目前,多国研究的激光通信终端指向机构存在体积大、质量大、能耗大等问题,不能适应激光通信终端微小型化、轻量化的发展趋势。压电陶瓷叠堆驱动的柔性机构凭借运动精度高、结构紧凑、能耗低等特点,在高精密领域中成为研究热点。因此,开展高精度、紧凑轻量化、压电式空间指向机构的研究,对促进我国在激光通信领域,发展微小型通信终端的指向精调机构有重要意义。本文围绕单自由度、大位移行程、断电保持、紧凑轻量化以及高分辨率位移输出的性能目标,设计了一种压电式空间指向精调机构。首先,研究了柔性铰链的机械特性。基于弹性力学理论,将柔性铰链假设为变截面悬臂梁,采用载荷叠加法和逐段变形效应叠加法,推导了不同尺寸、不同形状柔性铰链的位移和转角、刚度、最大弹性变形以及运动精度特性的通用数学解析式。结合Workbench仿真软件,对柔性铰链刚独特性进行仿真验证,结果最大误差为4.85%,证明了柔性铰链机械特性理论模型的正确性。探究了机械特性的影响因素,分析柔性铰链特性与各因素之间的关系。然后,对精调机构结构进行设计。结合课题指标要求和机构设计原则,提出一种紧凑轻量化机构设计方法,探究了精调机构的工作原理,确定了整机构型,并对机构自由度、放大倍数进行了分析。采用弹性-杆模型对制动机构进行静力学建模,并依据课题指标,确定了制动机构和驱动机构的优化目标、影响因素以及评价指标,结合Matlab进行优化设计,得到制动机构最优尺寸,采用正交试验法,获得驱动机构最优尺寸。结合Workbench仿真软件,对制动机构和驱动机构进行静、动力学分析,确定了精调机构结构尺寸设计的合理性。最后,对精调机构关键指标和性能进行分析验证。依据压电-静力学耦合分析理论,建立了压电叠堆驱动源有限元仿真模型,通过分析驱动源的力学特性,研究了压电陶瓷叠堆的预紧问题,确定其预紧量。对机构紧凑轻量化进行评估,计算得到空间比为4.48,结合仿真软件,验证了机构在负载和空载状态下的位移行程为35.9μm,分辨率为0.023μm。通过接触分析,验证了机构的制动可靠性;通过压电-结构耦合分析,验证了制动机构压电叠堆在输入电压为127.16V时,解除制动的可靠性;分析了机构在间歇工作方式和扫描工作方式下的最大驱动力和输出位移,均能满足驱动性能要求。揭示了精调机构性能的可靠性。