Design e otimização experimental de plataforma guia flexível com baixo desempenho parasitário equilibrado

ZHENG Chengxin ,  

SUN Xiaoqing ,  

SUN Zhihong ,  

MIAO Yijie ,  

HOU Xiusong ,  

摘要

Inspirado pelo movimento dos membros posteriores do sapo e pela estrutura simétrica, propõe-se uma plataforma de guia de ferramenta flexível que concilia longo curso e alta frequência de trabalho, resolvendo o problema do curto curso de trabalho na atuação direta e da baixa frequência de trabalho na amplificação. Primeiro, propõe-se um modelo preliminar da plataforma de guia flexível, determinando o comprimento dos membros importantes. Em seguida, é realizado um projeto de otimização multitarget para o modelo preliminar utilizando análise de elementos finitos, adotando o método de peso de entropia e o método TOPSIS para classificação. Com base nisso, realiza-se a otimização topológica estrutural sob múltiplas condições através de análise de elementos finitos. Por fim, um protótipo de teste usinado é utilizado para testes experimentais. Os resultados da análise e dos testes mostram que a taxa de ampliação da plataforma é 4,67, o curso máximo pode atingir cerca de 90 μm, e a frequência natural de primeira ordem é de 1765 Hz, realizando movimento de longo curso e alta frequência; ao mesmo tempo, a resolução da plataforma alcança o nível submicrométrico, e o erro de rastreamento da trajetória é de cerca de 2%. Combinando os resultados da simulação e dos testes experimentais, a plataforma de guia de ferramenta flexível proposta pode realizar movimento de guia preciso.

关键词

mecanismo flexível; acionamento piezoelétrico; longo curso; alta frequência; deslocamento parasitário

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