近年来面向航天器等载运平台的精密跟踪技术已经成为未来光学应用中的一项关键技术点。目前的光束精确指向跟踪通常由伺服转台实现，虽然具有较高精度以及较大运动范围，但其重量体积较大，不仅增加运载成本且降低机构稳定性，此外其采用的串联结构也容易引起累积运动误差。Stewart平台由斯图尔特于上世纪70年代提出，具有精度高、结构稳定、体积紧凑等优点，在运动模拟、隔振、医疗等方面应用广泛。自上世纪90年代起开始将其应用于空间精密光学设备的支撑调整平台，但是将其作为光学系统中的跟踪平台的研究应用尚不成熟，还有许多难点需要攻克，因此开展基于Stewart平台的精密跟踪技术的研究，具有重要的现实意义和实用价值。综上所述，本文对面向精密跟踪系统的Stewart平台结构方面的关键技术展开了具体研究，具体内容有三部分：

1、基于跟踪系统的需要，提出一种面向跟踪系统的Stewart平台构型设计及参数优化方法，并且设计原理样机进行实验，验证了构型设计方法的可行性。此方法简单快捷，提高了Stewart平台构型设计效率。

2、作动机构作为Stewart平台的核心部件，直接影响到平台运动性能，本文设计了一种压电步进式作动机构，并对作动器的关键部件进行有限元仿真分析，包括驱动机构的刚度分析以及箝位机构的静力分析，最后通过搭建测试系统对作动器的运动性能加以测试。该作动机构具有精度高、响应速度快、无机械间隙、能耗小以及运动行程大的特点，为跟踪系统的大范围精密跟踪创造了条件。

3、铰链作为Stewart平台的连接部件，是保证平台运动精度的关键部件，本文设计了一种大转角的柔性虎克铰链，并对柔性虎克铰链进行了静力学仿真分析、模态仿真分析以及轴漂仿真分析，最后通过实验表明柔性虎克铰链绕X轴和绕Y轴转动行程均可达±9°。解决了刚性铰链具有间隙摩擦和目前柔性虎克铰链转角偏小的问题，为Stewart平台的高精度大范围运动提供了技术支持。