柔性结构微夹持器的分析及优化

摘要

针对压电陶瓷输出行程有限和微夹持器末端不易实现平行输出的问题,设计一种具有二级位移放大机构和位移导向机构的微夹持器.基于伪刚体模型推导微夹持器的放大倍率、输入刚度和固有频率的理论模型,并通过有限元分析验证理论模型的正确性.探讨各结构参数对放大倍率和固有频率的影响.基于统一目标函数法,以提高微夹持器的放大倍率和固有频率为目标,对微夹持器的各结构参数进行了多目标加权优化.优化结果表明,微夹持器的放大倍率和固有频率都有较大提升,优化结果符合预期.由此可知该微夹持器具有较大的输出行程与良好的平行输出性能,设计符合预期要求.