在国内某巨型激光装置工程建设中,有大量的光机模块需要从侧面装校到空间滤波器中。这些模块种类多、数量大,其洁净度、安装精度以及装卸频率高,装校空间复杂且狭小。本文正是针对侧装光机模块装校作业任务的需要,设计一套能够完成空间滤波器中所有类侧装光机模块精确高效装校任务的装校机构。论文首先介绍了串联机构国内外研究现状、运动学、误差以及优化设计研究方法,并对工装系统的作业对象、流程以及功能需求进行研究与分析,提出工装系统的功能和技术指标,确定工装系统的总体设计方案,并对系统中的核心部分装校机构的结构原理与组成进行了详细介绍。其次,对装校机构进行运动学分析,采用D-H参数法建立装校机构的运动学模型,求解机构的正逆解,验证正逆解结果的正确性,并通过Robotics Toolbox仿真得到装校机构的运动特性曲线,验证运动学方程的正确性以及机构设计的合理性,为进一步分析装校机构的工作性能,通过Adams软件对机构各运动关节进行仿真分析,得到各关节的驱动力参数,为机构的电机选型和优化控制提供基础。然后,以运动学为基础,建立装校机构的静态位姿误差分析模型,运用Matlab软件分析不同的几何参数误差对机构末端位姿误差的影响,并通过摄动误差补偿法对机构末端位置误差进行补偿,验证了该补偿方法的可行性和实用性。最后,通过ANSYS Workbench软件对装校机构进行静力学和模态分析,得到了机构处于两种工况的最大变形和应力值,结果表明其强度和刚度均满足设计要求;得到了装校机构的模态结果,分析了其固有频率和模态振型,为避免产生共振提供依据。采用灵敏度的分析方法对装校机构的机械臂进行结构上的优化,提高了机械臂的刚度。