本发明公开了一种三自由度微操作机器人，它包括底部基座（1）、上部动平台（2）以及连接两者三条结构相同的平面运动支链（3）；每条平面运动支链中的曲线轴柔性铰链（4）上端与动平台连接，下端与杠杆臂（5）连接；杠杆臂左侧通过单轴柔性铰链Ⅰ（6）与基座（1）连接、下方通过单轴柔性铰链Ⅱ（7）与微位移驱动器（9）的驱动端（8）连接；单轴柔性铰链Ⅰ与单轴柔性铰链Ⅱ的转轴轴线相互平行且不重合，从而使单轴柔性铰链Ⅰ、单轴柔性铰链Ⅱ及杠杆臂共同构成平面杠杆机构；本发明能精密平稳的实现两个空间微转动及一个微平动；具有结构简单、易于整块加工制造、运动解耦等优点，可应用在生命科学、航空航天、精密制造等高科技领域。