本发明公开一种基于卷尺弹簧的三自由度大伸缩比平移并联机械臂，包括两个W型卷尺运动单元、可伸缩连接枢纽及底部工作平台；W型卷尺运动单元通过其所包含连杆连接可伸缩连通枢纽，可伸缩连通枢纽与底部工作平台相连，使底部工作平台可沿某个方向水平移动。本发明中，两个W型卷尺运动单元呈空间交错垂直分布，并配合可伸缩连接枢纽使底部平台具备三自由度的立体工作空间，可实现伸缩、左右以及前后平移，采用具有自动收缩特性的柔性卷尺弹簧作为连杆臂，结构简单、质量小，不仅满足机械臂刚度需求，而且其灵活的可伸缩性配合连接枢纽的伸缩特性致使该机械臂伸缩比极大，机械臂完全收缩后，所占用体积极小，便于携带或进行搭载作业。