Plateforme de mouvement multi-échelle adhérence-glissement à deux degrés de liberté actionnée par fibres piézoélectriques

MO Yannan ,  

YANG Yiling ,  

MENG Tianchang ,  

WEI Yanding ,  

CUI Yuguo ,  

摘要

Pour répondre aux besoins en mouvement multi-degrés de liberté, grande course et haute précision dans le domaine des micro-opérations et de l'assemblage micro, une plateforme de mouvement découplée parallèle multi-échelle à deux degrés de liberté basée sur un actionneur piézoélectrique à adhérence-glissement est proposée. Un mécanisme souple actionné par fibres piézoélectriques est utilisé, avec la conception d'une unité de pilotage en arche intégrée structure-actionneur pour réaliser une résolution de mouvement nanométrique, augmenter le déplacement par pas unique et découpler le mouvement dans le plan bidimensionnel. Ensuite, le principe d'adhérence-glissement est exploité pour réaliser un mouvement de grande course, et un roulement universel ainsi que des colonnes de support réglables améliorent la capacité de charge. Par la suite, un modèle théorique de la plateforme est établi par la méthode des éléments finis, avec une analyse et simulation du déplacement de sortie et des fréquences propres. Enfin, une plateforme expérimentale est mise en place pour tester les performances associées. Les résultats expérimentaux montrent que lors d'un mouvement pas à pas continu, le déplacement maximal par pas unique de la plateforme piézoélectrique adhérence-glissement en translation selon x et y est respectivement de 249,6 μm et 237,3 μm, avec une plage de mouvement de 16,10 mm×16,08 mm ; même sous une charge verticale de 30 N, la plateforme permet toujours un déplacement pas à pas de 16,0 μm. De plus, lors d'un mouvement de précision par pas unique, la résolution de déplacement est respectivement de 6,3 nm et 6,8 nm. Par conséquent, la plateforme de mouvement piézoélectrique adhérence-glissement conçue peut répondre aux exigences de mouvement micro-nano multi-dimensionnel multi-échelle.

关键词

actionneur piézoélectrique; mouvement adhérence-glissement; mécanisme souple; deux degrés de liberté

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