来源：期刊VIP网 时间：
作者：张灵燕;吴志刚;陈敏;
单位：江西理工大学能源与机械工程学院;
摘要：在精密工程领域，随着半导体制造、光学检测等技术对纳米级定位精度的需求提升，现有三自由度微定位平台因多采用空间结构或非对称布局，存在结构复杂、加工难度大及运动耦合误差大等问题，难以满足高精度定位要求。为解决这些问题，文中提出一种新型全解耦平面三自由度XYθ_z柔性微定位平台，旨在通过对称化设计简化结构，消除机械摩擦并降低运动耦合，实现高精度、大行程精密定位的目的。研究以柔性铰链为核心传动单元，结合多级复合平行四杆机构构建平台主体，利用几何对称性实现交叉运动解耦，通过柔性铰链的弹性变形特性保证无间隙运动传递。采用伪刚体法建立柔性铰链刚度模型，结合拉格朗日方程构建平台动力学模型，分析静刚度与动力学响应。基于运动学理论推导工作空间边界，明确其有效行程范围。通过有限元软件ANSYS开展静力学与动力学仿真，分析位移、寄生位移及固有频率等性能。仿真结果表明：平台耦合误差率仅1.4%,单方向输入时另一方向寄生位移低于传统非对称结构；在音圈电机驱动下，满足大行程需求。一阶固有频率为315.72 Hz,动态刚度良好，理论计算与仿真误差小于6%,验证了建模方法的准确性。综上，该平台通过对称化复合平行结构与柔性铰链的有机结合，实现了运动解耦、大行程输出与高刚度的要求。为精密工程多维度定位提供了结构简单、精度可靠的理论方法。未来可进一步融合控制算法，优化动态响应性能，拓展高速精密定位场景应用。
关键词：微定位平台;;柔性铰链;;伪刚体模型;;音圈电机;;有限元分析
基金资助：江西省自然科学基金资助项目(2023BAB204059)
