一种可实现平面二维定位和空间二维定向的双平面并联机构，涉及并联机器人技术领域。本发明是为了解决现有的脊柱微创手术的医疗机器人构型结构复杂、体积庞大、操作难度大导致的操作精度低、可靠性差及手术安全性低的问题，用于实现脊柱微创手术机器人末端器械的定位及定向操作。机构由上平面驱动机构、下平面驱动机构和末端器械组成，两平面机构分别通过U副与末端器械铰接，且上平面U副可沿器械轴线滑动；每一平面驱动机构均由四根杆通过连接轴或固定轴依次连接而成。本发明还适用于其他工具的平面二维定位和空间二维定向。