2自由度大ストローク無干渉圧電粘着滑り位置決めプラットフォーム

WU Tong ,  

YANG Yiling ,  

WU Gaohua ,  

CUI Yuguo ,  

WEI Yanding ,  

摘要

マイクロ操作およびマイクロアセンブリタスクにおける多次元大範囲精密位置決め運動の要求に応じて、粘着滑り駆動原理を採用し、圧電柔軟機構を組み合わせて、2自由度、大ストローク、無干渉並列位置決めプラットフォームを設計した。ブリッジ機構を利用して内蔵圧電駆動器の変位を拡大し、複合デカップリング構造と連携して二次元柔軟駆動機構を構成した。クロスローラガイドは、移動台と駆動機構を接続し、プリロードスクリューにより接触摩擦力を調整して良好な粘着滑り運動特性を得た。有限要素法を用いて位置決めプラットフォームの静力学モデルを構築し、変位拡大率、応力、固有周波数の解析をシミュレーションで行った。最後に、実験テストシステムを構築して位置決めプラットフォームの出力性能を検証した。実験結果は以下の通りである。走査駆動モードにおいて、駆動電圧150 V時にプラットフォームのx方向およびy方向の出力変位はそれぞれ63.84 μmおよび62.61 μmであり、結合率は0.52%および0.59%、分解能は6.5 nmおよび7.2 nmであった。ステップ駆動モードにおいて、駆動電圧120 V時にプラットフォームのx方向およびy方向の単一ステップ変位はそれぞれ47.31 μmおよび47.20 μmであり、結合率は0.69%および0.73%、x正方向、x逆方向、y正方向およびy逆方向の運動分解能はそれぞれ0.49,0.47,0.47および0.42 μmであり、最大垂直負荷は50 Nであった。設計された圧電粘着滑り位置決めプラットフォームは必要な性能要件を満たしている。

关键词

圧電駆動; ブリッジ機構; 粘着滑り運動; 位置決めプラットフォーム

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