压电纤维驱动的二自由度跨尺度粘滑运动平台

针对微操作与微装配领域的多自由度、宏行程以及高精度运动需求，提出压电粘滑驱动的二自由度跨尺度并联式解耦运动平台。采用压电纤维致动柔顺机构，设计驱动-结构一体式拱型驱动单元，实现纳米级运动分辨率、提高单步输出位移并使二维平面运动解耦。然后，利用粘滑驱动原理实现宏行程运动，并采用万向轴承与可调支撑柱提高承载能力。之后，通过有限元法建立平台理论模型，并对其输出位移和固有频率进行仿真分析。最后，搭建实验平台测试相关性能。实验结果表明：连续步进运动时，压电粘滑运动平台沿x、y向平动的最大单步位移分别为249.6 μm和237.3 μm，运动范围为16.10 mm×16.08 mm；即使垂直负载为30 N时，粘滑运动平台仍有16.0 μm的单步输出位移。此外，单步精密运动时，位移分辨率分别为6.3 nm和6.8 nm。因此，所设计的压电粘滑运动平台可以满足多维跨尺度微纳运动需求。