Para superar las limitaciones de los motores piezoeléctricos actuales que dificultan combinar movimiento de alta velocidad con posicionamiento de alta resolución, se diseñó un motor piezoeléctrico de modo de corte longitudinal a escala múltiple. Mediante modos duales cuasiestáticos y resonantes, satisface las dobles demandas de velocidad y precisión en el campo de accionamientos de alta precisión. Este motor emplea una estructura de estator compuesta por un transductor de vibración longitudinal (basado en el efecto d₃₃ de cerámica piezoeléctrica) y un transductor de corte en sándwich (basado en el efecto d₁₅), utilizando la síntesis de vibraciones ortogonales a la misma frecuencia para generar una trayectoria elíptica del pie impulsor. Los parámetros clave fueron optimizados mediante simulación por elementos finitos: en modo cuasiestático, la rigidez del primer enlace de bisagra se diseñó en 16,66 N/µm para mejorar la eficiencia de salida del desplazamiento; en modo resonante, se ajustaron parámetros estructurales para lograr la degeneración de frecuencias modales de vibración longitudinal (7 829,6 Hz) y flexión (7 860,7 Hz). Los resultados experimentales muestran que: bajo excitación cuasiestática (frecuencia 800 Hz, pre-carga 0,38 N), la resolución mínima de desplazamiento alcanza 39 nm y la velocidad máxima es de 0,95 mm/s; bajo excitación resonante (frecuencia 6 780 Hz, diferencia de fase 30°), la velocidad máxima sin carga alcanza 125,33 mm/s y la carga máxima es 0,45 N. Este motor supera significativamente a los motores tradicionales de modo único en velocidad (125,33 mm/s) y en resolución (39 nm), resolviendo la dificultad de compatibilidad entre alta velocidad y alta precisión, proporcionando una solución técnica eficaz para el posicionamiento de alta precisión a escala múltiple.

motor piezoeléctrico; modo de corte longitudinal; accionamiento a escala múltiple; cerámica piezoeléctrica; cuasiestático