设计了一种基于尺蠖运动原理的大行程纳米级步距压电微动台,变传统单驱动器结构为双驱动器结构,采用“推-拉”接力运动原理,实现了大的驱动力与行程.利用有限元方法对压电微动台的结构和静、动态特性进行了研究.实验结果表明,压电微动台的运动范围为11 mm,稳定性好,载物力可以达到24.5 N,最小步距小于20 nm.

运用有限元分析方法，建立纳米级步进压电微动台的实体模型并进行了仿真计算，考察了结构参数对步进型压电微动台性能的影响，得到了压电微动台的固有频率和振型。采用正交实验法设计结构参数，分析了不同因素对压电微动台的固有频率和振动幅值的影响，得到了影响二者之比的4个因素的最优设计参数。根据逐步回归分析的方法建立了结构设计参数的数学模型，从而定量地分析各自变量与一阶固有频率之间的关系。

设计了一种以基于尺蠖运动原理的微动台为核心的扫描隧道显微镜（STM）机械机构，利用有限元方法对微动台部分的结构进行分析，对其静态、模态特性进行了实验研究。结果表明：微动台具有较大的行程和较好的稳定性，载物力可以达到16．7N，最小步距约8．8nm，行程14mm。