工业机器人的快速发展代表着现代工业的一种发展潮流——自动化设备取代人工。工业机器人不仅能避免多种多样的不可控的人员因素从而提高生产效率,而且能够胜任多种多样的工作环境。工业机器人主要分串联机器人和并联机器人。其中,串联机器人由于自身具有较大的质量和惯性,很难应用到需要高速高负载高精度的场合,并联机器人很好地弥补了串联机器人这方面的不足。其中3自由度并联机器人的研究与应用已是相当深入和广泛,如Delta机器人,广泛应用与医疗、食品、电子、制药等行业。值得一提的是,当Z方向只需要较小的操作位移时,末端搭载一个1或2自由度的串联机构的2自由度并联机器人相对于3或4自由度的并联机器人会显得更加经济适用。基于这种情况,本文结合实际研究情况,以并联2自由度机器人为研究对象。首先,对若干种2自由度并联构型进行研究,假定机器人结构尺寸相同的情况下,分析比较几种2自由度机器人的运动学模型、工作空间和各向同性,然后选择合适的构型作为深入研究的对象。其次,根据后续章节优化后的机器人结构尺寸,设计机器人的三维模型,并通过有限元优化主要零部件,设计和实现机器人样机,并完成平台简易界面开发。接着,推导了2自由度并联机器人的运动学模型,分析了运动学的多种性能指标,基于运动学性能指标通过遗传算法优化了机器人的结构参数,得到了机器人的最终结构尺寸。再接着,推导了2自由度并联机器人的动力学模型,分析了动力学的若干性能指标,并通过仿真分析了正逆动力学,验证其正确性。最后,本文用三种控制方法：计算力矩控制方法、基于计算力矩的模糊控制方法和非线性PD计算力矩控制方法,基于机器人的运动学和动力学模型,对机器人进行了仿真分析。通过分析比较三种控制方案的效果,得到较好的控制方案。