Prestationssammenligning af tre-graders freedom mikropositioneringsplatforme til perfekt cirkulær, 1

Abstrakt:

Denne undersøgelse fokuserer på at analysere påvirkningen af ​​forskellige fleksible hængselformer på ydelsen af ​​en mikro-positioneringsplatform. De statiske og dynamiske egenskaber ved platforme med perfekt cirkel, ellipse, højre vinkel og trekantede fleksible hængsler sammenlignes ved hjælp af Finite Element Software ANSYS. Følgende konklusioner drages fra analysen: Forskellige platforme udviser forskellige niveauer af fleksibilitet, hvor den højre vinkel hængsel platform er den mest fleksible, og den trekantede hængselplatform er den mindst fleksible. Den perfekte cirkel og ellipse fleksible hængsler har lignende fleksibilitet. Hængselformularen påvirker signifikant platformens bevægelsesydelse, hvor den højre vinkel fleksible hængselplatform har en mindre rotationsvinkel sammenlignet med andre platforme. Der er forskelle i forskydningsfølsomhed blandt de forskellige hængselsplatforme, med den cirkulære hængselplatform, der udviser højere følsomhed i alle retninger. Den fleksible hængselform påvirker også den naturlige frekvens på platformen, hvor den højre vinkel hængselplatform har den mindste naturlige frekvens og den trekantede hængselplatform, der har den største. Den perfekte cirkel og ellipse fleksible hængsler udviser lignende fleksibilitet med hensyn til naturlig frekvens. I betragtning af ydelsen af ​​forskellige fleksible hængselplatforme viser den cirkulære hængselplatform bedre samlet ydelse.

Mikro-nano-niveau positionering af arbejdsbænke spiller en afgørende rolle inden for forskellige felter, såsom præcisionsbearbejdning, præcisionsmåling, mikroelektronik-teknik, bioingeniør, nanovidenskab og teknologi. Disse platforme kræver mikro-nano-niveau positioneringsnøjagtighed, fremragende stabilitet, stivhed og hurtig respons. Sammenligne mekanismer, der bruger fleksible hængsler i stedet for traditionelle kinematiske par, er fremkommet som en ny type transmissionsstruktur. De anvender elastisk deformation af fleksible hængsler til at overføre bevægelse og kraft, der giver fordele såsom ingen mekanisk friktion, intet kløft, følsomhed med høj bevægelse og enkel behandling. Sammenligningsmekanismer er især egnede til transmissionsmekanismer inden for præcisionspositionering. Den kompatible mekanisme fungerer tæt med den parallelle mekanisme, der styrker og supplerer fordele og ulemper ved den kompatible mekanisme. Kombinationen af ​​de to kan opfylde kravene til præcisionsdrift og positionering, herunder opløsning af høj bevægelse, hurtig respons og lille størrelse. Den parallelle struktur er mere kompakt og optager mindre plads sammenlignet med seriens struktur. Afslutningsvis giver kompatible parallelle mekanismer fordele såsom høj præcision, høj stivhed, kompakt struktur, god symmetri, høj hastighed, stor selvvægtbelastning og god dynamisk ydeevne. Da mikropositioneringsplatformen er afhængig af deformationen af ​​fleksible hængsler, spiller valget af hængselform en afgørende rolle i dens præstation. Denne undersøgelse har til formål at designe fire forskellige 3-RRR-kompatible parallelle mekanismer med fleksible hængsler og sammenligne deres statiske og dynamiske egenskaber ved hjælp af endelig elementanalysesoftware. Resultaterne af denne analyse giver indsigt i valget af den fleksible hængselform til kompatible parallelle mekanismer.