随着科技水平的发展,为使制造水平向高精度领域进一步发展,实现高精度与大工作行程的集成,柔顺机构应运而生。与传统的刚性结构相比,柔顺机构是以柔性关节代替传统刚性结构中的运动副,并利用自身柔性构件的弹性变形来实现力、能量或运动的转换的一种新型机构。本文在此背景下,采用理论分析、仿真模拟以及实验研究等方法,设计并优化了一款适用于压电叠堆位移放大的新型微位移放大器,并对其输出特性进行了研究。具体工作如下:(1)基于四种典型的缺口型柔性铰链,建立统一的极坐标系,推导其柔度公式、精度公式以及端部位移公式,并对理论公式进行验证,得到四种典型柔性铰链的性能优劣情况,最终选定椭圆型柔性铰链作为微位移放大器的柔性构件。(2)结合杠杆放大原理和三角放大原理设计了一款新型的微位移放大器,并利用结构静力学知识,推导并验证了微位移放大器放大系数的理论公式。利用MATLAB和ANSYS的联合仿真,对微位移放大器进行结构参数化建模及优化,仿真模拟了优化后微位移放大器的输出特性。(3)根据优化结果,加工微位移放大器实物,搭建微位移放大器输出特性测试平台,研究了压电叠堆驱动电压以及驱动信号频率对微位移放大器输出特性以及放大系数的影响。