В ответ на потребности в области микроопераций и микроассамблеи с высокими ходами, высокой точностью, быстрой реакцией и параллельным зажимом была использована гибкая приводная система на основе одного пьезоэлектрического волоконного элемента для реализации симметричного прилипательно-скользящего движения, что позволило создать межмасштабный микрозажим с сантиметровым макроходом, нанометровым разрешением и параллельным движением двух рычагов. Тонкие гибкие приводные ножки способны накапливать и высвобождать упругую потенциальную энергию, используя упругое восстановление для балансировки обратного трения, что подавляет проскальзывание назад. Привод волоконного пьезоэлемента имеет большой шаг перемещения, микрозажим может быстро двигаться при низкочастотном приводе, уменьшая износ. С помощью метода конечных элементов была построена статическая модель гибкого приводного узла, и произведён анализ выходного смещения и собственных частот. Наконец, была собрана экспериментальная система для проверки соответствующих характеристик. Экспериментальные результаты показали, что при одноступенчатом движении микрозажима с прилипательно-скользящим движением выходные смещения при напряжениях привода 400, 600 и 800 В составляют 52,31, 82,86 и 124,68 мкм соответственно, разрешение движения – 9,6 нм; при непрерывном движении одноступенчатое смещение под напряжением 400~800 В достигает 163,35 мкм, шаговое разрешение – 7,8 нм, ход зажима – 14,4 мм; кроме того, разработанный микрозажим при низкой частоте привода 5 Гц достигает скорости движения 1,25 мм/с, сила зажима при 600 В трапециевидного напряжения составляет от 0 до 167 мН. Экспериментальные испытания подтвердили эффективность и выходные характеристики разработанного микрозажима.

микрооперационная система; пьезопривод; прилипательно-скользящее движение; гибкий механизм; микрозажим