Plataforma de movimiento adhesión-deslizamiento a escala cruzada de dos grados de libertad impulsada por fibras piezoeléctricas

MO Yannan ,  

YANG Yiling ,  

MENG Tianchang ,  

WEI Yanding ,  

CUI Yuguo ,  

摘要

Para satisfacer las demandas de movimiento multigrado de libertad, gran recorrido y alta precisión en el campo de microoperaciones y microensamblaje, se propone una plataforma de movimiento desacoplada paralela a escala cruzada de dos grados de libertad impulsada por un actuador piezoeléctrico de adhesión-deslizamiento. Se emplea un mecanismo flexible accionado por fibra piezoeléctrica, diseñando una unidad de accionamiento en arco integrada guía-estructura para lograr una resolución de movimiento a nivel nanométrico, aumentar el desplazamiento por paso y desacoplar el movimiento plano bidimensional. A continuación, se utiliza el principio de conducción adhesión-deslizamiento para lograr un movimiento de gran recorrido, y se emplean rodamientos universales y pilares de soporte ajustables para mejorar la capacidad de carga. Posteriormente, se estableció un modelo teórico de la plataforma mediante el método de elementos finitos, y se simuló el desplazamiento de salida y las frecuencias propias. Finalmente, se construyó una plataforma experimental para probar las características relevantes. Los resultados experimentales muestran que durante el movimiento por pasos continuos, el desplazamiento máximo por paso de la plataforma de movimiento adhesión-deslizamiento piezoeléctrica en traslación 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 bajo una carga vertical de 30 N, la plataforma sigue teniendo un desplazamiento por paso de 16,0 μm. Además, durante el movimiento preciso por paso, la resolución de desplazamiento es de 6,3 nm y 6,8 nm respectivamente. Por lo tanto, la plataforma de movimiento adhesión-deslizamiento piezoeléctrica diseñada puede satisfacer las demandas de movimiento micronano multidimensional y a escala cruzada.

关键词

actuador piezoeléctrico; movimiento adhesión-deslizamiento; mecanismo flexible; dos grados de libertad

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