摘要：基于音圈电动机直驱，提出一种采用新型弹性解耦机构的2自由度笛卡儿坐标高速高精度定位平台。该平台将电动机放置在基座上，使运动惯量大大减小，从而使实现定位平台的高速高精密运动成为可能。阐述了该定位平台的弹性解耦原理，采用有限元分析与机械系统动态仿真相结合的方法，对定位平台的高速动力学行为进行研究。通过机构的刚体和弹性动力学分析，基于定位平台的动态响应，对弹性解耦机构中的关键部件——弹簧，进行动态优化设计。详尽地探讨了铰链弹性对弹簧刚度和预载选配的影响，以及弹簧刚度和预载对定位平台运动的影响规律，并给出弹簧刚度和预载的匹配曲线，从而为该类制造装备的动力学设计和样机建造奠定了重要理论基础。精度试验表明，该高速精密定位平台的各项指标均达到了设计要求，证明了设计理论的正确性。

关键词：定位平台 动力学仿真和设计 弹性元件 弹簧 

单位：天津大学机械工程学院; 天津300072