Для реализации операций на клеточном уровне, таких как захват клеток, резка, разделение и инъекция, в этой работе разработана гибкая параллельная пьезоэлектрическая позиционная платформа для биоинженерии клеток, а также выполнено её моделирование, имитация и тестирование. Платформа состоит из подвижной платформы, основания, трехступенчатого механизма усиления и трех пьезоэлектрических исполнительных устройств. Смещение, создаваемое пьезоэлектрическими исполнительными устройствами, усиливается через трехступенчатый механизм и обеспечивается точное движение платформы через обратную связь, достигая требуемой позиции. В процессе проектирования использовался метод псевдотвердого тела в сочетании с моделью жесткости гибких шарниров для кинематико-статического анализа механизма. С помощью уравнений Лагранжа и метода сосредоточенной массы была создана динамическая модель разработанной гибкой параллельной пьезоэлектрической платформы. После определения параметров конструкции был проведен анализ методом конечных элементов для проверки выведенной теоретической модели. Результаты имитации показали, что ошибка между теоретической и моделируемой моделями составляет менее 10%, механизм способен достигать большой амплитуды движения и высоких частот. Кроме того, была собрана система прототипа гибкой параллельной пьезоэлектрической платформы и проведены экспериментальные испытания для оценки её характеристик в открытой и закрытой системах управления. Экспериментальные результаты показали, что разработанная платформа имеет рабочий ход 125 мкм × 126 мкм, собственные частоты по направлениям X и Y составляют 128,9 Гц и 132,8 Гц соответственно, а разрешающая способность движения для обоих превышает 400 нм.

микроманипуляция клетками;пьезоэлектрические исполнительные устройства;гибкие параллельные механизмы;микропозиционные платформы