一种组合式位移放大机构的设计与仿真

简介

在由压电陶瓷驱动器驱动的微位移定位系统中,桥式位移放大机构常用来放大压电陶瓷驱动器的输出位移。为获得更高的位移放大倍数,改善桥式机构安装不良易产生寄生位移的问题,设计了一种基于柔性铰链的位移放大机构,该机构是由桥式机构与两个对称布置的Scott-Russell机构组合而成的两级位移放大机构。通过刚度矩阵法建立机构的静力学模型,推导了机构的位移放大比及刚度计算公式,利用拉格朗日动力学方程建立机构的动力学模型及其固有频率,并利用有限元仿真法分析机构建模的正确性。结果表明,该组合式机构的位移放大比为6.11,输入刚度为12.58 N/μm,输出刚度为0.11 N/μm,固有频率为532.52 Hz,与理论值结果基本一致,误差均在10%以内,满足设计要求。