Leistungsvergleich von Micropositionierungsplattformen mit drei Grad von Freigabe für perfekte Rundschreiben, 1

Abstrakt:

Diese Studie konzentriert sich auf die Analyse des Einflusses verschiedener flexibler Scharnierformen auf die Leistung einer Mikropositionierungsplattform. Die statischen und dynamischen Eigenschaften von Plattformen mit perfektem Kreis, Ellipse, rechtswinkel und dreieckigen flexiblen Scharnieren werden mithilfe von ANSYS mit Finite -Elemente -Software verglichen. Die folgenden Schlussfolgerungen stammen aus der Analyse: Verschiedene Plattformen weisen unterschiedliche Flexibilität auf, wobei die rechte Winkelscharnierplattform die flexibelste und die dreieckige Scharnierplattform ist, die am wenigsten flexibel ist. Der perfekte Kreis und die flexible Ellipse -Scharniere weisen ähnliche Flexibilität auf. Die Scharnierform beeinflusst die Bewegungsleistung der Plattform erheblich, wobei die rechte Winkelflexible-Scharnier-Plattform im Vergleich zu anderen Plattformen einen kleineren Drehwinkel aufweist. Es gibt Unterschiede in der Verschiebungsempfindlichkeit zwischen den verschiedenen Scharnierplattformen, wobei die kreisförmige Scharnierplattform in alle Richtungen eine höhere Empfindlichkeit aufweist. Die flexible Scharnierform beeinflusst auch die Eigenfrequenz der Plattform, wobei die rechte Winkelscharnierplattform die kleinste Eigenfrequenz und die dreieckige Scharnierplattform die größte aufweisen. Der perfekte Kreis und die Ellipse -flexiblen Scharniere weisen eine ähnliche Flexibilität hinsichtlich der Eigenfrequenz auf. In Anbetracht der Leistung verschiedener flexibler Scharnierplattformen zeigt die kreisförmige Scharnierplattform eine bessere Gesamtleistung.

In verschiedenen Bereichen wie Präzisionsbearbeitung, Präzisionsmessung, Mikroelektronik-Engineering, Bioengineering, Nanowissenschaften und Technologie spielen die Positionierungswerkbänken auf Mikro-Nano-Ebene eine entscheidende Rolle. Diese Plattformen erfordern die Positionierungsgenauigkeit auf Mikro-Nano-Ebene, hervorragende Stabilität, Steifheit und schnelle Reaktion. Konformität mechanismen, bei denen flexible Scharniere anstelle herkömmlicher kinematischer Paare verwendet werden, haben sich als neue Art der Übertragungs struktur heraus gestellt. Sie verwenden die elastische Verformung flexibler Scharniere, um Bewegung und Kraft zu übertragen, und bieten Vorteile wie keine mechanische Reibung, keine Lücke, eine hohe Bewegungsempfindlichkeit und eine einfache Verarbeitung. Konforme Mechanismen eignen sich besonders für Transmissionsmechanismen im Bereich der Präzisionspositionierung. Der konforme Mechanismus arbeitet eng mit dem parallelen Mechanismus zusammen, der die Vor- und Nachteile des konformen Mechanismus stärkt und ergänzt. Die Kombination der beiden kann die Anforderungen für den Präzisionsbetrieb und die Positionierung erfüllen, einschließlich hoher Bewegungsauflösung, schneller Reaktion und geringer Größe. Die parallele Struktur ist kompakter und nimmt weniger Platz im Vergleich zur Serienstruktur ein. Zusammenfassend bieten konforme parallele Mechanismen Vorteile wie hohe Präzision, hohe Starrheit, kompakte Struktur, gute Symmetrie, hohe Geschwindigkeit, große Selbstgewichtslast und gute dynamische Leistung. Da die Mikropositionierungsplattform auf der Verformung flexibler Scharniere beruht, spielt die Auswahl der Scharnierform eine entscheidende Rolle in ihrer Leistung. Diese Studie zielt darauf ab, vier verschiedene 3-RRR-konforme parallele Mechanismen mit flexiblen Scharnieren zu entwerfen und ihre statischen und dynamischen Eigenschaften mithilfe der Finite-Elemente-Analyse-Software zu vergleichen. Die Ergebnisse dieser Analyse liefern Einblicke in die Auswahl der flexiblen Scharnierform für konforme parallele Mechanismen.