无驱动冗余的纯中心压电黏滑旋转台

来源：机器人杂志2024年第3期北京时间：

作者：马世坤, 杨依领, 吴高华, 崔玉国, 魏燕定

摘要：针对精密位姿调整时的大转角、高分辨率、高承载能力和结构紧凑性能需求, 利用压电驱动器驱动柔顺机构设计了具有力增幅特性的纯中心黏滑旋转台。单驱动器致动避免了驱动冗余, 同时改变桥式驱动机构的倾斜角度可对夹紧力放大特性进行调整。首先利用混合直圆和叶型柔性铰链的柔顺机构, 设计了含有一对中心对称驱动足的桥式机构, 并与圆形滑块结合, 在放大夹紧力的同时实现无冗余、纯中心转动。然后通过有限元仿真分析了旋转台的单步转角、力放大倍数及应力, 并与理论计算结果对比。最后搭建实验测试平台, 验证了所设计旋转台的性能。旋转台整体尺寸为86 mm×86 mm×32 mm, 在150 V输入电压的作用下, 实验测得的最大负载为9 kg, 旋转台的角分辨率为0.10 μrad。

关键词：压电驱动, 柔顺机构, 黏滑运动, 旋转台