Foi proposto um mecanismo de acionamento micro-nano de amplificação triangular baseado em pequenas tiras de cerâmica piezoelétrica. O mecanismo é composto por duas tiras de cerâmica piezoelétrica pequenas de 1,6 mm × 1,6 mm × 5,0 mm, um braço telescópico simétrico triangular, uma dobradiça flexível de grande ângulo (extremidade de varredura) e uma base. O braço telescópico é acionado pelas pequenas tiras de cerâmica piezoelétrica e, baseado no princípio de amplificação do triângulo de grande ângulo, obtém-se um deslocamento de saída na extremidade de varredura com alta taxa de amplificação. Análises teóricas e simulações por elementos finitos mostram que, quando o ângulo entre o braço telescópico simétrico triangular e a base é de 6°, a razão entre o deslocamento da extremidade de varredura e o alongamento da tira de cerâmica piezoelétrica pode chegar a cerca de 9 vezes; com uma tensão de acionamento de 80 V, em comparação com o alongamento de 3,2 μm da tira de cerâmica piezoelétrica pequena, o deslocamento teórico da extremidade de varredura pode alcançar 29,5 μm. Experimentos de medição de movimento microscópico mostram que, sob a mesma tensão de acionamento, o deslocamento real da extremidade de varredura alcança 26,6 μm, com fator real de amplificação de deslocamento de 8,3 vezes. Usando esse mecanismo como scanner de eixo lento de microscópio de força atômica, foi obtida com sucesso uma imagem de varredura de amplo alcance baseada em tiras pequenas de cerâmica piezoelétrica (4 μm × 26 μm), com boa resolução, contraste e linearidade. Este mecanismo apresenta características de princípio novo, estrutura simples, baixo custo e desempenho superior, e espera-se que seja amplamente aplicado nos campos de óptica, mecânica de precisão e tecnologia micro-nano.

mecanismo micro-nano; amplificação triangular; pequena tira de cerâmica piezoelétrica; deslocamento de saída; microscópio de força atômica