压电双轴驱动柔顺微夹钳设计与控制

作     者：吴志刚 严来飞 陈敏 陈乐 WU Zhigang;YAN Laifei;CHEN Min;CHEN Le

作者机构：江西理工大学能源与机械工程学院江西南昌330013 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2024年第43卷第6期

页      面：109-112页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：江西省教育厅科学基金资助项目(GJJ200833) 江西省自然科学基金资助项目(2023BAB204059) 

主　　题：柔顺机构 微夹钳 桥式机构 有限元法 动态面控制 

摘      要：提出了一种压电双轴驱动对称结构的柔顺微夹钳。该微夹钳由2个对称分布的桥式放大器组成,每个桥式放大器分别连接到一个杠杆机构来放大输出位移。利用虚功原理和拉格朗日方程建立运动学和动力学模型。考虑到各参数对机械结构的影响,分析机构的静力学和动力学特性,同时采用有限元方法对建立的模型进行评估和验证。为了进一步揭示所设计的微夹钳的性能,利用线切割方法加工出了微夹钳样机。采用动态面控制算法对系统进行了一系列控制实验来说明微夹持器的运动特性。结果表明:微夹持器的左、右放大器的放大倍率分别为11.25和11.67,其位移跟踪性能好,通过夹持纸片,检测了末端微夹持力的大小,验证了前面设计分析的正确性和可行性。