Plataforma de movimento adesivo-deslizante multiescala de dois graus de liberdade acionada por fibra piezoelétrica

MO Yannan ,  

YANG Yiling ,  

MENG Tianchang ,  

WEI Yanding ,  

CUI Yuguo ,  

摘要

Para atender às demandas de movimento multi-graus de liberdade, longo curso e alta precisão no campo da microoperação e microassemblagem, é proposta uma plataforma de movimento paralela desacoplada de dois graus de liberdade multiescala com acionamento piezoelétrico adesivo-deslizante. Adota-se um mecanismo flexível acionado por fibra piezoelétrica, projetando uma unidade de acionamento em arco integrada à estrutura para alcançar resolução de movimento em escala nanométrica, aumentar o deslocamento por passo e desacoplar o movimento no plano bidimensional. Em seguida, o movimento de longo curso é realizado usando o princípio de acionamento adesivo-deslizante, e rolamentos universais e colunas de suporte ajustáveis são usados para aumentar a capacidade de carga. Posteriormente, é estabelecido um modelo teórico da plataforma pelo método dos elementos finitos, e são realizadas análises de simulação do deslocamento de saída e das frequências naturais. Finalmente, uma plataforma experimental é montada para testar o desempenho relacionado. Os resultados experimentais mostram que durante o movimento em passos contínuos, o deslocamento máximo por passo da plataforma de movimento adesivo-deslizante piezoelétrica nas direções x e y é de 249,6 μm e 237,3 μm, respectivamente, com um alcance de movimento de 16,10 mm × 16,08 mm; mesmo sob carga vertical de 30 N, a plataforma de movimento adesivo-deslizante ainda apresenta deslocamento de saída de passo único de 16,0 μm. Além disso, no movimento preciso por passo, a resolução de deslocamento é de 6,3 nm e 6,8 nm, respectivamente. Portanto, a plataforma de movimento adesivo-deslizante piezoelétrica projetada pode atender às demandas de movimento micro e nano multidimensionais e multiescala.

关键词

Acionamento piezoelétrico;Movimento adesivo-deslizante;Mecanismo flexível;Dois graus de liberdade

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