机械工程学报

作者：许锰, 杨依领, 吴高华, 崔玉国, 魏燕定

单位：1. 宁波大学浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室 宁波 315211;2. 浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室 杭州 310027

关键词：压电驱动,粘滑运动,低应力,柔顺机构,二自由度；

基金：浙江省自然科学基金(LY22E050002)、宁波市自然科学基金(2022J133)、国家自然科学基金(51805276,51975517)和宁波市重大科技攻关(2022Z062)资助项目。

针对粘滑运动的周期性循环应力易导致柔顺机构疲劳问题，设计低应力、高分辨率和无耦合的二自由度宏行程定位平台。采用双圆弧仿生柔性铰链设计柔顺驱动单元，减小应力并提高结构刚度。然后，结合压电粘滑驱动与正交导向机构，实现平台的高分辨率、大行程二维并联解耦运动。之后，采用有限元法和伪刚体模型对定位平台进行静力学与动力学分析，并通过Ansys Workbench软件对平台应力、频率和单步位移等进行仿真。最后，搭建实验平台并进行性能测试。实验结果表明：平台最大速度为9.03 mm/s，x和y向位移耦合率为0.89%和0.92%，分辨率为10 nm和11 nm，最大水平与垂直承载能力分别为1.4 N和40 N。实验结果验证了结构设计及理论模型的有效性。

来源：2024年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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