传统刚性并联机构虽然具有较大的刚度和较高的控制精度,但其姿态空间小,这使其在工作空间比较狭窄的环境或者对柔顺性要求比较高的场合适应能力较差。本文提出一种大角度柔性并联机构,利用柔性支腿受力在空间中产生大曲率大挠率弯曲变形的致动机理,实现动平台大角度转动,扩展姿态空间;融合运动冗余变刚度机制,进而打破传统刚性并联机构刚度大且调节范围小的限制,具有极大的研究意义。论文首先就大角度柔性并联机构大变形柔性致动问题展开分析,基于这个空白的具有挑战性的设计难点,提出了针对柔性并联机构的伪刚性结构设计方法,即利用线解耦理论及条件数指标优化确定结构参数。之后分析不同铰接形式下柔性支腿本构方程及其边界条件,针对求解柔性支腿常微分本构方程解析解困难的问题,本文采用打靶法求其数值解,并详细分析了打靶法中各参数对算法求解精度和效率的影响,为后续运动学建模奠定基础。在掌握单根柔性支腿本构方程的基础上,展开对大角度柔性并联机构运动学分析。由于柔性支腿本构方程的非线性,柔性并联机构运动学模型除了具有与刚性并联机构运行学相同的位置向量闭环方程外,还需添加力约束方程、铰接约束方程才能求解。对比分析利用打靶法求解运动学反解和正解的精度。在运动学的基础上,利用二分法遍历得到柔性并联机构位置工作空间和姿态空间。分析柔性并联机构静力学问题时,采取将一条柔性支腿等效为三个沿全局坐标系的一组正交弹簧的方法,提出虚拟雅可比矩阵概念,进而完成对柔性并联机构静力学数学模型的建立。在静力学的基础上,推导得到单根柔性支腿刚度矩阵,利用虚功法将单根支腿刚度矩阵映射到全局得到柔性并联机构整体刚度矩阵,并用齐次刚度条件数指标和齐次平均刚度指标评价柔性并联机构刚度空间分布情况。之后对柔性并联机构变刚度机理展开研究。最后,根据构型参数搭建大角度柔性并联机构本体样机和测量装置,通过实验对运动学模型和刚度理论进行综合验证。