徐方超,陆 鹤, 孙 凤,段振云

(沈阳工业大学 机械工程学院，辽宁 沈阳，110870)



大行程无耦合二维精密微定位平台设计与分析

徐方超,陆 鹤, 孙 凤,段振云

(沈阳工业大学 机械工程学院，辽宁 沈阳，110870)

为了满足当前精密重型设备对于大行程微定位平台的需求，本文提出了一种压电驱动大行程无耦合的二维精密微定位平台，该平台以压电陶瓷作为驱动元件，利用菱形位移放大机构对位移进行放大输出,同时实现了平台二维大行程、无耦合独立运动。设计了微定位平台的结构，分析了平台的工作原理；运用正交分析法研究了菱形位移放大机构位移输出的影响因素，优化了菱形位移放大机构，得出了平台优化的设计参数；通过有限元软件进行仿真分析，得到了平台的输出位移、位移放大倍数、刚度、固有频率、谐响应频率及最大位移输入时的应力。

微定位平台;菱形位移放大机构;压电陶瓷驱动器;大行程

0 前言

当前，重型机械设备超精密加工、激光加工、MEMS(微电机系统)、生物医学等领域均需要大行程纳米级定位平台[1-4]。目前，微定位平台的主要驱动形式有机电驱动式、电热式、电磁式、磁致伸缩式和压电驱动式[5]。随着纳米科技的兴起和迅猛发展，压电致动器，尤其是叠层压电驱动器由于具有响应速度快、分辨率高、输出力大、发热量小、输出位移稳定、体积小且能实现低压驱动等优势，使其在微定位平台的开发应用中拥有良好的应用前景[6-7]。

但是，由于叠层压电陶瓷的输出位移较小，使其应用范围受到了限制，因此需对叠层压电陶瓷驱动器的输出位移进行放大。……