根據(jù)機構的拓撲結構創(chuàng)新設計理論和方法的研究，將操作機結構設計綜合的研究方法分為以下幾種:位移子群的方法、方位特征的方法、GF集的構型理論和螺旋理論的方法等。

基于位移子群的方法:并聯(lián)機構的期望自由度確定，用機構位移流{M}描述相應的動平臺運動，再生成分支上的位移流{Li}，求得滿足{M}={Li}的幾何條件，即保證了并聯(lián)機構的結構特性。兩相對運動的構件的方位特征具有非瞬時性，和機構的形位無關，但是限制了機構僅能用于李群李代數(shù)結構。對于不具有此結構的機構，可以用位移子流形反映兩構件的相對運動生成的非瞬時方位特征。此方法使用的數(shù)學方法較為復雜。

基于方位特征集的方法:自由度和方位特征集是已知的，對其支路建立方位特征矩陣Mbi  ( Mbi=MPa)，然后對支路的類型進行綜合(Ma=MJi)，最終得出最少支路數(shù)，將并聯(lián)支路進行組合，并進行并聯(lián)支路的方位配置，檢驗自由度，得到期望的并聯(lián)機構。采用方位特征集的方法可得到非瞬時機構，機構具有普遍性，可以求得任意幾個回路機構的具有非瞬時性的自由度，其幾何意義明確而且數(shù)學工具較簡單，具有廣泛的適應性。

基于GF集的構型理論:構型的維數(shù)特征作為其性能指標，它表示機構末端的特征。通過GF，集來描述其末端特征，用GF，集建立機構構型和目標之間的關系。以操作機的主運動為研究對象，根據(jù)驅動特點設計出多種平面構型，然后將平面機構依據(jù)受力左右對稱性設計為空間機構，由此得出次運動支鏈，最后通過不同支鏈可組成多種操作機的構型。

基于螺旋理論的機構型綜合:機構中的運動副都可用基本運動副(移動副、轉動副)表達:圓柱副可用一個移動副及一個共軸的轉動副表示;球面副可以用三個匯交且不共面的轉動副來表示，萬向鉸鏈可用兩個相交的轉動副表示。先已知機構期望運動的基礎螺旋系，列出分支的基礎螺旋系。再合理的設定分支坐標系，求出該運動鏈的相應的反螺旋，從而得出分支上的約束螺旋系。再確定在參考坐標系下的約束螺旋系，機構動平臺被約束的個數(shù)就是其最大線性無關數(shù)，由此得到自由度數(shù)。最后檢查機構是否為瞬時機構，若動平臺的約束螺旋系不改變則機構是非瞬時的，這樣綜合出的機構是合理的。

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