数字化柔性装配是飞机制造史的重大技术革新，将飞机制造业带入全自动化生产时代。作为前沿技术发展方向，近年来，基于工业机器人的飞机自动化装配技术成为国内外航空制造领域的研究热点。目前，国内研制成功的机器人自动化装备多为基于关节型工业机器人平台，但因其结构刚性和定位精度较差，制约了飞机自动化装配精度的进一步提高。混联机器人，由于具备高刚度、高精度、工作空间大和灵活性好等技术优势，在学术界与工业界受到广泛关注并已成功应用于国外飞机制造企业。本文结合飞机自动化装配技术发展需求，针对混联机器人的构型设计、运动学分析、空间轨迹规划、控制系统开发等关键技术展开深入的研究，主要研究内容如下：1）根据混联机器人的设计特点及飞机装配工艺需求，从机器人并联结构的自由度性质和约束方程两方面对两种三自由度面对称3-SPR并联机构进行对比，分析得到适用于飞机装配的3-SPR机构结构类型，并确定混联机器人构型。2）针对混联机器人的结构特点，建立机器人位置逆解模型，包括串联模块位置逆解和并联模块位置逆解。利用闭环矢量法建立机器人动平台速度与驱动支链速度间的映射关系，得到速度雅克比矩阵。利用雅克比矩阵对机器人奇异位形进行分析，得到机器人在工作空间内无奇异的重要结论。3）在完成机器人尺度参数设计的基础上，对混联机器人主要运动副结构进行设计并构建混联机器人三维模型。根据三维模型，利用有限元分析方法对机器人典型姿态下的静刚度特性进行分析。4）根据混联机器人在飞机装配中的运动特点，对机器人进行轨迹规划。在此基础上，对机器人控制方案进行设计，并完成关键部件的通信接口设计。