Comparație performanță a platformelor de micro-poziționare trei grade-de-libertate pentru o circulară perfectă, 1

Abstract:

Acest studiu se concentrează pe analizarea influenței diferitelor forme de balamale flexibile asupra performanței unei platforme de micro-poziționare. Caracteristicile statice și dinamice ale platformelor cu cerc perfect, elipsă, unghi drept și balamale flexibile triunghiulare sunt comparate folosind software -ul cu elemente finite ANSYS. Următoarele concluzii sunt trase din analiză: diferite platforme prezintă diferite niveluri de flexibilitate, platforma cu balamale cu unghi drept fiind cea mai flexibilă și platforma triunghiulară de balamale fiind cea mai puțin flexibilă. Cercul perfect și balamalele flexibile elipse au o flexibilitate similară. Forma de balamale afectează în mod semnificativ performanța mișcării platformei, platforma de balamale flexibile cu unghi drept având un unghi de rotație mai mic în comparație cu alte platforme. Există diferențe de sensibilitate la deplasare între diferitele platforme de balamale, platforma circulară cu balamale prezintă o sensibilitate mai mare în toate direcțiile. Forma cu balamală flexibilă influențează, de asemenea, frecvența naturală a platformei, platforma cu balamale cu unghi drept având cea mai mică frecvență naturală și platforma triunghiulară cu balamale având cea mai mare. Cercul perfect și balamalele flexibile elipse prezintă o flexibilitate similară în ceea ce privește frecvența naturală. Având în vedere performanța diferitelor platforme de balamale flexibile, platforma circulară de balamale demonstrează o performanță generală mai bună.

Băncile de funcționare la nivel micro-nano joacă un rol crucial în diferite domenii, cum ar fi prelucrarea de precizie, măsurarea preciziei, inginerie microelectronică, bioinginerie, nanoștiință și tehnologie. Aceste platforme necesită o precizie de poziționare la nivel micro-nano, stabilitate excelentă, rigiditate și răspuns rapid. Au apărut mecanisme compatibile, care utilizează balamale flexibile în loc de perechi cinematice tradiționale, au apărut ca un nou tip de structură de transmisie. Ele folosesc deformarea elastică a balamalelor flexibile pentru a transmite mișcare și forță, oferind avantaje precum nici o frecare mecanică, fără decalaj, sensibilitate la mișcare ridicată și o prelucrare simplă. Mecanismele conforme sunt deosebit de potrivite pentru mecanismele de transmisie în domeniul poziționării de precizie. Mecanismul compatibil funcționează îndeaproape cu mecanismul paralel, care întărește și completează avantajele și dezavantajele mecanismului conform. Combinația dintre cei doi poate îndeplini cerințele pentru funcționarea și poziționarea de precizie, inclusiv rezoluție de mișcare ridicată, răspuns rapid și dimensiuni mici. Structura paralelă este mai compactă și ocupă mai puțin spațiu în comparație cu structura seriei. În concluzie, mecanismele paralele conforme oferă avantaje precum precizie ridicată, rigiditate ridicată, structură compactă, simetrie bună, viteză mare, sarcină mare de auto-greutate și performanțe dinamice bune. Deoarece platforma de micro-poziționare se bazează pe deformarea balamalelor flexibile, alegerea formei de balamale joacă un rol crucial în performanța sa. Acest studiu își propune să proiecteze patru mecanisme paralele diferite conforme cu 3 rRR cu balamale flexibile și să compare caracteristicile lor statice și dinamice folosind software-ul de analiză a elementelor finite. Rezultatele acestei analize oferă informații despre selecția formei de balamale flexibile pentru mecanisme paralele conforme.