一种精密平台的柔性铰链设计和有限元验证

精密平台是一种能够提供微位移的工作平台，柔性铰链作为传动机构，在精密平台设计中应用。柔性铰链是决定平台性能的关键，柔性铰链的结构形式和尺寸参数影响着定位精度的低。设计了一种叠加支链形式的柔性铰链结构，推导了基于该柔性铰链的二维精密平台的工作刚度、耦合刚度、耦合系数、铰链应力等性能指标的解析公式，并采用了有限元软件对性能指标进行了验证。仿真表明，两者具有良好的一致性，为应用于精密平台的柔性铰链设计提供参考。

随着纳米技术的兴起及快速发展，精密平台这种能够提供定位精度的微位移工作台，应用于精密检测、加工以及微操作系统当中。精密平台由传动装置和传动机构两部分组成。传动装置采用压电陶瓷传动器（PZT），PZT控制简单，且分辨率，响应速度快。传动机构采用柔性铰链，利用金属薄弱环节的可恢复弹性变形，是一种分辨率的传动机构。柔性铰链的结构形式和尺寸参数直接决定了精密平台的工作性能，并且对平台的应力和耦合位移产生较大影响。