谈起六自由度并联机构这个名词，就要追溯到1965 年，它由德国学者 Stewart提出的，是一种具有六自由度运动能力的并联机构飞行模拟器，经典的六自由度并联机构平台由上、下两个台面和六个可伸缩的支腿以及它们之间的连接铰链构成，其中下面的台面通常称为基台，上面的台面通常称为负载平台。六自由度并联机构平台通过六个支腿的伸缩运动可以实现负载平台在工作空间范围内的六自由度运动，并具有刚度大、精度高、承载能力强、动态特性好等诸多优点。因此，多年来被广泛的应用于科研及商业领域。

与串联机构相比，并联机构具有精度高、刚度大、结构稳定、承载能力强、运动惯量小、动态特性好等优点，因此从Stewart平台诞生以来就在理论和应用领域取得了相当丰硕的成果。

芯明天作为纳米运动与控制领域的专业设计、生产企业，也充分利用了六自由度并联机构的原理，研发设计、生产了一款压电式六自由度并联机构平台。它的主要特点是该六自由度并联机构的六个支腿采用了闭环式压电陶瓷促动器，而闭环压电陶瓷促动器本身的直线运动精度和分辨率都是非常高的，都可达纳米量级。

芯明天压电式六自由度并联机构平台

设计装配难度高

芯明天压电式六自由度并联机构平台的装配与控制是非常有难度的，使用过压电陶瓷促动器的用户都比较了解，压电陶瓷促动器可承受的拉力是受限的，而对侧向力的耐受性是更低的，几乎为零。

因此，在该压电式六自由度并联机构平台的装配过程中，必须严格避免对压电陶瓷促动器的侧向力和拉力，这对装配过程有着非常严苛的要求。

控制算法难度高

此外，在整个运动控制的过程中，六支压电陶瓷促动器的配合联动控制又是极其重要的，既要保证运动行程和精度的实现，又要保证不对任何一支压电陶瓷促动器产生超限的拉力及侧向力，这对控制软件的算法及容错提出更高的要求。并且，每个运动姿态对应每轴又有不同的运行范围，要保证平台在各个姿态下的运行范围内控制运动。

芯明天控制软件，操作方便，交互沟通性好

芯明天设计的控制软件中每个轴都具有一个运动控制滑块，可通过滑块进行六个自由度的控制，在滑动控制的同时，计算各个运动轴的运行范围，对超出任意一支压电陶瓷促动器行程范围的运行控制，系统都会给出运行提示。

精度控制简便，配合笛卡尔坐标系

在控制软件中，还有对各轴步进精度的控制功能，以便于用户使用中，在六自由度运动平台的任意当前姿态下，进行单个轴的纳米级微小步进控制。并且，六自由度控制软件采用笛卡尔坐标系来定义坐标系的角度偏转。

芯明天压电式六自由度精密定位平台的应用领域非常广泛，主要应用于半导体、微加工、医疗外科手术、航空航天等领域。基于并联机构的六自由度精密定位平台具有移动部件惯量小、动态特性好、结构紧凑、刚度高并且具有高可靠性和重复性。芯明天压电六自由度并联机构平台的直线运动精度可达nm级，角度精度可达μrad级，高精度的运动控制使得它的应用前景更加可观。

芯明天压电式六自由度平台参数测试

芯明天压电式六自由度并联机构平台实测的直线与角度位移与电压曲线图如下。

芯明天压电式六自由度并联机构平台实测的直线与角度分辨率曲线如下图。

芯明天压电式六自由度并联机构平台的实测性能参数如下。

技术参数

型号：H60.XYZTR5S

运动自由度：X、Y、Z、θx、θy、θz

结构形式：六自由度并联式

驱动方式：压电式

X、Y轴标称行程范围：80µm

Z轴标称行程范围：55µm

θx、θy轴偏摆角度范围：1.2mrad

θz轴旋转角度范围：1.6mrad

角度分辨率：优于0.5μrad（0.1 秒）

直线位移分辨率：优于0.5nm

闭环线性度：优于0.1%F.S.

闭环重复定位精度：优于0.1%F.S.

承载能力：5kg

重量：1.3kg

芯明天六自由度并联机构平台的高精度运动定位控制能力，也吸引了黑龙江省电视台记者的关注，对芯明天公司进行了相关采访与报道。

在报道中，芯明天副总经理杨明远先生表示：“作为国内精密定位的企业，我们将更好地把知识与经验转化为技术和产品，将继续加大研发力度，丰富产品种类，为半导体核心器件的国产化做出贡献"。