Plataforma de movimiento adhesiva y deslizante a escala cruzada de dos grados de libertad accionada por fibra piezoeléctrica

MO Yannan ,  

YANG Yiling ,  

MENG Tianchang ,  

WEI Yanding ,  

CUI Yuguo ,  

摘要

Frente a las demandas de movimiento multi-grado de libertad, largo recorrido y alta precisión en el campo de la micro-operación y el micro-ensamblaje, se propone una plataforma de movimiento paralela desacoplada a dos grados de libertad a escala cruzada impulsada por actuadores piezoeléctricos de adhesión y deslizamiento. Se adopta un mecanismo flexible accionado por fibra piezoeléctrica, diseñando una unidad de accionamiento en arco integrada con la estructura para lograr una resolución de movimiento a nivel nanométrico, aumentar el desplazamiento por paso y desacoplar el movimiento en el plano bidimensional. Luego, mediante el principio de conducción por adhesión y deslizamiento, se logra el movimiento de largo recorrido, empleando rodamientos universales y columnas de soporte ajustables para aumentar la capacidad de carga. Posteriormente, se establece un modelo teórico de la plataforma mediante el método de elementos finitos, y se realiza un análisis de simulación del desplazamiento de salida y la frecuencia natural. Finalmente, se construye una plataforma experimental para probar el rendimiento relacionado. Los resultados experimentales muestran que durante el movimiento por pasos continuos, el desplazamiento máximo por paso de la plataforma de movimiento piezoeléctrica adhesiva y deslizante en las direcciones x e y es de 249.6 μm y 237.3 μm respectivamente, con un rango de movimiento de 16.10 mm × 16.08 mm; incluso con una carga vertical de 30 N, la plataforma de movimiento adhesiva y deslizante aún tiene un desplazamiento de salida por paso de 16.0 μm. Además, durante el movimiento de precisión por paso, la resolución del desplazamiento es de 6.3 nm y 6.8 nm respectivamente. Por lo tanto, la plataforma de movimiento adhesiva y deslizante piezoeléctrica diseñada puede satisfacer las demandas de movimiento micro-nano multidimensional y multiescala.

关键词

Accionamiento piezoeléctrico;Movimiento adhesivo y deslizante;Mecanismo flexible;Dos grados de libertad

阅读全文