在微电子装配、细胞操作、光学工程等领域,具有微米级行程、纳米级精度的微定位平台是重要的支撑技术。柔顺机构无间隙、免装配,可以消除回程误差,是微定位平台的重要实现形式。同时实现大行程与高精度是柔顺微定位平台的研究热点与难点。本文提出一种可以平衡柔顺机构在行程与精度间矛盾的混合柔顺铰链,进而对基于新型铰链的平面三自由度微定位平台进行研究,主要内容如下。首先,提出一种兼顾直圆柔顺铰链与直梁柔顺铰链优点的混合型柔顺铰链,并对其进行静力学分析与优化设计。基于卡氏第二定理推导了混合铰链的柔度公式,进而计算了混合铰链的输出位移,并与有限元仿真的输出位移相比较,发现两者之间具有较大的误差。因此,将有限元仿真得到混合铰链在各个方向的输出位移,运用拟合的方法得到了混合铰链的柔度公式。结果表明,运用拟合的方法得到混合铰链的柔度公式来计算得到的输出位移与仿真的输出位移具有很小的误差。将混合铰链、直圆铰链与直梁铰链进行比较,结果表明,混合铰链较直圆铰链的回转位移大;混合铰链较直梁铰链的回转精度高。建立尺寸优化的数学模型,运用MATLAB对混合铰链进行尺寸优化,得到了混合铰链的最佳尺寸。接着,对基于新型混合柔顺铰链的平面三自由度微定位平台进行分析与优化设计。推导了杠杆放大机构的位移放大倍数公式。对直圆铰链放大机构与混合铰链放大机构进行了比较,发现两者的位移放大倍数相差非常小,混合铰链放大机构较直圆铰链放大机构的柔度大。基于为刚体模型,求得了微定位平台的逆解以及雅克比矩阵。先对杠杆放大机构进行尺寸优化,优化后的放大机构具有更大的输出位移。然后对动平台进行优化,使得微定位平台能够输出更大的位移。最后比较了平台在铰链分布不同情况下的性能,得到了性能优越的微定位平台。对微定位平台进行了工作空间分析。最后,实验研究了基于新型混合柔顺铰链的微定位平台。使用双频激光干涉仪测量了两种微定位平台的输出位移。首先对微定位平台的输入力与输入位移进行标定实验。然后对微定位平台进行了正逆运动学实验研究。最后对微定位平台优化结果进行实验验证,证明了优化后的混合微定位平台柔度更大。最后,对可能产生误差的原因进行了分析。