精密定位技术作为先进制造产业的基础,被广泛应用于生物细胞操作、微/纳米装配、光纤对接、纳米压印光刻、扫描探针显微镜和快速刀具伺服等精密工程领域。由于能够提供纳米级分辨率的步进位移和快速的频率响应,基于柔顺机构和压电陶瓷驱动器的精密定位平台已逐渐成为精密定位技术研究的重点。本文针对二维精密定位场合高精度、高频响和大行程的定位要求,设计了两种基于桥式放大机构和压电陶瓷驱动的解耦式二自由度柔顺定位平台。在结构设计的基础上,采用卡氏第二定理结合弹性梁理论对其进行了静力学分析,利用拉格朗日方程法对其进行了动力学分析,并基于有限元分析和样机实验对其进行了理论模型验证,结果表明所提出的运动学放大比例建模方法具有较高的精度,优于目前多数典型建模方法。主要工作如下:根据二自由度柔顺定位平台的设计要求,类比二自由度刚性机构构型,通过分析不同缺口的柔性铰链刚度特性和平行四边形机构耦合特性,基于4-PP构型(P为移动副)、桥式位移放大机构、叶型柔性梁单元构成的导向机构和压电陶瓷驱动器设计了两种二自由度柔顺定位平台。采用卡氏第二定理结合弹性梁理论建立了桥式放大机构静力学模型和导向机构的刚度模型,并根据牛顿第三定律将两者融合得到两种柔顺定位平台的整体静力学模型。基于拉格朗日方程法对其进行了动力学理论建模,分析了定位平台无阻尼自由振动下的固有频率。利用ANSYS对桥式放大机构进行了有限元分析,通过与现有文献中的典型位移放大比例模型进行比较,发现本文所提出的运动学放大比例模型计算结果误差最小,且当以连接梁两侧柔性铰链的间隔w为自变量时,本文所提出的模型在放大比例峰值时相对于有限元的误差为6.76%,低于当前大多数典型建模方法。利用ANSYS分别对两种柔顺定位平台的位移放大比例、输入/输出刚度(柔度)、最大应力、屈曲失效、解耦性能和固有频率等静/动力学特性进行了有限元分析,并与所建理论模型进行了对比,结果表明所设计的两种平台均可稳定地工作在弹性变形范围内,符合理论分析结果。基于有限元分析的结果对两种平台的适用场合进行了分析,引入阻碍因子概念,揭示了导向机构负载效应对桥式放大机构放大比例影响的实质。搭建实验测试系统对解耦式二自由度柔顺定位平台进行了实验验证,采用电火花线切割技术加工了所设计的两种平台,并分别对它们的位移放大比例、耦合误差和工作空间进行了样机实验。通过实验测试结果、有限元结果和理论模型的对比以及对误差的综合分析,有效地证明了理论模型的正确性。