刘辛军教授围绕并联机构及装备设计理论这一核心问题，系统地开展了并联机构构型综合理论、性能评价体系、多参数尺度综合方法、装备研发技术及其共性基础理论的研究。建立了基于平行四边形机构单元的构型设计方法，面向应用性能，发明了多种新型实用并联机构，满足了不同领域应用需求。提出了综合考虑运动和力传递特性的并联机构性能分析理论和评价体系，以及相应的机构参数设计的思想，补充了并联机构的设计理论。基于空间模型理论，较系统地建立了基于性能图谱和优质尺度域的参数尺度综合方法，能更好地解决多指标需求下的尺度综合问题，使工程设计更加灵活。此外，形成了具有特色的多自由度联动混联装备的自主研发技术体系，研发的部分装备得到各界好评，并在企业的生产线上得到应用。
