一種精密平臺(tái)的柔性鉸鏈設(shè)計(jì)和有限元驗(yàn)證

精密平臺(tái)是一種能夠提供微位移的工作平臺(tái)，柔性鉸鏈作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在精密平臺(tái)設(shè)計(jì)中應(yīng)用。柔性鉸鏈?zhǔn)菦Q定平臺(tái)性能的關(guān)鍵，柔性鉸鏈的結(jié)構(gòu)形式和尺寸參數(shù)影響著定位精度的低。設(shè)計(jì)了一種疊加支鏈形式的柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了基于該柔性鉸鏈的二維精密平臺(tái)的工作剛度、耦合剛度、耦合系數(shù)、鉸鏈應(yīng)力等性能指標(biāo)的解析公式，并采用了有限元軟件對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真表明，兩者具有良好的一致性，為應(yīng)用于精密平臺(tái)的柔性鉸鏈設(shè)計(jì)提供參考。

  隨著納米技術(shù)的興起及快速發(fā)展，精密平臺(tái)這種能夠提供定位精度的微位移工作臺(tái)，應(yīng)用于精密檢測、加工以及微操作系統(tǒng)當(dāng)中。精密平臺(tái)由驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。驅(qū)動(dòng)裝置采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器（PZT），PZT控制簡單，且分辨率，響應(yīng)速度快。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用柔性鉸鏈，利用金屬薄弱環(huán)節(jié)的可恢復(fù)彈性變形，是一種分辨率的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。柔性鉸鏈的結(jié)構(gòu)形式和尺寸參數(shù)直接決定了精密平臺(tái)的工作性能，并且對(duì)平臺(tái)的應(yīng)力和耦合位移產(chǎn)生較大影響。