1 引言
很多應用領域都對微操作機構提出了要求。超大規模集成電路光刻密度的提高，微型工程中的微加工和微裝配，生物工程中對細胞的捕獲和操作等，都要求具有微米級的位移和亞微米乃至納米級的精度。
傳統的微位移機構有槓桿式放大縮小機構、鈄面式放大縮小機構等。這些機構都是對機構輸入一個位移，而在輸出端得到微小位移。這些機構在精密儀器中仍得到廣泛的應用。平行片簧導軌機構在輸入力的作用下，片簧產生彈性變形而產生微小位移。這種導軌機構可以獲得微米級位移，其缺點是會在運動方向上的垂直方向產生耦合位移。
近年來，柔性鉸鏈被逐步應用於微位移機構中。大多數的微位移工作台都是組裝式的，X、Y方向的微位移機構和Z方向的微位移機構組裝成三維微位移工作台。裝配面的接觸剛度和相對運動對工作台的運動精度產生不利影響。
本文在前人工作的基礎上，介紹了一種三維微位移機構，這種機構以柔性鉸鏈為彈性支承，以電致伸縮器件為驅動器，且盡量減除與運動垂直方向的耦合位移。
2 柔性鉸鏈
柔性鉸鏈結構如圖1所示。鉸鏈為中間具有圓弧形切口的部分。由於鉸鏈兩側的截面尺寸遠大於鉸鏈處的截面尺寸，可以認為其為剛體，彈性變形只發生在柔性鉸鏈處。微位移機構中，柔性鉸鏈受到彎矩的作用產生彈性變形，而產生有限的轉角位移，這種變形是可逆的。
柔性鉸鏈
在彎矩Mw的作用下，柔性鉸鏈產生的轉角位移為θw，則有：
（1）
Kw=Ebc （2）
式中：Kw——柔性鉸鏈的抗彎剛度；
E——與材料有關的彈性模量；
c——與柔性鉸鏈尺度有關的彎曲幾何係數。
若R＜t，由材料力學可以推出柔性鉸鏈彎曲幾何係數為：
（3）
若在應用中，柔性鉸鏈還受到軸向力Fl的作用，將產生軸向拉伸變形Δl，則有：
（4）
（5）
式中：Kl——柔性鉸鏈的抗拉剛度；
D——柔性鉸鏈的拉伸幾何係數。
由材料力學亦可推出：
（6）
在式（3）及式（6）中。
3 X向微位移機構
X向微位移機構與Y向微位移機構結構相似，都可等效於平行四桿機構。若只在工作台的一側有平行四桿機構，則當在X方向產生一個微位移時，會在Y向產生一個耦合位移，這樣會對Y向位移產
