Para realizar operaciones a nivel celular como captura, corte, separación e inyección de células, este artículo diseñó una plataforma de posicionamiento piezoeléctrica paralela flexible orientada a la ingeniería de células biológicas, y se llevó a cabo su modelado, simulación y prueba. La plataforma está compuesta por una plataforma móvil, una base, un mecanismo de amplificación en tres etapas y tres actuadores piezoeléctricos. El desplazamiento generado por los actuadores piezoeléctricos se amplifica mediante el mecanismo de amplificación de tres etapas, y mediante control de retroalimentación se logra un movimiento preciso de la plataforma, alcanzando así el efecto de posicionamiento objetivo. Durante el diseño, se realizó un análisis cinemático y estático del mecanismo utilizando el método del cuerpo rígido simulado combinado con un modelo de cálculo de rigidez de bisagras flexibles. Utilizando la ecuación de Lagrange y el método de masa concentrada, se estableció el modelo dinámico de la plataforma de posicionamiento piezoeléctrica paralela flexible diseñada. Después de determinar los parámetros estructurales, se realizó un análisis de elementos finitos para verificar el modelo teórico derivado. Los resultados de la simulación muestran que el error entre el modelo teórico y el modelo simulado es inferior al 10 %, y que el mecanismo puede lograr un gran recorrido y una frecuencia de movimiento relativamente alta. Además, se construyó un prototipo del sistema de la plataforma de posicionamiento piezoeléctrica paralela flexible y se realizaron pruebas experimentales para evaluar su rendimiento en lazo abierto y cerrado. Los resultados experimentales indican que la plataforma 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 de movimiento es mejor que 400 nm.

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