随着科学技术的飞速发展,在航天航空、微电子技术、生物工程、纳米科学等领域中,仪器和设备对微定位系统的要求越来越高,特别是对微定位平台的分辨率和运动行程两方面的要求。本文以一种空间柔顺并联机构微定位平台为原型,并以提高其运动行程为目的,将铁锤兰大行程柔顺关节作为研究的切入点设计一种新型仿生柔顺铰链用以替代原型平台中的柔顺铰链,并对平台展开了一系列研究。本文主要围绕以下四个方面进行研究:(1)新型仿生柔顺铰链的静力学分析与优化设计。应用仿生学原理对铁锤兰柔顺关节进行仿生设计,拟型出一种新型仿生弧形柔顺铰链,并分析了铰链的输入-输出位移特性;之后首先通过单变量优化法确定了铰链的弧形,结果表明弧形柔顺铰链比正圆形结构铰链位移能力更强;然后对铰链进行了多变量优化设计,得到了铰链的各尺寸参数。(2)基于仿生柔顺铰链的双平行四边形机构实验研究。通过搭建实验平台对压电陶瓷驱动器和双频激光干涉仪进行标定和准直,并将优化前后通过静力学仿真与实验测得结果进行对比分析,然后对误差产生的原因进行分析并提出改进意见。(3)基于仿生柔顺铰链的空间并联微定位平台设计与分析。以一种柔顺并联机构微定位平台为原型利用新型柔顺铰链进行铰链替换,设计出一种并联机构微定位平台,对平台的自由度、正运动学特性进行了分析,并推导机构的雅可比矩阵,然后将理论输出位移与有限元仿真输出位移进行对比,验证了雅克比矩阵具有较高的精确度,同时也得到了平台的运动行程,相比原型平台的运动行程是有所提高的;最后通过对平台进行优化分析进一步提高了平台的运动行程。(4)空间三自由度柔顺微定位平台控制方法研究。分析了平台的传递函数,并利用MATLAB中simulink模块进行平台控制的在线PID控制器调节,在此基础上进行模糊控制器设计实现平台的模糊PID控制,达到了提高平台动态响应性能的目的。