集成位置/力传感器的桥式压电微夹持器

来源：机器人杂志2015年第6期北京时间：

作者：杨依领, 傅雷, 田埂, 娄军强, 魏燕定

摘要：针对微操作和微装配任务中起着至关重要作用的微夹持器的设计问题，考虑其对大行程、平动夹持和集成位置/夹持力检测的要求，采用桥式放大机构和平形四边形机构，设计了一种柔顺压电微夹持器．根据机械原理和柔顺机构学，推导了微夹持器的理论放大倍数、固有频率和输出耦合比．然后通过ANSYS软件，对微夹持器的放大倍数、固有频率和输出耦合比进行了仿真，最后建立了实验测控系统来验证该微夹持器的性能．实验结果表明：该微夹持器的夹持范围为0.345μm~328.2μm，放大倍数为16.4，固有频率为157.5Hz，ANSYS仿真与实验测得的放大倍数和固有频率的相对误差分别为17.7%和12.9%，实验结果验证了理论模型和有限元仿真的正确性，实现了大行程、平动夹持和集成位置/力传感器的设计目标．

关键词：微夹持器, 压电致动器, 柔性铰链, 桥式机构