为了增加微位移定位平台的行程并提高其精度,设计了一种新型的微位移放大机构,并以此为基础设计了对称式三自由度微位移定位平台。对微位移放大机构的行程进行了理论分析,得到了微位移放大机构输入与输出位移的关系。三自由度微位移定位平台沿x轴、y轴方向的位移范围均为-21.03~21.03μm,绕z轴的转角为-0.021°~0.021°,位移及旋转的精度分别为10 nm和3.6″,所提出的微位移定位平台的结构满足精密位移平台的运动要求。利用有限元分析软件对微位移放大机构输入与输出位移的关系及微位移定位平台的行程进行仿真分析,并与理论计算结果进行了比较,其偏差分别在10.9%、13.8%及1%以内,理论分析和仿真分析的结果比较一致。

根据杠杆微位移放大机构、桥式微位移放大机构和差动式微位移放大机构的设计原则,设计了一种由压电陶瓷驱动的平面三自由度微位移并联式柔性定位平台,画出微位移定位平台机构的运动简图,并通过理论计算得到输出位移解析结果。对微位移定位平台进行有限元分析,得到其位移特性,对比理论计算解析结果,验证了理论分析和仿真分析结果的一致性,最后对定位平台运动精度进行了分析及改进设计。