Para satisfacer las demandas de conducción precisa dentro de sistemas de inspección de obleas y sistemas ópticos de microscopios electrónicos de barrido en el campo de la fabricación micro-nanoelectrónica, este estudio propone un actuador piezoeléctrico de deslizamiento viscoso con conducción a través de escalas macro-micro-nano. Primero, se expone detalladamente el diseño de la estructura del estator y rotor del actuador y su principio de funcionamiento, optimizando los parámetros dimensionales de la estructura del estator mediante el método de elementos finitos. Luego, se construyó un modelo dinámico del actuador y se analizó más profundamente su capacidad de paso. Los resultados de la simulación dinámica muestran que el actuador tiene capacidad de desplazamiento con pasos microscópicos. Finalmente, se fabricó un prototipo del actuador y se montó un sistema experimental para evaluar su rendimiento de salida. Los resultados de la prueba indican que la velocidad máxima sin carga del actuador es de 20,3 mm/s, el desplazamiento máximo por paso es de 15,82 μm, la resolución de posicionamiento puede alcanzar los 70 nm, la carga máxima es de 2,2 N, pudiendo satisfacer las demandas de conducción a través de escalas con movimiento continuo de gran recorrido macroscópico, desplazamiento por pasos a escala micrométrica y posicionamiento de alta precisión a escala nanométrica. Este estudio proporciona una base teórica y experimental importante para la aplicación de actuadores piezoeléctricos de deslizamiento viscoso en el accionamiento de diafragmas ópticos dentro de sistemas de microscopios electrónicos de barrido y en plataformas de inspección de obleas.

actuador piezoeléctrico de deslizamiento viscoso;cruces de escala;posicionamiento preciso;modelado dinámico