Comparación de rendimiento de plataformas de micro posicionamiento de tres grados para una circular perfecta, 1

Abstracto:

Este estudio se centra en analizar la influencia de diferentes formas de bisagras flexibles en el rendimiento de una plataforma de micro posicionamiento. Las características estáticas y dinámicas de las plataformas con círculo perfecto, elipse, ángulo recto y bisagras flexibles triangulares se comparan con el software de elementos finitos ANSYS. Las siguientes conclusiones se extraen del análisis: las diferentes plataformas exhiben diferentes niveles de flexibilidad, con la plataforma de bisagra de ángulo recto como la plataforma de bisagra más flexible y triangular que es la menos flexible. El círculo perfecto y las bisagras flexibles de elipse tienen una flexibilidad similar. La forma de la bisagra afecta significativamente el rendimiento del movimiento de la plataforma, con la plataforma de bisagra flexible de ángulo recto con un ángulo de rotación más pequeño en comparación con otras plataformas. Existen diferencias en la sensibilidad de desplazamiento entre las diferentes plataformas de bisagra, con la plataforma de bisagra circular que exhibe una mayor sensibilidad en todas las direcciones. La forma de bisagra flexible también influye en la frecuencia natural de la plataforma, con la plataforma de bisagra de ángulo recto que tiene la frecuencia natural más pequeña y la plataforma de bisagra triangular que tiene la más grande. El círculo perfecto y las bisagras flexibles de elipse exhiben una flexibilidad similar en términos de frecuencia natural. Teniendo en cuenta el rendimiento de diferentes plataformas de bisagra flexibles, la plataforma de bisagra circular demuestra un mejor rendimiento general.

Los bancos de trabajo de posicionamiento a nivel de micro-nano juegan un papel crucial en varios campos, como mecanizado de precisión, medición de precisión, ingeniería de microelectrónicas, bioingeniería, nanociencia y tecnología. Estas plataformas requieren precisión de posicionamiento a nivel de micro-nano, excelente estabilidad, rigidez y respuesta rápida. Los mecanismos compatibles, que usan bisagras flexibles en lugar de pares cinemáticos tradicionales, se han convertido en un nuevo tipo de estructura de transmisión. Utilizan la deformación elástica de las bisagras flexibles para transmitir movimiento y fuerza, ofreciendo ventajas como sin fricción mecánica, sin brecha, alta sensibilidad de movimiento y procesamiento simple. Los mecanismos compatibles son particularmente adecuados para los mecanismos de transmisión en el campo del posicionamiento de precisión. El mecanismo compatible trabaja en estrecha colaboración con el mecanismo paralelo, que fortalece y complementa las ventajas y desventajas del mecanismo cumplido. La combinación de los dos puede cumplir con los requisitos para la operación y el posicionamiento de precisión, incluida la alta resolución de movimiento, la respuesta rápida y el tamaño pequeño. La estructura paralela es más compacta y ocupa menos espacio en comparación con la estructura de la serie. En conclusión, los mecanismos paralelos conformes ofrecen ventajas como alta precisión, alta rigidez, estructura compacta, buena simetría, alta velocidad, carga de autoevight grande y buen rendimiento dinámico. Dado que la plataforma de micro posicionamiento se basa en la deformación de las bisagras flexibles, la elección de la forma de bisagra juega un papel crucial en su rendimiento. Este estudio tiene como objetivo diseñar cuatro mecanismos paralelos diferentes de 3 RRR con bisagras flexibles y comparar sus características estáticas y dinámicas utilizando el software de análisis de elementos finitos. Los resultados de este análisis proporcionan información sobre la selección de la forma de bisagra flexible para los mecanismos paralelos cumplidos.