一種精密平臺的柔性鉸鏈設計和有限元驗證

精密平臺是一種能夠提供微位移的工作平臺，柔性鉸鏈作為驅動機構，在精密平臺設計中應用。柔性鉸鏈是決定平臺性能的關鍵，柔性鉸鏈的結構形式和尺寸參數影響著定位精度的低。設計了一種疊加支鏈形式的柔性鉸鏈結構，推導了基于該柔性鉸鏈的二維精密平臺的工作剛度、耦合剛度、耦合系數、鉸鏈應力等性能指標的解析公式，并采用了有限元軟件對性能指標進行了驗證。仿真表明，兩者具有良好的一致性，為應用于精密平臺的柔性鉸鏈設計提供參考。

  隨著納米技術的興起及快速發展，精密平臺這種能夠提供定位精度的微位移工作臺，應用于精密檢測、加工以及微操作系統當中。精密平臺由驅動裝置和驅動機構兩部分組成。驅動裝置采用壓電陶瓷驅動器（PZT），PZT控制簡單，且分辨率，響應速度快。驅動機構采用柔性鉸鏈，利用金屬薄弱環節的可恢復彈性變形，是一種分辨率的驅動機構。柔性鉸鏈的結構形式和尺寸參數直接決定了精密平臺的工作性能，并且對平臺的應力和耦合位移產生較大影響。