Confronto delle prestazioni di piattaforme di micro-posizionamento a tre gradi di libertà per la circolare perfetta, 1

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Questo studio si concentra sull'analisi dell'influenza di diverse forme di cerniera flessibili sulle prestazioni di una piattaforma di micro-posizionamento. Le caratteristiche statiche e dinamiche delle piattaforme con cerchio perfetto, ellisse, angolo retto e cerniere flessibili triangolari vengono confrontate utilizzando il software ad elementi finiti ANSYS. Le seguenti conclusioni sono tratte dall'analisi: diverse piattaforme presentano livelli variabili di flessibilità, con la piattaforma di cerniera ad angolo destro che è la piattaforma di cerniera triangolare e la piattaforma di cerniera triangolare è la meno flessibile. Il cerchio perfetto e le cerniere flessibili Ellisse hanno una flessibilità simile. La forma di cerniera influisce significativamente sulle prestazioni di movimento della piattaforma, con la piattaforma di cerniera flessibile ad angolo retto che ha un angolo di rotazione inferiore rispetto ad altre piattaforme. Ci sono differenze nella sensibilità allo spostamento tra le diverse piattaforme di cerniera, con la piattaforma di cerniera circolare che mostra una maggiore sensibilità in tutte le direzioni. La forma di cerniera flessibile influenza anche la frequenza naturale della piattaforma, con la piattaforma di cerniera ad angolo destro che ha la più piccola frequenza naturale e la piattaforma di cerniera triangolare con la più grande. Il cerchio perfetto e le cerniere flessibili Ellisse mostrano una simile flessibilità in termini di frequenza naturale. Considerando le prestazioni di diverse piattaforme di cerniera flessibili, la piattaforma di cerniera circolare dimostra migliori prestazioni complessive.

I banchi di lavoro di posizionamento a livello micro-nano svolgono un ruolo cruciale in vari campi come la lavorazione di precisione, la misurazione della precisione, l'ingegneria microelettronica, la bioingegneria, le nanoscienze e la tecnologia. Queste piattaforme richiedono precisione di posizionamento a livello micro-nano, eccellente stabilità, rigidità e risposta rapida. I meccanismi conformi, che utilizzano cerniere flessibili anziché coppie cinematiche tradizionali, sono emersi come un nuovo tipo di struttura di trasmissione. Utilizzano la deformazione elastica di cerniere flessibili per trasmettere movimento e forza, offrendo vantaggi come l'attrito meccanico, nessun divario, alta sensibilità al movimento e semplice elaborazione. I meccanismi conformi sono particolarmente adatti per i meccanismi di trasmissione nel campo del posizionamento di precisione. Il meccanismo conforme funziona a stretto contatto con il meccanismo parallelo, che rafforza e completa i vantaggi e gli svantaggi del meccanismo conforme. La combinazione dei due può soddisfare i requisiti per il funzionamento e il posizionamento di precisione, tra cui una risoluzione elevata del movimento, una risposta rapida e dimensioni ridotte. La struttura parallela è più compatta e occupa meno spazio rispetto alla struttura della serie. In conclusione, i meccanismi paralleli conformi offrono vantaggi come alta precisione, alta rigidità, struttura compatta, buona simmetria, alta velocità, grande carico di autoconferenza e buone prestazioni dinamiche. Poiché la piattaforma di micro-posizionamento si basa sulla deformazione di cardini flessibili, la scelta della forma di cerniera svolge un ruolo cruciale nelle sue prestazioni. Questo studio mira a progettare quattro diversi meccanismi paralleli conformi a 3 RRR con cerniere flessibili e confrontare le loro caratteristiche statiche e dinamiche utilizzando il software di analisi ad elementi finiti. I risultati di questa analisi forniscono approfondimenti sulla selezione della forma di cerniera flessibile per meccanismi paralleli conformi.