基于压电薄膜驱动的微定位平台建模与分析

来源：机器人杂志2017年第5期北京时间：

作者：庞建伟, 闫鹏

摘要：设计了一种基于压电薄膜驱动梁和柔性铰链结构的3维微定位平台，并且为了准确评估平台性能提出了一种理论建模分析方法．首先，根据力平衡条件下的欧拉-伯努利梁理论和压电本构方程，得到压电薄膜梁的输出模型；然后，根据柔度矩阵方法，推导得到微定位平台的整体柔度模型；最后，综合压电薄膜梁模型和平台柔度模型得到平台的整体输出模型．通过有限元仿真分析微定位平台的输出位移和转角，并与理论计算结果进行对比验证．结果显示，仅有1个驱动器作用时，输出位移和转角理论计算结果与有限元分析结果的相对误差分别为5.4%和5.5%；3个驱动器共同作用时，输出位移理论结果与有限元分析结果的相对误差为11.6%．

关键词：压电薄膜, 柔性铰链, 微定位平台, 柔度矩阵方法, 有限元分析