设计,初步选定并联机构和串联方式,通过姿态旋转矩阵对并联机构的逆解进行分析,进而研究并联几何关系特征,并以此对整体混联机构运动学进行建模,通过在ADAMS中建立虚拟样机几何模型,添加约束后,以仿真和理论结合的方式验证推导过程及结论。在运动学研究的基础上,用两种方法对工作空间进行了分析,得到了部分截面的工作空间边界,通过对比验证了机构具备较大的工作空间,且连续无空洞,并就奇异性问题进行了讨论。研究了机构在受力和力矩时的静力平衡问题,建立了有力雅可比矩阵的关于主动链驱动力及结构约束力与所受合外力及力矩的映射关系,在此基础上建立整体静刚度模型,通过有限元的方法得到了机构在各个位姿下的变形量、变形位置和最小刚度,模态分析得到了各阶振型和振动频率。对机构进行了动力学分析,建立了机构驱动力与末端运动间的映射关系,在轨迹规划的基础上对机构进行了动力学仿真,最终结果验证了模型准确性以及理论分析的正确性。为后续机构优化,设计选型和运动控制提供了依据。