Para realizar operações em nível celular, como captura, corte, separação e injeção de células, este artigo projetou uma plataforma de posicionamento piezoelétrica paralela flexível voltada para a engenharia de células biológicas, e realizou modelagem, simulação e testes. A plataforma de posicionamento é composta por uma plataforma móvel, uma base, um mecanismo de amplificação em três estágios e três atuadores piezoelétricos. O deslocamento gerado pelos atuadores piezoelétricos é amplificado pelo mecanismo de amplificação de três estágios e, por meio de controle de realimentação, realiza-se o movimento preciso da plataforma, alcançando assim o efeito de posicionamento desejado. Durante o processo de design, utilizou-se o método do corpo pseudo-rígido combinado com o modelo de cálculo da rigidez de articulações flexíveis para a análise cinemática e estática do mecanismo. Utilizando a equação de Lagrange, foi estabelecido o modelo dinâmico da plataforma de posicionamento piezoelétrica paralela flexível projetada, empregando o método de massa concentrada. Após a definição dos parâmetros estruturais, foi realizada uma análise por elementos finitos para verificar o modelo teórico derivado. Os resultados da simulação mostram que o erro entre o modelo teórico e o modelo simulado é inferior a 10%, e o mecanismo pode realizar um grande curso e uma frequência de movimento relativamente alta. Além disso, um protótipo do sistema da plataforma de posicionamento piezoelétrica paralela flexível foi construído e foram realizados testes experimentais para avaliar o desempenho em malha aberta e fechada. Os resultados experimentais mostram que a plataforma projetada tem um curso de trabalho de 125 μm × 126 μm, as frequências naturais nas direções X e Y são 128,9 Hz e 132,8 Hz, respectivamente, e a resolução de movimento é melhor que 400 nm.

micromanipulação celular; atuadores piezoelétricos; mecanismos paralelos flexíveis; plataforma de microprecisão