Comparaison des performances des plates-formes de micro-positionnement à trois degrés de la liberté pour une circulaire parfaite, 1

Abstrait:

Cette étude se concentre sur l'analyse de l'influence de différentes formes de charnière flexibles sur les performances d'une plate-forme de micro-positionnement. Les caractéristiques statiques et dynamiques des plates-formes avec cercle, ellipse, angle droit et charnières flexibles triangulaires sont comparées à l'aide du logiciel à éléments finis ANSYS. Les conclusions suivantes sont tirées de l'analyse: différentes plates-formes présentent différents niveaux de flexibilité, la plate-forme de charnière à angle droit étant la plate-forme de charnière la plus flexible et la plus triangulaire étant la moins flexible. Le cercle parfait et les charnières flexibles en ellipse ont une flexibilité similaire. La forme charnière affecte considérablement les performances de mouvement de la plate-forme, la plate-forme de charnière flexible à angle droit ayant un angle de rotation plus petit par rapport aux autres plates-formes. Il existe des différences dans la sensibilité du déplacement parmi les différentes plates-formes d'articulation, la plate-forme de charnière circulaire présentant une sensibilité plus élevée dans toutes les directions. La forme de charnière flexible influence également la fréquence naturelle de la plate-forme, la plate-forme de charnière à angle droit ayant la plus petite fréquence naturelle et la plate-forme de charnière triangulaire ayant le plus grand. Le cercle parfait et les charnières flexibles de l'ellipse présentent une flexibilité similaire en termes de fréquence naturelle. Compte tenu des performances de différentes plates-formes de charnière flexibles, la plate-forme de charnière circulaire montre de meilleures performances globales.

Les établissements de positionnement des micro-nano-nano jouent un rôle crucial dans divers domaines tels que l'usinage de précision, la mesure de précision, l'ingénierie des microélectroniques, la bio-ingénierie, les nanosciences et la technologie. Ces plates-formes nécessitent une précision de positionnement de micro-nano-nano, une excellente stabilité, une rigidité et une réponse rapide. Les mécanismes conformes, qui utilisent des charnières flexibles au lieu de paires cinématiques traditionnelles, sont devenues un nouveau type de structure de transmission. Ils utilisent la déformation élastique des charnières flexibles pour transmettre le mouvement et la force, offrant des avantages tels qu'aucune frottement mécanique, pas d'écart, une sensibilité élevée au mouvement et un traitement simple. Les mécanismes conformes sont particulièrement adaptés aux mécanismes de transmission dans le domaine du positionnement de précision. Le mécanisme conforme fonctionne en étroite collaboration avec le mécanisme parallèle, qui renforce et complète les avantages et les inconvénients du mécanisme conforme. La combinaison des deux peut répondre aux exigences en matière de fonctionnement de précision et de positionnement, y compris une résolution de mouvement élevée, une réponse rapide et une petite taille. La structure parallèle est plus compacte et prend moins d'espace par rapport à la structure de la série. En conclusion, les mécanismes parallèles conformes offrent des avantages tels qu'une haute précision, une rigidité élevée, une structure compacte, une bonne symétrie, une grande vitesse, une grande charge auto-poids et de bonnes performances dynamiques. Étant donné que la plate-forme de micro-positionnement repose sur la déformation des charnières flexibles, le choix de la forme charnière joue un rôle crucial dans sa performance. Cette étude vise à concevoir quatre mécanismes parallèles différents conformes à 3 RRR avec des charnières flexibles et à comparer leurs caractéristiques statiques et dynamiques à l'aide d'un logiciel d'analyse par éléments finis. Les résultats de cette analyse fournissent un aperçu de la sélection de la forme de charnière flexible pour les mécanismes parallèles conformes.