为提高双足压电直线作动器的有效驱动,增强作动器中二级杠杆微位移结构和柔性铰链的放大能力,对作动器的结构参数进行优化。首先,对二级杠杆微位移机构的放大倍数进行理论计算,基于ANSYS完成作动器定子作动仿真过程;其次,通过仿真分析发现,在作动器定子中综合使用直圆型柔性铰链和直梁型柔性铰链,会使作动器定子放大倍数得到优化,最优铰链参数对应的放大倍数为8.131最后,制作了该作动器样机并进行了定子驱动足振幅测试,两驱动足的振动相对稳定。实验结果表明,驱动足FF的位移振幅在60和63!m的上下范围浮动,与实际相符合。与现有的压电直线作动器相比较,该作动器结构简单,易于安装调试,具有大振幅驱动和运行稳定等特点。

设计了一种基于桥式放大原理的出串联式二维微定位平台，通过理论分析与实验数据相对比，对平台的刚度、输出位移、精度以及其固有频率进行了分析与验证。首先，根据桥式放大原理设计了单向的运动机构，将两个单向机构通过串联方式连接实现二维的独立运动。然后，对单向运动机构建立理论模型，求其等效刚度和理论固有频率。最后，通过有限元仿真和实验分析，对二维平台的输出性能和模态进行验证。实验结果表明：在低频率工作状态下（100Hz以内）二维平台的输出位移与输入电压成良好的正比例关系且两方向的输出性能相似，测得最小分辨步进位移（即精度）为50nm。