在过去的十年中,微操作技术得到了飞速的发展,微操作系统在MEMS制造、光学调整、光纤作业、激光制导、生物医疗、IC制造等领域得到了广泛的应用。微动机器人是微操作系统的重要组成部分,其主要功能是实现微纳米级精度的微小操作对象的位姿调整,其性能直接影响微操作系统的操作能力。随着纳米技术的进一步发展,具有纳米级定位精度的多自由度微动机器人是进行微操作的主要定位工具,具有重要的研究价值。设计了一种新型的6自由度3-PPSR微动并联机器人,该微动机器人采用压电陶瓷为驱动元件和弹性支撑的结构形式,具有低能耗、高分辨率、结构紧凑、刚度大等优点。开发出的新型支链形式,为微动机器人支链的设计提供了一种新的设计思路;一体化设计的下平台,结构紧凑,无装配误差,有助于提高系统精度。针对微动机器人的特点,进行了运动学分析,得出微动机器人的输入输出位移方程、柔性铰链的微动方程以及微动机器人的工作空间等。基于结构力学理论,推导出二维微动平台和支杆柔性铰链刚度计算表达式。分别通过理论计算和有限元分析的方法来设计柔性铰链的参数。运用开发的控制软件,对3-PPSR微动并联机器人进行了实验研究,研究结果表明,3-PPSR微动并联机器人的各项指标均已达到设计要求。最后通过分析,总结了在驱动控制系统、传动系统和测量系统中的误差来源,为3-PPSR微动并联机器人的改进提供了参考。