X向柔性解耦件1044的第一端与第二 Υ向刚性连接件1034的X向部10341相连且第二端与第七连接部1028的X向部10281相连，另一个第二 X向柔性解耦件1044的第一端与第二Y向刚性连接件1034的X向部10341相连且第二端与第八连接部1029的X向部10291相连。第二Υ向刚性连接件1034的Υ向部10342在X向上位于两个第二X向柔性解耦件1044之间。由此可以使紧凑型多层纳米伺服平台10的结构更加合理。
[0061]在本发明的一个具体示例中，紧凑型多层纳米伺服平台10通过3D打印一体成型。由此不仅可以进一步提高终端平台102的运动精度，而且可以进一步将第一 X向刚性连接件1031、第一 Υ向刚性连接件1032、第二 X向刚性连接件1033和第二 Υ向刚性连接件1034的非轴向运动限制在光栅非轴向许可误差范围内。
[0062]有利地，紧凑型多层纳米伺服平台10为塑料材质，通过3D打印一体成型。由此可以进一步提高紧凑型多层纳米伺服平台10的行程。
[0063]X向光栅106包括设在第一 X向刚性连接件1031的上表面上的X向光栅尺1061以及用于测量X向光栅尺1061在X向上的位移的X向光栅传感器1062，Υ向光栅107包括设在第一 Υ向刚性连接件1032的上表面上的Υ向光栅尺1071以及用于测量Υ向光栅尺1071在Υ向上的位移的Υ向光栅传感器1072。此外，X向光栅106和Υ向光栅107可以按照已知的方式进行安装。也就是说，如何将光栅(X向光栅106和Υ向光栅107)安装到被测部件上是已知的。
[0064]下面参照图1-图5描述根据本发明实施例的紧凑型多层纳米伺服平台10的工作过程。当该X向驱动器驱动终端平台102时，驱动力作用于第一 X向刚性连接件1031，通过第一 Υ向柔性解耦件1041带动终端平台102沿X向运动，终端平台102通过第二 Υ向柔性解耦件1043带动第二X向刚性连接件1033运动。当X向驱动力为拉力，第一Υ向柔性解耦件1041和第二Υ向柔性解耦件1043均处于受压状态，但压力在一定范围内时，第一 Υ向柔性解耦件1041和第二Υ向柔性解耦件1043均不会受压失稳。
[0065]当终端平台102沿X方向运动时，使得第一X向柔性解耦件1042和第二 X向柔性解耦件1044产生挠变形，从而对第一 Υ向刚性连接件1032和第二 Υ向刚性连接件1034产生了拉力(弯矩)。第一 Υ向柔性导向件1053和第二 Υ向柔性导向件1054反作用于第一 Υ向刚性连接件1032，充分地抑制了第一 Υ向刚性连接件1032的转动，第三Υ向柔性导向件1057和第四Υ向柔性导向件1058反作用于第二 Υ向刚性连接件1034，充分地抑制了第二 Υ向刚性连接件1034的转动，大大地提高了 Υ方向测量的精度。
[0066]当该Υ向驱动器驱动终端平台102时，驱动力作用于第一Υ向刚性连接件1032，通过第一 X向柔性解耦件1042带动终端平台102沿Υ向运动，终端平台102通过第二 X向柔性解耦件1044带动第二 Υ向刚性连接件1034运动。当Υ向驱动力为拉力，第一 X向柔性解耦件1042和第二X向柔性解耦件1044均处于受拉状态，但压力在一定范围内时，第一X向柔性解耦件1042和第二 X向柔性解耦件1044均不会受压失稳。
[0067]当终端平台102沿Υ方向运动时，使得第一Υ向柔性解耦件1041和第二 Υ向柔性解耦件1043产生挠变形，从而对第一X向刚性连接件1031和第二X向刚性连接件1033产生了拉力(弯矩)。第一 X向柔性导向件1051和第二 X向柔性导向件1052反作用于第一 X向刚性连接件1031，充分地抑制了第一 X向刚性连接件1031的转动，第三X向柔性导向件1055和第四X向柔性导向件1056反作用于第二 X向刚性连接件1033，充分地抑制了第二 X向刚性连接件1033的转动，大大提高了 X方向测量的精度。
[0068]当该X向驱动器和该Υ向驱动器同时工作时，在X向和Υ向上分别产生上述运动，从而实现终端平台102在平面(Χ0Υ平面)内的自由运动。第一Υ向柔性解耦件1041、第一X向柔性解耦件1042、第二 Y向柔性解耦件1043和第二 X向柔性解耦件1044的存在，保证了终端平台102的高精度运动，即紧凑型多层纳米伺服平台10高度的解耦性保证了终端平台102的高精度运动。
[0069]正是由于本申请的发明人将紧凑型多层纳米伺服平台10的结构设计与测量相结合考虑，因此根据本发明实施例的紧凑型多层纳米伺服平台10通过设置与第一 X向刚性连接件1031和基座101相连的第一 X向柔性导向件1051和第二 X向柔性导向件1052以及与第一Υ向刚性连接件1032和基座101相连的第一 Υ向柔性导向件1053和第二 Υ向柔性导向件1054，从而可以利用第一 X向柔性导向件1051和第二 X向柔性导向件1052约束第一 X向刚性连接件1031的非X向运动，以及利用第一 Υ向柔性导向件1053和第二 Υ向柔性导向件1054约束第一 Υ向刚性连接件1032的非Υ向运动。
[0070]换言之，第一X向刚性连接件1031的非X向运动小于预设值，第一 Υ向刚性连接件1032的非Υ向运动小于预设值。也就是说，第一 X向刚性连接件1031基本上只沿X向运动，第一Υ向刚性连接件1032基本上只沿Υ向运动。
[0071]第一X向柔性导向件1051和第二 X向柔性导向件1052限制了第一 X向刚性连接件1031的Υ向平动以及平面内的转动。第一 Υ向柔性导向件1053和第二 Υ向柔性导向件1054限制了第一 Υ向刚性连接件1032的X向平动以及平面内的转动。因此，第一 X向刚性连接件1031和第一 Υ向刚性连接件1032能够满足光栅大行程精密测量的条件。也就是说，第一 X向刚性连接件1031和第一 Υ向刚性连接件1032的非轴向运动被限制在光栅非轴向许可误差范围内，即第一X向刚性连接件1031和第一Υ向刚性连接件1032的非轴向运动被限制在光栅的几何限度内。
[0072]第三X向柔性导向件1055的作用与第一X向柔性导向件1051的作用相同或相似，第四X向柔性导向件1056的作用与第二 X向柔性导向件1052的作用相同或相似，第三Υ向柔性导向件1057的作用与第一 Υ向柔性导向件1053的作用相同或相似，第四Υ向柔性导向件1058的作用与第二 Υ向柔性导向件1054的作用相同或相似，在此不再描述。
[0073]由此可以利用X向光栅106测量第一X向刚性连接件1031在X向上的位移以及利用Υ向光栅107测量第一Υ向刚性连接件1032在Υ向上的位移的，再根据第一X向刚性连接件1031在X向上的位移和第一 Υ向刚性连接件1032在Υ向上的位移，计算得到终端平台102的平面位移。
[0074]因此，根据本发明实施例的紧凑型多层纳米伺服平台10具有结构简单、制造成本低(无需使用昂贵的测量装置)、便于使用、便于携带、便于测量终端平台102的平面位移等优点。
[0075]此外，根据本发明实施例的紧凑型多层纳米伺服平台10满足解耦和导向分离，导向件单独导向，解耦件单独解耦。
[0076]有利地，根据本发明实施例的紧凑型多层纳米伺服平台10为紧凑型大行程多层纳米伺服平台。其中，术语“大行程”是指紧凑型多层纳米伺服平台10具有厘米级的行程，术语“纳米”是指紧凑型多层纳米伺服平台10具有纳米级的运动精度。
[0077]下面描述根据本发明实施例的紧凑型多层纳米伺服平台10的采用光栅的测量方法，所述采用光栅的测量方法包括以下步骤:
[0078]Α)利用X向光栅106测量第一 X向刚性连接件1031在X向上的位移，利用Υ向光栅107测量第一 Y向刚性连接件1032在Υ向上的位移;和
[0079]Β)根据第一 X向刚性连接件1031在X向上的位移和第一 Υ向刚性连接件1032在Υ向上的位移，计算得到终端平台102的平面位移。
[0080]也就是说，根据本发明实施例的采用光栅的测量方法可以用于测量紧凑型多层纳米伺服平台10的终端平台102的平面位移。其中，第一X向刚性连接件1031在X向上的位移被视为终端平台102在X向上的位移，第一Υ向刚性连接件1032在Υ向上的位移被视为终端平台102在Υ向上的位移。
[0081]根据本发明实施例的采用光栅的测量方法步骤简单，可以方便地、容易地、精确地测量出终端平台102的平面位移，且无需使用昂贵、复杂的测量仪器，也无需对测量结构进行繁复的补偿。
[0082]有利地，根据本发明实施例的采用光栅的测量方法进一步包括:利用第一X向刚性连接件1031在X向上的位移(该位移由X向光栅106测量得到)减去第一 X向刚性连接件1031的X向寄生运动以便得到终端平台102在X向上的位移，利用第一 Υ向刚性连接件1032在Υ向上的位移(该位移由Υ向光栅107测量得到)减去第一 Υ向刚性连接件1032的Υ向寄生运动以便得到终端平台102在Υ向上的位移，利用终端平台102在X向和Υ向上的位移得到终端平台102的平面位移。由此可以更加精确地测量终端平台102的平面位移。
[0083]其中，第一X向刚性连接件1031的X向寄生运动与终端平台102的Υ向位移满足多项式的关系，第一Υ向刚性连接件1032的Υ向寄生运动与终端平台102的X向位移满足多项式的关系。
[0084]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0085]此外，术语“