談起六自由度并聯機構這個名詞，就要追溯到1965 年，它由德國學者 Stewart提出的，是一種具有六自由度運動能力的并聯機構飛行模擬器，經典的六自由度并聯機構平臺由上、下兩個臺面和六個可伸縮的支腿以及它們之間的連接鉸鏈構成，其中下面的臺面通常稱為基臺，上面的臺面通常稱為負載平臺。六自由度并聯機構平臺通過六個支腿的伸縮運動可以實現負載平臺在工作空間范圍內的六自由度運動，并具有剛度大、精度高、承載能力強、動態特性好等諸多優點。因此，多年來被廣泛的應用于科研及商業領域。

與串聯機構相比，并聯機構具有精度高、剛度大、結構穩定、承載能力強、運動慣量小、動態特性好等優點，因此從Stewart平臺誕生以來就在理論和應用領域取得了相當豐碩的成果。

芯明天作為納米運動與控制領域的專業設計、生產企業，也充分利用了六自由度并聯機構的原理，研發設計、生產了一款壓電式六自由度并聯機構平臺。它的主要特點是該六自由度并聯機構的六個支腿采用了閉環式壓電陶瓷促動器，而閉環壓電陶瓷促動器本身的直線運動精度和分辨率都是非常高的，都可達納米量級。

芯明天壓電式六自由度并聯機構平臺

設計裝配難度高

芯明天壓電式六自由度并聯機構平臺的裝配與控制是非常有難度的，使用過壓電陶瓷促動器的用戶都比較了解，壓電陶瓷促動器可承受的拉力是受限的，而對側向力的耐受性是更低的，幾乎為零。

因此，在該壓電式六自由度并聯機構平臺的裝配過程中，必須嚴格避免對壓電陶瓷促動器的側向力和拉力，這對裝配過程有著非常嚴苛的要求。

控制算法難度高

此外，在整個運動控制的過程中，六支壓電陶瓷促動器的配合聯動控制又是極其重要的，既要保證運動行程和精度的實現，又要保證不對任何一支壓電陶瓷促動器產生超限的拉力及側向力，這對控制軟件的算法及容錯提出更高的要求。并且，每個運動姿態對應每軸又有不同的運行范圍，要保證平臺在各個姿態下的運行范圍內控制運動。

芯明天控制軟件，操作方便，交互溝通性好

芯明天設計的控制軟件中每個軸都具有一個運動控制滑塊，可通過滑塊進行六個自由度的控制，在滑動控制的同時，計算各個運動軸的運行范圍，對超出任意一支壓電陶瓷促動器行程范圍的運行控制，系統都會給出運行提示。

精度控制簡便，配合笛卡爾坐標系

在控制軟件中，還有對各軸步進精度的控制功能，以便于用戶使用中，在六自由度運動平臺的任意當前姿態下，進行單個軸的納米級微小步進控制。并且，六自由度控制軟件采用笛卡爾坐標系來定義坐標系的角度偏轉。

芯明天壓電式六自由度精密定位平臺的應用領域非常廣泛，主要應用于半導體、微加工、醫療外科手術、航空航天等領域。基于并聯機構的六自由度精密定位平臺具有移動部件慣量小、動態特性好、結構緊湊、剛度高并且具有高可靠性和重復性。芯明天壓電六自由度并聯機構平臺的直線運動精度可達nm級，角度精度可達μrad級，高精度的運動控制使得它的應用前景更加可觀。

芯明天壓電式六自由度平臺參數測試

芯明天壓電式六自由度并聯機構平臺實測的直線與角度位移與電壓曲線圖如下。

芯明天壓電式六自由度并聯機構平臺實測的直線與角度分辨率曲線如下圖。

芯明天壓電式六自由度并聯機構平臺的實測性能參數如下。

技術參數

型號：H60.XYZTR5S

運動自由度：X、Y、Z、θx、θy、θz

結構形式：六自由度并聯式

驅動方式：壓電式

X、Y軸標稱行程范圍：80µm

Z軸標稱行程范圍：55µm

θx、θy軸偏擺角度范圍：1.2mrad

θz軸旋轉角度范圍：1.6mrad

角度分辨率：優于0.5μrad（0.1 秒）

直線位移分辨率：優于0.5nm

閉環線性度：優于0.1%F.S.

閉環重復定位精度：優于0.1%F.S.

承載能力：5kg

重量：1.3kg

芯明天六自由度并聯機構平臺的高精度運動定位控制能力，也吸引了黑龍江省電視臺記者的關注，對芯明天公司進行了相關采訪與報道。

在報道中，芯明天副總經理楊明遠先生表示：“作為國內精密定位的企業，我們將更好地把知識與經驗轉化為技術和產品，將繼續加大研發力度，豐富產品種類，為半導體核心器件的國產化做出貢獻"。