Para realizar operaciones a nivel celular como captura, corte, separación e inyección de células, este trabajo diseñó una mesa de posicionamiento piezoeléctrica paralela flexible orientada a la ingeniería de células biológicas, y se realizó su modelado, simulación y pruebas. La mesa consta de una plataforma móvil, una base, un mecanismo amplificador de tres etapas y tres actuadores piezoeléctricos. El desplazamiento generado por los actuadores piezoeléctricos se amplifica a través del mecanismo de tres etapas, y mediante control de retroalimentación se logra un movimiento preciso de la mesa para alcanzar la posición objetivo. Durante el diseño, se utilizó el método del cuerpo pseudo-rígido combinado con el modelo de cálculo de rigidez de las bisagras flexibles para analizar la cinemática estática del mecanismo. Mediante la ecuación de Lagrange y el método de masa concentrada se estableció el modelo dinámico de la mesa de posicionamiento piezoeléctrica paralela flexible diseñada. Después de determinar los parámetros estructurales, se realizó un análisis por elementos finitos para validar el modelo teórico derivado. Los resultados de la simulación muestran que el error entre el modelo teórico y el simulado es inferior al 10%, y que el mecanismo puede lograr un gran recorrido y un movimiento a alta frecuencia. Además, se construyó un sistema prototipo de la mesa de posicionamiento piezoeléctrica paralela flexible y se realizaron pruebas experimentales para evaluar su rendimiento en lazo abierto y cerrado. Los resultados experimentales muestran que la mesa diseñada tiene un recorrido de trabajo de 125 μm × 126 μm, las frecuencias naturales en las direcciones X y Y son 128,9 Hz y 132,8 Hz respectivamente, y la resolución del movimiento es mejor que 400 nm en ambos casos.

micromanipulación celular; actuadores piezoeléctricos; mecanismos paralelos flexibles; plataforma de microposicionamiento