Angesichts der Anforderungen an mehrachsige, großreichweite und hochpräzise Bewegungen im Bereich der Mikrooperationen und Mikroassembly wird eine zwei Freiheitsgrade umfassende, skalenübergreifende, gekoppelte parallelentkoppelte Bewegungsplattform mit piezoelektrischer Haftgleit-Antrieb vorgeschlagen. Ein mit piezoelektrischen Fasern betriebener flexibler Mechanismus wird verwendet, und es wird eine integrierte bogenförmige Antriebseinheit entworfen, um eine Nanometer-bewegungsauflösung zu erreichen, die Einzelschrittausgabe zu erhöhen und die zweidimensionale Ebenenbewegung zu entkoppeln. Anschließend wird das Haftgleit-Antriebsprinzip für großreichweite Bewegungen genutzt, und ein Kreuzgelenklager sowie einstellbare Stützsäulen verbessern die Tragfähigkeit. Anschließend wird ein theoretisches Modell der Plattform mittels Finite-Elemente-Methode erstellt, und dessen Ausgangsverschiebung sowie Eigenfrequenzen werden simuliert und analysiert. Schließlich wird eine experimentelle Plattform eingerichtet, um relevante Leistungsparameter zu testen. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass bei kontinuierlicher Schrittfahrt die maximale Einzelschrittverschiebung der piezoelektrischen Haftgleitbewegungsplattform entlang der x- und y-Richtungen 249,6 μm bzw. 237,3 μm beträgt, mit einem Bewegungsbereich von 16,10 mm×16,08 mm; selbst bei einer vertikalen Last von 30 N beträgt die Einzelschrittausgabe noch 16,0 μm. Außerdem beträgt die Verschiebungsauflösung bei präziser Einzelschrittbewegung jeweils 6,3 nm und 6,8 nm. Somit kann die entworfene piezoelektrische Haftgleitbewegungsplattform die multidimensionalen skalenübergreifenden Mikro-Nano-Bewegungsanforderungen erfüllen.

piezoelektrischer Antrieb; Haftgleitbewegung; flexibler Mechanismus; zwei Freiheitsgrade