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二自由度大行程无耦合压电粘滑定位平台

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针对微操作与微装配任务对多维大范围精密定位运动的需求,采用粘滑驱动原理并结合压电柔顺机构设计二自由度、大行程、无耦合并联定位平台.利用桥式机构对内置压电驱动器进行位移放大,并与复合解耦结构配合构成二维柔顺驱动机构.交叉滚柱导轨则连接移动台与驱动机构,并通过预紧螺钉调整接触摩擦力,进而获得良好的粘滑运动特性.采用有限元法建立定位平台的静力学模型,并对位移放大倍数、应力和固有频率进行仿真分析.最后,搭建实验测试系统验证定位平台的输出性能.实验结果表明:在扫描驱动模式下,驱动电压为150 V时,平台x和y向的输出位移分别为63.84μm和62.61μm,耦合比为0.52％ 和0.59％,分辨率为6.5 nm和7.2 nm;在步进驱动模式下,驱动电压为120 V时,平台在x和y向的单步位移分别为47.31μm和47.20μm,耦合比为0.69％和0.73％,x正向、x反向、y正向和y反向的运动分辨率分别为0.49,0.47,0.47和0.42μm,最大垂直负载为50 N,设计的压电粘滑定位平台满足所需性能要求.
Two-DOF piezoelectric stick-slip positioning platform with large strokes and no coupling

piezoelectric actuationbridge mechanismstick-slip motionpositioning platform

吴彤、杨依领、吴高华、崔玉国、魏燕定

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宁波大学机械工程与力学学院浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室,浙江宁波 315211

浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室,浙江杭州 310027

压电驱动 桥式机构 粘滑运动 定位平台

浙江省自然科学基金宁波市自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金宁波市科技攻关计划重大项目

LY22E0500022022J13351805276519755172022Z062

2024

10.37188/OPE.20243201.0062

光学精密工程
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会

光学精密工程

CSTPCD北大核心
影响因子：2.059
ISSN：1004-924X
年,卷(期)：2024.32(1)
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